CN113977000A - 一种型材张力波动检测工艺及操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种型材张力波动检测工艺及操作方法，本发明具体涉及张力控制技术领域，在型材切割过程中，通过张力检测对波动的张力值进行实时准确的检测，并将检测到的信号经过A/D转换和公式换算后转化为实时的张力值，并将张力值传给上位机进行显示，同时，控制器把实际张力值与设定的恒定张力值进行比较计算，得出张力的变化量，并通过PI调节对步进电机进行控制，从而带动机床的丝杆和滑块导轮左右移动，如果检测张力小，那么就增大上线臂的长度，如果张力大，那么就减小上线臂的长度，使张力偏差值通过趋近于零，采用PI比例积分调节对型材切割过程的实时张力值进行控制的方法，能够对系统张力变化进行补偿，系统实时性强。
Description
技术领域
本发明具体涉及张力控制技术领域，具体是一种型材张力波动检测工艺及操作方法。
背景技术
型材(extrudate)是铁或钢以及具有一定强度和韧性的材料(如塑料、铝、玻璃纤维等)通过轧制，挤出，铸造等工艺制成的具有一定几何形状的物体。
型材在进行切割的过程中，由于受到较多因素的影响会导致加工精度的降低，如加工进给速度、切割张力的变化等，而现阶段没有足够有效的对于切割过程中张力变化的检测工艺并进行有效控制，容易导致加工精度降低，型材表面粗糙度不达标等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种型材张力波动检测工艺及操作方法，以解决上述背景技术中提出的型材在进行切割的过程中，由于受到较多因素的影响会导致加工精度的降低，如加工进给速度、切割张力的变化等，而现阶段没有足够有效的对于切割过程中张力变化的检测工艺并进行有效控制，容易导致加工精度降低，型材表面粗糙度不达标等问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种型材张力波动检测工艺及操作方法，包括以下步骤：
步骤1：基础装置选用；
步骤2：基础装置改装；
步骤3：匀丝；
步骤4：张力检测；
步骤5：张力均衡控制。
优选的，所述的步骤1：基础装置选用，所用基本的加工装置为杭州华方数控机床有限公司的HF320D大锥度线切割机床。
优选的，所述的步骤1，采用长度为200m，直径为0.25mm的金刚石线，切割机床的丝速控制在6m/s，丝筒匀加速时间为0.5s，丝筒匀减速时间为0.5s，初始张力控制为7N。
优选的，所述的步骤2：基础装置改装，在切割机床的张力导轮上安装张力传感器，并通过螺栓连接固定。
优选的，所述的步骤3：匀丝，将金刚石线均匀缠绕在机床的丝筒上，上丝后采用匀丝手轮进行匀丝，通过张力传感器采集型材切割过程中的张力。
优选的，所述的步骤4：张力检测，张力传感器将张力大小传送到放大电路进行处理。
优选的，所述的步骤4，张力信号采用电阻应变式传感器转换为电信号，经过HX711模块电路放大和A/D转换后传送给89C51下位机，再将采集数据通过MAX232传送给上位机PC端进行存储和显示。
优选的，所述的步骤4，采集的数据再次通过A/D转换后用主程序中的算法进行运算，对张力进行输出和反馈控制，上位机利用Labview软件建立张力显示界面来观察实时的张力值。
优选的，所述的步骤5：张力均衡控制，通过对型材切割过程张力的准确检测，检测到张力的变化，通过PI调节对步进电机进行控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中，在型材切割过程中，通过张力检测对波动的张力值进行实时准确的检测，并将检测到的信号经过A/D转换和公式换算后转化为实时的张力值，并将张力值传给上位机进行显示，同时，控制器把实际张力值与设定的恒定张力值进行比较计算，得出张力的变化量，并通过PI调节对步进电机进行控制，从而带动机床的丝杆和滑块导轮左右移动，如果检测张力小，那么就增大上线臂的长度，如果张力大，那么就减小上线臂的长度，使张力偏差值通过趋近于零。通过PI调节器的调节作用使步进电机控制张力达到静态无差，从而实现张力的实时迅速反应，趋近于设定张力值，采用PI比例积分调节对型材切割过程的实时张力值进行控制的方法，能够对系统张力变化进行补偿，系统实时性强，响应速度快。不仅能确保切割过程中张力恒定，还可降低控制系统的复杂性，使得控制系统简洁可靠，能够满足高速往复线切割系统张力控制的要求，提高了切割的稳定性和加工效率，改善了型材的表面粗糙度并提高了加工精度的一致性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，一种型材张力波动检测工艺及操作方法，包括以下步骤：
步骤1：基础装置选用；
步骤2：基础装置改装；
步骤3：匀丝；
步骤4：张力检测；
步骤5：张力均衡控制。
优选的，所述的步骤1：基础装置选用，所用基本的加工装置为杭州华方数控机床有限公司的HF320D大锥度线切割机床。
优选的，所述的步骤1，采用长度为200m，直径为0.25mm的金刚石线，切割机床的丝速控制在6m/s，丝筒匀加速时间为0.5s，丝筒匀减速时间为0.5s，初始张力控制为7N。
优选的，所述的步骤2：基础装置改装，在切割机床的张力导轮上安装张力传感器，并通过螺栓连接固定。
优选的，所述的步骤3：匀丝，将金刚石线均匀缠绕在机床的丝筒上，上丝后采用匀丝手轮进行匀丝，通过张力传感器采集型材切割过程中的张力。
优选的，所述的步骤4：张力检测，张力传感器将张力大小传送到放大电路进行处理。
优选的，所述的步骤4，张力信号采用电阻应变式传感器转换为电信号，经过HX711模块电路放大和A/D转换后传送给89C51下位机，再将采集数据通过MAX232传送给上位机PC端进行存储和显示。
优选的，所述的步骤4，采集的数据再次通过A/D转换后用主程序中的算法进行运算，对张力进行输出和反馈控制，上位机利用Labview软件建立张力显示界面来观察实时的张力值。
优选的，所述的步骤5：张力均衡控制，通过对型材切割过程张力的准确检测，检测到张力的变化，通过PI调节对步进电机进行控制。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种型材张力波动检测工艺及操作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：基础装置选用；
步骤2：基础装置改装；
步骤3：匀丝；
步骤4：张力检测；
步骤5：张力均衡控制。
2.根据权利要求1所述的一种型材张力波动检测工艺及操作方法，其特征在于：所述的步骤1：基础装置选用，所用基本的加工装置为杭州华方数控机床有限公司的HF320D大锥度线切割机床。
3.根据权利要求2所述的一种型材张力波动检测工艺及操作方法，其特征在于：所述的步骤1，采用长度为200m，直径为0.25mm的金刚石线，切割机床的丝速控制在6m/s，丝筒匀加速时间为0.5s，丝筒匀减速时间为0.5s，初始张力控制为7N。
4.根据权利要求1所述的一种型材张力波动检测工艺及操作方法，其特征在于：所述的步骤2：基础装置改装，在切割机床的张力导轮上安装张力传感器，并通过螺栓连接固定。
5.根据权利要求1所述的一种型材张力波动检测工艺及操作方法，其特征在于：所述的步骤3：匀丝，将金刚石线均匀缠绕在机床的丝筒上，上丝后采用匀丝手轮进行匀丝，通过张力传感器采集型材切割过程中的张力。
6.根据权利要求1所述的一种型材张力波动检测工艺及操作方法，其特征在于：所述的步骤4：张力检测，张力传感器将张力大小传送到放大电路进行处理。
7.根据权利要求6所述的一种型材张力波动检测工艺及操作方法，其特征在于：所述的步骤4，张力信号采用电阻应变式传感器转换为电信号，经过HX711模块电路放大和A/D转换后传送给89C51下位机，再将采集数据通过MAX232传送给上位机PC端进行存储和显示。
8.根据权利要求7所述的一种型材张力波动检测工艺及操作方法，其特征在于：所述的步骤4，采集的数据再次通过A/D转换后用主程序中的算法进行运算，对张力进行输出和反馈控制，上位机利用Labview软件建立张力显示界面来观察实时的张力值。
9.根据权利要求1所述的一种型材张力波动检测工艺及操作方法，其特征在于：所述的步骤5：张力均衡控制，通过对型材切割过程张力的准确检测，检测到张力的变化，通过PI调节对步进电机进行控制。
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2021
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