一種變口徑管磨粒流超精密拋光測控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種變口徑管磨粒流超精密拋光測控系統(tǒng)，應(yīng)用于液壓站上，包括直線位移測控單元、流量測控單元、壓力測控單元、溫度測控單元，直線位移測控單元由第一限位開關(guān)、第二限位開關(guān)、鋼制指針、光柵尺及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，鋼制指針安裝于第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)之間，所述光柵尺位于所述鋼制指針的側(cè)方并與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，用于檢測位移測量信號(hào)，并將位移測量信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本實(shí)用新型公開的測控系統(tǒng)，可以對(duì)變口徑管等密閉空間的零件光整加工，使磨料與變口徑管通道實(shí)現(xiàn)碰撞接觸，實(shí)現(xiàn)磨粒流超精密拋光。
【專利說明】一種變口徑管磨粒流超精密拋光測控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及變口徑管超精密拋光領(lǐng)域，尤其涉及一種變口徑管磨粒流超精密拋光測控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在軍事及民用領(lǐng)域，許多關(guān)鍵零件存在特殊通道，如變口徑管，其表面質(zhì)量往往決定整體使用性能，也因此對(duì)變口徑管的表面粗糙度提出了極高的要求。
[0003]隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)零件表面的微觀幾何精度及表面粗糙度提出了越來越高的要求，以減少零件的磨損、提高其配合精度、提高疲勞強(qiáng)度及耐腐蝕性等性能，從而推動(dòng)了光整加工技術(shù)的快速發(fā)展。
[0004]近年來，在國防高技術(shù)武器裝備的輕型化、小型化及微型化的發(fā)展趨勢下，軍事裝備中的坦克發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴、車輛噴油嘴、衛(wèi)星姿態(tài)測控系統(tǒng)中的許多微小孔及交叉內(nèi)孔、各制式的武器系統(tǒng)中的槍炮管內(nèi)細(xì)微膛線的高精度成形加工，已成為超精密加工領(lǐng)域急需解決的問題，但目前的加工法卻不能有效的改善其表面精修效果。比如，坦克發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴微孔零件表面要求達(dá)到微米級(jí)的表面粗糙度，目前常用的加工方法是采用電火花機(jī)床打孔后，后續(xù)無任何超精密加工工序，因而零件的表面粗糙度很難達(dá)到微米至納米級(jí)的加工要求，而此類零件的最終光整加工又是一項(xiàng)勞動(dòng)強(qiáng)度大且不易測控的生產(chǎn)過程。對(duì)于微小孔的精拋加工及交叉孔的去毛刺、異形深孔與微小孔槽或管內(nèi)較復(fù)雜的模具自由曲面的表面精加工問題，人工耗費(fèi)的加工時(shí)間過長且受到加工深度的限制，是常規(guī)加工方法無法實(shí)現(xiàn)的，而磨粒流加工技術(shù)為上述技術(shù)難題提供了有效解決方案。
[0005]磨粒流數(shù)控機(jī)床已經(jīng)應(yīng)用于航天、航空、電子、汽車、模具、紡織機(jī)械、汽輪機(jī)等制造業(yè)中關(guān)鍵零部件的倒圓角、去毛刺、拋光等工藝。由于磨料介質(zhì)在壓力作用下流動(dòng)，所以它所流過的任何通道都將被光整，尤其是對(duì)于那些常用工具很難觸及的零件內(nèi)腔及微小孔的精加工與交叉孔的去毛刺、倒圓角等問題，磨粒流數(shù)控機(jī)床的優(yōu)越性更為突出。可以加工諸多金屬材料、玻璃、硬塑料和陶瓷等硬脆性材料。較少的材料去除量和較少的加工時(shí)間；在不破壞零件原有形狀精度的前提下，達(dá)到較高的尺寸精度；磨粒流介質(zhì)基本上沒有損失，還可重復(fù)使用，且具有較長使用壽命。選擇磨料流光整加工代替手工拋光，可以大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，生產(chǎn)效率也會(huì)提高，并能確保產(chǎn)品加工的一致性、均勻性。
[0006]為了突破變口徑通道等異型表面的光整加工的瓶頸，國內(nèi)外提出了一種超精密拋光技術(shù)，磨粒流拋光，可以使流體磨料顆粒與被加工表面碰撞，去除毛刺并可倒圓角，實(shí)現(xiàn)微量去除。目前對(duì)于磨粒流加工技術(shù)主要集中在理論研究尤其在對(duì)其固液兩相精密加工機(jī)理的分析。
[0007]目前，對(duì)于流體拋光的檢測的應(yīng)用領(lǐng)域中，在工程實(shí)際中最有效的方法是利用某種儀器來測量管內(nèi)流體的實(shí)際流態(tài)。流態(tài)的檢測方法根據(jù)原理分為直接測量法與間接測量法。
[0008]所述的流態(tài)檢測方法具有較大的局限性，難以滿足實(shí)際工程的需要。對(duì)于變口徑管等密閉空間無法用直接測量法來獲得流態(tài)參數(shù)，在間接測量法中，在變口徑管的微小流道內(nèi)，以及湍流的突出特點(diǎn)表現(xiàn)為流速壓力等動(dòng)力特征是紊亂無序的脈動(dòng)，無法用簡單的空間和時(shí)間參數(shù)進(jìn)行完整的分析，因此很難測得加工過程中的動(dòng)態(tài)參數(shù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種變口徑管磨粒流超精密拋光測控系統(tǒng)，可對(duì)變口徑管磨粒流加工過程進(jìn)行機(jī)械測控和自動(dòng)化測控。
[0010]該系統(tǒng)包括:一種變口徑管磨粒流超精密拋光測控系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)機(jī)械測控，也可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測控，包括直線位移測控單元、流量測控單元、壓力測控單元、溫度測控單元，直線位移測控單元由第一限位開關(guān)、第二限位開關(guān)、鋼制指針、光柵尺及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，鋼制指針安裝于第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)之間，所述光柵尺位于所述鋼制指針的側(cè)方并與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，用于檢測位移測量信號(hào)，并將位移測量信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過限位開關(guān)、鋼制指針、換向閥組和繼電器電路可使液壓缸和磨料缸在指定行程內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械測控；通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)指定位移，利用光柵尺在線測量功能實(shí)時(shí)反饋位移測量信號(hào)，直至達(dá)到指定位移，通過換向閥組實(shí)現(xiàn)循環(huán)往復(fù)直線移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)直線位移的自動(dòng)化測控。
[0011]在液壓站的進(jìn)出油口安裝流量傳感器組，用來測量液壓站進(jìn)出口流量，包括安裝在第一液壓缸上的第一流量傳感器和安裝在第二液壓缸上的第二流量傳感器，所述第一流量傳感器、第二流量傳感器分別連接到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述液壓站上的進(jìn)出油口上還安裝有比例溢流閥組，可通過安裝于液壓站上的比例溢流閥組調(diào)節(jié)流量，實(shí)現(xiàn)流量的機(jī)械測控；通過流量傳感器組和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)液壓站的進(jìn)出口流量，實(shí)現(xiàn)流量的自動(dòng)化測控。
[0012]在第一磨料缸和變口徑管之間分別安放第一壓力傳感器和第一溫度傳感器，在第二磨料缸和變口徑管之間分別安放第二壓力傳感器和第二溫度傳感器，第一壓力傳感器、第二壓力傳感器用來測量變口徑管進(jìn)出口壓力，第一壓力傳感器、第二壓力傳感器分別與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，第一溫度傳感器、第二溫度傳感器用來測量變口徑管進(jìn)出口溫度，第一溫度傳感器、第二溫度傳感器分別與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。通過安裝于液壓站上的比例伺服閥組調(diào)節(jié)壓力，實(shí)現(xiàn)壓力的機(jī)械測控；通過壓力傳感器組和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)液壓站的進(jìn)出口壓力，實(shí)現(xiàn)壓力的自動(dòng)化測控。通過溫度傳感器的數(shù)顯讀數(shù)，利用溫度補(bǔ)償裝置機(jī)械設(shè)定加工溫度，實(shí)現(xiàn)溫度的機(jī)械測控；通過溫度傳感器組和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及溫度補(bǔ)償裝置構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫度，實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)化測控。
[0013]具有磨粒流加工過程中的直線位移測控功能；機(jī)械測控方案是在第一液壓缸和第一磨料缸的剛性連桿上安裝鋼制指針，鋼制指針與第一限位開關(guān)接觸，觸發(fā)第一繼電器
(41)，液壓站上第一換向閥(341)得電，使第一液壓缸帶動(dòng)第一磨料缸向前移動(dòng)，磨粒流通過軟性連管進(jìn)入變口徑管進(jìn)行研磨加工。同時(shí)，在壓力的作用下，第二磨料缸帶動(dòng)第二液壓缸向后移動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)到一定行程后，鋼制指針與第二限位開關(guān)接觸，此時(shí)觸發(fā)第二繼電器
(42)，液壓站上第二換向閥(342)得電，液壓站上第一換向閥(341)斷電，使第二液壓缸帶動(dòng)第二磨料缸向前移動(dòng)，磨粒流通過軟性連管進(jìn)入變口徑管進(jìn)行研磨加工，在壓力的作用下，第一磨料缸帶動(dòng)第一液壓缸向后移動(dòng)，當(dāng)鋼制指針與第一限位開關(guān)接觸后，完成I次加工循環(huán)。根據(jù)實(shí)際加工需求，可進(jìn)行多次循環(huán)加工。自動(dòng)測控方案是通過工控機(jī)設(shè)定加工行程，在第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)之間安放光柵尺，鋼制指針默認(rèn)在限位開關(guān)I處。系統(tǒng)啟動(dòng)后，觸發(fā)第一繼電器(41),液壓站上第一換向閥得電，第一液壓缸帶動(dòng)第一磨料缸向前移動(dòng)，磨粒流通過軟性連管進(jìn)入變口徑管進(jìn)行研磨加工，當(dāng)指針達(dá)到指定的位置后，光柵尺向數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)放送指令，系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲得當(dāng)前位移，當(dāng)達(dá)到系統(tǒng)指定位移后，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過串口通訊的方式向工控機(jī)發(fā)送到達(dá)指令，當(dāng)接收到到達(dá)指令后，系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)送反向移動(dòng)指令，觸發(fā)第二繼電器(42)，液壓站上第二換向閥(342)得電，液壓站上第一換向閥(341)斷電，使第二液壓缸帶動(dòng)第二磨料缸向前移動(dòng)，磨粒流通過軟性連管進(jìn)入變口徑管進(jìn)行研磨加工，在壓力的作用下，第一磨料缸帶動(dòng)第一液壓缸向后移動(dòng)，當(dāng)鋼制指針達(dá)到指定位移后，觸發(fā)第一繼電器(41)，繼續(xù)下一次加工循環(huán)。
[0014]具有磨粒流加工過程中的流量測控功能；為實(shí)現(xiàn)勻速加工，需使加工過程中的在同一時(shí)間內(nèi)在相同截面上的磨粒流流量一致。系統(tǒng)設(shè)定工作流量后，流量值通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，第三繼電器(43)得電，第一流量傳感器(131)測量通道內(nèi)流量，通過第一比例溢流閥(331)的測控加工流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨粒流加工流量的測控；在加工過程中，受加工零件口徑變化等因素的影響，流量會(huì)有變化。加工過程中，第四繼電器
(44)得電，第二流量傳感器(132)測量返回液壓站液壓油的流量，第二比例溢流閥(332)將流回液壓站的液壓油流量測試數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將流量返回給工控機(jī)，此時(shí)需將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。第一比例溢流閥(331)、第二比例溢流閥(332)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和工控機(jī)形成閉環(huán)測控，通過相應(yīng)補(bǔ)償算法，實(shí)現(xiàn)流量的測控。另可手動(dòng)調(diào)節(jié)比例溢流閥實(shí)現(xiàn)機(jī)械方式測控加工流量。
[0015]具有磨粒流加工過程中的壓力測控功能；系統(tǒng)所采用的壓力傳感器具有數(shù)顯功能，可實(shí)時(shí)顯示變口徑管進(jìn)出口壓力值；系統(tǒng)設(shè)定加工壓力后，第五繼電器(45)得電，壓力通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)測控第一壓力傳感器(124)，第一壓力傳感器(121)與第一比例伺服閥(321)的測控，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨粒流加工壓力的測控；在加工過程中，受摩擦阻力等因素的影響，壓力會(huì)有損失；加工過程中，第六繼電器(46)得電，第二比例伺服閥(322)工作，將負(fù)載壓力測試數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將返回給工控機(jī)，此時(shí)需將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。第一比例伺服閥(321)、第二比例伺服閥(322)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和工控機(jī)形成閉環(huán)測控，通過相應(yīng)補(bǔ)償算法，實(shí)現(xiàn)壓力的測控，測控加工壓力恒定。另可手動(dòng)調(diào)節(jié)比例伺服閥實(shí)現(xiàn)機(jī)械方式測控加工壓力。
[0016]具有磨粒流加工過程中的溫度測控功能；溫度傳感器安裝于變口徑管的進(jìn)口和出口處，溫度傳感器具有數(shù)顯功能，可實(shí)時(shí)讀取所加工的變口徑管進(jìn)出口溫度。第一溫度傳感器(141)、第二溫度傳感器(142)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和工控機(jī)構(gòu)成閉環(huán)測控，通過串口通訊來檢測溫度，在通過溫度補(bǔ)償算法來測控加工溫度，通過溫度補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)溫度測控。
[0017]拆掉第一磨料缸和第二磨料缸之間的鏈接軟管，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)單向加工，即只利用一個(gè)液壓缸和一個(gè)磨粒流缸及變口徑管來實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的磨粒流加工。
[0018]安裝在液壓站上的流量傳感器、比例溢流閥組、比例伺服閥組、換向閥組，比例溢流閥配合流量傳感器組和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)流量測控，比例伺服閥配合壓力傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)壓力測控，換向閥可實(shí)現(xiàn)第一液壓缸和第二液壓缸對(duì)第一磨料缸和第二磨料缸的磨粒流加工方向的轉(zhuǎn)換測控。通過手動(dòng)調(diào)節(jié)比例伺服閥實(shí)現(xiàn)機(jī)械方式測控加工壓力，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)比例溢流閥實(shí)現(xiàn)機(jī)械方式測控加工流量。
[0019]電氣測控箱有系統(tǒng)啟動(dòng)、系統(tǒng)停止、循環(huán)啟動(dòng)、單向啟動(dòng)1、單向啟動(dòng)2、單向停止
1、單向停止2共七個(gè)按鈕和七個(gè)繼電器，內(nèi)有變壓器，接入380V電源直接對(duì)液壓站供電，通過變壓器可轉(zhuǎn)換為5V、12V、24V，滿足不同供電需求，可實(shí)現(xiàn)磨粒流的循環(huán)加工也可實(shí)現(xiàn)磨粒流的單向加工。
[0020]直線位移測控單元包括限位開關(guān)組、光柵尺、數(shù)據(jù)采集卡、繼電器組，通過接觸測量和數(shù)字化測試方式實(shí)現(xiàn)位移測控；系統(tǒng)可機(jī)械或自動(dòng)的設(shè)定加工位移(加工行程)，實(shí)現(xiàn)多次循環(huán)加工。限位開關(guān)組或光柵尺與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工控機(jī)形成閉環(huán)測控。
[0021]流量測控單元包括繼電器組、流量傳感器組、比例溢流閥組實(shí)現(xiàn)流量的自動(dòng)測控，也可通過安裝于液壓站上的比例溢流閥組來機(jī)械(手動(dòng))調(diào)節(jié)加工流量。流量傳感器、比例溢流閥組和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工控機(jī)形成閉環(huán)測控。
[0022]壓力測控單元包括繼電器組、壓力傳感器組、比例伺服閥組實(shí)現(xiàn)壓力的自動(dòng)測控，也可通過安裝于液壓站上的比例伺服閥組來機(jī)械(手動(dòng))調(diào)節(jié)加工流量。壓力傳感器、比例伺服閥組和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工控機(jī)形成閉環(huán)測控。
[0023]溫度測控單元包括繼電器組和溫度傳感器組實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)測控，通過溫度傳感器組、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和工控機(jī)構(gòu)成閉環(huán)測控，通過串口通訊來檢測溫度，在通過溫度補(bǔ)償算法來測控加工溫度，通過溫度補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)溫度測控。
[0024]拆掉鏈接軟管，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)單向加工，即只利用一個(gè)液壓缸和一個(gè)磨粒流缸及變口徑管來實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的磨粒流加工。
[0025]進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)還包括與工控機(jī)連接的輸出設(shè)備和顯示設(shè)備。
[0026]本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案帶來的有益效果如下:本實(shí)用新型公開的變口徑管磨粒流超精密拋光測控系統(tǒng)，可以對(duì)變口徑管等密閉空間的零件精密拋光，使流體磨料粒與被加工通道表面形成碰撞微切削，提高變口徑管零件的加工效率和表面質(zhì)量，是一種造價(jià)低、成本低的超精密拋光加工的測控系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]為了更清楚的說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見的，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1為本實(shí)用新型所提供的一種變口徑管磨粒流循環(huán)超精密拋光測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本實(shí)用新型所提供的一種變口徑管磨粒流單向超精密拋光測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本實(shí)用新型所提供的傳感器組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖4為本實(shí)用新型所提供的測控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖5為本實(shí)用新型所提供的傳液壓站主要組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖6為本實(shí)用新型所提供的繼電器組及其與之相連的器件示意圖；
[0034]圖7為本實(shí)用新型所提供的電氣控制箱面板示意圖；[0035]圖8為本實(shí)用新型所提供的一種變口徑管磨粒流循環(huán)超精密拋光測控系統(tǒng)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，不是全部的實(shí)施例，基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
實(shí)施例
[0037]如圖1至圖8所示，該系統(tǒng)包括:在變口徑管磨粒流加工過程中，安裝在磨粒流通道上的用于獲取磨粒流加工參數(shù)的傳感器組1，所述傳感器組I的輸出端連接將所述磨粒流加工參數(shù)輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為可調(diào)的模擬信號(hào)輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)90 ；
[0038]測控系統(tǒng)2為變口徑管磨粒流超精密拋光控制系統(tǒng)的自動(dòng)測控部分，主要包括位移測控單元21，流量測控單元22，壓力測控單元23和溫度測控單元24 ；
[0039]液壓站3作為動(dòng)力源，為磨粒流加工系統(tǒng)提供動(dòng)力，主要包括流量傳感器組13，比例伺服閥組32，比例溢流閥組33和換向閥組34 ；
[0040]其中流量傳感器組13包括第一流量傳感器131、第二流量傳感器132 ；
[0041]比例伺服閥組32包括第一比例伺服閥321、第二比例伺服閥322 ；
[0042]比例溢流閥組33包括第一比例溢流閥331、第二比例溢流閥332 ；
[0043]換向閥組34包括第一換向閥341、第二換向閥342、第三換向閥343 ；
[0044]繼電氣組4包括第一繼電器41、第二繼電器42、第三繼電器43、第四繼電器44、第五繼電器45、第六繼電器46、第七繼電器47，其中第一繼電器41與第一換向閥341連接、第二繼電器42與第二換向閥342連接、第三繼電器43與第一流量傳感器131連接、第四繼電器44與第二流量傳感器132連接、第五繼電器45與第一壓力傳感器121連接、第六繼電器46與第二壓力傳感器122連接、第七繼電器47與第三換向閥343連接。
[0045]變口徑管99加工過程中，先觸發(fā)第七繼電器47使得第三換向閥343得電，在機(jī)械設(shè)定加工位移量后，第一液壓缸71和第一磨料缸61的鋼制連桿上安裝鋼制指針91，鋼制指針91與第一限位開關(guān)81接觸,觸發(fā)第一繼電器41,液壓站上的第一換向閥341得電,使第一液壓缸71帶動(dòng)第一磨料缸61向前移動(dòng)，磨粒流通過軟性連管進(jìn)入變口徑管進(jìn)行研磨加工。同時(shí)，在壓力的作用下，第二磨料缸72帶動(dòng)第二液壓缸62向后移動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)到一定行程后，鋼制指針91與第二限位開關(guān)82接觸，此時(shí)觸發(fā)第二繼電器42，液壓站上第二換向閥342得電，液壓站上第一換向閥341斷電，使第二液壓缸72帶動(dòng)第二磨料缸62向前移動(dòng)，磨粒流通過軟性連管進(jìn)入變口徑管進(jìn)行研磨加工，在壓力的作用下，第一磨料缸71帶動(dòng)第一液壓缸61向后移動(dòng)，當(dāng)鋼制指針91與第一限位開關(guān)81接觸后，完成I次加工循環(huán)。根據(jù)實(shí)際加工需求，可進(jìn)行多次循環(huán)加工。自動(dòng)測控方案是通過工控機(jī)設(shè)定加工行程，在第一限位開關(guān)81和第二限位開關(guān)82處安放光柵尺92，鋼制指針91默認(rèn)在第一限位開關(guān)81處。系統(tǒng)啟動(dòng)后，觸發(fā)第一繼電器41,液壓站上第一換向閥341得電,第一液壓缸71帶動(dòng)第一磨料缸61向前移動(dòng)，磨粒流通過軟性連管進(jìn)入變口徑管99進(jìn)行研磨加工，當(dāng)指針達(dá)到指定的位置后，光柵尺92向數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)90實(shí)時(shí)放送指令，系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)90獲得當(dāng)前位移，當(dāng)達(dá)到系統(tǒng)指定位移后，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)90通過串口通訊的方式向工控機(jī)發(fā)送到達(dá)指令，當(dāng)接收到到達(dá)指令后，系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)90發(fā)送反向移動(dòng)指令，觸發(fā)第二繼電器42，液壓站上第二換向閥342得電，液壓站上第一換向閥斷電，使第二液壓缸72帶動(dòng)第二磨料缸62向前移動(dòng)，磨粒流通過軟性連管進(jìn)入變口徑管進(jìn)行研磨加工，在壓力的作用下，第一磨料缸71帶動(dòng)弟一液壓缸61向后移動(dòng)，當(dāng)鋼制指針91達(dá)到指定位移后，出發(fā)弟一繼電器41，繼續(xù)下一次加工循環(huán)。
[0046]系統(tǒng)設(shè)定工作流量后，流量值通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，第一繼電器43得電，第一流量傳感器131測量通道內(nèi)流量，通過第一比例溢流閥331的測控加工流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨粒流加工流量的測控；在加工過程中，受加工零件口徑變化等因素的影響，流量會(huì)有變化。加工過程中，第四繼電器44得電，第二流量傳感器132測量返回液壓站液壓油的流量，第二比例溢流閥332將流回液壓站的液壓油流量測試數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將流量返回給工控機(jī)，此時(shí)需將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。第一比例溢流閥331、第二比例溢流閥332、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和工控機(jī)形成閉環(huán)測控，通過相應(yīng)補(bǔ)償算法，實(shí)現(xiàn)流量的測控。另可手動(dòng)調(diào)節(jié)比例溢流閥實(shí)現(xiàn)機(jī)械方式測控加工流量。
[0047]系統(tǒng)所采用的壓力傳感器具有數(shù)顯功能，可實(shí)時(shí)顯示變口徑管進(jìn)出口壓力值；系統(tǒng)設(shè)定加工壓力后，第五繼電器45得電，壓力通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)測控第一壓力傳感器121，第一壓力傳感器122與第一比例伺服閥321的測控，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨粒流加工壓力的測控；在加工過程中，受摩擦阻力等因素的影響，壓力會(huì)有損失；加工過程中，繼電器46得電，第二比例伺服閥322工作，將負(fù)載壓力測試數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將返回給工控機(jī)，此時(shí)需將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。第一比例伺服閥321、第二比例伺服閥322、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和工控機(jī)形成閉環(huán)測控，通過相應(yīng)補(bǔ)償算法，實(shí)現(xiàn)壓力的測控，測控加工壓力恒定。另可手動(dòng)調(diào)節(jié)比例伺服閥實(shí)現(xiàn)機(jī)械方式測控加工壓力。
[0048]溫度傳感器安裝于變口徑管的進(jìn)口和出口處，溫度傳感器具有數(shù)顯功能，可實(shí)時(shí)讀取所加工的變口徑管進(jìn)出口溫度。第一溫度傳感器141、第二溫度傳感器142、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和工控機(jī)構(gòu)成閉環(huán)測控，通過串口通訊來檢測溫度，在通過溫度補(bǔ)償算法來測控加工溫度，通過溫度補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)溫度測控。
[0049]電氣控制柜包含系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕、系統(tǒng)停止按鈕、換向啟動(dòng)按鈕、循環(huán)啟動(dòng)/停止按鈕、單向啟動(dòng)I按鈕、單向停止I按鈕、單向啟動(dòng)2按鈕和單向停止2按鈕。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)需首先按系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)停止工作時(shí)要按系統(tǒng)停止按鈕；若要進(jìn)行磨粒流加工前需啟動(dòng)換向啟動(dòng)按鈕，確保換向閥啟動(dòng)；循環(huán)啟動(dòng)/停止按鈕可實(shí)現(xiàn)磨粒流加工系統(tǒng)的循環(huán)加工，按一下系統(tǒng)啟動(dòng)，再按一下系統(tǒng)停止；單向啟動(dòng)按鈕和停止按鈕是實(shí)現(xiàn)單向磨粒流加工啟停按鈕，單向啟動(dòng)I按鈕是第一磨料缸前進(jìn)和后退按鈕，單向停止I按鈕第一磨料缸停止按鈕，單向啟動(dòng)2按鈕是第二磨料缸前進(jìn)和后退按鈕，單向停止2按鈕第二磨料缸停止按鈕；
[0050]系統(tǒng)進(jìn)行加工時(shí)，需首先進(jìn)行初始化設(shè)定，然后通過RS232-485的轉(zhuǎn)換是系統(tǒng)信號(hào)可讀，位移傳感器組讀取位移信號(hào)、流量傳感器組讀取流量、壓力傳感器組讀取壓力、溫度傳感器組讀取溫度，當(dāng)流量、壓力、溫度達(dá)到設(shè)定值后，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，若流量、壓力、溫度未達(dá)到設(shè)定值，系統(tǒng)將進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算直至達(dá)到設(shè)定值；當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到設(shè)定的加工循環(huán)次數(shù)后，系統(tǒng)停止加工。[0051]拆掉磨料缸和變口徑管的連接軟管，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)單向加工，即只利用一個(gè)液壓缸和一個(gè)磨粒流缸及變口徑管來實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的磨粒流加工。
[0052]變口徑管磨粒流超精密拋光測控系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括與工控機(jī)連接的輸出設(shè)備和顯設(shè)備94、電氣控制箱95。
[0053]本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案帶來的有益效果如下:本實(shí)用新型公開的變口徑管磨粒流超精密拋光測控系統(tǒng)，可以對(duì)變口徑管等密閉空間的零件精密拋光，使流體顆粒與加工表面形成無縫接觸，提高變口徑管零件的加工效率和表面質(zhì)量，是一種造價(jià)低、成本低的超精密拋光加工的測控系統(tǒng)。
[0054]以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，但本實(shí)用新型的特征并不局限于此，任何熟悉該項(xiàng)技術(shù)的人在本實(shí)用新型領(lǐng)域內(nèi)，可輕易想到的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在以下本實(shí)用新型的申請(qǐng)專利范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種變口徑管磨粒流超精密拋光測控系統(tǒng)，應(yīng)用于液壓站上，其特征在于，包括直線位移測控單元、流量測控單元、壓力測控單元、溫度測控單元，直線位移測控單元由第一限位開關(guān)、第二限位開關(guān)、鋼制指針、光柵尺及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，鋼制指針安裝于第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)之間，所述光柵尺位于所述鋼制指針的側(cè)方并與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，用于檢測位移測量信號(hào)，并將位移測量信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種變口徑管磨粒流超精密拋光測控系統(tǒng)，其特征在于，在液壓站的進(jìn)出油口安裝流量傳感器組，用來測量液壓站進(jìn)出口流量，包括安裝在第一液壓缸上的第一流量傳感器和安裝在第二液壓缸上的第二流量傳感器，所述第一流量傳感器、第二流量傳感器分別連接到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述液壓站上的進(jìn)出油口上還安裝有比例溢流閥組。
3.如權(quán)利要求1所述的一種變口徑管磨粒流超精密拋光測控系統(tǒng)，其特征在于，在第一磨料缸和變口徑管之間分別安放第一壓力傳感器和第一溫度傳感器，在第二磨料缸和變口徑管之間分別安放第二壓力傳感器和第二溫度傳感器，第一壓力傳感器、第二壓力傳感器用來測量變口徑管進(jìn)出口壓力，第一壓力傳感器、第二壓力傳感器分別與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，第一溫度傳感器、第二溫度傳感器用來測量變口徑管進(jìn)出口溫度，第一溫度傳感器、第二溫度傳感器分別與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。
4.如權(quán)利要求1所述的一種變口徑管磨粒流超精密拋光測控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括與工控機(jī)連接的輸出設(shè)備和顯示設(shè)備，所述輸出設(shè)備和顯示設(shè)備分別通過工控機(jī)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。
【文檔編號(hào)】B24B49/00GK203804790SQ201420147184
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】李俊燁, 張心明, 朱立峰, 趙偉宏, 劉薇娜, 楊立峰 申請(qǐng)人:長春理工大學(xué)