一種長(zhǎng)軸類自由鍛件軸向長(zhǎng)度測(cè)量與定位的伺服驅(qū)動(dòng)小車的制作方法
【專利摘要】一種長(zhǎng)軸類自由鍛件軸向長(zhǎng)度測(cè)量與定位的伺服驅(qū)動(dòng)小車，包括移動(dòng)小車，移動(dòng)小車配置在直線導(dǎo)軌上，直線導(dǎo)軌固定在工業(yè)鋁型材支架上，驅(qū)動(dòng)移動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)及測(cè)量自由鍛件軸向長(zhǎng)度均通過交流伺服主電機(jī)實(shí)現(xiàn)，交流伺服主電機(jī)由主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，并帶動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，槽輪帶動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)測(cè)量車沿直線導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)，鋼絲繩通過索具螺旋扣拉緊且采用閉環(huán)，通過交流伺服主電機(jī)自帶的編碼器獲得主電機(jī)旋轉(zhuǎn)圈數(shù)信息從而計(jì)算得到在鍛壓機(jī)上鍛造的熱態(tài)鍛件的軸向尺寸并形成閉環(huán)控制，利用轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)整綠光線狀激光器發(fā)射的線狀激光方位來(lái)對(duì)熱態(tài)鍛件進(jìn)行標(biāo)記定位，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)熱態(tài)鍛件軸向尺寸非接觸實(shí)時(shí)在線測(cè)量和定位，精度高，可靠性高。
【專利說(shuō)明】一種長(zhǎng)軸類自由鍛件軸向長(zhǎng)度測(cè)量與定位的伺服驅(qū)動(dòng)小車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于熱態(tài)鍛件尺寸檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種長(zhǎng)軸類自由鍛件軸向長(zhǎng)度測(cè)量與定位的伺服驅(qū)動(dòng)小車。

【背景技術(shù)】
[0002]大鍛件是制造重型機(jī)械和重大裝備的關(guān)鍵件和基礎(chǔ)件。隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快和大型鍛件的制造環(huán)境以及它加工后在重型裝備中的作用決定了保證制造質(zhì)量的難度和重要性。為了確保鍛件的制造精度，除了掌握溫度信息外還需實(shí)時(shí)的知道鍛件的尺寸參數(shù)，以合理決定鍛壓的壓力和判斷何時(shí)停止鍛壓。我國(guó)目前用鍛造水壓機(jī)生產(chǎn)的最長(zhǎng)軸類鍛件的長(zhǎng)度己達(dá)21m，在自由鍛造過程中，鍛造溫度通常高達(dá)1100-1250°C，并時(shí)刻伴隨著強(qiáng)震動(dòng)。熱態(tài)大鍛件軸向尺寸大、溫度高，采用人工的接觸式測(cè)量方法速度慢、精度低且工作環(huán)境差。采用激光測(cè)距傳感器來(lái)測(cè)量熱態(tài)鍛件軸向尺寸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，安裝調(diào)試難度大，因此實(shí)有必要采用新型的測(cè)量裝置對(duì)大型鍛件的尺寸進(jìn)行精確可靠的測(cè)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提出一種長(zhǎng)軸類自由鍛件軸向長(zhǎng)度測(cè)量與定位的伺服驅(qū)動(dòng)小車，可有效地實(shí)現(xiàn)熱態(tài)鍛件軸向尺寸非接觸實(shí)時(shí)在線測(cè)量和定位，測(cè)量定位精度高，響應(yīng)快，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:
[0005]一種長(zhǎng)軸類自由鍛件軸向長(zhǎng)度測(cè)量與定位的伺服驅(qū)動(dòng)小車，包括移動(dòng)小車2，移動(dòng)小車2配置在直線導(dǎo)軌10上，直線導(dǎo)軌10固定在工業(yè)鋁型材支架I上，并與鍛壓機(jī)4軸向平行，移動(dòng)小車2通過測(cè)量車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；
[0006]所述測(cè)量車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括第一控制電路板5,第一控制電路板5的輸入/輸出端與總控制模塊26無(wú)線連接，第一控制電路板5的輸出端與主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器6輸入端連接，主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器6的輸出端與交流伺服主電機(jī)7的控制端連接，交流伺服主電機(jī)7的輸出軸與槽輪8連接，鋼絲繩9繞在槽輪8和帶座滑輪25上，鋼絲繩9的一端與工業(yè)鋁型材框架16中的第一型材角件27直接連接，另一端與KOUD型索具螺旋扣的O形螺桿連接，索具螺旋扣U形螺桿與工業(yè)鋁型材框架16中的第二型材角件28連接，第一控制電路板5、主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器6、交流伺服主電機(jī)7均固定在工業(yè)鋁型材支架I的一端，帶座滑輪25固定連接在工業(yè)鋁型材支架I的另一端；
[0007]所述移動(dòng)小車2包括第二控制電路板18，第二控制電路版18的輸入/輸出端與總控制模塊26無(wú)線連接，第二控制電路板18的輸出端與轉(zhuǎn)盤伺服驅(qū)動(dòng)器19的輸入端和線狀激光器電源22的輸入端連接，轉(zhuǎn)盤伺服驅(qū)動(dòng)器19輸出端與轉(zhuǎn)盤伺服電機(jī)20的控制端連接，轉(zhuǎn)盤伺服電機(jī)20輸出軸與轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)21連接，轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)21固定連接工業(yè)鋁型材連接件23，工業(yè)鋁型材連接件23上固定安裝有綠光線狀激光器24 ;線狀激光器電源22輸出端與綠光線狀激光器24的電源接口連接，第二控制電路板18、轉(zhuǎn)盤伺服驅(qū)動(dòng)器19、線狀激光器電源22、轉(zhuǎn)盤伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)21均固定連接在工業(yè)鋁型材框架16上，工業(yè)鋁型材框架16通過連接板15和滑塊14連接，滑塊14與直線導(dǎo)軌10配合構(gòu)成滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副。
[0008]所述移動(dòng)小車2內(nèi)電源控制電路通過導(dǎo)線13與220V交流電源連接，電源控制電路設(shè)有繼電器17，繼電器17安置在工業(yè)鋁型材框架16上，導(dǎo)線13布置在工業(yè)鋁型材支架I內(nèi)側(cè)，且每隔一段距離就固定聯(lián)接一個(gè)導(dǎo)線掛環(huán)12，導(dǎo)線掛環(huán)12在金屬絲導(dǎo)軌11上滑動(dòng)，金屬絲導(dǎo)軌11兩端通過鋁型材角件固定。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下顯而易見的突出特點(diǎn):
[0010]1、該測(cè)量小車主要框架的基本構(gòu)件均采用輕質(zhì)的工業(yè)鋁型材，減少了加工量，實(shí)現(xiàn)了輕量化。
[0011]2、通過線狀激光對(duì)自由鍛件進(jìn)行標(biāo)記定位，能實(shí)現(xiàn)自由鍛件軸向長(zhǎng)度非接觸在線測(cè)量與定位。
[0012]3、驅(qū)動(dòng)移動(dòng)小車2運(yùn)動(dòng)及測(cè)量自由鍛件軸向長(zhǎng)度均通過交流伺服主電機(jī)7實(shí)現(xiàn)，通過伺服電機(jī)自帶編碼器反饋信息實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，并且鋼絲繩形成閉環(huán)，克服了由于移動(dòng)小車2的慣性所產(chǎn)生的位移。這樣就保證了移動(dòng)小車2運(yùn)動(dòng)的精確控制，從而自由鍛件軸向長(zhǎng)度測(cè)量與定位精度高，而且該測(cè)量小車響應(yīng)快，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，能實(shí)現(xiàn)自由鍛件軸向長(zhǎng)度實(shí)時(shí)測(cè)量與定位。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型的移動(dòng)小車2結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是本實(shí)用新型的工作狀態(tài)示意圖。
[0016]圖4是本實(shí)用新型的控制電路原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述:
[0018]參照?qǐng)D1、圖3，一種長(zhǎng)軸類自由鍛件軸向長(zhǎng)度測(cè)量與定位的伺服驅(qū)動(dòng)小車，包括移動(dòng)小車2，移動(dòng)小車2配置在直線導(dǎo)軌10上，直線導(dǎo)軌10固定在工業(yè)鋁型材支架I上，并與鍛壓機(jī)4軸向平行，移動(dòng)小車2通過測(cè)量車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0019]參照?qǐng)D1、圖4,所述測(cè)量車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括第一控制電路板5,第一控制電路板5的輸入/輸出端與總控制模塊26無(wú)線連接,第一控制電路板5的輸出端與主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器6輸入端連接，主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器6的輸出端與交流伺服主電機(jī)7的控制端連接，交流伺服主電機(jī)7的輸出軸與槽輪8采用鍵連接，鋼絲繩9繞在槽輪8和帶座滑輪25上，鋼絲繩9的一端與工業(yè)鋁型材框架16中的第一型材角件27直接連接，另一端與KOUD型索具螺旋扣的O形螺桿連接，索具螺旋扣U形螺桿與工業(yè)鋁型材框架16中的第二型材角件28連接，第一控制電路板5、主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器6、交流伺服主電機(jī)7均固定在工業(yè)招型材支架I的一端，帶座滑輪25固定連接在工業(yè)鋁型材支架I的另一端。
[0020]參照?qǐng)D1、圖2、圖4，所述移動(dòng)小車2包括第二控制電路板18，第二控制電路板18的輸入/輸出端與總控制模塊26無(wú)線連接,第二控制電路板18的輸出端與轉(zhuǎn)盤伺服驅(qū)動(dòng)器19的輸入端和線狀激光器電源22的輸入端連接，轉(zhuǎn)盤伺服驅(qū)動(dòng)器19輸出端與轉(zhuǎn)盤伺服電機(jī)20的控制端連接，轉(zhuǎn)盤伺服電機(jī)20輸出軸與轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)21連接，轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)21固定連接工業(yè)鋁型材連接件23，工業(yè)鋁型材連接件23上固定安裝有綠光線狀激光器24 ;線狀激光器電源22輸出端與綠光線狀激光器24的電源接口連接，第二控制電路板18、轉(zhuǎn)盤伺服驅(qū)動(dòng)器19、線狀激光器電源22、轉(zhuǎn)盤伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)21均固定連接在工業(yè)鋁型材框架16上，工業(yè)鋁型材框架16通過連接板15和滑塊14連接，滑塊14與直線導(dǎo)軌10配合構(gòu)成滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副。
[0021]參照?qǐng)D1，所述移動(dòng)小車2內(nèi)電源控制電路通過導(dǎo)線13與220V交流電源連接，電源控制電路設(shè)有繼電器17，繼電器17安置在工業(yè)鋁型材框架16上，導(dǎo)線13布置在工業(yè)鋁型材支架I內(nèi)側(cè)，且每隔一段距離就固定連接一個(gè)導(dǎo)線掛環(huán)12，導(dǎo)線掛環(huán)12在金屬絲導(dǎo)軌11上滑動(dòng)，金屬絲導(dǎo)軌11兩端通過鋁型材角件固定。
[0022]本實(shí)用新型的工作原理為:
[0023]驅(qū)動(dòng)移動(dòng)小車2運(yùn)動(dòng)及測(cè)量自由鍛件軸向長(zhǎng)度均通過交流伺服主電機(jī)7實(shí)現(xiàn)。第一控制電路板5通過無(wú)線方式接收來(lái)自總控制模塊26的指令信號(hào)，并輸出主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器6的控制信號(hào)，主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器6驅(qū)動(dòng)交流伺服主電機(jī)7。交流伺服主電機(jī)7帶動(dòng)槽輪8轉(zhuǎn)動(dòng)，槽輪8帶動(dòng)鋼絲繩9運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)移動(dòng)小車2沿直線導(dǎo)軌10運(yùn)動(dòng)。通過交流伺服主電機(jī)7的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)小車2沿直線導(dǎo)軌10的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過交流伺服主電機(jī)7自帶的編碼器獲得電機(jī)旋轉(zhuǎn)圈數(shù)信息，繼而計(jì)算出鋼絲繩9繞進(jìn)或繞出槽輪8的長(zhǎng)度，從而計(jì)算得到移動(dòng)小車2的運(yùn)動(dòng)位移，這樣就得到了在鍛壓機(jī)4上鍛造的熱態(tài)鍛件3的軸向尺寸。而且，通過交流伺服主電機(jī)7自帶的編碼器反饋信息實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制。另外，鋼絲繩9通過索具螺旋扣拉緊，而且是閉環(huán)的，克服了移動(dòng)小車2由于慣性產(chǎn)生的位移，保證了移動(dòng)小車2的準(zhǔn)確定位，從而保證了自由鍛件軸向長(zhǎng)度的測(cè)量精度。
[0024]第二控制電路板18通過無(wú)線方式接收來(lái)自總控制模塊26的指令信號(hào)，并輸出轉(zhuǎn)盤伺服驅(qū)動(dòng)器19的控制信號(hào)，轉(zhuǎn)盤伺服驅(qū)動(dòng)器19驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤伺服電機(jī)20，轉(zhuǎn)盤伺服電機(jī)20驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)21，從而調(diào)整綠光線狀激光器24發(fā)射的線狀激光的方位。
[0025]第二控制電路板18通過無(wú)線方式接收來(lái)自總控制模塊26的指令信號(hào)，并輸出線狀激光器電源22的控制信號(hào)，從而控制綠光線狀激光器24的啟停等。通過綠光線狀激光器24發(fā)射激光對(duì)熱態(tài)鍛件3進(jìn)行標(biāo)記定位以確定熱態(tài)鍛件3的測(cè)量起始點(diǎn)，確定起始點(diǎn)后啟動(dòng)交流伺服主電機(jī)7直至鍛件的測(cè)量末端。
【權(quán)利要求】
1.一種長(zhǎng)軸類自由鍛件軸向長(zhǎng)度測(cè)量與定位的伺服驅(qū)動(dòng)小車，包括移動(dòng)小車(2)，其特征在于:移動(dòng)小車(2)配置在直線導(dǎo)軌(10)上，直線導(dǎo)軌(10)固定在工業(yè)鋁型材支架(I)上，并與鍛壓機(jī)(4)軸向平行，移動(dòng)小車(2)通過測(cè)量車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)； 所述測(cè)量車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括第一控制電路板(5)，第一控制電路板(5)的輸入/輸出端與總控制模塊(26)無(wú)線連接,第一控制電路板(5)的輸出端與主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器(6)輸入端連接，主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器(6)的輸出端與交流伺服主電機(jī)(7)的控制端連接，交流伺服主電機(jī)(7)的輸出軸與槽輪⑶連接，鋼絲繩(9)繞在槽輪⑶和帶座滑輪(25)上，鋼絲繩(9)的一端與工業(yè)鋁型材框架(16)中的第一型材角件(27)直接連接，另一端與KOUD型索具螺旋扣的O形螺桿連接，索具螺旋扣U形螺桿與工業(yè)鋁型材框架(16)中的第二型材角件(28)連接，第一控制電路板(5)、主電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器(6)、交流伺服主電機(jī)(7)均固定在工業(yè)鋁型材支架(I)的一端，帶座滑輪(25)固定連接在工業(yè)鋁型材支架(I)的另一端； 所述移動(dòng)小車(2)包括第二控制電路板(18)，第二控制電路版(18)的輸入/輸出端與總控制模塊(26)無(wú)線連接，第二控制電路板(18)的輸出端與轉(zhuǎn)盤伺服驅(qū)動(dòng)器(19)的輸入端和線狀激光器電源(22)的輸入端連接，轉(zhuǎn)盤伺服驅(qū)動(dòng)器(19)輸出端與轉(zhuǎn)盤伺服電機(jī)(20)的控制端連接，轉(zhuǎn)盤伺服電機(jī)(20)輸出軸與轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(21)連接，轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(21)固定連接工業(yè)鋁型材連接件(23)，工業(yè)鋁型材連接件(23)上固定安裝有綠光線狀激光器(24);線狀激光器電源(22)輸出端與綠光線狀激光器(24)的電源接口連接，第二控制電路板(18)、轉(zhuǎn)盤伺服驅(qū)動(dòng)器(19)、線狀激光器電源(22)、轉(zhuǎn)盤伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(21)均固定連接在工業(yè)鋁型材框架(16)上，工業(yè)鋁型材框架(16)通過連接板(15)和滑塊(14)連接，滑塊(14)與直線導(dǎo)軌(10)配合構(gòu)成滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長(zhǎng)軸類自由鍛件軸向長(zhǎng)度測(cè)量與定位的伺服驅(qū)動(dòng)小車，其特征在于:所述移動(dòng)小車(2)內(nèi)電源控制電路通過導(dǎo)線(13)與220V交流電源連接，電源控制電路設(shè)有繼電器(17)，繼電器(17)安置在工業(yè)鋁型材框架(16)上，導(dǎo)線(13)布置在工業(yè)鋁型材支架(I)內(nèi)側(cè)，且每隔一段距離就固定聯(lián)接一個(gè)導(dǎo)線掛環(huán)(12)，導(dǎo)線掛環(huán)(12)在金屬絲導(dǎo)軌(11)上滑動(dòng)，金屬絲導(dǎo)軌(11)兩端通過鋁型材角件固定。
【文檔編號(hào)】G01B21/02GK204177366SQ201420568738
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】趙升噸, 蔡后勇, 梁錦濤, 李雪, 范淑琴, 李靖祥 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)