金属加工过程监控装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了金属加工过程监控装置，系统为嵌入式系统，包括传感器、放大器和控制器，传感器采集金属加工和工具使用情况的各项数据，放大器将传感器采集的数据放大并发送到控制器，控制器对接收的数据进行转换、处理、显示和储存，控制器数据处理的方法为：通过设置不同的数据极限，将实时数据与设定的极限进行比较，当实时数据超出设定的极限时，控制器生成警报信息并停止加工。本实用新型专利技术通过设置包络极限和箱式极限，使得监控装置能够实时、准确的对加工过程进行监控，保证了监控的准确性和高效性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及金属加工过程监控装置。
技术介绍
金属加工业是国民经济的重要支柱产业。在金属加工过程中，工具的磨损或断裂， 设备在生产加工中的细微的异常动作，都会对生产的成本或产品的质量产生影响，所以在 加工过程中对加工过程进行全程监控是是不可少的。嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中，简单的说就是 系统的应用软件与系统的硬件一体化，类似与BIOS的工作方式。嵌入式系统具有软件代码 小，高度自动化，响应速度快等特点。特别适合于要求实时的和多任务的体系。综上所述，急需针对金属加工的产品，围绕提高加工产品的成品率和降低设备的 故障率两个重要指标，提出一种采用嵌入式系统对金属加工过程进行全方面的监控的新方 法。
技术实现思路
本技术的目的是提供金属加工过程监控装置，实现在加工过程中实时、准确 的监控，保证加工产品质量和生产设备的使用寿命。实现本技术目的的技术方案是金属加工过程监控装置，系统为嵌入式系统， 包括传感器、放大器和控制器，传感器采集金属加工和工具使用情况的各项数据，放大器将 传感器采集的数据放大并发送到控制器，控制器对接收的数据进行转换、处理、显示和储 存，控制器数据处理的方法为通过设置不同的数据极限，将实时数据与设定的极限进行比 较，当实时数据超出设定的极限时，控制器生成警报信息并停止加工。所述控制器对采集到的金属加工数据的具体处理方法为①、通过一组连续的全部合格的加工数据，生成一条标准加工曲线；②、设置标准曲线的上下极限；③、将获得的加工曲线与标准加工曲线及其上下极限进行实时比较，当标准差超 过预先设定的上下极限时，控制器生成警报信息并停止加工。所述控制器对采集到的工具使用情况数据的具体处理方法为①、根据工具使用情况的实时数据生成一条趋势曲线；②、设置趋势曲线的极限值；③、当工具使用情况的实时数据超出设定的趋势极限时，控制器生成警报信息并停止加工。所述金属加工数据处理方法的第一步的具体步骤为通过N次加工数据生成一条 生产周期曲线的平均值，若N次数据中有一次的数据不合格，则需要重新获得N次数据，直 至N次数据全部合格为止。所述金属加工数据处理方法的第二步设置的极限包括包络极限和箱式极限，当金属加工的实时数据超出包络极限，或者加工曲线碰到箱式极限的实线时，控制器生成警报 信息并停止加工。所述箱式极限包含三种第一种为两边虚线、上下实线，这种箱式极限对加工曲线 的波峰的宽度进行监控；第二种为两边实线、上下虚线，这种箱式极限对加工曲线的高度进 行监控；第二种为四边都是实线，这种箱式极限对加工曲线的波峰的高度进行监控。所述传感器包括力传感器、振动传感器和功率传感器，所述力传感器和振动传感 器安装在靠近工具加工的位置，采集对加工产品的形变和振动数据；所述功率传感器安装 在电柜中，采集电机的能耗数据。所述放大器的放大倍数可调。所述控制器包括主控单元、电源、液晶显示器、按键、CAN总线和串口，电源为主控 单元供电，液晶显示器显示实时信息，按键控制主控单元，主控单元通过CAN总线进行通 信，串口与外设连接。所述控制器的主控单元采用hfineon公司生产的控制芯片SAK-Cl67CR-LM。本技术具有积极的效果(1)本技术通过设置包络极限和箱式极限，使 得监控装置能够实时、准确的对加工过程进行监控，保证了监控的准确性和高效性。(2)本技术通过设置趋势曲线，解决了因工具过度磨损而断裂时对生产成本 的影响，并可以降低仓库存储工具数量，降低工具的存储而增加的成本。(3)由于采集的数据是模拟信号，而且比较微弱，本技术在数据传输过程中使 用放大器将传感器获得的信号放大，保证了模拟信号的传输。(4)本技术的主控单元采用hfineon公司生产的控制芯片SAK-Cl67CR-LM， 该芯片是西门子C16x系列全功能的单芯片CMOS微控制器新的衍生物，它结合了高CPU性 能(高达每秒一万多条指令)、高外设功能和增强了的串口通信能力，还通过锁相环芯片 PLL提供单片高速RAM和时钟。附图说明为了使本技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附 图，对本技术作进一步详细的说明，其中图1为本技术的装置组成图。图2为本技术的控制器的组成图。图3为本技术的包络极限的工作原理图。图4为本技术的箱式极限的工作原理图。图5为本技术的趋势极限的工作原理图。附图中的标号为传感器1、放大器2、控制器3、主控单元31、电源32、液晶显示器33、按键34、CAN 总线35、串口 36。具体实施方式(实施例1)见图1，本实施例包括传感器1、放大器2和控制器3。传感器1采集金属加工和工具使用情况的各项数据，放大器2将传感器1采集的 数据放大并发送到控制器3，控制器3对接收的数据进行转换、处理、显示和储存。传感器 1包括力传感器、振动传感器和功率传感器。力传感器和振动传感器安装在靠近工具加工 的位置，采集对加工产品的形变和振动数据。功率传感器安装在电柜中，采集电机的能耗数 据。放大器2的放大倍数可调。见图2，控制器3包括主控单元31、电源32、液晶显示器33、 按键34、CAN总线35和串口 36，电源为主控单元31供电，液晶显示器33显示实时信息，按 键34控制主控单元31，主控单元31通过CAN总线35进行通信，串口 36与外设连接。控 制器3的主控单元31采用hfineon公司生产的控制芯片SAK-C167CR-LM。该芯片是西门 子C16x系列全功能的单芯片CMOS微控制器新的衍生物，它结合了高CPU性能(高达每秒 一万多条指令)、高外设功能和增强了的串口通信能力，还通过锁相环芯片PLL提供单片高 速RAM和时钟。见图3和图4，控制器3对采集到的金属加工数据的具体处理方法为①、通过N次加工数据生成一条生产周期曲线的平均值，若N次数据中有一次的数 据不合格，则需要重新获得N次数据，直至N次数据全部合格为止；②、设置标准曲线的上下极限，包括包络极限和箱式极限，箱式极限包含三种第 一种为两边虚线、上下实线，这种箱式极限对加工曲线的波峰的宽度进行监控；第二种为两 边实线、上下虚线，这种箱式极限对加工曲线的高度进行监控；第二种为四边都是实线，这 种箱式极限对加工曲线的波峰的高度进行监控；③、将获得的实时加工曲线与标准加工曲线及其包络极限进行实时比较，当金属 加工的实时数据超出包络极限，或者加工曲线碰到箱式极限的实线时，控制器3生成警报 信息并停止加工。见图5，控制器3对采集到的工具使用情况数据的具体处理方法为①、根据工具使用情况的实时数据生成一条趋势曲线；②、设置趋势曲线的极限值；③、当工具使用情况的实时数据超出设定的趋势极限时，控制器3生成警报信息 并停止加工。以上所述的具体实施例，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一 步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施例而已，并不用于限制本 技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包 含在本技术的保护范围之内。权利要求1.金属加工过程监控装置，其特征在于系统为嵌入式系统，包括传感器(1)、放大器 ⑵和控制器(3)，传感器⑴采集金属加工和工具使用情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．金属加工过程监控装置，其特征在于：系统为嵌入式系统，包括传感器（１）、放大器（２）和控制器（３），传感器（１）采集金属加工和工具使用情况的各项数据，放大器（２）将传感器（１）采集的数据放大并发送到控制器（３），控制器（３）对接收的数据进行转换、处理、显示和储存。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱宇光，顾宏驰，闵立清，
申请(专利权)人：常州宇科新技术开发有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32