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一、概述
目前,国内外的冲压机械,如冲床工作时,需令其冲头作往复直线运动。现有的机械冲压机(冲床)的动力来自于旋转电动机,它需要一整套复杂的转换机构将旋动转变为所需的直线往复运动,为获得足够的冲压力,还需配备一只储能大飞轮。因而,这种冲压机部件多,结构复杂,体积笨重,噪声大,生产周期长,使用不灵活,且易于发生人身伤害事故。这种机械冲压机,它所存在弊端始终没能得到根本的改变。新型电磁冲压机(直线电机冲床)是利用直线电机技术,将电能直接转换成机械力,它不需通过任何中间转换机构,而实现冲头的往复运动。这种新型电磁冲压机和传统式机械冲压机相比,具有结构简单;体积小、重量轻;无周期性的机械噪声;脉冲式工作,有节能效果;冲压吨位、频率、速度可调;可有各种安装方式;易于控制,能实现多种保护功能。
二、结构与工作原理
(一)基本结构
直线电机驱动的电磁冲压机,主要分为三部分,即机身部分、直线电机部分和控制系统部分。机身是由工作台、安装电机与控制系统的支承座以及保证精度的滚珠,导柱和模架所组成,电磁冲压机目前至少有10余种不同的结构,除图1中所示的滚珠导柱式结构外,还有串行或并行滑块式结构,而每种结构下又有不同的驱动方式。
(二)基本工作原理
插上电源,起动电源开关,设定冲压吨位。如果是自动冲压,则需设定冲压操作频率,然后起动冲压按钮,否则作手动处理。按钮接通,直线电机初级将通电产生电磁力,使次级带动模架向下运动,冲压工件。冲压结束,次级3在反向电磁力与恢复弹簧的拉动下回到初始位置,等待下一次的冲压。如果按钮处于自动连冲状态,则冲头将以设定的频率连续工作,直到按钮关闭为止。除非断电装置需要中途停止,否则冲头只受按钮控制。
三、直线电动机与控制技术
(一)直线电机设计
电磁冲压机的关键部分是直线电动机。一般情况下,直线电动机往往都作为驱动间断运行的装置为多,其持续率也往往在25%以下。而现在把直线电动机用来驱动冲压机,则其持续率要高的多,基本上是处于连续工作状态。因此,对直线电机的设计与制造提出了高的要求。
,在直线电动机的基本型式与结构方面,我们以直线感应电动机为主,其结构包括圆筒型、平面双边型和单边型,还专门设计了特殊结构型式的直线电动机,如外壳动次级型式等特殊结构型式;其次,在电磁方案的设计上,采用了计算机进行多方案优化设计;
后,在初、次级的材料和结构上作了一些新的尝试。通过以上工作,从而使直线电机的性能适合于电磁式冲压机的工作需要。
(二)控制系统
电磁冲压机的直线电机与电源的接通是通过无触点开关-固态断电器(SSR)来实现的,冲压机的控制系统是一个很重要的部分,它由四小部分组成即①电源部分;②计数及显示部分;③触发驱动部分;④自动保护部分。控制系统能达到以下功能:
1.冲压吨位可调;
2.冲程可调;
3.可选择手动和自动冲压;
4.可选择冲压频率(20~300次/min)。
5.具有各种电、热、机方面的故障检测及保护功能。
具有以上功能的控制系统,特别要注意解决两个问题,这就是确定触发时刻和电机的导通时间。对以上两上问题主要是通过计算机和检测后采用单片机控制线路来解决的。
四、测试与结果
设计和研制的5、10、31.5和50kN四个规格的样机,其测试数据与设计值基本相符。冲力误差在1%~5%之间。对直线电机冲压机的冲裁力以及冲压机机身、直线电机初、次级的温升作了试验和检测,测试系统良好。并测试了运行的脉冲功率和总的耗电情况,测试运行时间一般在4h以上。用户运行连续8h以上。在对电磁冲压机的力、温度和能耗的测试当中,如何准确地测定其冲裁力是本文研究的任务之一。由于电磁冲压机的冲压力是一种瞬态力,其冲压速度快,瞬态过程短(ms级),因此,本文采用了数字信号处理技术并通过计算机辅助测试系统,从而准确地测出力的数据,以下就力的测试系统作一介绍。
(一)力的测试系统原理与方法
电磁冲压机的瞬态测试系统主要由三部分组成,即压力传感器、放大单元和记录检测单元。 测试前,先对压力传感器进行静态和动态标定,以10kN电磁冲压机为例,传感器的静、动态标定系数KF分别为0.07258V/kN和0.07351V/kN,相对误差为1.3%,因此,可以认为,压力传感器具有相同的静动态输出特性。测试时,将传感器固定在直线电机驱动冲压机的底座上,进行冲压,当传感器受到压力机的瞬态作用后,立即产生一微弱的脉冲信号,该信号经过放大、转换、处理后,变成所需的瞬态力波形,该波形通过显示器能直接显示出该瞬态力的大小。作为辅助数据,在冲压机杆端安装了一只加速度传感器,利用瞬态力信号与加速度信号的对应关系,便可以很方便地将噪声信号与瞬态力信号区分开来。
(二)测试结果
力的测试如上所述,温度的测试,我们用热电偶分别将其放在线圈、铁心、机身、轴等处的7个点上,然后用温度测试仪进行检测。共测取了7个点的温度,当时室温为30℃,电机线圈、次级温度为1h后的稳定温度。电能的测量是采用电表进行的。另外,从目前小批量生产来看,电磁冲压机的制造成本也比机械冲压机低。
五、结论
直线电机驱动的冲压机的设计是可行的,控制系统是稳定的。本文认为用直线电机驱动的电磁冲压机和小吨位机械式冲压机相比,它具有文中提到的许多优点,在一些合适的场合,它将会比机械式压力机受人们欢迎。
图 1 无主轴凹印机示意图 Fig.1 Sketch map of main-haft-less concave printers
| 电子设备电路板的维修主要集中在处理数字电路、模拟电路和数模混合电路3类电路的维修问题上,其中又以数模混合电路的维修比例大,大量数模混合电路由于缺少资料、维修难度大,造成维修效率低下或者不能维修,使得电子设备的性不能得到有效的。一方面大量电子设备由于缺少备件而不能有效的使用,另一方面大量的待检测数模混合电路不能得到有效的维修和使用。建立具有数模混合电路维修诊断能力的软件平台,提高数模电路诊断效率具有重要的意义。北京航天测控技术开发公司针对数模混合电路板,开展数模混合电路特别是模拟电路的测试与故障诊断软件的研究,跟踪世界的测试诊断技术,设计开发了数模混合电路故障诊断软件平台,建立了数模混合电路测试与故障诊断系统,提高了我国数模混合电路测试诊断与维护的水平和能力。 一、模拟电路存在的问题 模拟电路和数字电路中测试信号的大差异通常使得测试数模混合电路变得很困难,主要体现在:①模拟电路的输入激励和输出响应都是连续量,模拟电路的故障模型比较复杂,难以简单量化;②检测点的数据取值困难,模拟电路中的元器件参数具有容差,只是尚在允许范围之内,导致实际故障的模糊性,不能决定实际故障的物理位置;③模拟电路广泛存在非线性问题,随着电路规模的增加,计算量以指数形式增加;④模拟电路存在大量的反馈电路,增加了计算和测试的复杂性;⑤数模电路故障模型尚不成熟,缺乏强有力的模拟故障激励和测试生成工具,对其测试的时间很容易变得很长,与ATE(自动测试设备)的接口也不方便;⑥有些电路数字和模拟部分相互融合不能分块。这些特点增加了对混合电路测试诊断的难度。 二、数模混合电路故障诊断软件平台组成 常用的EDA软件很多,但是这类软件只能完成电路板的功能,不具备故障插入以及故障的功能。针对数模混合电路板的特点,设计数模混合电路故障诊断软件平台,不仅可以实现电路板的功能,同时可以依据电路板的器件特点插入故障模式或自定义器件的模型,从而完成电路板整板的功能与故障。 航天测控数模混合电路故障诊断软件开发平台通过向器导入电路描述文件,对电路进行,或用户自定义故障类型,进行故障。对器的输出数据进行处理,形成故障字典,对被测电路进行基于故障字典的诊断。诊断结果加入诊断知识库,可根据需要对故障字典实施数据挖掘以丰富知识库,实现知识共享。
各类设备对应的故障模式类型表
5、输入激励选取 通常采用与实际工作相似的输入信号作为激励信号。为了充分隔离故障集中的所有故障,往往需要多种输入信号的组号,甚至还需要另选一些实际工作中没有的组号作为激励,通常需要根据经验或通过对电路作灵敏度分析,逐步试探得到能隔离故障集中所有故障的激励信号。 6、故障注入 故障注入是故障模式集中的故障注入到标称模式型的过程。用户通过可视化故障建模及故障注入,实现对电路中所有同类元件进行批量故障注入和单个故障注入,并提供开放的可不断丰富的元器件故障图形模型库和故障模型库。对于库中不存在的故障模型,用户可通过新增故障模型功能进行元件故障模型设计,并自动添加到对应的故障模型库中。 7、测试点选取 要了解电路所处的状态就从电路中提取相关的信息,测试点实际上就是提取电路信息的观测点。测试点多所得到的信息量就大,判断电路状态就比较容易。但测试点过多,可能会造成因计算和存储大量不必要的信息而浪费计算机资源。 8、模糊集和故障字典 由于模拟电路中各元件存在容差,导致节点电压存在一定变化范围,而不是一个确定值。这时就需要引入模糊集的概念以实现故障隔离,如果利用所选择的测试节点和激励信号所生成的模糊集足以隔离出所有故障,利用现有信息建立故障字典。 三、数模混合电路故障诊断软件平台的特点 数模混合电路故障诊断软件属于EDA软件中的开发环境类,符合目前开发工具的发展。它既具备一般EDA软件的图形处理功能,也具备的过程分析功能,同时融入了的智能化故障模式分析、故障诊断功能,集成了电子辅助设计技术和人工智能故障诊断技术的优点。用户可方便通地过计算机辅助获得UUT对象的丰富状态知识进行故障诊断,避免了以往基于先验知识和实板测试获得故障诊断知识的缺陷,用户只需建立相应的UUT的电路模型,插入对应的故障模式,导入不同模式组合的激励即可获得完备的故障字典。数模混合电路故障诊断软件平台具有以下特点: 1、为用户提供和谐友好的人机界面,具有强大的电子电路辅助设计编辑功能。用户可方便地进行电路原理图导入、设计、修改。 2、具备完备的电子元件图形和模型库。开发环境元件库不仅囊括了现行EDA软件的基本元器件图形模型类,还丰富了对应的元件模型,使得本平台相比其他EDA软件可支持包含多复杂元器件电路的分析。 3、具备开放式的元件建模功能。在具备基本大类元件库的基础理论上提供了自定义元件建模功能,使用户可依据元件资料方便地进行图形建模,并自动丰富到现有元器件库中,避免由于个别元器件过老或太新没有模型而无法进行电路整体的缺陷。 4、具备丰富的元件故障模式。相比现行故障EDA软件(如TINA)具备为复杂的故障模式,用户不仅可方便注入开路短路故障,也可选择不同的插入方式插入参数漂移、桥接、非线性失效等复杂等效故障。 5、具备开放式的故障建模功能。提供开放式的故障建模模块,支持用户建立故障模型库所不涵盖的稀有故障模式,并自动集成到故障模型库中,方便二次使用。 6、集成了的模数故障引擎。开发环境集成了新的SPICE、CIDAR、XSPICE引擎技术,并自主开发了模数混合接口的建模技术,提升了传统SPICE引擎对简单数字器件的兼容支持问题,使开发环境可支持模拟、模数混合电路的故障。 7、采用了模糊集、蒙特卡罗、神经网络等智能计算方法实现了对模拟电路容差变化的有效性支持。模拟及模数混号存在一定的容差范围,为了拟合电路故障状态的自然分布以提供有效的故障字典,采用了模糊集与蒙特卡罗相结合的方式来提升故障字典诊断的有效性。 8、集成了的故障统计算法。在故障字典后,可自动统计出故障与隔离情况,分析故障之间的等效关系及冗余关系,提供标准的故障字典检测率和隔离率指标。 9、采用了ODBC、DELPHI显示等主流的软件开发技术,平台的可重用性、鲁棒性好,易于修改和升级。 四、应用实例 通过实际电路板的原理结果与三方EDA软件结果进行对比,结果数据一致,然后对电路板进行实际测试,测试数据与结果对比,验证的正确性、准确度等功能及性能指标。通过对情况的分析,可以完成对模拟器件、数字器件的。通过与实板数据对比,其精度满足要求。 航天测控数模混合电路故障诊断软件开发平台提供用于模拟及模数混合电路故障及故障诊断的通用环境,解决以往基于人为先验故障知识进行故障诊断的弊端。使用户不需要对电路实板进行破坏性故障测试,只需通过元器件故障建模和电路分析,在平台可视化界面的指导下,利用平台的各种功能组件,即可获得电路在不同模式下的电路状态进而构建故障字典实现故障诊断,大地提高了数模混合电路的故障诊断效率。
现在由于社会的发展,很多行业逐渐采用电子式的压力计,也就是我们通常所说的压力变送器,但是由于工作环境,介质,介质温度等等原因,所以我们选用压力变送器一定要考虑这些问题.现在我就谈谈关于压力变送器的选购. ,接液材质 我们要考虑的是压力变送器所测量的介质,一般的压力变送器的接触介质部分的材质采用的是316不锈钢,如果你的介质对316不锈钢没有腐蚀性,那么基本上所有的压力变送器都适合你对介质压力的测量. 如果你的介质对316不锈钢有腐蚀性,那么我们就要采用化学密封,这样不但起到可以测量介质的压力,也可以有效的阻止介质与压力变送器的接液部分的接触,从而起到保护压力变送器,延长了压力变送器的寿面. 二,精度等级 每一种电子式的测量计都会有精度误差的,但是由于各个国家所标的精度等级是不一样的,比如,中国和美国等国家标的精度是传感器在线度的部分,也就是我们通常所说的测量范围的10%到之间的精度;而欧洲标的精度则是线性度不好的部分,也就是我们通常所说的测量反的0到10%以及到**之间的精度.如欧洲标的精度为1%,则在中的精度就为0.5%. 三,量程范围 一般传感器测量的大范围为传感器的满量程70%是的,也就是现在要测量70bar的压力,我们选压力变送器的量程应该选100bar. 四,输出信号 目前由于各种采集的需要,现在市场上压力变送器的输出信号有很多种,主要4...20mA,0...20mA,0...10V,0...5V等等,但是比较常用的是4...20mA和0...10V两种,在我上面举的这些输出信号中,只有4...20mA为两线制(我们所说的输出为几线制不包含接地或屏蔽线),其他的均为三线制. 五,介质温度 由于压力变送器的信号是通过电子线路部分转换的,所以一般情况下,压力变送器的测量介质温度为-30到+100度,如果温度过高,我们一般采用的是冷凝弯来冷却介质,这样相对让厂家特地为你生产一个耐高温的压力变送器的成本会降低很多. 六,测量介质 一般我们测量的是相对比较清洁的流体,我们就直接采用标准的压力变送器就可以了,如果你所测量的介质是易结晶的或粘稠的,我们一般采用的是外置膜片的或和化学密封共同使用,这样会有效的阻止介质堵住压力测量孔. 七,其他 我们确定上面的五个参数之后还要确认你的压力变送器的过程连接接口以及压力变送器的供电电压;如果在特殊的场合下使用还要考虑防爆以及防护等级. 一 引言 二 贝加莱(B&R)PCC在喷气织机控制系统中的应用 基于这样的操作系统,PCC的应用程序由多任务模块构成,这样给项目应用软件的开发带来了了很大的便利,因为这样可以方便地按控制项目中各部分不同的功能要求,如数据采集,报警,PID调节运算,通信控制等,分别编制出控制程序模块(任务),这些模块既相互立运行,而数据间又保持一定的相互关联,这些模块经过分步骤的立编制和调试完成之后,可一同下载至PCC的CPU中,在多任务操作系统的调度管理下,并行运行,共同实现项目的控制要求。 在硬件结构方面,PCC的特点是很显著的。在其的运算模块内部,PCC为其CPU配备了数倍于常规 PLC的大容量存储单元(100K-16M),这无疑为强大的系统和应用软件提供了监视的硬件基础。PCC在硬件上的特点,还体现在它为工业现场的各种信号设计了许多的接口模块,如高频脉冲,增量式编码器,温度,称重信号及声波信号接口模块等。它们将各种形式的现场信号十分方便的联入以PCC为的数字控制系统中,用户可按需要对应用系统的硬件I/O通道以单路,十余路或数十路为单位模块,进行数十点至数百点上千点的扩展与联网。在机械行业PCC以模块的方式对运动控制功能如高速编码计数、速度和位置补偿、电子齿轮传动、电子凸轮进行了集成,在大大提高控制精度的同时,使编程加方便。 贝加莱的PCC在工业控制中的强大功能优势,体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS(分布式工业控制系统)技术相互融合的发展潮流,我公司愿与B&R一同为纺织机械开发出性能优良,具风格和技术特点的纺机设备 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||