一种滚筒绳槽智能化车削修复控制系统的制作方法

1.本发明涉及滚筒绳槽车削控制系统领域，具体涉及一种滚筒绳槽智能化车削修复控制系统。


背景技术：

2.目前车削装置的控制主要是用手轮，手动进行定位后记录位置数据，根据记录的位置数据再手动调整车削量，车削后无法复核每个绳槽的直径是否一致，即无法直接或者有数据验证车削结果。为了这种控制方式的不安全性，不稳定性，不准确性，同时为了提高操作效率减少人工，实现车削量及车削数据的物联网，特意研发出一键智能化车削装置的控制系统，使用本智能化控制系统，可实现一键进行自动定位、自动车削量计算、自动车削及自动车削后结果的复检功能。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种滚筒绳槽智能化车削修复控制系统。
4.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
5.一种滚筒绳槽智能化车削修复控制系统，包括：
6.数据采集系统，用于采集现场数据，为cpu的计算、处理分析提供数据支撑；
7.该数据采集系统包括用于测量车削装置与绳槽之间距离的测距传感器、用于测量滚筒绳槽周长的周长测量传感器、用于与滚筒控制器连接的主轴编码器和x轴、z轴限位开关；
8.数据处理系统，用于对数据采集系统采集的现场数据进行分析、处理、换算并提取有效数据，以控制各个系统并和各个系统进行实时数据交换；该数据处理系统包括cpu、通讯模块、io模块、远程模块、人机交互模块；
9.数据输出系统，用于执行cpu处理结果，控制x轴电机、z轴电机以及主轴电机电机进给。
10.作为本案重要的技术方案，在x轴方向，车削装置以及测距传感器同时以vmax速度运行到待车削绳槽xleft位置，之后以vmin速度运行到绳槽xmid位置及xright位置；
11.测出车削装置距离待车削绳槽的距离曲线，并在人机交互模块的显示屏上显示；找出这段距离曲线最大值lmax，以及绳槽中间xmid对应的距离lmid，计算lmax
‑
lmid的差值ld，ld即为车削进刀量；并cpu按照以下程序运算处理：
12.lmax(tcycle time(xleft
‑‑
xright))；
13.lmin(tcycle time(xleft
‑‑
xright))；
14.lmid(tcycle time(xleft
‑‑
xright))；
15.ld＝lmax
‑
lmid；
16.xmove＝xleft；
17.zmove＝lmid；
18.vz＝0.1mm/min；
19.zmove＝lmax
‑
0.5则停止车削装置，回至退刀位置；
20.即z轴以每分钟0.1mm的速度速度正向移动，总移动距离为lmax
‑
0.5后停止移动。车削停止，快速运动至退刀位置；
21.然后分别通过周长测量传感器和滚筒主轴编码器测量待车削绳槽的周长c1、c2、c3、c4......；
22.再按照以下运算程序处理：
23.cmax(c1、c2、c3、c4...)；
24.cmin(c1、c2、c3、c4...)；
25.caverage(c1、c2、c3、c4...)；
26.cd＝cmax
‑
cmin；
27.cd>c,则xmove＝z(cmin)，zmove＝(cd/2π)
‑
0.5；
28.cd≤c，则车削结束，退至初始位置；
29.即车削完后分别对已车削好的绳槽进行周长测量，分别得出周长c1、c2、c3、c4...；计算所测量周长的最大值cmax、最小值cmin及平均值caverage；计算周长最大和最小的差值cd＝cmax
‑
cmin；若cd在允许误差范围c内，则车削结束，回到初始位置；若cd大于允许误差c，则z运行到cmin所对应绳槽的cmid位置，车削量为(cd/2π)
±
0.5；重复步骤上述车削运行过程，直至cd在误差范围c内。
30.采用以上技术方案，数据采集系统主要功能是采集现场数据，为cpu计算、处理分析提供数据支持，其中测距传感器主要是测量基准点和待车削绳槽之间的距离，以确定各个绳槽的位置，为控制系统的自动定位提供数据支持。周长测量传感器和滚筒主轴编码器用于对待车绳槽的周长进行测量，为数据处理系统自动车削量的计算提供现场数据支持，保证自动车削量的精准度；限位开关用于对x轴、z轴零点、极限位置进行定义。人机交互模块用于和操作人员交互、控制及设备运行状态信息的显示。
31.数据处理系统用于对数据采集系统采集的现场数据进行分析、处理、换算并提取有效数据；其中，cpu是数据处理和控制输出的核心，通讯模块用于cpu和各个系统模块进行数据交换，io模块是现场数据及控制输出的接口，远程模块用于进行远程升级、远程控制、远程维护提供协议和支持。
32.数据输出系统用于执行cpu分析处理结果，进行自动控制，即控制x轴电机、z轴电机以及主轴电机。x轴电机是车削装置以及测距传感器运行到待车削绳槽位置的执行机构，z轴电机是车削量的执行机构，主轴电机是车削的执行机构。
33.作为优选，所述数据处理系统与端子盒之间通过连接导线或网线连接。
34.作为优选，所述数据输出系统与x轴电机、z轴电机之间通过网线，并采用profinet通讯进行连接。
35.作为优选，所述数据输出系统与主轴电机通过modbus进行通讯连接。
36.作为优选，所述人机交互模块为工控机，所述数据处理系统与工控机通过网线，走profinet通讯进行连接。
37.有益效果在于：采用本智能化控制系统，可实现一键进行自动定位、自动车削量计
算、自动车削及自动车削后结果的复检功能；能够提高对滚筒绳槽修复加工的精确度，同时提高了对绳槽修复的效率，实现车削量及车削数据的物联网。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为本发明的profinet通讯连接图；
40.图2为本发明的profinet通讯连接图；
41.图3为本发明的电机伺服系统连接示意图；
42.图4为车削绳槽异常距离曲线；
43.图5为车削绳槽正常距离曲线。
具体实施方式
44.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
45.参见图1
‑
图5所示，本发明提供了一种滚筒绳槽智能化车削修复控制系统，包括：数据采集系统、数据处理系统和数据输出系统。
46.数据采集系统，用于采集现场数据，为cpu的计算、处理分析提供数据支撑；该数据采集系统包括用于测量车削装置与绳槽之间距离的测距传感器、用于测量滚筒绳槽周长的周长测量传感器、用于与滚筒控制器连接的滚筒主轴编码器和x轴、z轴限位开关；数据采集系统主要功能是采集现场数据，为cpu计算、处理分析提供数据支持，其中测距传感器主要是测量基准点和待车削绳槽之间的距离，以确定各个绳槽的位置，为控制系统的自动定位提供数据支持。周长测量传感器和滚筒主轴编码器用于对待车绳槽的周长进行测量，为数据处理系统自动车削量的计算提供现场数据支持，保证自动车削量的精准度；限位开关用于对x轴、z轴零点、极限位置进行定义。人机交互模块用于和操作人员交互、控制及设备运行状态信息的显示。
47.数据处理系统，用于对数据采集系统采集的现场数据进行分析、处理、换算并提取有效数据，以控制各个系统并和各个系统进行实时数据交换；该数据处理系统包括cpu、通讯模块、io模块、远程模块、人机交互模块；数据处理系统用于对数据采集系统采集的现场数据进行分析、处理、换算并提取有效数据；其中，cpu是数据处理和控制输出的核心，通讯模块用于cpu和各个系统模块进行数据交换，io模块是现场数据及控制输出的接口，远程模块用于进行远程升级、远程控制、远程维护提供协议和支持。
48.数据输出系统，用于执行cpu处理结果，控制x轴电机、z轴电机以及主轴电机电机进给。数据输出系统用于执行cpu分析处理结果，进行自动控制，即控制x轴电机、z轴电机以及主轴电机。x轴电机是车削装置以及测距传感器运行到待车削绳槽位置的执行机构，z轴
电机是车削量的执行机构，主轴电机是车削的执行机构。
49.作为本案重要的实施方式，在x轴方向，车削装置以及测距传感器同时以vmax速度运行到待车削绳槽xleft位置，之后以vmin速度运行到绳槽xmid位置及xright位置，缓慢均匀移动提高移动精度，并测出与车削绳槽之间的距离曲线；
50.测出车削装置距离待车削绳槽的距离曲线，并在人机交互模块的显示屏上显示；找出这段距离曲线最大值lmax，以及绳槽中间xmid对应的距离lmid，计算lmax
‑
lmid的差值ld，ld即为车削进刀量；并cpu按照以下程序运算处理：
51.lmax(tcycletime(xleft
‑‑
xright))；
52.lmin(tcycle time(xleft
‑‑
xright))；
53.lmid(tcycle time(xleft
‑‑
xright))；
54.ld＝lmax
‑
lmid；
55.xmove＝xleft；
56.zmove＝lmid；
57.vz＝0.1mm/min；
58.zmove＝lmax
‑
0.5则停止车削装置，回至退刀位置；
59.即z轴以每分钟0.1mm的速度速度正向移动，xmid为进刀位置，lmax为车削最大值，为了保证精度，避免误差，减少车削，总移动距离为lmax
‑
0.5后停止移动。车削停止，快速运动至退刀位置；该程序运算处理中，如图4、图5所示，图4为绳槽磨损的异常距离曲线，图4中距离曲线lmax大于lmid满足车削修复条件，如小于lmid，则可从距离曲线中观察到待修复位置，从而做出预警；图5为绳槽正常的距离曲线，测量绳槽xmid位置对应的距离lmid，引入lmid，能够精准有效的确定车削装置进到量；
60.然后分别通过周长测量传感器和滚筒主轴编码器测量待车削绳槽的周长c1、c2、c3、c4......；
61.再按照以下运算程序处理：
62.cmax(c1、c2、c3、c4...)；
63.cmin(c1、c2、c3、c4...)；
64.caverage(c1、c2、c3、c4...)；
65.cd＝cmax
‑
cmin；
66.cd>c,则xmove＝z(cmin)，zmove＝(cd/2π)
‑
0.5；
67.cd≤c，则车削结束，退至初始位置；
68.即车削完后分别对已车削好的绳槽进行周长测量，分别得出周长c1、c2、c3、c4...；计算所测量周长的最大值cmax、最小值cmin及平均值caverage，平均值caverage用于周长车削辅助分析和判断；计算周长最大和最小的差值cd＝cmax
‑
cmin；若cd在允许误差范围c内，则车削结束，回到初始位置；若cd大于允许误差c，则z运行到cmin所对应绳槽的cmid位置，车削量为(cd/2π)
±
0.5；重复步骤上述车削运行过程，直至cd在误差范围c内。
69.作为优选，所述数据处理系统与端子盒之间通过连接导线或网线连接。所述数据输出系统与x轴电机、z轴电机之间通过网线，并采用profinet通讯进行连接。所述数据输出系统与主轴电机通过modbus进行通讯连接。所述人机交互模块为工控机，所述数据处理系统与工控机通过网线，走profinet通讯进行连接。
70.采用本智能化控制系统，可实现一键进行自动定位、自动车削量计算、自动车削及自动车削后结果的复检功能；能够提高对滚筒绳槽修复加工的精确度，同时提高了对绳槽修复的效率，实现车削量及车削数据的物联网。
71.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。