[实用新型]一种用于光球机压力自动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于光球机压力自动控制系统。 

背景技术

随着现代科学技术的发展，我国对高端机械装备的需求量高速增长，对机械零部件的制造精度提出了越来越高的要求。球轴承是人们熟知的重要机械基础件，随着经济的发展己经应用到各行各业中，几乎所有的机械产品都会用到轴承。钢球是球轴承的关键组成部分，轴承的运动性能、精度、寿命等和钢球的质量有着重要的关系。目前国内钢球的基本加工工艺过程为：原材料→冷镦→光球→热处理→硬磨→初研→精研→超精研→光学外观→清洗防锈→成品检验→包装。其中光球阶段是继冷镦阶段之后一个重要阶段，光球机加工质量直接影响着后续加工阶段的产品质量。 

光球加工过程可以被分为三个阶段：首先是毛坯球去环带过程，应采用较小的工作压力；其次是正常磨削过程，此时可以用较大的工作压力产生大的磨削量来满足正常的磨削要求；最后进入光球阶段，为了提高几何精度及表面质量，此阶段压力要求较低。 

目前国内钢球生产企业对于压力控制大都采用人工加压的方式，即车间工作人员依靠实时检测和经验判断对加工过程工作压力进行控制，操作时主要通过按动控制面板上“点动加压”按钮实现。该过程中工作压力由人工控制，具有一定的滞后性，生产出不合格产品造成材料浪费，并且人工控制的方法精度较低、效率低下、产品质量稳定性较差。 

在专利【201010148974.6】中公开了一种3M7990光球机压力实时自动智能监控保护装置，其特征在于：包括一个检测机构，该检测机构包括三个分别接入主电机三相电路的互感器，用于实时测量主电机三相电流；一个综合运算处理机构，该综合运算处理机构包括控制盒、控制芯片、预警报警器、驱动保护执行器，控制芯片置于控制盒内，与检测机构连接，用于接收到主电机三相电流信号后根据设定参数发出信号进行各执行机构的动作，预警报警器、驱动保护执行器两执行机构与控制芯片连接，预警报警器用于接收到控制芯片发出报警信号后进行报警提醒，驱动保护执行器用于接收到控制芯片发出的脱扣信号后断开机床控制线路。 

现有专利中的自动智能监控保护装置，主要的作用是监视光球机工况，防止超负荷运行，一旦超负荷进行延时脱扣控制。该专利仅仅是当光球机工作压力超过设定范围值时进行报警或停机，缺少光球生产过程三个阶段不同工作压力的自动控制以及每个阶段随着磨削压力减小时的自动加压控制。采用上述的保护装置，在光球过程中的压力控制还是需要由人工来完成，效率较低且人工控制产品质量稳定性较差。 

实用新型内容

为了解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了一种用于光球机压力自动控制方法与系统，通过实时采集两磨盘间压力值，与对应阶段设定的压力值相比较，模拟工人点动加压的过程来实现点动加压控制液压泵的启停，实现对压力的自动控制。 

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下： 

一种用于光球机压力自动控制系统，包括安装在光球机主轴电机的三相电线的三个电流信号采集装置，所述的电流信号采集装置的信号输出端与单片机控制系统相连，所述的单片机控制系统的输出端分别与液压泵电机和人机界面相连。所述的电流信号采集装置采集驱动电机电流信号后，将所述的电流信号发送给单片机控制系统，所述的单片机控制系统根据接收到的信号控制液压泵电机，实现对压力值的控制。 

所述的压力信号转换电流信号方法是采用一系列关系转化将磨盘间的压力信号转化为易于测量和采集的电流信号的方法；转化关系如下：两磨盘间压力为P，钢球与磨盘间的摩擦系数为f(摩擦系数f与磨盘间钢球的充满量有关，这里假定摩擦系数f是一定值)。则摩擦负载转矩T_L∝P·f，当转盘位置恒速转动时，电动机产生的转矩T_M＝T_L。电动机的转矩T_M∝I，其中I是转子电流。有以上公式可以得出：P∝f(I)。只要选择合适电流传感器能采集驱动电机电流信号，通过控制器来控制液压泵电机，也就达到了对压力值的控制； 

所述的电流信号采集装置包括电流传感器和采样电阻； 

所述的电流传感器为开口式霍尔电流传感器，输入信号为交流电流，额定电流为100A，输出信号为直流电流，范围是4-20mA，所述的采样电阻阻值为200Ω，送入单片机控制系统的为模拟电压信号； 

所述的单片机控制系统主要包括单片机芯片，A/D转换模块，继电器输出装置。A/D转换模块和继电器输出装置均与单片机芯片相连；