一种压力机动态精度测量装置

摘要

本发明涉及一种压力机的动态精度测量装置。它包括压力机滑块、工作台、固定架，以及由电涡流位移传感器、感应面板、数据采集卡与显示存储器组成的位移测量系统，由光电传感器、遮光板、数据采集卡与显示存储器组成的触发测量系统；位移测量系统和触发测量系统组成并联数据同步采集系统，遮光板固定于滑块并随其上下往返遮挡光电传感器，光电传感器输出电信号产生脉冲突变触发保存电涡流位移传感器在该瞬间的位移值至显示存储器。本发明能够一次同步测量压力机的前后和左右方向动态精度、下（上）死点精度、以及压力机运行状态下的平行度波动值。本发明以触发保存电涡流位移传感器位移值的方式，提高了目标参数的测量精度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力机的精度测量设备，特别是一种压力机动态精度测量装置。

背景技术

目前压力机的静态精度测量技术基本成熟，已形成相应的规范及标准。相比而言，压力机的动态精度测量技术并不成熟，具体的测量内容及其相关的测量手段还没有形成规范或标准。行业内对压力机的动态精度提出的要求在于能够测量下(上)死点精度、滑块的前后以及左右方向的动态精度。

国内压力机的主要生产厂家大多采用非接触式的电涡流位移传感器对压力机的动态精度进行测量，该传感器测量原理是：利用电涡流传感器的激励线圈通过高频电流时产生交变磁场，使被测金属表面产生电涡流，电涡流又产生交变磁场，两种磁场相互作用，使得通过传感器线圈中的电流幅值和相位发生变化，保持线圈——金属导体系统的磁导率、电导率、激励电流、激励频率等为常数，则线圈的阻抗与测量距离在量程范围内成线性关系。

基于上述测量原理，采用电涡流位移只能对下(上)死点精度进行测量，对压力机前后、左右方向的动态精度进行测量，测量结果的误差很大，主要原因是：①传感器的安装、感应面板的加工及安装均存在误差，传感器探头不能完全垂直于感应面板，导致在滑块上死点与下死点处传感器静态读数并不相同，该差值将使测量结果存在较大的误差；②由于感应面板的运动，探头在感应面板上的电涡流感应面位置也随之改变，感应面板的光洁度、材料的均匀性及厚度等因素也对测量结果产生一定的影响。压力机的水平方向动态精度值较小，上述因素引起的误差影响不容忽略，去除该误差的后处理难度较大，且数据处理方法的合理性也难以评估。即使采用电感式位移传感器、电容式位移传感器等其它类型的位移传感器来测量压力机的前后、左右方向动态精度，其现用的连续信号保存方式也不可避免传感器的安装误差、测量面的加工误差等因素对测量结果的影响，因此如何克服以上现有技术的不足，已成为当今压力机的精度测量技术领域亟待解决的重大难题。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足而提出一种压力机动态精度测量装置，既能够高精度测量压力机前后、左右方向动态精度，又能够测量压力机的下（上）死点精度及运行状态下的平行度波动值。

根据本发明提出的一种压力机动态精度测量装置，包括压力机滑块、工作台、固定架，以及由电涡流位移传感器、感应面板、数据采集卡与显示存储器组成的位移测量系统；电涡流位移传感器固定在工作台的固定架上，感应面板固定在滑块下表面；其特征在于由光电传感器、遮光板、数据采集卡与显示存储器组成触发测量系统，光电传感器固定于工作台上，遮光板固定于滑块下表面；位移测量系统与触发测量系统组成并联数据同步采集系统，遮光板随滑块上下往返遮挡光电传感器，光电传感器输出电信号产生脉冲突变触发保存电涡流位移传感器在该瞬间的位移值至显示存储器。

本发明的工作原理是：电涡流位移传感器、光电传感器连接于数据采集卡不同通道，并处于连续采集状态；遮光板在滑块带动下往返运动，到达设定高度时阻挡光电传感器的光信号传递，使其输出信号产生脉冲突变，触发保存电涡流位移传感器在该瞬间的位移值；每次脉冲突变对应的滑块位置不变，通过多次触发保存滑块在同一位置处的位移值，并对位移值进行一定的数据处理即可获得测量参数的动态精度值。当本发明的位移测量系统电涡流位移传感器为6~9个、感应面板为6~9个时，触发测量系统的光电传感器信号只对位移测量系统中的部分电涡流位移传感器进行触发保存，其它的电涡流位移传感器采用连续信号保存，即可一次同步测量压力机的下(上)死点精度，前后、左右方向动态精度，以及压力机运行状态下某一高度处的平行度波动值，也可根据需要只对其中部分目标参数进行同步测量。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：第一，可一次同步测量压力机的下(上)死点精度，滑块的前后、左右方向动态精度，以及压力机在运行状态下滑块下表面相对于工作台上表面的平行度波动值，其压力机动态精度参数测量的范围宽广；第二，本发明通过光电传感器触发保存电涡流位移传感器位移值方式，提高了测量参数的测量精度；第三，本发明在滑块的一个工作周期内只保存在触发瞬间的电涡流位移传感器的位移值，保存的数据少，数据处理简单可靠；第四，本发明可在每次触发瞬间保存多个电涡流位移传感器的位移值，可降低信号噪声影响，进一步提高测量参数的测量精度。

附图说明

图1是本发明提出的测量左右方向动态精度的一种压力机动态精度测量装置的结构示意图。

图2是本发明提出的一种压力机动态精度测量装置的测量逻辑示意图。

图3是本发明提出的测量多参数的一种压力机动态精度测量装置的结构示意图。

图4是本发明提出的测量多参数的一种压力机动态精度测量装置的结构示意图的A-A剖视图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1：结合图1、图2，本发明提出的用于测量左右方向动态精度的一种压力机动态精度测量装置，它由滑块（1）、工作台（2）、固定架（5），以及电涡流位移传感器（4）、感应面板（3）、数据采集卡（8）与显示存储器（9）组成的位移测量系统，光电传感器（7）、遮光板（6）、数据采集卡（8）与显示存储器（9）组成的触发测量系统组成。电涡流位移传感器（4）通过固定架（5）固定于工作台（2）上，光电传感器（7）固定于工作台（2）上表面，感应面板（3）、遮光板（6）固定于滑块（1）下表面，电涡流位移传感器（4）探头与感应面板（3）之间垂直，其初始距离取传感器量程的1/2左右。

本发明测量过程中，将并联数据同步采集系统的位移测量系统的电涡流位移传感器（4）与触发测量系统的光电传感器（7）复合。电涡流位移传感器（4）、光电传感器（7）连接于数据采集卡（8）的不同通道，并保持连续采集状态，遮光板（6）在滑块（1）的带动下做周期的上下往复运动，到达光电传感器（7）高度时开始阻挡光电传感器（7）的光信号传递，使光电传感器（7）的输出信号产生脉冲突变，该突变触发保存电涡流位移传感器（4）在该瞬间的位移信号，将多次触发保存的位移值经过算法处理即可获得压力机左右方向的动态精度。为了减小信号噪声影响，可通过对采集程序进行设置，保存触发瞬间后的若干个位移值，将若干个位移值进行相应的算法处理作为该次触发下的位移值。触发后的数据保存期间，滑块的竖直方向移动量很小，以信号的采样率为10000次/秒、触发瞬间滑块速度为0.1m/s、每次触发保存5个位移值为例，数据保存期间滑块竖直方向移动量仅为0.04mm，因此可认为在保存5个位移值过程中，滑块的位置不动。如以压力机左右方向动态精度的测量数据处理方式为例；当触发了次、每次触发保存                                                个位移值时，显示存储器保存的位移值可首先将第 次触发保存的个位移值进行算法处理，获得该次触发下的位移值，以次触发的位移值平均值为基准，每次触发下的位移值与平均值间的最大波动值即可作为测量参数的动态精度值。

实施例2：结合图1、图2，本发明提出的用于测量前后方向动态精度的一种压力机动态精度测量装置，其具体实施方式是在实施例（1）的基础上，将电涡流位移传感器（4）安装于固定架（5）的后表面，即垂直于纸面方向，感应面板（3）重新安装至与电涡流位移传感器（4）垂直方向，并保持1/2传感器量程的初始距离，即可实现压力机的前后方向动态精度测量。

实施例3：结合图1，本发明提出的用于测量下(上)死点精度的一种压力机动态精度测量装置，其具体实施方式是在实施例（1）的基础上，将电涡流位移传感器（4）安装于固定架（5）的上表面，在滑块（1）表面安装相应的感应面板（3）；测量过程中采用连续信号保存方式，下（上）死点精度测量的数据处理方式与实施例（1）不同，以一种处理方式为例，首先对采集信号进行滤波处理，然后读取滑块每个工作周期在下（上）死点处的位移值，求出多个下（上）死点处位移值的平均值，并将每个下（上）的位移值与平均值间的差值作为波动值，则波动最大值即为压力机的下（上）死点精度值。为了减小测量过程中保存的数据量，也可以采用触发保存方式保存数据，只触发保存滑块在下（上）死点区域的连续位移值，数据处理方式与连续保存方式的数据处理方式相同。

实施例4：结合图3、图4，本发明提出的用于滑块下表面相对于工作台上表面的平行度波动值测量的一种压力机动态精度测量装置，其具体实施方式是：采用6个电涡流位移传感器、6个感应面板组成的位移测量系统，根据压力机静态平行度测量标准GB/T10924-2009，在工作台（2）上确定6个测量点，每个测量点通过固定架（5）分别安装1个竖直方向的电涡流位移传感器（4），在滑块（1）的下表面安装对应的感应面板，触发测量系统与实施例（1）相同，位移测量系统的6个电涡流位移传感器（4）与触发测量系统的光电光电传感器（7）连接于数据采集卡（8）的不同通道，并保持连续采集状态，光电传感器（7）对6个电涡流位移传感器（4）进行同步触发，同步保存6个电涡流位移传感器（4）在触发瞬间的位移值，光电传感器（7）每次触发的滑块高度固定，通过对多次触发下的数据处理，即可获得在触发高度处滑块下表面相对工作台上表面的平行度波动值。以其中的一种数据处理方式为例：首先对每次触发下的位移值进行处理，获得该次触发下各个测量点的位移值，以第一次触发的位移值为基准，计算第次触发下各个测量点的位移值变化量，以此为基础进一步求解相邻两测量点的位移值变化量差值，差值的最大值即为了第次触发下的平行度波动值，多次触发下的平行度波动最大值，即可作为压力机运行状态下滑块（1）下表面相对于工作台上表面的平行度波动值。

实施例5：结合图3、图4，本发明提出的用于一次同步测量下（上）死点精度、前后及左右方向动态精度、平行度波动值的一种压力机动态精度测量装置，其具体实施方式是在实施例（1）至实施例（4）的基础上的延伸，位移测量系统包含9个电涡流位移传感器（4）及9个对应的感应面板，其中6个电涡流位移传感器（4）用于测量平行度波动值，其它的电涡流位移传感器（4）分别用于测量压力机的下（上）死点精度、前后及左右方向动态精度。位移测量系统的9个电涡流位移传感器（4）、触发测量系统的光电传感器（7）连接于数据采集卡的不同通道，并保持连续采集状态，光电传感器（7）对测量平行度波动的6个电涡流位移传感器（4）、测量前后及左右方向动态精度的2个电涡流位移传感器（4）进行同步触发保存，测量下（上）死点精度的电涡流位移传感器（4）采用连续信号保存方式，即可实现一次同步测量压力机的下（上）死点精度、前后及左右方向动态精度，以及触发高度处滑块（1）下表面相对于工作台（2）上表面的平行度波动值。根据需要也可只对其中的部分测量参数进行同步测量。