压铸机压射参数分析记录仪系统的构成及工作原理

为实现压铸机压射过程工艺曲线和参数的显示和分析，开发了一种基于嵌入式技术的压铸机压射参数分析记录仪.该仪器能够适应压铸厂较为恶劣的工作环境，除了具备工艺曲线显示和工艺参数自动提取功能外，还建有工艺参数数据库，通过对数据库的统计分析，绘制概率分布曲线.利用上述信息能够使压铸机工作参数与模具设计参数实现佳匹配，对不满足工艺要求的压铸件具有提示功能，从而确保压铸件生产品质。

压铸机压射参数检测与分析系统的总体构成，包括人机界面ＨＭＩ，嵌入式数据采集分析模块、传感器。其中ＨＭＩ用于显示数据分析的结果，包括压射工艺曲线、压射工艺参数、统计变量、概率分布曲线、容差及信号。嵌入式数据采集及分析模块以１ｋＨｚ的采样频率采集压射位置、铸造压力和金属温度等信号，然后进行数据处理和存储，并完成与ＨＭＩ的数据通讯。传感器主要包含３种类型：位移传感器、压力传感器和热电偶。在压铸机中常用的位移传感器是增量式编码器或磁删尺，通常安装在与冲头联接的吉制杆上。压力传感器用来测量压射缸前腔和后腔的压力，由这两个压力产生的有效推力减去冲头的惯性力可得到铸造压力。整个系统的核心是嵌入式数据采集与分析单元，ＨＭＩ与该单元之间通过ＴＣＰ／ＩＰ协议通讯。

嵌入式数据采集与分析单元的总体构成，控制单元ＣＰＵ的选择以低功耗、高性能、工业级温宽为基本原则，同时兼顾成本。选用ＡＲＭ７ＴＤＭＳ作为数据采样和控制的核心，其指令执行速度为６０ＭＩＰＳ，１ＭＳ时间内可执行浮点运算１０００次，能够满足大部分工业控制的需要。为了充分利用ＣＰＵ的资源，没有采用操作系统平台，选择直接运行Ｃ代码编写的用户程序。另外，为了方便实现复杂数据处理、存储和管理，以及与外部的可靠通讯，选用ＡＲＭ９运行ＬＩＮＵＸ操作系统平台，完成一些实时性要求较低而运算量较大的事后任务。选用工业以太网作为通讯接口，是考虑到其通讯速度高、通用性强的优点，可作为从站或主站，通过开发完善的底层通讯驱动，使得该单元能够与大多数触摸屏通讯。控制单元所有数据采样和输出端口与ＣＰＵ之间通过光耦隔离，输入输出端口及ＣＰＵ之间具有相互独立的电源，使该单元能够适应复杂的工业现场电源组成状况。双向高速脉冲计数接口可连接编码器、磁删尺等脉冲信号输出类位置传感器，由于采用ＣＰＬＤ实现计数电路，大大节省了ＣＰＵ的资源，提高了计数频率。采用全密封铝合金压铸壳体，大大提高了模块的抗冲击性能和防尘性能。

嵌入式实时控制单元以１ｍｓ的采样间隔实时采集压射过程数据，并以时间为横坐标各物理量为纵坐标绘制压射曲线，具体包括：压射位置、压射速度和铸造压力曲线。典型压射曲线见图３。压射结束后，系统内嵌程序自动从压射曲线中识别工艺参数，具体包括：慢压射速度、快压射速度、快压射起始位置、压射终止位置、增压压力和减压时间。        http://www.zszhenli.com/