全立式压铸机工艺参数测试系统沈阳铸造研究所沈清涛，李继成大连电机厂崔瑞义［提要］应用计算 机测试金立式压铸机压铸电机转子过程的工艺参数、显示数据和描绘变化曲线，能够可靠地调整工 艺参数，保证转子压铸质量。文中概述了系统的工作原理、硬件构成和软件管理框图。关键词压铸 ，工艺参数，微机测试系统随着压铸行业生产不断发展和提高铸件质量的需要，对压铸件生产过程 中压铸工艺参数的检测，提出了更高的要求。检测和显示压铸机冲头压射力和压射速度的变化过程 曲线，并以此为依据调整压铸机的各种工艺参数，以确保压铸件的质量。为适应压铸行业生产的需 要，我们与大连电机厂合作，共同研制开发出新型实用的便携式“全立式压铸机工艺参数测试系统 ”。一、系统工作原理全立式压铸机工艺参数测试系统其主要功能是，对压铸工作过程中各种工艺 参数实施检测，然后进行数据处理，得出真实数据并描绘出压铸过程中冲击压射力和压射速度的变 化曲线。１．压射力的测定我们选用电阻应变式压力传感器测定压射力的变化情况。其测定原理是 ：通过测量液压系统的油压并将其换算成冲头受力比压，从测量出的曲线中计算出建压时间等。图 １为压力测试原理图，图中压力油以Ｑ；的流量注入油缸后腔，设其压力为Ｐ；；同时油缸前腔的 回油以Ｑ流量返回油箱，设其回油阻力为巴，压力传感器ＹＤ测量出油压Ｐ；后，可求出冲头压力 Ｐ。１９９３年５月１８日收更１＄件，１９９４年２月５日收￥１１修改钻１１图１压力测试原 理图Ｐ。Ｐ户１—ＰＺｄｉＺ（Ｌ式中电——油缸后腔受力面积七——油缸前腔受力面积如果回油 孔足够大，则Ｐｚ可忽咯不计，此时式（ｌ）可简化为Ｐ。Ｐｌｄｉｌ（２其比压Ｋ则为Ｋ—Ｐ／ ｄｉ。（３）式中电——冲头端部与液态金属接触部分的投影面积２．压射速度的测定为了保证金 属液充型期间的合理性，要对冲头速度进行控制。实现控制的第互步是实现速度的测定。我们选用 一种磁感应式位移速度传感器来实现速度的测定，其工作原理如图２所示。当磁芯体在上下两个线 圈间运动时，线圈两端的感应电动势为日２速度测试原理因＿Ｎ·Ｓ·ＢＥ＝——·Ｖ（４）一Ｌ 式中Ｎ——线圈匝数Ｓ——坡莫合金管的截面积，ｃｍ‘Ｂ——磁芯体工作气隙磁感应强度，ＴＬ ——螺线管长度，。ｍＶ——磁芯体运动速度，ｃｍ／ｓ当结构参数固定后，Ｎ、Ｓ、Ｂ、Ｌ均为 常数，故式（４）可简化为Ｅ—一ＫＶ（５）式中Ｋ——常数由公式看到，感应电势与磁芯体运动 速度成正比。３．测试系统的构成根据对该系统功能的要求，我们选用ＳＴＤ工业控制机作为测试 系统的主机，该计算系统非常适用于工业现场及控制用，其构成框图如下。二、数据采集及处理压 铸机的冲压过程是瞬间完成的，大约只有几百毫秒。在这短暂的时间内却要采集到尽可能多的数据 ，这就要求ＣＰＵ．频率和Ａ／Ｄ转换板的转换速度必须快，这样才能保证采集到完整的变化曲线 。我们选用的主机芯片为ＨＤ６４１８０，系统时钟频率为６ＭＨＺ，片内的ＭＭＵ支持５１２Ｋ Ｂ存贮空间和６４ＫＢ的１／Ｏ地址空间，所选用的Ａ／Ｄ转换板的转换速度＜１１６ｍｓ（一次 转换时间）。通过实测，压铸机的冲压过程大约为３００～８００ｍｓ。由此可见，选用的主机与 Ａ／Ｄ板构成的检测系统，完全可以在压铸机冲压过程中采集到几百个数据。经过反复实验和理论 计算，确定从冲压开始起的７５０ｍｓ作为采样区段。这样，不仅使测试系统能够检测到冲压过程 的全部变化曲线，而且使曲线变化部分基本位于ＣＲＴ屏幕的最佳位置。同时，也拓宽了测试系统 对不同压铸机的适用范围。图３示出的是在大连电机厂的５００吨全立式转子压铸机上实际测出的 三条曲线及数据，其中位移曲线是通过相对坐标法显示在ＣＲＴ屏幕的上部，可用于检定和验证速 度。时间（Ｘ１０ｍｓ）图３检测结果ＣＲＴ显示（压力：２５ＭＰ；ｌ，速度：１．ｓｉｎ／ｓ ，建压时间：８０ｍｓ）三、管理程序的编制压铸工艺参数测试系统功能的充分发挥，需要一个较 好的监控管理程序系统。为方便操作使用，我们设计了相应软件，使系统加电启动后立即在屏幕上 出现汉字显示，提示下一步操作。开机后屏幕显示如下（系统初始状态）１．启动检测２．图形放 大３．图形左移４．图形右移５，画面复位６．打印输出７．系统复位８．曲线演示等待选择：一 操作者可按上述屏幕上的汉字提示，选择适当的数字键便可进行所需的操作功能，这样很方便操作 者操作；为了给搞压铸工艺研究者提供可靠的数据和有效的研究手段，我们在管理程序中增加了曲 线放大２倍、５倍和１０倍功能，并且还可将放大的曲线进行左移和右移，便于对压力、速度曲线 进行局部分析和研究；一次采集所得的数据和曲线可在内存驻留反复观看，直到关机或再次采集时 才将前次数据冲掉；测试结果用ＰＰ４０微型四笔绘图打印输出，输出参数有压力、速度、建压时 间三个特征数值及压力、速度、位移三条曲线。图４为管理程序框图。四、测试系统的特点全立式 压铸机工艺参数测试系统是我们开发出的新一代产品，它不仅能显示和输出变化过程曲线，而且还 增加了对一次采集的数据变化曲线进行多次观察分析、图形放大及左移有移等功能；该测试系统可 组装成台式，也可组成面板式，既可用于实验室，也可安装在压铸机控制柜中进行现场测试。（编 辑：郭ＯＫ）全立式压铸机工艺参数测试系统@沈清涛，李继成，崔瑞义$沈阳铸造研究所，大连 电机厂压铸，工艺参数，微机测试系统应用计算机测试金立式压铸机压铸电机转子过程的工艺参数 、显示数据和描绘变化曲线，能够可靠地调整工艺参数，保证转子压铸质量。文中概述了系统的工 作原理、硬件构成和软件管理框图。产品，它不仅能显示和输出变化过程曲线，而且还增加了对一 次采集的数据变化曲线进行多次观察分析、图形放大及左移有移等功能；该测试系统可组装成台式 ，也可组成面板式，既可用于实验室，也可安装在压铸机控制柜中进行现场测试。（编辑：郭ＯＫ ）全立式压铸机工艺参数测试系统@沈清涛，李继成，崔瑞义$沈阳铸造研究所，大连电机厂压铸，工艺参数，微机测试系统应用计算机测试金立式压铸机压铸电机转子过程的工艺参数、显示数据和描绘变化曲线，能够可靠地调整工艺参数，保证转子压铸质量。文中概述了系统的工作原理、硬件构成和软件管理框图。
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