本发明属于工件直线度检测领域，具体涉及一种智能检测矫直装置控制系统。
背景技术：
专用设备长管类组件是专用设备的重要组件，其直线度直接影响专用设备的性能。因此，有必要对专用设备长管类组件端跳值进行测量，并定量矫直。现有矫直多采用人工手动测量端跳值，根据经验进行矫直，测量精度和矫直效率不高，且不具备很好的一致性。
技术实现要素：
本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种智能检测矫直装置控制系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种智能检测矫直装置控制系统，包括主控模块分别与主控模块连接的测量模块、驱动模块、矫直模块、人机交互模块和存储模块，以及为系统供电的电源模块。
在上述技术方案中，还包括与主控模块连接的开关模块；所述开关模块包括分别与主控模块通过数字量io端口进行通讯的按钮、光电开关、气缸控制器和行程到位开关。
在上述技术方案中，所述主控模块包括arm芯片，采用labview虚拟仪器嵌入式模块在平台上变成完成各项功能。
在上述技术方案中，所述测量模块包括通过串口通讯的ccd控制器与ccd高精度传感器，ccd控制器与主控模块通过串口通讯。
在上述技术方案中，所述驱动模块包括通过数字量io端口通讯的电机驱动器和步进电机；电机驱动器与主控模块通过数字量io端口通讯。
在上述技术方案中，所述矫直模块包括相互连接的推杆控制器和电动推杆，以及相互连接的压力控制器和压力传感器，推杆控制器和压力控制器均通过数字量io端口与主控模块通讯；压力传感器设置于电动推杆靠近工件的端部。
在上述技术方案中，所述人机交互模块包括串口触摸屏，其通过串口通讯与主控模块连接。
在上述技术方案中，所述电源模块包括dc12v供电电路、dc24v供电电路和ac220v供电电路，为控制系统各模块供电。
在上述技术方案中，所述存储模块包括sd存储卡和sd卡驱动电路，主控模块通过spi模式与sd存储卡进行通讯。
在上述技术方案中，还包括控制箱，所述ccd控制器、推杆控制器、压力控制器、电机驱动器、电源模块以及矫直装置中的转运气缸和压紧气缸均装配于控制箱内。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种基于arm的智能检测矫直装置控制系统，用于专用设备长管类组件检验生产线高精度测量智能矫直的控制；采用labview嵌入式开发模块在arm平台上进行研发，针对专用设备长管类组件的结构特点，进行高精度测量和智能控制，高效的完成专用设备长管类组件的智能矫直，且能够形成标准化的工艺流程。
附图说明
图1是本发明智能检测矫直装置控制系统的结构示意图；
图2是装配本发明智能检测矫直装置控制系统的矫直装置的结构示意图；
图3是基于本发明智能检测矫直装置控制系统的标准化矫直方法的流程图；
图4是基于本发明智能检测矫直装置控制系统的自动矫直方法的流程图；
图5是本发明智能检测矫直装置控制系统中按钮、开关与主控模块连接的电路图；
图6是本发明智能检测矫直装置控制系统中气缸控制器与主控模块连接的电路图。
其中：
1主控模块
2测量模块
21ccd控制器22ccd高精度传感器
3驱动模块
31电机驱动器32步进电机
4矫直模块
41推杆控制器42电动推杆
43压力控制器44压力传感器
5人机交互模块
6电源模块
7存储模块
8开关模块
81按钮82光电开关
83气缸控制器84行程到位开关
9控制箱
10支撑平台
11压紧气缸
12转运气缸
13长管类组件。
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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案，下面结合说明书附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明智能检测矫直装置控制系统的技术方案。
如图2所示，装配本发明智能检测矫直装置控制系统的矫直装置包括跳动值检测机构、矫直机构、转运气缸12以及对装置提供支撑的支撑平台10，跳动值检测机构包括驱动长管类组件13旋转的步进电机32，对长管类组件13端部位移量进行检测的ccd高精度传感器；矫直机构包括压紧固定长管类组件的压紧气缸11，对长管类组件端部执行下压的电动执行器，电动执行器包括推杆控制器41和电动推杆42。
实施例1
如图1所示，一种智能检测矫直装置控制系统，包括主控模块1分别与主控模块1连接的测量模块2、驱动模块3、矫直模块4、人机交互模块5和存储模块7，以及为系统供电的电源模块6。
还包括与主控模块1连接的开关模块8；所述开关模块8包括分别与主控模块1通过数字量io端口进行通讯的按钮81、光电开关82、气缸控制器83和行程到位开关84。
所述按钮81、光电开关82和行程到位开关84通过如图5所示的电路与主控模块1的arm芯片的普通io端口相连。
具体的电路连接方式为：光耦el817的1号引脚串联电阻r44后连接arm芯片的io端口，光耦el817的2号引脚接地，且串联二极管ds5和电阻r33后连接arm芯片的io端口，光耦el817的3号引脚份三路连接，一路串联连接电阻r56、二极管ds15之后接地，一路连接电阻r66后接地，一路连接按钮81、光电开关82和行程到位开关84，光耦el817的4号引脚接24v供电。
所述气缸控制器83通过如图6所示的电路与与主控模块1的arm芯片的普通io端口相连。
具体的电路连接方式与图5相似，气缸控制器的连接电路中光耦的1号引脚连接气缸控制器83（与图5连接arm芯片的普通io端口处相同），3号引脚连接arm芯片的普通io端口（与图5连接开关按钮处相同）。
所述主控模块1包括arm芯片，采用labview虚拟仪器嵌入式模块在arm平台上变成完成各项功能，提高了开发及调试效率。
所述测量模块2包括通过串口通讯的ccd控制器21与ccd高精度传感器22，ccd控制器21与主控模块1通过串口通讯。
所述驱动模块3包括通过数字量io端口通讯的电机驱动器31和步进电机32；电机驱动器31与主控模块1通过数字量io端口通讯。
所述矫直模块4包括相互连接的推杆控制器41和电动推杆42，通过配套的专用线缆连接的压力控制器43和压力传感器44，推杆控制器41和压力控制器43均通过数字量io端口与主控模块1通讯；压力传感器44设置于电动推杆42靠近工件的端部。
所述人机交互模块5包括串口触摸屏，其通过串口通讯与主控模块1连接。
所述电源模块6包括dc12v供电电路、dc24v供电电路和ac220v供电电路，为控制系统各模块供电。各供电电路为常规电压转换的供电电路，无特殊设计；ac220v为电机驱动器供电，dc12v供电电路为人机交互模块5供电，dc24v供电电路为各个控制器、按钮、光电开关和各个气缸供电。
所述存储模块7包括sd存储卡和sd卡驱动电路，主控模块1通过spi模式与sd存储卡进行通讯，sd卡驱动电路为本领域采用常规的sd卡驱动电路。
还包括设置于支撑平台10下方的控制箱9，所述ccd控制器21、推杆控制器41、压力控制器43、电机驱动器31、电源模块6以及矫直装置中的转运气缸和压紧气缸均装配于控制箱9内。
本发明的工作过程：
开始工作时，首先将长管类组件13放入相应位置，开始后转运气缸12压紧长管类组件13，然后通过步进电机32带动长管类组件13旋转运动，同时通过ccd高精度传感器22对长管类组件13进行端跳值的测量。使长管类组件13最大端跳值位置向上，然后转运气缸12松开，压紧气缸11压紧组件，电动推杆42根据测量值对长管类组件13进行定量调整。整个工作流程可以在人机交互模块5上实时观测控制。
所述智能检测矫直装置控制系统共设有手动模式、自动模式、查询模式和参数配置模式四种工作模式。
所述手动模式提供全面开放的手动矫直功能。在该工作模式下，操作人员可以根据经验手动控制智能检测矫直装置对长管类组件进行矫直，并根据需求保存矫直过程中的各项参数。
所述自动模式提供全自动矫直功能，在该工作模式下，操作人员只需将长管类组件装入相应位置，按下“自动调直”按钮，智能检测矫直装置则自动完成矫直，并保存每次矫直下压和端跳检测的各项参数。
所述查询模式提供矫直历史数据的查询功能，在该工作模式下，操作人员可根据日期和编号等变量，在触摸屏上快速查询矫直的历史数据。
所述参数配置模式提供智能检测矫直装置各项参数的配置功能，在该工作模式下，操作人员可以设定日期、时间、矫直允许最大力、矫直下压保持时间、矫直合格标准、矫直允许最大调节次数、矫直测量平均次数、矫直分段力值和矫直力增量值等参数。
实施例2
如图3所示，基于实施例1的智能检测矫直装置控制系统的长管类组件矫直的标准化方法，包括以下步骤：
（ⅰ）长管类组件装入、开始工作s1
按照要求将专用设备长管类组件装入智能检测矫直装置中的相应位置；
（ⅱ）长管类组件端跳值检测s2
装置自动切换到测量工位，然后开始高精度端跳最大值及其位置的检测，在该工序中检测速度、检测精度、检测平均次数等工艺参数可调，通过确定这些工艺参数可以固定该工序的具体过程；
（ⅲ）长管类组件的合格判定s3
根据端跳值检测结果进行长管类组件的合格判定，若合格则无需矫直操作，进入步骤（ⅴ），若不合格，则长管类组件需要矫直操作，进行步骤（ⅳ）；
（ⅳ）长管类组件矫直，矫直完成后重回步骤（ⅲ）s4
当判定长管类组件不合格时，装置自动切换到矫直工位，然后开始自动矫直。在该工序中分段下压矫直力、矫直保持时间、矫直允许最大矫直力、矫直允许最大次数等工艺参数可调。通过确定这些工艺参数可以固定该工序的具体过程，并保障该工序的安全生产。该工序结束后再次进入工序步骤（ⅱ）、（ⅲ），循环进行直至长管类组件合格，或者矫直次数超过矫直允许最大次数，则进入步骤（ⅴ）。
（ⅴ）结束矫直、取出组件s5
取出专用设备长管类组件，完成矫直工艺。
基于本申请的智能检测矫直装置控制系统，提出了专用设备长管类组件矫直的标准化工艺流程，标准化工艺流程根据以往专用设备长管类组件矫直的人工经验，结合本申请智能检测矫直装置控制系统的特点，制定标准化的检测矫直工艺过程，包括组件装入与开始工作、端跳检测、工位转换、自动矫直、结束工作与组件取出等五个主要工序，以及工序中检测速度、检测精度、检测平均次数、合格判定标准、矫直允许最大矫直力、矫直允许最大次数、矫直保持时间、分段下压矫直力等工艺参数的确定与固化。专用设备长管类组件矫直工艺的标准化，不仅有利于形成标准化的高质量加工产品，节省人力，更有利于安全生产，杜绝人工操作可能发生的安全事故。
实施例3
如图4所示，基于实施例1的智能检测矫直装置控制系统的长管类组件自动矫直方法，包括以下步骤：
（ⅰ）智能检测矫直装置上电后，首先初始化变量，并使电动执行器复位到初始位置。s1
（ⅱ）操作人员装入长管类组件，并点击“自动矫直”按钮开始测量。s2
（ⅲ）进入测量工位。转运气缸发生动作，将专用设备长管类组件压紧。s3
（ⅳ）持续检测转运气缸是否到位，若转运气缸超时仍未到位，则触摸屏提示“转运气缸工作异常，请检修气路是否打开”。s4
（ⅴ）若转运气缸正常到位，则步进电机带动长管类组件旋转一周，检测组件端跳值，在此过程中触摸屏实时显示检测进度。s5
（ⅵ）长管类组件端跳检测值经软件算法滤波处理，得到该组件最大端跳值的大小及该最大端跳值的位置索引。与事先设定的矫直合格标准相比较，若最大端跳值合格，则进入步骤（ⅶ），若最大端跳值不合格，则进入步骤（ⅹ）。s6
（ⅶ）若最大端跳值合格，则转运气缸发生动作，松开长管类组件。s7
（ⅷ）持续检测转运气缸是否到位，若转运气缸超时仍未到位，则触摸屏提示转运气缸异常。若转运气缸到位，则进入步骤（ⅸ）。s8
（ⅸ）长管类组件合格，触摸屏显示合格，并将测量数据存入sd存储卡。s9
（ⅹ）若长管类组件端跳值不合格，并且矫直次数大于1时，则需要进行压反判定，判断上次矫直过程中的矫直力是否过大，使得组件最大端跳值的位置索引与上次比较相差180度左右。若长管类组件被压反，则进入步骤（xi）；若长管类组件没有压反，则进入步骤（xii）。s10
（xi）若长管类组件被判定压反，则表明长管类组件被矫直过度，矫直压力增量计数清零。s11
（xii）步进电机带动长管类组件运行至最大端跳值竖直向上的位置。s12
（xiii）工位转换，进入矫直工位。压紧气缸发生动作，向上顶长管类组件。s13
（xiv）持续检测压紧气缸是否到位，若压紧气缸超时仍未到位，则触摸屏提示气缸异常。若压紧气缸到位，则进入步骤（xv）。s14
（xv）电动执行器开始向下运动，并且根据到长管类组件上表面的距离，动态调节向下运动的步长和速度，在此过程中实时检测组件端跳值的变化，以及电动执行器与长管类组件接触力的大小。s15
（xvi）进行电动执行器下端与长管类组件上表面的接触判定。若未接触，则返回步骤（xv）。若判定接触，则进入步骤（xvii）。s16
（xvii）进行接触判定后，表明电动执行器下端与长管类组件处于刚刚接触的状态，则开始进行下压量的记录，同时电动执行器向下压固定量并延时检测接触力的大小，计算模量参数。s17
（xviii）根据长管类组件最大端跳值和模量参数的大小，结合事先设定的分段矫直力，计算得到下压的矫直力值。若计算得到的矫直力超过设定的矫直允许最大力，则用矫直允许最大力代替矫直力值。s18
（xix）根据接触力与矫直力的差值，动态调节电动执行器向下压的步长和速度，逐渐逼近矫直力。s19
（xx）根据设定的矫直下压保持时间，使长管类组件保持下压状态，以使矫直力产生作用，随后电动执行器复位。s20
（xxi）进入测量工位，压紧气缸发生动作，松开长管类组件。同时，矫直次数加1，再次进入步骤（ⅴ），进行长管类组件端跳值的检测。s21
本发明应用于专用设备长管类组件检验生产线的智能检测矫直装置控制，实现专用设备组件的自动化检验及调直。
本发明提供了一种智能检测矫直装置控制系统，可以对专用设备长管类组件进行高精度检测，并智能完成矫直，测量精度高达到±0.003mm，智能矫直效率较高，具备手动模式和自动模式，可根据情况人工切换；具备友好的人机交互界面，提供实时检测状态和工作流程的显示，以及相关控制切换按钮；具备安全保护机制，保障人身和财产安全。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
申请人声明，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，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
1.一种智能检测矫直装置控制系统，其特征在于：包括主控模块（1）分别与主控模块（1）连接的测量模块（2）、驱动模块（3）、矫直模块（4）、人机交互模块（5）和存储模块（7），以及为系统供电的电源模块（6）。
2.根据权利要求1所述的智能检测矫直装置控制系统，其特征在于：还包括与主控模块（1）连接的开关模块（8）；所述开关模块（8）包括分别与主控模块（1）通过数字量io端口进行通讯的按钮（81）、光电开关（82）、气缸控制器（83）和行程到位开关（84）。
3.根据权利要求1所述的智能检测矫直装置控制系统，其特征在于：所述主控模块（1）包括arm芯片。
4.根据权利要求1所述的智能检测矫直装置控制系统，其特征在于：所述测量模块（2）包括通过串口通讯的ccd控制器（21）与ccd高精度传感器（22），ccd控制器（21）与主控模块（1）通过串口通讯。
5.根据权利要求1所述的智能检测矫直装置控制系统，其特征在于：所述驱动模块（3）包括通过数字量io端口通讯的电机驱动器（31）和步进电机（32）；电机驱动器（31）与主控模块（1）通过数字量io端口通讯。
6.根据权利要求1所述的智能检测矫直装置控制系统，其特征在于：所述矫直模块（4）包括相互连接的推杆控制器（41）和电动推杆（42），以及相互连接的压力控制器（43）和压力传感器（44），推杆控制器（41）和压力控制器（43）均通过数字量io端口与主控模块（1）通讯；压力传感器（44）设置于电动推杆（42）靠近工件的端部。
7.根据权利要求1所述的智能检测矫直装置控制系统，其特征在于：所述人机交互模块（5）包括串口触摸屏，其通过串口通讯与主控模块（1）连接。
8.根据权利要求1所述的智能检测矫直装置控制系统，其特征在于：所述电源模块（6）包括dc12v供电电路、dc24v供电电路和ac220v供电电路。
9.根据权利要求1所述的智能检测矫直装置控制系统，其特征在于：所述存储模块（7）包括sd存储卡和sd卡驱动电路，主控模块（1）通过spi模式与sd存储卡进行通讯。
10.根据权利要求1所述的智能检测矫直装置控制系统，其特征在于：还包括控制箱（9），所述ccd控制器（21）、推杆控制器（41）、压力控制器（43）、电机驱动器（31）、电源模块（6）以及矫直装置中的转运气缸和压紧气缸均装配于控制箱（9）内。
技术总结