等温锻造液压机的脱模控制系统及控制方法与流程

文档序号:11497028阅读:277来源:国知局

本发明涉及等温锻造液压机技术领域,特别是涉及一种等温锻造液压机的脱模控制系统及控制方法。



背景技术:

等温锻造液压机是生产航空航天业所必需的钛合金、高温合金等难变形材料锻件的基础设备,因此等温锻造液压机有着广阔的市场前景,对等温锻造液压机的辅助动作要求也越来越高,传统的锻造液压机脱模动作大多采用不可设定的开环控制方法,随着数字化和柔性化控制技术的广泛应用,等温锻造液压机的脱模动作越来越多的引入自动化控制的方法,为更好的满足市场需求,设计一套稳定可靠的工件脱模控制方法显得尤为重要。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是:提供一种等温锻造液压机的脱模控制系统及控制方法。本发明根据可编程控制器通过位移传感器数据计算滑块实时速度后,运算输出比例插装件排油量和比例伺服阀供油量从而达到等温锻造液压机中要求的压制后慢速回程速度控制要求。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:

一种等温锻造液压机的脱模控制系统,至少包括:

滑块位移传感器,用于采集滑块位置数据;

下卸料缸位移传感器,用于采集下卸料缸位置数据;

上卸料缸位移传感器,用于采集上卸料缸位置数据;

滑块比例插装件,用于主油缸上腔排油;

滑块比例伺服阀,用于调控主油缸下腔进油量使滑块运动;

下卸料缸比例伺服阀,用于调控下卸料缸的油液使下卸料缸运动;

上卸料缸比例伺服阀,用于调控上卸料缸的油液使上卸料缸运动;

比例泵,为脱模中的动作提供动力;

定量泵,为下卸料缸提供动力;

可编程控制器,用于读取滑块位置数据并计算滑块实时速度、读取下卸料缸位置数据并计算实时速度、读取上卸料缸位置数据并计算实时速度、控制输出滑块比例插装件的排油流量大小和控制滑块比例伺服阀、下卸料缸比例伺服阀和上卸料缸比例伺服阀的供油流量大小;

其中:可编程控制器的输入端口和位移传感器电连接,可编程控制器的输出端口与比例插装件端子电连接;可编程控制器的输出端口与比例伺服阀端子电连接。

一种等温锻造液压机的脱模控制系统的控制方法,至少包括如下步骤:

步骤一、等温锻造液压机压制动作完成后进入脱模回程动作阶段,可编程控制器根据设定的回程速度值,根据运算输出比例插装件的排油流量值,根据运算输出滑块比例伺服阀的供油流量值,同时读取滑块位置数据并计算滑块实时速度,通过pid闭环控制算法实时输出比例伺服阀的供油量此段速度回程一段距离后滑块快速回程后停止;

步骤二、根据设置下卸料缸快速脱模速度v01,可编程控制器通过速度关系自动开启定量泵并匹配比例泵和比例伺服阀开口,通过pid运算控制输出比例泵流量以追踪该速度;

步骤三、根据设置的下卸料缸慢速脱模速度v02,可编程控制器输出比例泵一个恒定流量,提供给下卸料缸比例伺服阀,可编程控制器根据读取的下卸料位置数据计算出实时速度v并通过pid运算控制输出下卸料缸比例伺服阀流量以追踪该速度;

步骤四、根据设置上卸料缸快速速脱模速度v03,可编程控制器通过速度关系自动匹配比例泵初始开口,通过pid运算控制输出比例泵流量以追踪该速度;

步骤五、根据设置上卸料缸慢速速脱模速度v04,可编程控制器输出比例泵一个恒定流量,提供给上卸料缸比例伺服阀,可编程控制器根据读取的上卸料位置数据计算出实时速度v并通过pid运算控制输出下卸料缸比例伺服阀流量以追踪该速度。

进一步:所述滑块脱模回程过程中,比例插装件排油量根据设定回程速度给定,比例插装件供油量实时闭环控制。

进一步:所述的滑块脱模回程速度调节范围为0.5~5mm/s,供油用滑块比例伺服阀为两个,设置速度为0.5~4mm/s时其中一个开启工作,设置速度为4~5mm/s速度时两个阀同时工作。

进一步:所述下卸料缸设置速度在0.2~5mm/s区间内,根据公式a=v×s/q;其中:a为比例泵开口,v为设置速度,q为比例泵额定输出流量,s为油缸面积;计算出启动单个比例泵,得出液压垫速度v-比例泵开口a关系f1进行闭环控制,同时根据可编程控制器输出下卸料缸比例伺服阀开k;下卸料缸设置速度在5~15mm/s区间内,可编程控制器自动启动一个定量泵和一个比例泵,再将根据下卸料缸速度v-比例泵开口a关系f2进行闭环控制,同时根据可编程控制器输出下卸料缸比例伺服阀开口k;下卸料缸设置速度在15~25mm/s区间内,程序自动启动两个定量泵和一个比例泵根据下卸料缸速度v-比例泵开口a关系f3行闭环控制,同时根据可编程控制器输出下卸料缸比例伺服阀开口k。

进一步:所述上卸料缸设置脱模速度v在0.2~2mm/s区间内,可编程控制器输出比例泵一个恒定流量,此比例泵的流量提供给比例伺服阀,可编程控制器读取阀前压力p1和阀后压力p2的数据,根据公式其中,k为开口大小,a为阀特性系数,p2-p1为阀前与阀后压力差,v为设置速度,s为上卸料缸的面积;计算出比例伺服阀提供理论比例伺服阀理论开口k1,使用pid控制算法得出比例阀的微调开口量k2,最终输出给比例伺服阀开口大小k=k1+k2。

本发明具有的优点和积极效果是:

一、等温锻造液压机的工件脱模中所用到的滑块、下卸料缸和上卸料缸均采用柔性控制的方法,防止了工件脱模动作对磨具和工件的损坏;二、等温锻造液压机的工件脱模中所用到的滑块采用先慢速后快速动作,下卸料缸和上卸料缸均采用先快速后慢速的动作,提高了脱模动作的效率;三、脱模动作的被控对象均采用比例泵或比例伺服阀等执行元件闭环控制,提高了控制系统的稳定性和准确性。

附图说明

图1是本发明优选实施例的电路框图;

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下:

请参阅图1,一种等温锻造液压机的脱模控制系统,所述等温锻造液压机上设置有用于速度控制的可编程控制器;脱模控制系统包括:

滑块位移传感器,用于采集滑块位置数据;

下卸料缸位移传感器,用于采集下卸料缸位置数据;

上卸料缸位移传感器,用于采集上卸料缸位置数据;

滑块比例插装件,用于主油缸上腔排油;

滑块比例伺服阀,用于调控主油缸下腔进油量使滑块运动;

下卸料缸比例伺服阀,用于调控下卸料缸的油液使下卸料缸运动;

上卸料缸比例伺服阀,用于调控上卸料缸的油液使上卸料缸运动;

比例泵,为脱模中的动作提供动力;

定量泵,为下卸料缸提供动力;

可编程控制器,用于读取滑块位置数据并计算滑块实时速度、读取下卸料缸位置数据并计算实时速度、读取上卸料缸位置数据并计算实时速度、控制输出滑块比例插装件的排油流量大小和控制滑块比例伺服阀、下卸料缸比例伺服阀和上卸料缸比例伺服阀的供油流量大小。

所述的控制方法为:

步骤一、等温锻造液压机压制动作完成后进入脱模回程动作阶段,可编程控制器根据设定的回程速度值,根据运算输出比例插装件的排油流量值,根据运算输出滑块比例伺服阀的供油流量值,同时读取滑块位置数据并计算滑块实时速度,通过pid闭环控制算法实时输出比例伺服阀的供油量此段速度回程一段距离后滑块快速回程后停止;

步骤二、根据设置下卸料缸快速速脱模速度v01,可编程控制器通过速度关系自动开启定量泵并匹配比例泵和比例伺服阀开口,通过pid运算控制输出比例泵流量以追踪该速度;

步骤三、根据设置的下卸料缸慢速脱模速度v02,可编程控制器输出比例泵一个恒定流量,提供给下卸料缸比例伺服阀,可编程控制器根据读取的下卸料位置数据计算出实时速度v并通过pid运算控制输出下卸料缸比例伺服阀流量以追踪该速度;

步骤四、根据设置上卸料缸快速速脱模速度v03,可编程控制器通过速度关系自动匹配比例泵初始开口,通过pid运算控制输出比例泵流量以追踪该速度;

步骤五、根据设置上卸料缸慢速速脱模速度v04,可编程控制器输出比例泵一个恒定流量,提供给上卸料缸比例伺服阀,可编程控制器根据读取的上卸料位置数据计算出实时速度v并通过pid运算控制输出下卸料缸比例伺服阀流量以追踪该速度。

其中:可编程控制器的输入端口和位移传感器电连接,可编程控制器的输出端口与比例插装件端子电连接;可编程控制器的输出端口与比例伺服阀端子电连接。

作为优选方案,所述脱模过程中,所述滑块脱模回程过程中,比例插装件排油量根据设定回程速度给定,比例插装件供油量实时闭环控制。所述的滑块脱模回程速度调节范围为0.5~5mm/s,供油用滑块比例伺服阀为两个,设置速度为0.5~4mm/s时其中一个开启工作,设置速度为4~5mm/s速度时两个阀同时工作。所述的上卸料缸设置脱模速度v在0.2~2mm/s区间内,可编程控制器输出比例泵一个恒定流量,此比例泵的流量提供给比例伺服阀,可编程控制器读取阀前压力p1和阀后压力p2的数据,根据公式k=v×(其中,k为开口大小,a为阀特性系数,p2-p1为阀前与阀后压力差,v为设置速度,s为上卸料缸的面积)计算出比例伺服阀提供理论比例伺服阀理论开口k1,使用pid控制算法得出比例阀的微调开口量k2,最终输出给比例伺服阀开口大小k=k1+k2。

以上对本发明的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1