专利名称：一种液压机的高精度同步和定位装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液压机，尤其是涉及一种液压机的高精度同步和定位装置。
背景技术：
液压机变频调是通过改变驱动泵的电机频率调节油泵的输出流量，从而控制工作油缸的运动速度。目前国内大部分液压机的生产厂家与进口液压机相比技术落后，液压系统简单，制造成本低，液压震动冲击大，漏油现象比较普遍；所以在使用变频器调速存在以下问题。1.变频器经常过载报警由于液压系统设计与调整不合理；使油泵和电机产生瞬间过载；特别是油泵达到一定压力后马上卸荷的时候；以前电机用工频时的过载电流是额定电流的7 — 8倍，而且热继电器过电流需要过载一定的时间才能报警；但使用变频器后变频器的过载能力一般最多在200% — 250%;而且一旦超出最大电流立刻报警。虽然增大变频器功率可以减少报警，但这样会增加成本，也不能确保能否正常运行。2.变频器的直流母线电压过高报警由于大部分普通液压机是压制成型，拉伸，冲裁等多功能的；在压制成型或冲裁工艺时，需要油泵达到一定压力(20 - 25MPa)才能完成产品；但油泵在到达设定压力后就马上卸荷失去负载；这时油泵转速会超出变频器输出的转速；使电机成为发电机而导致变频器的直流母线瞬间变高，变频器报警停机。3.速度变化响应慢由于变频器有升速和降速时间；这个时间不能调的太慢(一般在O. 5秒一1. 5左右)；所以速度要求变化量越大响应越慢。液压机变频调速具有很高的速度控制精度，是公认的液压调速和同步控制的发展趋势，但在实际运用中多年来却无法推广，尤其是液压机的高精度同步和定位方面应用很少，除了使用成本高以外，主要是以上存在的问题无法很好的解决。
发明内容本实用新型主要目的是提供一种可以使液压机各个主液压缸高精度同步和定位的装置。本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种液压机的高精度同步和定位装置，包括液压机的液压系统、两个或以上的主液压缸和控制系统，控制系统上设置PLC控制器和变频器，该变频器与PLC控制器设有通信接口 ；其特征在于还包括若干个检测主液压缸活塞杆输出位置并反馈给控制系统以运算需提前给定液压系统中的油泵电机的输出转速的位移传感器；变频器的加速时间和减速时间设置在O. 2秒以内。在同步和定位控制中，将变频器加速时间和减速时间在O. 2秒以内，可以较好地适应变频器的频率的变化量，使控制的各液压缸的同步动作更精确；至于油泵电机在启动和停止过程中的加减速时间，利用位置检测和模糊运算提前给定需要的转速，即变频器的输出频率。通过位置检测、控制系统的运算变频器的预定输出频率，以及控制变频器的加速时间，可以使液压机的同步和定位更精确。[0009]作为优选，控制主液压缸的液压回路中的每个电磁阀，均由PLC控制，PLC使每个电磁阀开启时间和关闭时间迟缓O. 01秒-O. 5秒。通过PLC控制使液压系统中的每个电磁阀可调节开启迟缓时间和关闭迟缓时间(一般在O. 01秒-O. 5秒之间调节)，来弥补每个电磁阀不同的开启与关闭特性，减少液压系统的冲击，从而调整液压系统，使液压系统震动尽量减小。由于液压系统是动态变化的过程，在实际使用中的压力突变是难免的，为了在不增加成本的同时不使变频器报警直流母线过高，作为优选，PLC利用通讯读取变频器的直流母线电压；在检测到直流母线电压高于一定电压时，PLC利用通讯增加变频器的给定频率。PLC利用通讯随时读取变频器的直流母线电压，在检测到直流母线电压高于一定电压时，马上利用通讯增加变频器的给定频率来减少由于惯量产生的母线电压过高。因此，本实用新型可以使各个主液压缸高精度同步和定位，还可使液压系统震动尽量减小、较好地应对运行中的液压压力突变。
附图1为本实用新型的一种原理示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例本实用新型一种液压机的高精度同步和定位装置，如附图1所示，其包括液压机的液压系统、两个或以上的主液压缸和控制系统，控制系统上设置PLC控制器和变频器，该变频器与PLC控制器设有通信接口 ；还设有若干个检测主液压缸活塞杆输出位置并反馈给控制系统以运算需提前给定液压系统中的油泵电机的输出转速的位移传感器；变频器的加速时间和减速时间设置在O. 2秒以内。对于本领域技术员可以理解到，位移传感器可以安装在液压机上合适的位置，例如机身、活塞杆端部等等位置。在同步控制或速度要求比较高的场合，虽然变频调速控制精度高，但速度响应的迟缓时间长(一般变频器加速时间和减速时间在O. 6秒(根据变频器功率而定)以上才能使油泵电机组稳定运行；那么变化20HZ的频率就需要0.24秒)。但在实际同步和定位控制中，频率的变化量一般都不大，所以我们可以将加速时间和减速时间在O. 2秒以内，至于油泵电机在启动和停止过程中的加减速时间，我们可以利用通讯功能进行慢慢升降速，这样可以将同步和定位控制中的迟缓时间减小3倍多；而且这个迟缓时间与变化过程其实我们可以预知的，完全可以通过软件程序来解决，不同场合解决办法虽然不尽相同，一般可以利用位置检测和模糊运算提前给定需要的速度(即变频器的输出频率)。控制主液压缸的液压回路中的每个电磁阀，均由PLC控制，PLC使每个电磁阀开启时间和关闭时间迟缓O. 01秒-O. 5秒。这种方式可以调整液压系统，使液压系统震动尽量减小，特别是调整系统阀的阻尼和弹簧匹配到最佳状态，使系统阀的开启与关闭平缓稳定。通过PLC控制使液压系统中的每个电磁阀可调节开启迟缓时间和关闭迟缓时间(一般在O. 01秒-O. 5秒之间)调节，来弥补每个电磁阀不同的开启与关闭特性，减少液压系统的冲击。PLC利用通讯读取变频器的直流母线电压；在检测到直流母线电压高于一定电压时，PLC利用通讯增加变频器的给定频率。由于液压系统是动态变化的过程，在实际使用中的压力突变是难免的，为了在不增加成本的同时不使变频器报直流母线过高，我们利用通讯就是随时读取变频器的直流母线电压，在检测到直流母线电压高于一定电压时(600V左右)，马上利用通讯增加给定频率来减少由于惯量产生的母线电压过高。这个功能也可以直接做进变频器控制系统里边，这样效果更好。利用上述方法，我们为某公司开发了 500吨三通挤压机和600吨三通挤压机，其中500吨三通挤压机利用工业平板电脑上的RS485通讯口与程控器进行RS485通讯与逻辑运算处理，再利用程控器和变频器进行RS485通讯控制左右侧缸的速度，以及采用电阻式位移传感器测量左右侧缸的实际位置(测量精度达到±0.01)来进行同步闭环控制，实现500吨三向胀型液压机的左右等距离同步挤压、左右不等距离同步挤压等工艺流程的整个全自动过程，左右缸的同步精度可以达到±0.1。600吨三通挤压机利用程控器和变频器进行RS485通讯控制左右侧缸的速度，以及采用脉冲式位移传感器测量左右侧缸的实际位置(测量精度达到±0. 001)来进行左右侧缸的快速定位控制，该液压机在20mm/s的速度下的定位精度可以达到±0. 02，是目前国内液压机同等工进速度下定位精度最高的。
权利要求1.一种液压机的高精度同步和定位装置，包括液压机的液压系统、两个或以上的主液压缸和控制系统，控制系统上设置PLC控制器和变频器，该变频器与PLC控制器设有通信接口 ；其特征在于还包括若干个检测主液压缸活塞杆输出位置并反馈给控制系统以运算需提前给定液压系统中的油泵电机的输出转速的位移传感器；变频器的加速时间和减速时间设置在O. 2秒以内。
2.根据权利要求1所述的一种液压机的高精度同步和定位装置，其特征在于控制主液压缸的液压回路中的每个电磁阀，均由PLC控制，PLC使每个电磁阀开启时间和关闭时间迟缓O. 01秒-O. 5秒。
3.根据权利要求1或2所述的一种液压机的高精度同步和定位装置，其特征在于PLC 利用通讯读取变频器的直流母线电压；在检测到直流母线电压高于一定电压时，PLC利用通讯增加变频器的给定频率。
专利摘要本实用新型涉及一种液压机的高精度同步和定位装置，其包括液压机的液压系统、两个或以上的主液压缸和控制系统，控制系统上设置PLC控制器和变频器，该变频器与PLC控制器设有通信接口；还设有若干个检测主液压缸活塞杆输出位置并反馈给控制系统以运算需提前给定液压系统中的油泵电机的输出转速的位移传感器；变频器的加速时间和减速时间设置在0.2秒以内。在同步和定位控制中，将变频器加速时间和减速时间在0.2秒以内，可较好地适应变频器的频率的变化量，使控制的各液压缸的同步动作更精确；至于油泵电机在启动和停止过程中的加减速时间，利用位置检测和模糊运算提前给定需要的转速，即变频器的输出频率。
文档编号B30B15/26GK202826497SQ20122036179
公开日2013年3月27日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者周应芳 申请人:杭州浩森电气自动化工程有限公司