一种铝材挤压机挤压力调节电路的制作方法

本发明涉及挤压机控制技术领域，特别是涉及一种铝材挤压机挤压力调节电路。

背景技术：

铝材挤压机在挤压过程中,挤压力、挤压速度和模具及材料特性是重要考虑因素,其中挤压力是指在挤压过程中通过挤压杆和挤压垫作用在金属坯料上的外力，挤压力太大或太小，不利于获得组织和性能均匀的挤压变形制品，通常挤压力的大小预先根据铝型材的种类（型材、管材、棒材、线材）和性能、挤压方法、挤压机能力、挤压筒内径及锭坯长度调节主缸及侧缸的溢流阀开度来设定挤压力。

但在挤压过程中挤压速度、挤压温度、变形程度等会影响挤压力的大小，因此需对挤压过程中挤压力的大小进行调节，使其在保持在允许范围之内。

所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种铝材挤压机挤压力调节电路，能根据挤压力的大小自动调节溢流阀开度，使挤压力的大小保持在允许范围之内。

其解决的技术方案是，包括压力调节电路、主缸溢流阀，所述压力调节电路通过压力传感器检测的挤压筒挤压铝型材坯料的压力的大小，经调节处理后控制主缸溢流阀的开度，其特征在于，所述压力调节电路包括压力检测电路、差压调节及升压电路、主缸溢流阀驱动电路；

所述压力检测电路通过单结管vtl1、晶闸管vtl1为核心组成的定时触发电路为压力传感器db1提供电源，压力传感器db1检测的挤压力电压信号经差动放大器ar3输出到差压调节及升压电路，采用运放ar1差动放大器计算出与设定压力信号的差值信号，正差值信号经限流、低通滤波、脉动滤波、稳压后加到三极管q1、mos管t1为核心的复合放大管进行放大，负差值信号经二阶rc滤波后加到三极管q2、mos管t1为核心的复合放大管进行放大，放大后信号经mos管t1、电位器rw1、电感l3、二极管d1、电容c5组成的升压电路升压输出，所述主缸溢流阀驱动电路接收差压调节及升压电路输出的升压电压，一路经三极管q5、可调电源u1稳流后加到电动挤压杆的电源端，另一路采用运放ar2、二极管d2及二极管d4为核心的绝对值电路将升压电压转换为正升压电压，加到三极管q3、三极管q4为核心的放电开关电路，作一个开关串在主缸溢流阀电磁铁的线圈另一端和地之间，以此主缸溢流阀的开度，进而调整挤压力的大小。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

1，设定压力信号和检测压力信号先经差动放大器进行差动平衡放大处理，计算出检测压力信号与设定压力信号的差值信号，差值信号先经三极管q1或q2射极跟随器跟随，使信号无失真的加到mos管t1的栅极，再经mos管t1、电阻r13、串联的电阻r30和二极管d6及上拉电阻r31或串联的电阻r30和二极管d5及上拉电阻r32、电解电容e2放大，放大后信号经mos管t1、电位器rw1、电感l3、二极管d1、电容c5组成的升压电路升压为正向或负向高压输出到主缸溢流阀驱动电路，以提高驱动信号的精度；

2，正向或负向高压一路经滤波、稳流后加到溢流阀电磁铁的线圈一端，正向或负向高压的大小控制电磁铁产生电磁力的大小及方向，另一路采用绝对值电路转换为正向高压，通过电容c5充放电，使三极管q3导通、截止，驱动三极管q4导通、截止，接通、断开主缸溢流阀电磁铁的线圈流通的回路，控制电磁铁产生电磁力的时长，以此精确控制主缸溢流阀的开度，进而调整挤压力的大小。

附图说明

图1为本发明的差压调节及升压电路原理图。

图2为本发明的主缸溢流阀驱动电路原理图。

图3为本发明的压力检测电路原理图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

一种铝材挤压机挤压力调节电路，包括压力调节电路、主缸溢流阀，所述压力调节电路通过压力传感器检测的挤压筒挤压铝型材坯料的压力的大小，经调节处理后控制主缸溢流阀的开度，所述压力调节电路包括压力检测电路、差压调节及升压电路、主缸溢流阀驱动电路；

所述压力检测电路通过单结管q1、晶闸管vtl1为核心组成的循环定时触发电路为压力传感器db1提供电源，压力传感器db1检测的挤压力电压信号经差动放大器ar3、电阻r24-电阻r27组成的差动电路输出到差压调节及升压电路，采用运放ar1差动放大器计算出与设定压力信号的差值信号，正差值信号经电阻r5限流、电阻r11并联电容c4低通滤波、电解电容e1脉动滤波、稳压管z1稳压后加到三极管q1的基极，电阻r12为三极管q1的集电极偏置电阻，其实质为射极跟随器，利用其输入阻抗高输出阻抗低的特性，使信号无失真的加到mos管t1的栅极，经mos管t1、电阻r13、串联的电阻r30和二极管d1及上拉电阻r31、电解电容e2放大，放大后信号经mos管t1、电位器rw1、电感l3、二极管d1、电容c5组成的升压电路升压为正向高压输出到主缸溢流阀驱动电路，负差值信号经电阻r7、电容c2和电阻r8、电容c3组成的二阶rc滤波后加到三极管q2的基极，电阻r9为三极管q2的集电极偏置电阻，其实质为射极跟随器，利用其输入阻抗高输出阻抗低的特性，使信号无失真的加到mos管t1的栅极，经mos管t1、电阻r13、串联的电阻r30和二极管d6及下拉电阻r32、电解电容e2放大，放大后信号经mos管t1、电感l3、二极管d1、电容c5组成的升压电路升压为负向高压输出到主缸溢流阀驱动电路，所述主缸溢流阀驱动电路接收差压调节及升压电路输出的升压电压，一路经电感l5滤波后经三极管q5、电阻r17、电阻r18、可调电源u1组成的恒流源电路稳流后加到溢流阀电磁铁的线圈一端，用于防止电磁铁线圈电流过大烧毁线圈，正向或负向高压的大小控制电磁铁产生电磁力（吸力或斥力，也即带动阀门移动的大小）的大小及方向，另一路采用运放ar2、二极管d2及二极管d4为核心的绝对值电路将升压电压转换为正升压电压，分别经接地电容c5充电、电容c6耦合加到三极管q3的基极，正升压电压过来时，由于电容两端电压不能突变，三极管q3的发射结正偏，三极管q3导通，高电压经二极管d3、电容c7保持后驱动三极管q4导通，使溢流阀电磁铁的线圈另一端连接地，接通电流流通的回路，调节主缸及侧缸溢流阀开度，进而调节挤压力的大小，随着接地电容c5的充电，三极管q3的发射结反偏，三极管q3截止，二极管d3、电容c7延时0.3s后驱动三极管q4截止，断开溢流阀电磁铁的线圈流通的回路，停止调节，控制电磁铁产生电磁力的时长，以此精确控制主缸溢流阀的开度，进而调整挤压力的大小；

所述差压调节及升压电路接收设定压力信号（也即预先根据铝型材的种类和性能、挤压方法、挤压机能力、挤压筒内径及锭坯长度调节主缸及侧缸的溢流阀开度来设定的挤压力）和检测压力信号（压力检测电路输出的压力信号），分别经电感l1、电感l2滤波，电容c1防止串模干扰后进入运放ar1、电阻r1-电阻r5组成的差动放大器进行差动平衡放大，抑制共模干扰、放大差模信号，也即计算出检测压力信号与设定压力信号的差值信号，检测压力信号高于设定压力信号时，此信号为正的差值信号，检测压力信号低设定压力信号时，此信号为负的差值信号，正差值信号经电阻r5限流、电阻r11并联电容c4低通滤波、电解电容e1脉动滤波、稳压管z1稳压后加到三极管q1的基极，电阻r12为三极管q1的集电极偏置电阻，其实质为射极跟随器，利用其输入阻抗高输出阻抗低的特性，使信号无失真的加到mos管t1的栅极，经mos管t1、电阻r13、串联的电阻r30和二极管d1及上拉电阻r31、电解电容e2放大为（0-5v），放大后信号经mos管t1、电位器rw1、电感l3、二极管d1、电容c5组成的升压电路升压为正向高压（24-36v）输出到主缸溢流阀驱动电路，负差值信号经电阻r7、电容c2和电阻r8、电容c3组成的二阶rc滤波后加到三极管q2的基极，电阻r9为三极管q2的集电极偏置电阻，其实质为射极跟随器，利用其输入阻抗高输出阻抗低的特性，使信号无失真的加到mos管t1的栅极，经mos管t1、电阻r13、串联的电阻r30和二极管d6及下拉电阻r32、电解电容e2放大为（0至-5v），放大后信号经mos管t1、电感l3、二极管d1、电容c5组成的升压电路升压为负向高压（-24至-36v）输出到主缸溢流阀驱动电路，包括电感l1、电感l2，电感l1的一端、电感l2的一端分别连接设定压力信号和检测压力信号，电感l1的另一端分别连接电容c1的一端、电阻r1的一端，电阻r1的另一端分别连接电阻r4的一端、运放ar1的反相输入端，电感l2的另一端分别连接电容c1的另一端、电阻r2的一端，电阻r2的另一端分别连接接地电阻r3的一端、运放ar1的同相输入端，运放ar1的输出端分别连接电阻r4的另一端、电阻r5的一端，电阻r5的另一端分别连接接地电阻r6的一端、电阻r7的一端、电阻r10的一端，电阻r10的另一端分别连接电阻r11的一端、电容c4的一端，电阻r11的另一端分别连接电容c4的另一端、电解电容e1的正极、稳压管z1的负极、三极管q1的基极、电位器rw1的左端，三极管q1的集电极通过电阻r12连接电源+5v，电阻r7的另一端分别连接电阻r8的一端、接地电容c2的一端，电阻r8的另一端分别连接接地电容c3的一端、三极管q2的基极，三极管q2的集电极通过电阻r9连接电源-5v，三极管q1的发射极分别连接三极管q2的发射极、电解电容e2的正极、mos管t1的栅极、电阻r30的一端，mos管t1的源极连接电阻r13的一端，电解电容e2的负极、电阻r13的另一端连接地，mos管t1的漏极分别连接电位器rw1的右端、电感l3的一端、二极管d1的正极，电阻r30的一端分别连接二极管d5的负极、二极管d6的正极，二极管d6的负极分别连接二极管d6的正极、接+5v电源r31的一端、接-5v电源r32的一端、电感l3的另一端，二极管d1的负极和接地电容c5的一端为差压调节及升压电路的输出信号，二极管d1的负极还连接稳压管z2的负极，稳压管z2的正极连接电位器rw1的可调端；

所述主缸溢流阀驱动电路接收差压调节及升压电路输出的升压电压，一路经电感l5滤波后经三极管q5、电阻r17、电阻r18、可调电源u1组成的恒流源电路稳流后加到溢流阀电磁铁的线圈一端，用于防止电磁铁线圈电流过大烧毁线圈，正向或负向高压的大小控制电磁铁产生电磁力（吸力或斥力，也即带动阀门移动的大小）的大小，另一路采用运放ar2、二极管d2及二极管d4为核心的绝对值电路将升压电压转换为正升压电压，分别经接地电容c5充电、电容c6耦合加到三极管q3的基极，正升压电压过来时，由于电容两端电压不能突变，三极管q3的发射结正偏，三极管q3导通，高电压经二极管d3、电容c7保持后驱动三极管q4导通，使溢流阀电磁铁的线圈另一端连接地，接通电流流通的回路，调节主缸及侧缸溢流阀开度，进而调节挤压力的大小，随着接地电容c5的充电，三极管q3的发射结反偏，三极管q3截止，二极管d3、电容c7延时0.3s后驱动三极管q4截止，断开溢流阀电磁铁的线圈流通的回路，停止调节，控制电磁铁产生电磁力的时长，以此精确控制主缸溢流阀的开度，进而调整挤压力的大小，包括电阻r14、电感l5，电阻r14的一端和电感l5的一端连接二极管d1的负极，电阻r14的另一端分别连接二极管d4的正极、运放ar2的反相输入端，运放ar2的同相输入端连接电阻r15的一端，电阻r15的另一端分别连接运放ar2的输出端、二极管d2的正极，二极管d2的负极分别连接二极管d4的负极、电阻r16的一端、三极管q3的发射极，电阻r16的另一端分别连接接地电容c5的一端、电容c6的一端，电容c6的另一端连接三极管q3的基极，三极管q3的发射极分别连接电阻r34的一端、二极管d3的正极，二极管d3的负极分别连接接地电容c7的一端、电阻r33的一端，电阻r33的另一端连接三极管q4的基极，三极管q4的发射极连接地，电感l5的另一端分别连接电阻r17的一端、三极管q5的集电极，电阻r17的另一端分别连接三极管q5的基极、可调电源u1的阴极，三极管q5的发射极分别连接可调电源u1的参考极、电阻r18的一端，可调电源u1的阳极分别连接电阻r18的另一端、溢流阀电磁铁的线圈一端，溢流阀电磁铁的线圈另一端连接三极管q4的集电极；

所述压力检测电路通过单结管q1、晶闸管vtl1为核心组成的循环定时触发电路为压力传感器db1提供电源，详细过程为电源+12v经电阻r19对电解电容e3充放电，循环定时的时长取决于电阻r19和电解电容e3的参数值，充放电电压加到单结管q1的控制极，高于单结管q1的导通电压或低于导通电压时，单结管q1导通或关闭，控制晶闸管vtl1触发导通或反向阻断，进而控制电源+5v经稳压管z3稳压后为压力传感器db1是否提供电源，压力传感器db1（具体可为电阻应变式压力传感器，四个桥臂电阻可均匀置于挤压筒内侧）检测的挤压力电压信号经差动放大器ar3、电阻r24-电阻r27组成的差动电路输出到差压调节及升压电路，包括单结管q1，单结管q1的发射极连接电阻r20的一端，电阻r20的另一端分别连接电阻r19的一端、电解电容e3的正极，单结管q1的第二基极连接电阻r21的一端，电阻r19的另一端、电阻r21的另一端连接电源+12v，单结管q1的第一基极分别连接电阻r22的一端、晶闸管vtl1的控制极，晶闸管vtl1的阳极通过电阻r23连接电源+5v，晶闸管vtl1的阴极连接稳压管z3的正极、电阻应变式传感器db1的引脚1，电解电容e3的负极、电阻r22的另一端、稳压管z3的负极、电阻应变式传感器db1的引脚3均连接地，电阻应变式传感器db1的引脚2连接电阻r25的一端，电阻r25的另一端分别连接电阻r27的一端、运放ar3的反相输入端，电阻应变式传感器db1的引脚4连接电阻r24的一端，电阻r24的另一端分别连接接地电阻r26的一端、运放ar3的同相输入端，运放ar3的输出端和电阻r27的另一端为压力检测信号。

本发明具体使用时，所述压力调节电路通过压力传感器检测的挤压筒挤压铝型材坯料的压力的大小，经调节处理后控制主缸溢流阀的开度，所述压力调节电路包括压力检测电路、差压调节及升压电路、主缸溢流阀驱动电路；

所述压力检测电路通过循环定时触发电路为压力传感器db1提供电源，压力传感器db1检测的挤压力电压信号经差动放大器ar3、电阻r24-电阻r27组成的差动电路输出到差压调节及升压电路，采用运放ar1差动放大器计算出与设定压力信号的差值信号，正差值信号经电阻r5限流、电阻r11并联电容c4低通滤波、电解电容e1脉动滤波、稳压管z1稳压后加到三极管q1的基极，其实质为射极跟随器，利用其输入阻抗高输出阻抗低的特性，使信号无失真的加到mos管t1的栅极，经mos管t1、电阻r13、串联的电阻r30和二极管d1及上拉电阻r31、电解电容e2放大，放大后信号经mos管t1、电位器rw1、电感l3、二极管d1、电容c5组成的升压电路升压为正向高压输出到主缸溢流阀驱动电路，负差值信号经二阶rc滤波后加到三极管q2的基极，其实质为射极跟随器，利用其输入阻抗高输出阻抗低的特性，使信号无失真的加到mos管t1的栅极，经mos管t1、电阻r13、串联的电阻r30和二极管d6及下拉电阻r32、电解电容e2放大，放大后信号经mos管t1、电感l3、二极管d1、电容c5组成的升压电路升压为负向高压输出到主缸溢流阀驱动电路，所述主缸溢流阀驱动电路接收差压调节及升压电路输出的升压电压，一路经电感l5滤波后经三极管q5、电阻r17、电阻r18、可调电源u1组成的恒流源电路稳流后加到溢流阀电磁铁的线圈一端，用于防止电磁铁线圈电流过大烧毁线圈，正向或负向高压的大小控制电磁铁产生电磁力（吸力或斥力，也即带动阀门移动的大小）的大小，另一路采用运放ar2、二极管d2及二极管d4为核心的绝对值电路将升压电压转换为正升压电压，分别经接地电容c5充电、电容c6耦合加到三极管q3的基极，正升压电压过来时，由于电容两端电压不能突变，三极管q3的发射结正偏，三极管q3导通，高电压经二极管d3、电容c7保持后驱动三极管q4导通，使溢流阀电磁铁的线圈另一端连接地，接通电流流通的回路，调节主缸及侧缸溢流阀开度，进而调节挤压力的大小，随着接地电容c5的充电，三极管q3的发射结反偏，三极管q3截止，二极管d3、电容c7延时0.3s后驱动三极管q4截止，断开溢流阀电磁铁的线圈流通的回路，停止调节，控制电磁铁产生电磁力的时长，以此精确控制主缸溢流阀的开度，进而调整挤压力的大小。