一种多关联位置电液比例伺服系统定位控制方法，采用流量比例阀，使流入驱动油缸的流量根据凸轮轴转角位移偏差进行调整，克服原开关阀伺服系统凸轮轴位移在设定值附近频繁动作和由此引起的系统振动。油源采用双联叶片泵根据具体工况对流量的需求控制两个子泵的工作状态，最大程度减少系统溢流阀的溢流损失。本发明专利技术提高了系统的工作效率，从根本上解决了原系统油温过高严重影响系统工作可靠性的问题，提高了大型模锻水压机分配器位置控制系统精度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大型模锻水压机的控制方法，特别是大型模锻水 压机分配器凸轮轴位置控制的方法。背暴技术大型模锻水压机是机械制造工业中的一种重要的大型机械 装备，用于锻造高强度铝合金锻件或带孔的复杂锻件。模锻加工过程是由活 动横梁，左、右水平横梁，移动工作台，中顶出器和侧顶出器等可移动部分 按照顺序协同动作完成的。各部分的运动速度和行程采用"油控水"方式由 数字电液伺服系统控制各自分配器转角来实现。分配翠的轴上安装有一组凸 轮，凸轮的形状和安装位置不同，当分配器转动到不同的角度时，凸轮带动 相应的顶杆上升或下降，打开相应的水阀，高压水进入相应的工作缸驱动可 移动部分完成模锻加工动作。目前大型模锻水压机分配器的控制系统采用逻 辑锥阀对液流方向进行控制的开关阀控制系统，而对液流的大小不进行调节, 导致水压机分配器控制系统位置控制精度偏低、可靠性差、系统振动以及液 压油温升严重。
技术实现思路
]本专利技术的目的是提供一种多关联位置电液比例伺服系统定 位控制方法，采用流量比例阀伺服控制系统，提高大型模锻水压机分配器位 置控制精度。本专利技术主要包括以下内容在分配器轴上安装有多个凸轮，每个凸轮推动相应顶杆，顶杆和闸型水 阀相连，凸轮偏心互相偏移一定的角度，通过控制凸轮轴的转角位移，控制 对应顶杆的位置，打开和关闭相应水阀，改变高压水进入相应压力缸的水路 和流量。凸轮轴的转角由数字电液伺服系统控制，通过带有齿条的活塞杆液 压缸驱动安装在凸轮轴上的齿轮转动，使凸轮轴旋转。控制阀采用流量比例 伺服阀，由两个光电编码器分别把操作手柄和分配器轴的转动角度转换成二 进制数字信号，通过现场总线传递到PLC的CPU模块。PLC将两个角度值 进行比较，获得操作手柄转角设定值与分配器凸轮轴转角实际值的偏差，依 据偏差按智能PI控制算法计算比例阀放大器的控制电压。进而控制比例伺服 阀流量，同时控制相应逻辑锥阀的开启和关闭以控制进入油缸液压油的方向， 驱动凸轮轴转动到角度设定值，保证凸轮轴无振荡的准确到位。油源采用双联叶片泵根据具体工况对流量的需求控制两个子泵的工作状态，在凸轮轴转 到设定值位置时，大泵停止工作，最大程度减少系统溢流阀的溢流损失。采用上述解决了原系统中存 在的控制精度偏低、可靠性差、系统有振动以及液压油温度过高等缺点。下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。附图说明图1为本专利技术操作手柄示意图；图2为本专利技术轴一凸轮一顶杆机构示意图；图3为多关联位置电液比例伺服控制系统原理框图图4为控制电压信号和偏差关系曲线示意图；图5为流量比例伺服阀液压系统示意图。如图1、 2所示，"光电编码器1通过弹性连轴器2和操作手 柄3的转动轴相连。2*光电编码器4安装在分配器轴5 —端，通过弹性连轴器 6和分配器转动轴5相连。分配器轴5上的安装多个凸轮7，各凸轮之间的相 对位置取决于系统多个工况的需要，并与轴的角度相关，凸轮轴的转角采用 数字电液比例伺服系统8控制，液压油流量与液压缸活塞杆9移动的速度由 下式描述上式中Q为液压油流量，k为比例系数，V为液压活塞杆9移动的速度。 通过数字电液比例伺服系统8控制液压油流量Q就能成比例的控制液压活塞 杆9移动的速度V,通过齿条驱动安装在凸轮轴上的齿轮10的角位移，控制 相应顶杆11的位置，打开和关闭相应水阀，改变高压水进入相应压力缸的水 路和流量。多关联位置的电液比例伺服控制系统原理框图如图3所示，l气2*光电编 码器分别把操作手柄和分配器轴的转动角度转换成13位二进制数字信号，通 过profibus现场总线传递到S7 PLC CPU模块。PLC将两个角度值进行比较， 获得操作手辆转角设定值《与分配器凸轮轴转角实际值0W的偏差A《力，依据 偏差按智能PI控制算法计算比例阀放大器的控制电压"力)，控制电压信号和 偏差关系曲线如图4所示。控制通过比例阀的流量，偏差愈小，比例阀输出 流量愈小，分配器凸轮转角速度愈小，在接近转角设定值时，使比例阀输出 流量为0，系统精度达到±1.5°，电磁阀平均寿命延长到原系统的数十倍。同时控制相应的逻辑锥阀的开启和关闭以控制进入油缸液压油的方向，驱动凸轮轴转动到角度设定值。当凸轮轴转角偏差为0°时，控制电压信号为OV;当 凸轮轴转角偏差为0 5。时，控制电压信号为0 10V;当凸轮轴转角偏差>5° 时，控制电压信号恒为10V,如图5所示，油源采用双联叶片泵根据具体工况对流量的需求控制两个 子泵的工作状态。当液压油加压时，大泵处于工作状态，提供较大流量的液 压油驱动凸轮轴转动；在凸轮轴转到设定位置时，霈要保持液压油压力平衡, 大泵停止工作，由小泵提供液压油所需的平衡压力，最大程度减少了系统溢 流阀的溢流损失，提高了系统工作效率，从根本上解决原系统温升严重的问 题，在不使用冷却器的情况下系统油温〈6『C。权利要求1.一种，其特征在于在分配器轴上安装有多个凸轮，每个凸轮推动相应顶杆，顶杆和闸型水阀相连，凸轮偏心互相偏移一定的角度，通过控制凸轮轴的转角位移，控制对应顶杆的位置，打开和关闭相应水阀，改变高压水进入相应压力缸的水路和流量，凸轮轴的转角由数字电液伺服系统控制，由两个光电编码器分别把操作手柄和分配器轴的转动角度转换成二进制数字信号，通过现场总线传递到PLC的CPU模块，PLC将两个角度值进行比较，获得操作手柄转角设定值与分配器凸轮轴转角实际值的偏差，依据偏差计算比例阀放大器的控制电压，通过带有齿条的活塞杆液压缸驱动安装在凸轮轴上的齿轮转动，使凸轮轴旋转，控制阀采用流量比例伺服阀，伺服控制系统使流入驱动油缸的流量按照凸轮轴转角偏差进行调整，油源采用双联叶片泵，控制两个子泵的工作状态，在凸轮轴转到设定值位置后，大泵停止工作，减少系统溢流阀的溢流损失。2. 根据权利要求1所述的， 其特征在于凸轮轴转角偏差与控制电压信号的关系是凸轮轴转角偏差为0°, 控制电压信号为OV;凸轮轴转角偏差为0 5°,控制电压信号为0 10V;凸 轮轴转角偏差>5°,控制电压信号恒为IOV。全文摘要一种，采用流量比例阀，使流入驱动油缸的流量根据凸轮轴转角位移偏差进行调整，克服原开关阀伺服系统凸轮轴位移在设定值附近频繁动作和由此引起的系统振动。油源采用双联叶片泵根据具体工况对流量的需求控制两个子泵的工作状态，最大程度减少系统溢流阀的溢流损失。本专利技术提高了系统的工作效率，从根本上解决了原系统油温过高严重影响系统工作可靠性的问题，提高了大型模锻水压机分配器位置控制系统精度。文档编号B30B15/14GK101152769SQ20061003221公开日2008年4月2日 申请日期2006年9月28日 优先权日2006年9月28日专利技术者喻寿益, 张友旺, 桂卫华, 王雅琳, 胡卫华, 谢永芳, 贺建军, 阳春华 申请人:中南大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多关联位置电液比例伺服系统定位控制方法，其特征在于：在分配器轴上安装有多个凸轮，每个凸轮推动相应顶杆，顶杆和闸型水阀相连，凸轮偏心互相偏移一定的角度，通过控制凸轮轴的转角位移，控制对应顶杆的位置，打开和关闭相应水阀，改变高压水进入相应压力缸的水路和流量，凸轮轴的转角由数字电液伺服系统控制，由两个光电编码器分别把操作手柄和分配器轴的转动角度转换成二进制数字信号，通过现场总线传递到ＰＬＣ的ＣＰＵ模块，ＰＬＣ将两个角度值进行比较，获得操作手柄转角设定值与分配器凸轮轴转角实际值的偏差，依据偏差计算比例阀放大器的控制电压，通过带有齿条的活塞杆液压缸驱动安装在凸轮轴上的齿轮转动，使凸轮轴旋转，控制阀采用流量比例伺服阀，伺服控制系统使流入驱动油缸的流量按照凸轮轴转角偏差进行调整，油源采用双联叶片泵，控制两个子泵的工作状态，在凸轮轴转到设定值位置后，大泵停止工作，减少系统溢流阀的溢流损失。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：喻寿益，桂卫华，张友旺，贺建军，阳春华，谢永芳，王雅琳，胡卫华，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
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