超塑性等温锻造液压机的恒应变控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种超塑性等温锻造液压机的恒应变控制系统及控制方法，包括：位移传感器，用于采集滑块位置数据；比例泵，用于提供给油缸可调可控的油液使滑块运动；高频相应方向阀，用于提供给油缸可调可控的油液使滑块运动；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、控制输出比例泵的流量大小和高频相应方向阀的流量大小；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泵的流量控制电路电连接，可编程控制器的输出端口与高频相应方向阀端子电连接。本发明专利技术根据可编程控制器输出实时变化的比例泵流量或比例伺服阀流量从而达到超塑性等温锻造液压机中要求的基于调平系统的恒应变工艺控制的目的。

Constant strain control system and control method of superplastic isothermal forging hydraulic press

The constant strain of the invention discloses a method for controlling superplastic isothermal forging hydraulic press system and control method, including: displacement sensor is used to collect data, the position of the slider; proportional pump, oil to cylinder can be adjusted and controlled to slide movement; the corresponding high frequency directional valve to provide adjustable and controllable oil cylinder the movement of the slider; the programmable controller is used to read the slide position data and calculate the flow and the corresponding high frequency directional valve slider real-time speed control output, proportional pump flow rate; programmable controller input port and a displacement sensor is electrically connected with the output port programming controller and proportional pump flow control circuit is electrically connected. The output port can be connected with the corresponding direction high frequency programmable controller terminal of electric valve. According to the invention can change flow real-time programming controller output proportional pump flow or proportional servo valve to achieve the leveling system of constant strain process control based on the purpose of the superplastic isothermal forging hydraulic press.

【技术实现步骤摘要】
超塑性等温锻造液压机的恒应变控制系统及控制方法
本专利技术涉及等温锻造液压机
，特别是涉及一种超塑性等温锻造液压机的恒应变控制系统及控制方法。
技术介绍
随着液压机技术的飞速发展，超塑性等温锻造液压机的生产有着广泛的应用和市场前景，传统的超塑性等温锻造液压机智能化控制性不高，随着数字化技术的发展和自动化技术的广泛应用，超塑性等温锻造液压机的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超塑性等温锻造液压机的恒应变控制系统及控制方法显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种超塑性等温锻造液压机的恒应变控制系统及控制方法。本专利技术根据可编程控制器输出实时变化的比例泵流量或比例伺服阀流量从而达到超塑性等温锻造液压机中要求的基于调平系统的恒应变工艺控制的目的。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种超塑性等温锻造液压机的恒应变控制系统，至少包括：位移传感器，用于采集滑块位置数据；比例泵，用于提供给油缸可调可控的油液使滑块运动；高频相应方向阀，用于提供给油缸可调可控的油液使滑块运动；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、控制输出比例泵的流量大小和高频相应方向阀的流量大小其中：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泵的流量控制电路电连接，可编程控制器的输出端口与高频相应方向阀端子电连接。一种超塑性等温锻造液压机的恒应变控制系统的控制方法，至少包括如下步骤：根据超塑性等温锻造工艺公式v＝ε×h；其中：v为速度设置，ε为恒应变速率；h为工件高度；可编程控制器采集滑块四个角的位置信息，然后计算出压制过程中的实时速度v1，6000T主油缸追踪设置速度v，同时四个1000T侧油缸将滑块调平并追踪设置速度v；主缸由高频响应方向阀YAA和高频响应方向阀YAB并联作用，其中高频响应方向阀YAA为DG6、高频响应方向阀YAB为DG10，采用离散PID控制的算法在不同的速度段两阀配合使用，在期望相对低速度时使用小通径的高频响应方向阀YAA进行控制，在期望相对高的速度使用两个阀共同控制；速度范围在0.005-0.09mm/s范围内，使用小通径的高频响应方向阀YAA调节，并使用分三段PID参数的方法；速度范围在0.09-0.5mm/s时，使用高频响应方向阀YAA和高频响应方向阀YAB共同调节的方法；侧缸四个调速高频响应方向阀YAP，即高频响应方向阀YAPa、高频响应方向阀YAPb、高频响应方向阀YAPc和高频响应方向阀YAPd；调速时候分三种方式，第一种方式，速度范围在0.1-0.5mm/s采用内环为位置外环为速度的双闭环，控制算法是位置内环计算，速度外环计算，即先在位置偏差过大的时候将位置调整到合理水平后再调整使速度达到稳定；第二种方式，速度范围在0.02-0.1mm/s时，采用高频响应方向阀YAP只用速度闭环的方式，该方式是在前期滑块已经调整到合理水平，在后期的压制中只需要调整速度的情况；第三种方式，速度范围在0.005-0.02mm/s时，采用高频响应方向阀YAP为线性给固定值的方式，该方法使用于在前期滑块已经调整到合理水平，高频响应方向阀YAP只提供下行流量并使侧缸加压的工作，速度的稳定靠主缸高频响应阀调节的情况。进一步：滑块的调平控制精度为0.2mm/m，速度控制范围在0.005-0.5mm/s。进一步：侧缸的阀控制变化临界值为0.1mm/s，主缸的阀控制变化临界点为0.09mm/s，将主缸和侧缸的速度变化点分开。本专利技术具有的优点和积极效果是：一、本专利技术通过使用带调平的控制方法，提高了滑块在工作中的平稳性；二、本专利技术通过使用两个高频相应方向阀控制主油缸和四个高频相应方向阀分别独立控制四个侧缸控制的协调方法，提高了工艺速度的精度，三、六个高频相应方向阀的才用闭环控制算法，提高了控制系统的快速性和稳定性。附图说明图1是本专利技术优选实施例的结构框图；图2是本专利技术优选实施例中主缸动作的原理框图；图3是本专利技术优选实施例中侧缸动作的原理框图；其中：BQ1a,BQ1b,BQ1c,BQ1d为位移传感器；M1为变量泵；YAA和YAB为主缸高频相应方向阀；YAPa,YAPb,YAPc,YAPd为侧缸高频相应方向阀。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、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1，一种超塑性等温锻造液压机的恒应变控制系统，包括：位移传感器，用于采集滑块位置数据；比例泵，用于提供给油缸可调可控的油液使滑块运动；高频相应方向阀，用于提供给油缸可调可控的油液使滑块运动；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、控制输出比例泵的流量大小和高频相应方向阀的流量大小。请参阅图2，一种超塑性等温锻造液压机的恒应变控制系统的控制方法，包括：根据超塑性等温锻造工艺公式v＝ε×h；其中：v为速度设置，ε为恒应变速率；h为工件高度；可编程控制器采集滑块四个角的位置信息，然后计算出压制过程中的实时速度v1，6000T主油缸追踪设置速度v，同时四个1000T侧油缸将滑块调平并追踪设置速度v；主缸由高频响应方向阀YAA和阀YAB并联作用，其中YAA为DG6、YAB为DG10，采用离散PID控制的算法在不同的速度段两阀配合使用，在期望相对较低速度时使用小通径的阀YAA进行控制，在期望相对较高的速度使用两个阀共同控制。速度范围在0.005-0.09mm/s速度范围内使用小通径的阀YAA调节，并使用分三段PID参数的方法；速度范围在0.09-0.5mm/s时使用阀YAA和阀YAB共同调节的方法。请参阅图3，侧缸四个调速高频响应方向阀YAP(分别为阀YAPa、阀YAPb、阀YAPc和阀YAPd)调速时候分三种方式，第一种方式，速度范围在0.1-0.5mm/s采用内环为位置外环为速度的双闭环，其控制算法是位置内环计算，速度外环计算，即先在位置偏差过大的时候将位置调整到合理水平后再调整使速度达到稳定。第二种方式，速度范围在0.02-0.1mm/s时，采用YAP只用速度闭环的方式，该方式是在前期滑块已经调整到合理水平，在后期的压制中只需要调整速度的情况。第三种方式，速度范围在0.005-0.02mm/s时，采用YAP为线性给固定值的方式，该方法使用于在前期滑块已经调整到合理水平，YAP只提供下行流量并使侧缸加压的工作，速度的稳定靠主缸高频响应阀调节的情况。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泵的流量控制电路电连接，可编程控制器的输出端口与高频相应方向阀端子电连接。滑块的调平控制精度可达0.2mm/m，速度控制范围在0.005-0.5mm/s。更进一步，侧缸的阀控制变化临界值为0.1mm/s，主缸的阀控制变化临界点选择为0.09mm/s，从而将主缸和侧缸的速度变化点分开，这样可以避免控制方式变化而引起的系统扰动过大。以上对本专利技术的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本专利技术的较佳实施例，不能被认为用于限定本专利技术的实施范围。凡依本专利技术申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利技术的专利涵盖范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超塑性等温锻造液压机的恒应变控制系统，其特征在于：至少包括：位移传感器，用于采集滑块位置数据；比例泵，用于提供给油缸可调可控的油液使滑块运动；高频相应方向阀，用于提供给油缸可调可控的油液使滑块运动；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、控制输出比例泵的流量大小和高频相应方向阀的流量大小；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泵的流量控制电路电连接，可编程控制器的输出端口与高频相应方向阀端子电连接。

【技术特征摘要】
1.一种超塑性等温锻造液压机的恒应变控制系统，其特征在于：至少包括：位移传感器，用于采集滑块位置数据；比例泵，用于提供给油缸可调可控的油液使滑块运动；高频相应方向阀，用于提供给油缸可调可控的油液使滑块运动；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、控制输出比例泵的流量大小和高频相应方向阀的流量大小；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泵的流量控制电路电连接，可编程控制器的输出端口与高频相应方向阀端子电连接。2.一种根据权利要求1所述的超塑性等温锻造液压机的恒应变控制系统的控制方法，其特征在于：至少包括如下步骤：根据超塑性等温锻造工艺公式v＝ε×h；其中：v为速度设置，ε为恒应变速率；h为工件高度；可编程控制器采集滑块四个角的位置信息，然后计算出压制过程中的实时速度v1，6000T主油缸追踪设置速度v，同时四个1000T侧油缸将滑块调平并追踪设置速度v；主缸由高频响应方向阀YAA和高频响应方向阀YAB并联作用，其中高频响应方向阀YAA为DG6、高频响应方向阀YAB为DG10，采用离散PID控制的算法在不同的速度段两阀配合使用，在期望相对低速度时使用小通径的高频响应方向阀YAA进行控制，在期望相对高的速度使用两个阀共同控制；速度范围在0.005-0.09mm/s范围内，使用小通径的高频响应方向阀YAA调节，并使用分三段PID参数的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：计鑫，
申请(专利权)人：天津市天锻压力机有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12