用于框架式JCO成型机的多缸同步控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于框架式JCO成型机的多缸同步控制系统，其包括：机架，包括上梁和下梁；多个主缸，各主缸均包括第一缸体和第一柱塞；模具组件，其包括彼此平行的活动梁上模和下模，各第一柱塞的端部均接触但不连接到活动梁上模；多个回程缸，其一端安装到上梁，另一端连接到活动梁上模；多个补偿缸；控制模块，其包括通信连接的同步控制器、多个第一伺服阀及多个第一位移传感器，各第一位移传感器的固定部分固定于固定支架，移动部分连接到第一柱塞的端部，第一位移传感器用于测量第一柱塞的端部相对于零平面的相对位置，零平面设定为距离地面一定高度的参考面，且假定零平面的高度为零。本发明专利技术的工艺参数简单，通过闭环伺服控制，控制精度高。

【技术实现步骤摘要】
用于框架式JCO成型机的多缸同步控制系统
本专利技术涉及钢管成型
，尤其涉及一种用于框架式JCO成型机的多缸同步控制系统。
技术介绍
目前，中国国内大口径直缝埋弧焊管的生产工艺主要为JCOE成型工艺，该工艺的主要成型过程是先将钢板铣边后，经纵边预弯，再按J型→C型→O型的顺序成型，每一步冲压均以三点弯曲为基本原理，多次渐进式压制成型。该工艺中使用的主要设备为框架式成型机。传统的框架式成型机主要包括机架、主缸、活动梁上模、下模、同步控制器、伺服阀、及位移传感器。上述机架可包括上梁和下梁。管坯可置于活动梁上模和下模之间成型。同步控制器、伺服阀及位移传感器可属于上述框架式成型机的控制系统的组成部分。一般而言，主缸的缸体可安装在机架的上梁上，活塞的端部可连接到活动梁上模，以推动活动梁上模往返移动。下模可安装在设置于机架下梁上的四个补偿缸上。常规地，主缸可具有六个，上述六个主缸的活塞可同时推动活动梁上模，使得活动梁上模逐渐接近下模，以实现管坯的折弯成型。为了保证产品的直线度，要求在工作过程中，六个主缸的活塞端部始终保持在同一水平面上，以与下模的上表面平行。上述框架式成型机的控制系统可为多缸闭环同步控制系统，其原理大致如下：六个位移传感器可用于分别实时测量六个主缸的压下量，即活塞相对于主缸的伸出量，再将上述压下量反馈到同步控制器，同步控制器根据位移传感器的反馈值控制伺服阀的开口度，以确保压下过程中六个主缸的活塞端部始终保持在同一水平面上。一般而言，上述位移传感器可包括固定部分和移动部分，其中，上述移动部分可安装到活动梁上模。伺服阀通常可安装在主缸缸体的尾端，上述尾端即缸体的远离活塞的一端。相似地，传统框架式成型机还可包括安装在机架的下梁上的补偿缸，补偿缸的活塞端部可连接到下模。上述原理也可适合下模。传统的框架式成型机在工作过程中可存在下述问题。首先，在加载管坯时，由于机架的上梁和下梁的跨度较大，因此在折弯过程中，机架的上梁和下梁可产生弹性变形，如图2例示的中部高、两侧低的拱形形状，但为了确保折弯过程中活动梁上模和下模平行，因此六个主缸的伸出量就各不相同。如图2例示，主缸C1和主缸C6的伸出量可表示为L，主缸C2和主缸C5的伸出量可表示为L1＝L+ΔL1，主缸3和主缸4的伸出量可表示为L2＝L+ΔL2。而且，折弯力不同，相应的伸出量差量ΔL1、ΔL2也不同。相似地，上述情况也可适于四个补偿缸。因此，诸如不同压力下的活塞伸出量等工艺参数很难确定。其次，在空载时，由于主缸的活塞端部与活动梁上模连接在一起，且活动梁上模为整体刚性梁，因此，在工作过程中，如果有两个或三个主缸向下运动时，则活动梁上模就可跟着向下运动，因而所有的位移传感器都产生向下运动的信号，于是同步控制器判断伺服阀目前的开口度是合适的。然而，实际上并非所有主缸都在工作。因此，位移传感器给同步控制器反馈了虚假信号，可导致设备不正常工作，甚至可损坏设备。因此，本领域需要一种改进的用于框架式JCO成型机的多缸同步控制系统。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种用于框架式JCO成型机的多缸同步控制系统，其具有如下特点：第一，位移传感器不直接检测主缸的绝对伸出量，而检测柱塞的端部相对于零平面的相对位置，以使每个主缸的柱塞端部在同一高度，下模同理，以使每个补偿缸的柱塞端部也在同一高度，从而确保活动梁上模和下模平行，并且保持间距ΔT，简化工艺参数，其中，零平面是假定平面，其设定为距离地面一定高度的参考面，且假定零平面的高度为零；第二，空载时，使位移传感器测量的值为真实的柱塞伸出量而不是被动的伸出量，以确保位移传感器反馈的是主缸的柱塞端部的真实位置。为此，根据本专利技术一实施方式，提供一种用于框架式JCO成型机的多缸同步控制系统，其中，所述多缸同步控制系统包括：机架，其包括上梁和下梁；多个主缸，各主缸均包括第一缸体和第一柱塞，各第一缸体均安装到上梁；模具组件，其包括彼此平行的活动梁上模和下模，各第一柱塞的端部均接触但不连接到活动梁上模；多个回程缸，各回程缸一端安装到上梁，另一端连接到活动梁上模；多个补偿缸，各补偿缸均一端安装到下梁，另一端接触但不连接到下模；控制模块，其包括通信连接的同步控制器、多个第一伺服阀及多个第一位移传感器，其中，各第一伺服阀相应地安装到各第一缸体，其中，各第一位移传感器均包括移动部分和固定部分；其中，所述机架还包括固定于地面上的固定支架，其中，各第一位移传感器的固定部分固定于固定支架，移动部分连接到第一柱塞的端部，其中，第一位移传感器用于测量第一柱塞的端部相对于零平面的相对位置，其中，零平面设定为距离地面一定高度的参考面，且假定零平面的高度为零。在一示例中，第一位移传感器的移动部分可包括磁环，所述磁环可安装到主缸的第一柱塞的端部。在一示例中，在多缸同步控制系统的工作过程中，所述多个主缸的所有第一柱塞的端部均保持在同一水平面上，并与下模的上表面平行。在一示例中，各第一伺服阀可分别安装于各第一缸体的远离第一柱塞的尾端。在一示例中，各补偿缸均可包括第二缸体和第二柱塞，各第二缸体均可安装到下梁，各第二柱塞接触但不连接到下模。在一示例中，在多缸同步控制系统的工作过程中，所述多个补偿缸的所有第二柱塞的端部均可保持在同一水平面上。在一示例中，所述控制模块还可包括与同步控制器通信连接的多个第二伺服阀及多个第二位移传感器，其中，各第二伺服阀可相应地安装到各补偿缸，其中，第二位移传感器可一端固定于固定支架，另一端连接到第二柱塞的端部，以随着第二柱塞移动。根据本专利技术实施方式的用于框架式JCO成型机的多缸同步控制系统的工作原理如下：首先，为了避免加载状态时机架上梁和下梁的变形对系统的影响，确保活动梁上模与下模平行及其间距ΔT(如图2所示)，本专利技术直接测量加载状态时主缸的第一柱塞端部相对于零平面的相对位置，而不是测量每个缸的伸出量；另外，本专利技术还提供用于安装位移传感器的固定支架，上述固定支架固定在地面或基础上。其次，为了避免空载时部分主缸被动工作而导致主缸内部形成负压的情况，本专利技术设计成使传感器测量的值为真实的柱塞伸出量，而不是被动的伸出量；进而，本专利技术设计将所有传感器的磁环安装到主缸的第一柱塞，主缸不与活动梁上模连接，并增加若干个回程缸，将这些回程缸与活动梁上模连接。主缸主动压下，以确保传感器反馈的是主缸的第一柱塞端部的真实位置。再次，位移传感器将每个主缸的位置实时信号反馈到同步控制器，同步控制器根据返回的信号控制伺服阀的开口度，从而分别控制每个主缸的伸出量及速度，保证所有主缸的第一柱塞端部在同一绝对高度，以实现同步控制。因此，根据本专利技术实施方式提供的用于框架式JCO成型机的多缸同步控制系统可具有如下有益效果：本专利技术通过在加载状态下直接测量主缸的第一柱塞端部相对于零平面的相对位置、以及在空载状态下使传感器测量的值为真实的柱塞伸出量，以确保传感器反馈主缸的第一柱塞端部的真实位置，使得工艺参数可简单确定；以及本专利技术通过闭环伺服控制，使得对框架式JCO成型机的控制精度高。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施实施方式的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。各附图中，相同元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于框架式JCO成型机的多缸同步控制系统(100)，其特征在于，包括：机架(110)，其包括上梁(120)和下梁(130)；多个主缸(200)，各主缸(200)均包括第一缸体(210)和第一柱塞(220)，各第一缸体(210)均安装到上梁(120)；模具组件(300)，其包括彼此平行的活动梁上模(310)和下模(320)，各第一柱塞(220)的端部均接触但不连接到活动梁上模(310)；多个回程缸(230)，各回程缸(230)一端安装到上梁(120)，另一端连接到活动梁上模(310)；多个补偿缸(400)，各补偿缸(400)均一端安装到下梁(130)，另一端接触但不连接到下模(320)；控制模块(500)，其包括通信连接的同步控制器(510)、多个第一伺服阀(520)及多个第一位移传感器(530)，其中，各第一伺服阀(520)相应地安装到各第一缸体(210)，其中，各第一位移传感器(530)均包括移动部分和固定部分；其中，所述机架(110)还包括固定于地面上的固定支架(140)，其中，各第一位移传感器(530)的固定部分固定于固定支架(140)，移动部分连接到第一柱塞(220)的端部，其中，第一位移传感器(530)用于测量第一柱塞(220)的端部相对于零平面的相对位置，其中，零平面设定为距离地面一定高度的参考面，且假定零平面的高度为零。...

【技术特征摘要】
1.一种用于框架式JCO成型机的多缸同步控制系统(100)，其特征在于，包括：机架(110)，其包括上梁(120)和下梁(130)；多个主缸(200)，各主缸(200)均包括第一缸体(210)和第一柱塞(220)，各第一缸体(210)均安装到上梁(120)；模具组件(300)，其包括彼此平行的活动梁上模(310)和下模(320)，各第一柱塞(220)的端部均接触但不连接到活动梁上模(310)；多个回程缸(230)，各回程缸(230)一端安装到上梁(120)，另一端连接到活动梁上模(310)；多个补偿缸(400)，各补偿缸(400)均一端安装到下梁(130)，另一端接触但不连接到下模(320)；控制模块(500)，其包括通信连接的同步控制器(510)、多个第一伺服阀(520)及多个第一位移传感器(530)，其中，各第一伺服阀(520)相应地安装到各第一缸体(210)，其中，各第一位移传感器(530)均包括移动部分和固定部分；其中，所述机架(110)还包括固定于地面上的固定支架(140)，其中，各第一位移传感器(530)的固定部分固定于固定支架(140)，移动部分连接到第一柱塞(220)的端部，其中，第一位移传感器(530)用于测量第一柱塞(220)的端部相对于零平面的相对位置，其中，零平面设定为距离地面一定高度的参考面，且假定零平面的高度为零。2.如权利要求1所述的用于框架式JCO成型机的多...

【专利技术属性】
技术研发人员：温明军，王芳，阎颖，
申请(专利权)人：太原重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14