【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统及其方法，属于挤压铸造。
技术介绍
1、挤压铸造机是通过位于模具底部挤压油缸将金属熔液注入模具型腔，再施加一定高压，熔液在高压下凝固形成铸件。针对铸件特性及工艺要求的不同，合理严格的推送速度以及末端加压的压力大小、加压的时机及速率，对铸件质量起到至关重要的作用。
2、对于一些高要求或者一些工艺窗口较小的铸件，需要对挤压的速度和压力进行精准的实时控制。伺服阀具有高频响、高精度的特性，而且自带阀芯位置检测及位置闭环电路，适合于挤压铸造机挤压实时控制。目前市面上绝大多数挤压铸造机是通过两组伺服阀分别对挤压速度和铸造压力进行实时控制的。但，伺服阀价格昂贵，对油品及清洁度要求高，故障率相对普通液压阀高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统及其方法，利用一伺服阀实现对挤压速度与铸造压力的实时控制，并兼顾挤压油路其他动作以及整个挤压铸造的控制。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
3、挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统，特点是：挤压油缸的有杆腔与伺服阀的a口、方向阀的b口相连，无杆腔与方向阀的a口、单向阀的出口相连，伺服阀的p口与单向阀的出口相连，伺服阀的t口与油箱相连，方向阀的p口与单向阀三的出口相连，方向阀的t口与油箱相连；
4、单向阀三的入口与泵控功能件的出口相连，单向阀一的入口与储能器供油通断阀一的一端相连
5、储能器供油通断阀一的另一端和储能器供油通断阀二的另一端与储能器相连，储能器与储能阀的一端相连，储能阀的另一端与泵控功能件的出口相连，泵控功能件与液压泵的出口相连，用来控制液压泵输出液压油的压力和油量，液压泵的进口与油箱相连。
6、进一步地，上述的挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统，其中，方向阀、储能阀、储能器供油通断阀一、储能器供油通断阀二、泵控功能件与可编程逻辑控制器相连。
7、进一步地，上述的挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统，其中，储能器油口上设有储能器压力传感器，储能器压力传感器与可编程逻辑控制器相连。
8、进一步地，上述的挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统，其中，伺服阀与运动控制器相连。
9、进一步地，上述的挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统，其中，挤压油缸设有内置式位移传感器，挤压油缸的无杆腔油口上设有无杆腔压力传感器，挤压油缸的有杆腔油口上设有有杆腔压力传感器，内置式位移传感器、有杆腔压力传感器、无杆腔压力传感与运动控制器相连。
10、进一步地，上述的挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统，其中，泵控功能件为电比例p/q阀，或者伺服电液泵控功能件。
11、本专利技术挤压铸造机速度与压力双轴实时控制方法，包含以下方面：
12、a)动作调试、模具安装调整阶段，方向阀右位电磁铁施加电压，其阀芯滑向右位，方向阀的p口与a口相通，b口与t口相通；液压泵运转，泵控功能件工作，输出具有压力和流量的液压油，挤压油缸的活塞杆在液压油的作用下向前运动，推动活塞杆的液压油非直接来自泵控功能件，而是来自储能器，储能器与泵控功能件之间设有储能阀，储能阀未得电时泵控功能件与储能器油路双向隔离，储能阀得电时泵控功能件的液压油单向进入储能器，挤压前，可编程逻辑控制器控制泵控功能件，液压泵供给有压力与流量的液压油，同时储能阀得电，液压油单向进入储能器，储能器油口上的储能器压力传感器将检测到的压力值反馈至可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器根据挤压工艺所需最大铸造压力得出储能器最佳储能压力值，当储能器压力达到该值时，储能阀失电，储能结束；
13、b)挤压铸造速度控制阶段，挤压动作的前阶段为速度控制阶段，挤压动作开始，储能器供油通断阀一得电，储能器储存的高压油经过储能器供油通断阀一和单向阀一通向挤压油缸的无杆腔，此时与挤压油缸的有杆腔连通的方向阀以及伺服阀均处于中位全封闭状态，活塞杆未立刻移动；控制挤压动作的运动控制器根据预先设置的速度曲线，对伺服阀施加负电压，其阀芯滑向右位，伺服阀的a油口与伺服阀的t油口连通，挤压油缸的有杆腔内的液压油流向油箱，活塞杆向前移动，施加在伺服阀线圈上的电压绝对值越大，从伺服阀的a口流向t口的开口越大，活塞杆向前移动的速度越快；反之亦然，与此同时检测活塞杆移动位移的内置式位移传感器实时将位移值反馈至液压运动控制器，液压运动控制器将位移量实时转换为速度值，与预先设置的速度值比较，调整施加在伺服阀线圈的电压值，实时控制挤压速度；
14、c)挤压铸造压力控制阶段，在挤压动作的末段，实时控制的目标由速度控制模式转换为压力控制模式，切换条件为位移或压力判断，当位移大于或等于预设值时，或者挤压油缸的无杆腔压力传感器检测到压力跃升至预设值时，储能器供油通断阀二得电，储能器储存的高压油经过储能器供油通断阀二和单向阀二连通伺服阀的p油口，对伺服阀施加负电压，其阀芯滑向右位，伺服阀的a油口与t油口连通，挤压油缸的有杆腔内的压力下降；反之亦然；在压力控制阶段，挤压油缸的无杆腔内的压力保持不变，通过控制有杆腔内的压力大小、变化趋势控制铸造压力，通过无杆腔压力传感器实时采集挤压油缸的无杆腔内压力，有杆腔压力传感器实时采集挤压油缸的有杆腔内压力，与预设压力曲线对比，通过施加于伺服阀的正负电压和电压的斜率来控制铸造压力的稳态值及上升斜率，满足挤压铸造工艺。
15、本专利技术与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：
16、①本专利技术针对挤压铸造的工艺特点，利用一只伺服阀实现对挤压动作的控制，即挤压速度与铸造压力的双轴实时控制，挤压前期，挤压油缸按照预先设置的分段速度将金属熔液推送至型腔，满足速度的工艺要求；挤压后期，挤压油缸按照预先设置的分段压力确保熔液的充型与凝固，满足压力的工艺要求；
17、②采用可编程逻辑控制器与液压运动控制器联合控制的方式，除了实现对挤压速度与铸造压力的实时控制外，还兼顾挤压油路其他动作以及整个挤压铸造机的控制，提高加工效率，节约能源，使得整个系统的经济性、稳定性、维修便利性比两个伺服阀控制得以显著提升，具有高频响、实时闭环、数据采集与曲线实时显示、工艺参数计算与实时报警等特点；
18、③利用液压运动控制器，实现辅助动作如泵站输出液压油压力与流量控制、挤压缸挤压完成后后退动作控制、储能压力控制、储能器输出通断控制等；控制器方便扩展，便于与周边其他机器通讯，易用、易购、易维修。
19、本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术具体实施方式了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
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1.挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统，其特征在于：挤压油缸(1)的有杆腔(19)与伺服阀(2)的A口、方向阀(3)的B口相连，无杆腔(20)与方向阀(3)的A口、单向阀(8)的出口相连，伺服阀(2)的P口与单向阀(9)的出口相连，伺服阀(2)的T口与油箱(12)相连，方向阀(3)的P口与单向阀三(10)的出口相连，方向阀(3)的T口与油箱(12)相连；
2.根据权利要求1所述的挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统，其特征在于：方向阀(3)、储能阀(4)、储能器供油通断阀一(6)、储能器供油通断阀二(7)、泵控功能件(13)与可编程逻辑控制器(21)相连。
3.根据权利要求1所述的挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统，其特征在于：储能器(5)油口上设有储能器压力传感器(14)，储能器压力传感器(14)与可编程逻辑控制器(21)相连。
4.根据权利要求1所述的挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统，其特征在于：伺服阀(2)与运动控制器(22)相连。
5.根据权利要求1所述的挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统，其特征在于：挤压油缸(1
6.根据权利要求1或2所述的挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统，其特征在于：泵控功能件(13)为电比例P/Q阀，或者伺服电液泵控功能件。
7.利用权利要求1所述的系统实现挤压铸造机速度与压力双轴实时控制方法，其特征在于：包含以下方面：
...【技术特征摘要】
1.挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统，其特征在于：挤压油缸(1)的有杆腔(19)与伺服阀(2)的a口、方向阀(3)的b口相连，无杆腔(20)与方向阀(3)的a口、单向阀(8)的出口相连，伺服阀(2)的p口与单向阀(9)的出口相连，伺服阀(2)的t口与油箱(12)相连，方向阀(3)的p口与单向阀三(10)的出口相连，方向阀(3)的t口与油箱(12)相连；
2.根据权利要求1所述的挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统，其特征在于：方向阀(3)、储能阀(4)、储能器供油通断阀一(6)、储能器供油通断阀二(7)、泵控功能件(13)与可编程逻辑控制器(21)相连。
3.根据权利要求1所述的挤压铸造机速度与压力双轴实时控制系统，其特征在于：储能器(5)油口上设有储能器压力传感器(14)，储能器压力传感器(14)与可编程逻辑控制器(21...
【专利技术属性】
技术研发人员：万水平，贾祥磊，赵峰，张金，李发，
申请(专利权)人：马鞍山三基轻合金成型科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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