Система управления гидравлическим прессом

 

ОП ИСАКИИ изовгитиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и 903212 (6E ) Дополнительное к авт. свид-ау (22) Заявлено 16.06.80 (2 E ) 2940896/25-27 (53)M. Кл.

В 30 В 15/26 с присоединением заявки J4

Ркударстаанный коинтвт

СССР йо аалаи нзабретеннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 07.02.82. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 09.02.82 (53) УД К 621.979. .06 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. E. Устинов и Т. В. Климова (7I ) Заявитель

Краматорский индустриальный институт (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРЕССОМ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции оборудования для обработки давлением.

Известна система управления гидравлическим прессом, содержащая датчики положения подвижной поперечины, сумматор сигналов этих датчиков и блока-компенсатора, сумматор автоматического режима, подключенный через ключ к усилителю мощности, соединенные между собой исполнительный механизм, гидроусилитель

10 и клапанный распределитель, пропорциональный и функциональный преобразовате ли, задатчик положения поперечины, соединенный через ключ с сумматором авто15 матического управления, сумматор ручного управления, соединенный выходом через ключ с усилителем мощности, а входами с задатчиком положения клапанов и пропорциональным преобразователем руч20 ного режима, блок режимов управления, соединенный с блоком реверса и блокомкомпенсатором, блок скорости, соединенный входом с датчиком положения подвижной поперечины, а выходом с блоками включения рабочего хода и контроля отклонения размера от заданного и сумматором автоматического управления, блок

1 оптимизации, входы которого соединены с выходами датчиков положения подвижной поперечины, блоками реверса, включения рабочего хода и режимов управления, а выход — с сумматором автоматического управления (l) .

Известная система упраитения используется для прессов с трех- и четырехпозиционным гидрораспределителем, отличающимся наличием в последнем дополнительной позиции наполнения .

В этих системах управления не обеспечивается универсальность управления по трехпозиционной и четырехпозиционной схеме управления в рабочем и наладочном режимах, что усложняет работу оператора и может вызывать гидравлические удары в гидросистеме.

С целью устранения этих недостатков, повышения точности поковок и улучшения з 9032 условий обслуживания, система управления гидравлическим прессом, содержащая датчики положения подвижной поперечины, сумматор сигналов этих датчиков и блока компенсатора, сумматор автоматического

5 режима, подключенный через ключ к усилителю мощности, соединенные между собой исполнительный механизм, гидроусилитель и клапанный распределитель, пропорциональный и функциональный преобразователи, задатчик положения поперечины, соединенный через ключ с сумматором автоматического управления, сумматор ручного управления, соединенный выходом через ключ с усилителем мощности, а

15 входами с задатчиком положения клапанов и пропорциональным преобразователем ручного режима, блок режимов управления, соединенный с блоком реверса и блоком-компенсатором, блок скорости, соединенный входом с датчиками положения подвижной поперечины а выходом с

I блоками включения рабочего хода и контроля отклонения размера от заданного и сумматором автоматического управления, блок оптимизации, выходы которого соединены с выходами датчиков положения подвижной поперечины, блоками реверса,, включения рабочего хода и режимов управления, а выход — с сумматором автоматического управления снабжена задатI

0 чиком положения исполнительного механизма в позиции "Стоп", сумматором сигналов этого задатчика и пропорционального преобразователя, однополярным преобразователем с зоной нечувствительнос- з5 ти, Задатчик положения исполнительного механизма в.позиции "Стоп" подключен к сумматору сигналов через ключ, выход этого сумматора сигналов соединен с входами однополярного преобразователя 40 с зоной нечувствительности и функционального преобразователя, а выход однополярного преобразователя с зоной нечувствительности подключен через ключ,с сумматором автоматического управления, 45

На фиг. 1 представлена структурная схема системы управления гидропрессом; на фиг. 2 — характеристики ее работы при трех- и четырехпозиционном управлении; на фиг. 3 — зависимость сигналов

"умматора от положения распределительного вала гидрораспределителя при возвратном и холостом ходе поперечины пресса.

Система управления содержит датчики 55

1 положения подвижной поперечины, сумматор 2 сигналов датчиков 1 и блокакомпенсатора 3, соединенного с суммато12

4 ром 2 с помощью ключа 4; сумматор 5 автоматического управления, подключенный через ключ 6 к усилителю мощности

7," соединенные между собой исполнительный механизм 8, гидроусилитель 9 и клапанный распределитель 10, воздействую-щий на пресс 11; пропорциональный преобразователь 12 по положению исполнительного механизма; функциональный пре образователь 13; задатчик 14 высоты подъема поперечины, соединенный через ключ 15 с сумматором 5, сумматро 16 ручного управления, соединенный выходом через ключ 17 с усилителем мощности 7, а входами с задатчиком 18 положения клапанов и пропорциональным преобразователем 19 ручного режима; блок 20 режимов управления, соединенный с блоком

21 реверса и блоком-компенсатором 3; блок скорости 22, соединенный входом с датчиками 1, а выходом с блоком 23 включения рабочего хода, блоком 24 контроля отклонения размера от заданного и сумматором 5; блок 25 оптимизации (высоты подъема и процесса встречи с поковкой), входы которого соединены с выходами датчиков 1, блока 21 реверса, блока 23 включения рабочего хода и блока 20 режимов управления, а выходысо входом сумматора 5 и ключом 15 заС датчика 14; сумматор 26 сигналов пропорционального преобразователя 12 и задатчика 27 (положения исполнительного механизма в положении "Стоп" ), подсоединенного к сумматору 26 сигналов с помощью ключа 28. Выход сумматора

26 связан со входом преобразователя 13 и однополярного преобразователя 29 с зоной нечувствительности, соединенного через ключ 30 с сумматором 5 автоматического управления.

Система управления работает следующим образом

В системах управления трехпозицион ными прессами поперечина приходит на размер при управляющих сигналах и сигналах обратных связей, равных нулю, когда относительная погрешность задатчиков и датчиков минимальна, что обеспечивает требуемую точность ковки. С этой целью пропорциональный преобразователь по положению исполнительного механизма для управления четырехпозиционным прессом устанавливается в нуль в положении Наполнение", которое соответствует полному закрытию впускных клапанов рабочих цилиндров. Положению

«Стоп" в этом случае соответствует некоторый уровень сигнала пропорциональ5 9032 ного преобразователя, который при обработке системой задания верхнего положения поперечины переведет исполнительный механизм в положение Наполнение, и поперечина без остановки в верхнем положении начнет опускаться в холостом ходе. Чтобы этого не произошло, вводится задатчик положения в позиции "Стоп, который компенсирует сигнал пропорционального преобразователя так, чтобы на to выходе сумматора сигналов пропорционального преобразователя и задатчика положения исполнительного механизма был нуль. Тогда поперечииа, дойдя до верхней заданной точки, останавливается, а испапнительный механизм занимает положение Стоп". Задатчик положения Стоп" подключается к сумматору через ключ при возвратном и холостом: ходе поперечины.

После команды с блока реверса на движение вниз на вход усилителя мощности подаются сигналы датчиков координаты положения поперечины и обратныхсвязей на движение вниз. Для того, чтобы оста- у новить исполнительный механизм в положении Наполнение", необходимо при подходе исполнительного механизма к этому положению уменьшить до нуля управляющий сигнал на выходе сумматора автоматического режима управления. Это достигается введением однополярного пропорционального преобразователя с зоной нечувствительности, вступающего в действие при приближении исполнительно35

ro механизма к положению "Наполнение, компенсирующего до нуля управляющий сигнал на выходе сумматора автоматического режима управления. Преобразователь подключается к сумматору автоматического управления через ключ в холостом ходе поперечины. Изменяя зону нечувствительности преобразователя, можно регулировать величину открытия сливных клапанов возвратных цилиндров.

Как только поперечина коснется поковки, блок включения рабочего хода отключит от сумматора автоматического режима управления преобразователь с зо ной нечувствительности, и управляющий

5О сигнал переведет исполнительный механизм в положение "Рабочий ход на открытие впускных клапанов рабочих цилиндров. По сигналу блока включения рабочего хода разомкнется также ключ задатчика положения исполнительного меха- низма "Стоп". При отработке системой рабочего хода и достижении поперечиной заданного размера поковки исполнительl2 4 ный механизм возвращается в положение

Наполнение", где все сигналы, поступаю щие на сумматор автоматического режима управления, равны нулю.

Работа системы управления гидравпи ческим прессом (фиг. 1) рассматривается в автоматическом режиме управления, так как в полуавтоматическом режиме дополнительные блоки работают анапогич но, а в ручном — не работают (откпючаются) .

Обжав предварительно в ручном режиме поковку до заданного размера, контролируемого с помощью блока-компенсатора 3, с помощью блока 20 режимов управления переводят систему в автоматический режим управления. При этом по сигналу блока 20 режимов управпения кгпоч 17 размыкается, отключая вход сумматора 16 ручного управпения от усилителя мощности 7, а ключ 6 замыкается, подключая к усилителю мощности 7 сумматор 5 автоматического управления.

В момент перехода на автоматический режим сигнал с датчиков 1 поперечины скомпенсирован компенсатором З,и на выходе сумматора 2 напряжение равно нулю, блок 24 отклонения размера от заданного показывает также нуль. Блок

21 реверса в исходном состоянии выдает команду на движение вверх, по которой ключ 28 замыкается, а ключ 30 размыкается. Под действием сигнапа задатчика

27 (положения исполнительного механизма

Стоп ) исполнительный механизм переводится в положение "Стоп", в котором сигнал с преобразователя 12 вычитается из сигнала задатчика 27 (положения

"Стоп ). На выходе сумматора 26 при этом будет нуль, а сигнал с выхода преобразователя 13 также станет равным нулю.

При переходе на автоматический режим командой блока 21 реверса "Вверх" отключается также блок-компенсатор 3 ключом 4. На сумматор 5 подается при этом сигнал датчиков 1 поперечины, пропорциональный заданному размеру поковки и сигнал задания высоты подъема поперечины от задатчика 14 высоты подъема через ключ 15. Под действием разности этих сигналов исполнительный механизм

8 перемещается в положение Возвратный ход", воздействуя на гидроусилитель .9 и клапанный распределитель 10, открываются впускные клапаны возвратного хода, и поперечина движется вверх. При этом на вход сумматора 5 поступят сигналы квадрата скорости с блока 22 и

7 9032 преобразователя 13. По мере подъема поперечины сигнал задатчика 14 компенсируется сигналами датчиков 1 поперечины, преобразователя 13 и блока 22, а его величина определяет оптимальный путь торможения, высота подъема клапанов в каждый момент времени определяется функцией разности между этими сигналами. При достижении поперечиной точки, в которой остаток пути до заданной 1й координаты окажется равным пути торможения, разность сигналов на входе усилителя 7 мощности станет равной нулю.

Дальнейшее движение поперечины вызовет изменение фазы сигнала на входе усилите-;1 ля 7 мощности в движение выходного звена исполнительного механизма в обратном направлении с прикрытием клапанов распределителя 10. Когда клапаны распределителя 10 закрываются, поперечина останавливается на заданной с помощью задатчика 14 высоте подъема, а блок реверса 21 фиксирует приход поперечины в верхнюю заданную точку. По истечении выдержки времени, необходимой для мани- пулирования поковкой и устанавливаемой с помощью блока реверса 21, последний через блок 20 оптимизации (высоты подъема и процесса встречи) отключает задатчик 14. Блок 21 реверса подключает также преобразователь 29 через ключ 30 к сумматору 5.

Под действием сигнала датчиков 1 поперечины, поступающего с выхода сумматора 2 на вход сумматора 5, исполни35 тельный механизм 8 с помощью гидроусилителя 9 начнет перемешать распределительный вал клапанного распределителя

l0 к положению "Наполнение". По мере приближения к положению "Наполнение" убывает сигнал преобразователя 12, а сигнал разности с сумматора 26, изменив знак, возрастает. Как только этот сигнал превысит величину зоны нечувстви тельности преобразователя 29, его вы45 ходное напряжение поступит на вход сумматора 5, компенсируя сигнал датчика 1 поперечины. На входе усилителя мощности

7 сигнал станет равным нулю, и исполнительный механизм 10 остановится. При этом распределительный вал будет поверЮ нут на некоторый угол, соответствующий положению "Наполнение", когда открыты сливные клапаны возвратного хода и поперечина в холостом ходе движется вниз.

В положении "Наполнение" на выходе пре- образователя 12 сигнал равен нулю.

Момент встречи поперечины с поковкой фиксирует по падению скорости пере12 8 мещения до нуля блок 23 включения рабочего хода, с помошью которого ключом

4 подключается компенсатор 3 к сумматору 2, подается команда блоку 25 оптимизации (высоты подъема и процесса встречи) на запоминание высоты поковки, блоку 24 контроля, на подготовку к запоминанию числа, равного величине отклонения в новом рабочем ходе поперечины, и на размыкание ключей 28 и 30. Под действием разности сигналов датчика 1 поперечины и компенсатора 3, функционального преобразователя 13, блока 22 скорости исполнительный механизм 8 через гидроусилитель 9 повернет распределительный вал клапанного распределителя 10 из положения Наполнение" в положение "Рабочий ход", в котором откроются впускные клапаны рабочих цилиндров. Поперечина в рабочем ходе продолжит движение вниз, обжимая поковку. По мере приближения размера поковки к заданному наступит момент, когда разность сигналов на входе усилителя 7 мощности станет равной нулю. При дальнейшем движении поперечины изменится фаза сигнала на входе усилителя 7 и исполнительный механизм 8 возвращает выходное звено к положению Наполнение, в которомна выходе преобразователей 12 и 13 устанавливается нуль. Впускные клапаны рабочих цилиндров закрываются, а поперечина в момент достижения заданного размера поковки останавливается. Блок

21 реверса подключает к сумматору 5 задание оптимальной высоты подъема поперечины над поковкой из блока 25 оптимизации (высоты подъема). Блок 23 включения рабочего хода подключает к сумматору 26 ключом 28 задатчик 27 положения "Стоп" и размыкает ключ 4.

Под действием сигнала задания высоты подъема поперечина поднимается на оптимальную заданную блоком 25 высоту.

При этом исполнительный механизм 8 из положения "Возвратный ход" при движении поперечины вверх переместится в положение "Стоп" при остановке в верх,ней заданной точке. Блок 21 реверса по истечении выдержки: времени отключит сигнал задания оптимальной высоты подьема и подключит к сумматору 5 сигнал высоты поковки, хранящийся в памяти блока 25 оптимизации с предыдущего хода. Под действием разности сигналов датчиков 1 высоты поковки исполнительный механизм 8 переместится в положение "Наполнение", me остановится под действием сигнала с преобразователя 29, 9 9032 подключенного к сумматору 5 через ключ

30 блоком реверса 21. При этом поперечина движется вниз в режиме холостого хода (открыты сливные клапаны возвратного хода). На вход сумматора 5 поступают также сигналы с преобразователя

13 и блока 22. По мере приближения поперечины к поковке наступает момент, когда разность сигналов на входе усилителя 7 мощности станет равной нулю. 10

При дальнейшем движении поперечины изменяется фаза сигнала на входе усилителя 7, и исполнительный механизм 8

aoaepautaer распределительный вал клапанного распределителя 10 в положение

Стоп". Сливные клапаны возвратных цилиндров прикрываются, и поперечина, притормаживаясь, мягко садится на поковку. Момент встречи поперечины с поковкой фиксирует блок 23 включения ра- 20 бочего хода, который размыкает ключи

28, 30, замыкает ключ 4, и подает команду в блок 25 на запоминание высоты поковки. В результате переключений на вход усилителя 7 поступят сигнал раз- 2$ ности датчиков 1 поперечины и компенсатора 3 с сумматора 2, сигнал функционального преобразователя 13 и блока 22.

Исполнительный механизм 8 под действием этих сигналов переведет распреде- 30 лительный вал, в положение "Рабочий ход» на открытие впускных клапанов рабочих цилиндров. Поперечина продолжит движение вниз, обжимая поковку. По мере приближения размера поковки к заданному наступит момент, когда разность сигналов на входе усилителя 7 мощности станет равной нулю. При дальнейшем движении поперечины изменяется фаза сигнала на входе усилителя 7, и исполнительный ме- 40 ханизм 8 возвращает выходное звено к положению "Наполнение", когда выходной сигнал преобразователя 12 равен нулю.

При этом впускные клапаны закрываются, и поперечина останавливается в момент достижения выданного размера, а блок 21 реверса подает команду на движение поперечины вверх.

В дальнейшем цикл работы повторяется.

В результате использования системы управления расширяются технологические возможности пресса и удобство его обслуживания.

12 10 формула изобретения

Система управления гидравлическим прессом, содержащая датчики положения подвижной поперечины, сумматор сигналов этих датчиков и блока-компенсатора, сумматор автоматического режима, нодключенный через ключ к усилителю мощности, соединенные между собой исполнительный механизм, гидроусилитель и клапанный распределитель, пропорциональный и функциональный преобразователи, задатчик положения поперечины, соединенный через ключ с сумматором автоматического управления, сумматор ручного управления, соединенный выходом через ключ с усилителем мощности, а входами с задатчиком положения клапанов и пропорциональным преобразователем ручного режима, блок режимов управления, соединенный с блоком реверса и блоком-компенсатором, блок скорости, соединенный входом с датчиками положения подвижной поперечины, а выходом с блоками включения рабочего хода и контроля отклонения размера от заданного и сумматором автоматического управления, блок оптимизации, входы которого соединены с выходами датчиков положения подвижной поперечины, блоками реверса, включения рабочего хода и режимов управления, а выход - с суммато ром автоматического управления, о тл и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения точности поковок и улучшения условий обслуживания, она снабжена за« датчиком положения и полнительного механизма в позиции Стоп", сумматором сигналов этого задатчика и пропорционального преобразователя, однополярным преобразователем с зоной нечувствительности, причем задатчик положения испол нительного механизма в позиции "Стоп" подключен к сумматору сигналов через ключ, выход этого сумматора сигналов соединен с входами однополярного преобразователя с зоной нечувствительности и функционального преобразователя,а выход однополярного преобразователя с зоной нечувствительности подключен через ключ к сумматору автоматического управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2779592/25-27, кл. В 30 В 15/26, 15.06.79 (прототип).

903212

Р Р/аю

ЮОфОМФд/У

pup"

4л ю

4udwv" hbrrwrrepve amon

you

Фы

ВНИИПИ Заказ 12559/27 Тираж 695 Подписное.

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул.. Проектная, 4 с С

80rrcnwewuz

Ф & ий хисР

ЯЮф7О ЛЮ Ы лют