Система управления гидравлическим прессом
Союз Советскнк
Соцналнстнческнн республнк
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Опубликовано 07.02.82. Бюллетень М
Дата опубликования описания 09.02.82 (51)М. Кл.
В 30 В 15/26
1веударстинный квмнтет
СССР
lo делам наабрвтеннй н аткрмтнй (Я) ЛК 621.226. .82 (088.8) (72) Автор изобретения!
1 с
1 !
B. Е. Устинов
Краматорский индустриальный институт
««Ь«гс (71) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРЕССОМ
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции оборудования цля обработки давлением.
Известна система управления гидрав-. лическим прессом, соцержащая цатчики положения поперечины, сумматор сигналов этих датчиков и зацатчика-компенсатора, сумматор автоматического управления, подключенный через ключ к усилителю мощности, соециненные между собой исполнительный механизм, гицроусилитель и клапанный распрецелитель, а также функциональный преобразователь, соединенный с блоком реверса, задатчик положения поперечины, соединенный через ключ с сумматором автоматического управления, сум- 5
I5 метор ручного управления, соециненный с оцной стороны через ключ с усилителем мощности, а с другой с задатчиком положения клапанов и пропорциональным преобразователем, блок режимов управления, соединенный с блоком реверса, блок скорости, соединенный входом с цатчиками положения поперечины, а выкоцами с Gnoком рабочего хода и контроля отклонения размера от заданного и сумматором автоматического управления, блок оптимизации, входы которого соецинены с выхоцами цатчиков положения поперечины, блока реверса, блока рабочего хода и блока режимов управления, а выхоцы — со BxoQOM сумматора автоматического управления.
Однако в такой системе управления возникают автоколебания подвижной поперечины, что снижает точность ковки в автоматическом режиме управления (1 (.
Целью изобретения является повышение точности ковки за счет увеличения устойчивости системы в заданных точках.
Поставленная цель достигается тем, что известная система управления гидравличесКим прессом, соцержащая датчики положения поперечины, сумматор сигналов этих датчиков и зацатчика-компенсатора, . сумматор автоматического управления, подключенный через ключ к усилителю мощности, соециненные между собой исполнительный механизм, гидроусилитель
9032 13
40 и к ла пенный рас пре цели тель, а также функциональный преобразователь, соециненный с блоком реверса, зацатчик положения поперечины, соединенный через ключ с сумматором автоматического управления, сумм а тор ручног о управления, соединенный с оцной стороны через ключ с усилителем мощности, а с другой с задатчиком положения клапанов и пропорциональным преобразователем, блок режимов 10 управления, соециненный с блоком реверса, блок скорости, соединенный вхоцом с датчиками положения поперечины, а выхоцами с блоками рабочего хода и контроля отклонения размера от заданного и сумматором автоматического управления, блок оптимизации, входы КОТорого соецинены с выходами цатчиков положения поперечины блока реверса, блока рабочего хоца и блока. режимов управления, а Bblxogbl — со входом сумматора . автоматического управления, снабжена прогнозируюшим устройством, выполненным в виде блока коэффициентов расхоца клапанов, датчиков перепада давления, множительного устройства и сумматора прогнозирующего устройства. Вход блока коэффициентов расхода клапанов связан с одним из выходов функционального преобразователя, вхоцы устройства — 30 с выхоцами блока коэффициентов расхода клапанов и датчиков перепада давления. Вхоцы сумматора прогнозируюшего устройства соединены с выхоцами множительного устройства и блока скорости, 35 а выход — с входом сумматора автоматического управления.
На чертеже представлена структурная схема системы.
Система соцержит датчики 1 положения поперечины, сумматор 2 сигналов датчиков 1 и зада тчик а-ком пенс атор а 3, сумматор 4 автоматического управления, подключаемый через ключ 5 к усилите «
45 лю мощности 6, соециненные между собой исполнительный механизм 7, гицроусилитель 8 и клапанный распределитель 9, управляющий прессом 10, функциональ-ный преобразователь 11, соединенный с блоком реверса 12, задатчик 13 положения поперечины, подключаемый к сумматору 4 автоматического управления с помощью кспоча 14, сумматор 15 ручного управления, соединенный с оцной стороны через ключ 16 с усилителем 6 мощности, а с другой с зацатчиком 17 положения клапанов и прс порциональным преобразователем 18, блок 19 режимов управления, 4 соединенный с блоком 13 реверса, блок
20 скорости, соединенный с одной стороны с датчиком 1, а с другой с блоком
21 рабочего хода, блоком 22 контроля отклонения размера от заданного, сумматором 4 и сумматором 23 прогнозируюшего устройства, множительное уст ройство 24 соединенное с одйой стороны с сумматором 23>,с цругой с блоком 25 коэффициентов расхода клапачов и датчиками 26 перепада давления на них, блок
27 оптимизации высоты подьема и процесса встречи с поковкой, входы которого соединены с выхоцами цатчиков 1 блока
12 реверса, блока 21 рабочего хода, блока 19 режимов управления, а выходы — со вхоцами сумматора 4 и ключа 14. Соециненные между собой блоки 23, 24, 25 и 26 йрецставляют прогнозирующее устройство системы 28.
Система работает следующим образом.
Автоматический режим.
Обжав в ручном режиме поковку цо заданного размера, контролируемого задатчиком-компенсатором 3, с помощью блока
19 режимов управления перевоцят систему в автоматический режим управления. При этом сумматор 15 отключается от усилителя мощности 6 с помощью ключа 16, а сумматор 4 поцключается с помоуиью ключа 5. В момент перехоца на автоматический режим сигнал с сумматора 2 равен нулю, так как был скомпенсирован задатчиком-. компенсатором 3, сигнал преобразователя 11 также равен нулю, так как исполнительный механизм 7 находится в среднем положении, клапан ы р аспределителя 9 закрыты, и поперечина неподвижна; сигнал пропорциональный квадрату скорости поперечины, на выхоце блока 20 скорости также равен нулю (поперечина неподвижна). Блок 22 контроля и сигнализации отклонения размера от заданного показывает нуль перекова (нецокова). Блок 27 запоминает сигнал датчиков 1, равный нулю, который разрешает работу ключа 14 по командам от блока
12 реверса. На вход усилителя мощности поступят сигналы датчиков 1, преобразователя 1 1, сигнал квадрата скорости блока 20 (равные нулю), зацатчика 13. В результате этого выходное звено исполнительного механизма 7 с помощью гидроусилителя 8 переместит клапаны распрецелителя 9 в положение, соответствующее движению поперечины вверх. По мере подьема поперечины сигнал зацатчика 13 компенсируется сигналами датчиков 1, преобразователя 11, квадрата скорости
5 9032 блока 20, величина которого определяет оптимальный путь торможения, а высота подьема клапанов в кажцый момент времени определяется функцией разности между этими сигналами. При достижении поперечиной точки, в которой остаток пути до заданной координаты окажется равным пути тороможения разность сигналов на входе усилителя 6 мощности станет равной нулю. Дальнейшее движение 10 поперечины вызовет изменение фазы сигнала на вхоае усилителя 6 мощности и авижение выхоцного звена электрогицравлического исполнительного механизма 7 в обратном направлении с прикрытием 15 клапанов распределителя 9 с помощью гидроусилителя 8. При прикрывании: клапанов распреаелитеж величина сигнала квацрата скорости блока 20 из-за запаздывания остается неизменной, а на выхо- 20 ае сумматора 23 прогнозирующего уст ройства 28 фирмируется сигнал, идентичный квадрату скорости, который со временем появляется на выходе блока 20 и поцается .на вход сумматора 4. При 25 появлении на выходе блока 20 нового сигнала сигнал с сумматора 23 прогнозирующего устройства станет равным нулю. В дальнейшем формирование оптимального закона торможения поперечины З0 и прикрывание клапанов осуществляются по сигналу квадрата скорости блока 20.
В момент останова поавижной поперечиныы на высоте, заданн ой з ааатчик ом 13, блок реверса фиксирует приход поперечины в верхнюю заданную точку. По истечении выдержки времени, необходимой цля манипулирования поковки, устанавливаемой с помсвцью блока 12 реверса, последний отключает сигнал зацатчика 0
13. Поц действием сигнала датчиков 1 и задатчика 3 исполнительный механизм 7 с помощью гицроусилителя 8 переместит клапаны распрецелителя 9 в положение, соответствующее движению поперечины
45 вниз в режиме холостого хоца (давление в рабочие цилиндры не подано). Момент встречи поперечины с поковкой фиксирует по падению скорости перемещения до нуля блок 21 включения рабочего хода, с
10 помощью которого буцет подано давление в рабочие цилинцры гидравлического пресcat(KoMaHRB блоку 27 на запоминание высоты поковки ;- В результате íà вход сумматора 2 подключается сигнал задатS5 чика 3 и снимается сигнал блока 27 со входа сумматора 4.
lloyd аействием разности сигналов зацатчика 3, аатчиков 1, преобразователя
13 4
11 и блока 20 исполнительный механизм
7 останется в том же положении, а поперечина продолжит движение вниз, обжимая поковку. По мере приближения размера поковки к заданному наступит положение, когда разность сигналов на входе усилителя 6 мощности станет равной нулю. При дальнейшем движении поперечины изменит ся фаза сигнала на входе усилителя 6 и исполнительный механизм 7 возвращает выхоцное звено в среднее положение.
При этом клапаны закрываются и останавливают поперечину в момент цостижения поковкой зацанного размера. Прогнозирующее устройство 28 при торможении поперечины работает аналогично описанному. В момент останова поперечины на зацанном размере блок 12 реверса подключит ко вхоцу сумматора 4 сигнал оптимальной высоты поцьема нац поковкой блока 27 (зацатчик 13 при наличии сигналов с блока 27 с помощью ключа 14 все время отключен и не работает по командам блока реверса 12). Поперечина поцнимается на оптимальную высоту, заданную блоком 27. При приходе поперечины в оптимальную верхнюю точку блок
12 реверса зафиксирует и по истечении выдержки времени ко вхоцу сумматора 4 поцключит сигнал оптимальной коорцинаты встречи поперечины с поковкой от блока
27. Поц цейсвтием разности сигналов бл » ка 27 и 20 исполнительный механизм 7 с помощью гицроусилителя переместит клапаны распрецелителя в положение, соответствующее цвижению поперечины вниз.
Поперечина цвижется вниз в режиме холостого хода максимально возможной скоростью (сливные клапаны возвратных цилиндров полностью открыты). По мере приближения поперечины к поковке наступит момент, когда разность сигналов на вхоце усилителя 6 мощности станет равной нулю. При цальнейшем авижении поперечины изменится фаза сигнала на вхоце усилителя 6, и исполнительный механизм 7 возвращает свое выходное звено в среднее положение, прикрывая с помощью гицроусилителя 8 клапаны распреаелителя 9. Поцвижная поперечина, притормаживаясь, мягко опускается на поковку.
Момент встречи поперечины с поковкой фиксирует блок 21 рабочего хоца, с помощью которого поцаются высокое цавление в рабочие цилиндры и команды блоку
27 на запоминание высоты поковки, а также снятие его сигнала со входа сумматора 4 и подключение сигнала зацатчика 3 ко вхоцу сумматора 2.
9032 13
В результате на вход усилителя 6 поступят сигналы задатчика 3, датчиков
1 и блока 20. Исполнительный механизм
7 под действием этих сигналов остаетв среднем положении. Поперечина процолжит цвижение вниз, обжимая поковку. По ( мере приближения размера поковки к заданному,наступит положение, когда разность сигналов на входе усилителя 7 станет равной нулю. При дальнейшем движении поперечины изменится фаза сигнала на входе усилителя 6, и исполнительный механизм 7 возвращает свое выходное звено в срецнее положение, При этом клапаны закрываются и останавливают поперечину в момент достижения заданного размера, а блок 12 реверса подает команду на цвижение поперечины вверх.
В цальнейшем цикл работы повторяет10 ся.
В полуавтоматическом режиме система работает аналогично, а в ручном — функциональные блоки не используются.
Использование в системе управления прогнозирующего устройства позволяет ус ранить в зацанных точках автоколеба» ния и динамические перегрузки гицравлических прессов, а также повысить точ» нос ть ав тома тическ ой ковки.
Формула изобретения
Система управления гицравлическим прессом, содержащая датчики положения поперечины, сумматор сигналов этих дат35 чиков и задатчика-компенсатора, сумматор автоматического управления, подключенный через ключ к усилителю мощности, соединенные между собой исполнительный механизм, гидроусилитель и клапанный распределитель, а также функциональный преобразователь, соециненный. с блоком реверса, задатчик положения поперечины, соединенный через ключ с сумматором автоматического управления, сумматор ручного управления, соединенный с оцной стороны через ключ с усилителем мощности, а с другой с зацатчиком положения клапанов и пропорциональным преобразовате йм, блок режимов управления, соединенный с блоком реверса, блок скорости, соединенный входом с датчиками положения поперечины, а выхоцами - с блоками рабочего хода и контроля отклонения размера от заданного и сумматором автоматического управления, блок оптимизации, входы которого соединены с выходами датчиков положения поперечины, блока реверса, блока ребочего хода, блока режимов управления, а выходы — с вхоцом сумматора автоматического управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности. и устойчивости работы, она снабжена прогноэируюшим устройством, выполненным в вице блока коэффициентов расхода клапанов, цатчиков перепада давления, множительного устройства и сумматора прогнозируюшего устройства, причем вхоц блока коэффициентов расхода клапанов связан с оцним из выходов функционального преобразователя, входы множительного устройствас выходами блока коэффициентов расхоца клапанов и цатчиков перепада давления, при этом входы сумматора прогнозирующего устройства соединены с выходами множительного устройства и блока скорости, а выхоц — с вхоцом сумматора автоматического управления.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2779592/25-27, кл. В 30 В 15/26, 15.06.79 (прототип) .
9032 13
Составитель В. Стоколов
Редактор Л. Утехина Техред А. Бабинец Корректор Г. Огар
Заказ 12559/27 Тираж 695 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
4>илиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
