[发明专利]一种控制油压机滑块下死点的方法

说明书

技术领域

本发明属于油压机控制技术领域，涉及油压机滑块位置的控制，为一种控制油压机滑块下死点的方法。

背景技术

油压机的工作原理是利用安装在其上的滑块反复运动，使得毛坯材料产生塑性形变或分离达到无切屑。滑块在运行到下死点时停机过早或过晚都会导致加工产品的不合格，甚至导致模具被直接破坏，因此对油压机滑块下死点的精确控制是十分必要的。

目前油压机控制系统主要分为开关阀控制方式与伺服阀控制方式两种，开关阀控制方式主要通过接近开关的方式来对滑块进行位置控制，这必然导致其精度不高，只能加工一些对精度要求不高的产品。伺服阀控制方式能较准确地控制滑块的位置，但目前国内伺服阀油压机的控制系统主要被国外产品所垄断，存在以下问题：

(1)专用的伺服阀控制系统价格昂贵，在设备的成本中所占比例过大，企业为了节约成本，很多场合下不采用伺服阀控制系统，导致企业的产品精度不高，缺乏市场竞争力；

(2)国外的专用控制系统安装条件复杂，安装不当达不到理想控制效果，而且使得控制系统的结构复杂，现场连线也较复杂；

(3)增加了设备的维护与维修成本。

另外现有的伺服阀控制滑块位置的方式主要是由位置传感器测量滑块的当前实际位置，将测得的位置信号反馈给数控系统，数控系统根据反馈的位置信号调节滑块的位移量，而油压机系统在运行过程中不可避免的需要克服摩擦、油温甚至机械上的传导误差，使得其滑块在停机过程中或上或下，不具有稳定的重复精度。

发明内容

本发明要解决的问题是：现有的伺服阀油压机控制系统主要为国外进口设备，成本高昂，维护成本高，使得油压机的控制结构复杂，效果不理想。

本发明的技术方案为：一种控制油压机滑块下死点的方法，油压机包括运动控制部件和位移测量部件，所述运动控制部件控制油压机滑块做上下直线往复运动；所述位移测量部件测量滑块运动距离，应用于伺服阀控制模式的油压机系统，位移测量部件测量的实际滑块位置与滑块目标位置之差构成伺服阀实际开度的差值信号，并以此差值信号作为驱动伺服阀的命令信号，对伺服阀油压机滑块位置进行PID控制，所述控制油压机滑块下死点的方法包括以下步骤：

1)设定下死点稳态位置基准偏差值ε、积分误差上限ω，误差上限增益k，其中下死点稳态位置基准偏差值ε等于下死点设定位置与实际位置之差，用于PID控制中调节积分输出的打开时间以及作为误差上限ω动态调整的时间节点；当下死点设定位置与实际位置之差由ε趋于零时，积分误差上限由初始值ω变化为k*ω，从而动态改变积分误差上限，控制积分输出最大值；

2)设定滑块运行轨迹，包括设定快下、工进、卸荷、回程的距离与最大速度以及保压时间；

3)滑块按照设定运动轨迹动作，当距离下死点位置ε个脉冲时，滑块位置进入稳态位置区间，PID控制系统进入稳态模式，打开积分输出，系统输出随着积分误差改变，当系统积分误差达到此时的积分误差上限k*ω，系统输出保持恒定；当滑块到达下死点后，进入保压阶段。

设置积分误差上限增益k用于增大或减小误差上限以控制积分输出，使得系统输出无超调与震荡，k值大小通过对具体油压机的调试确定，k值越大使得滑块逼近下死点的速度越快，如果滑块运行至下死点后发生超调或者震荡则减小k值。

步骤1)中还设定补偿间隔时间t和滑块位置变化量下限s，补偿间隔时间t和滑块位置变化量下限s用于配合系统输出补偿，如果滑块在进入稳态后在间隔时间t之内的位置变化量小于s，系统自动打开补偿模式，增加最大输出量，加快滑块对下死点的逼近速度。

补偿间隔时间t和滑块位置变化量下限s的设定值以客户接受的滑块最低运行速度为标准，若客户接受的滑块最低运行速度为每秒钟n个脉冲，则滑块位置变化量下限s为mn pls，补偿间隔时间t为m×1000ms，m和n为正整数。

本发明在滑块由工进转保压的过程中，增加动态改变积分误差上限，控制滑块的运行速度与停止位置，保证其下死点重复精度在±0.02mm之内。不仅能准确地控制油压机的滑块下死点位置，而且降低了设备成本。本发明克服了现有技术中，油压机滑块位置控制在实际使用过程中的诸多问题，采用本发明的油压机数控系统，不需外接其他辅助设备，大大简化了伺服阀油压机系统的硬件配置，相比国外同类产品大大降低了设备成本，操作简单、方便、易于维护，且滑块下死点位置控制精度达到±0.02mm。

附图说明

图1为本发明控制的伺服阀油压机的结构图。

图2为本发明对应的PID控制流程图。