[发明专利]等温锻造液压机的脱模控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种等温锻造液压机的脱模控制系统，其特征在于：至少包括：

滑块位移传感器，用于采集滑块位置数据；

下卸料缸位移传感器，用于采集下卸料缸位置数据；

上卸料缸位移传感器，用于采集上卸料缸位置数据；

滑块比例插装件，用于主油缸上腔排油；

滑块比例伺服阀，用于调控主油缸下腔进油量使滑块运动；

下卸料缸比例伺服阀，用于调控下卸料缸的油液使下卸料缸运动；

上卸料缸比例伺服阀，用于调控上卸料缸的油液使上卸料缸运动；

比例泵，为脱模中的动作提供动力；

定量泵，为下卸料缸提供动力；

可编程控制器，用于读取滑块位置数据并计算滑块实时速度、读取下卸料缸位置数据并计算实时速度、读取上卸料缸位置数据并计算实时速度、控制输出滑块比例插装件的排油流量大小和控制滑块比例伺服阀、下卸料缸比例伺服阀和上卸料缸比例伺服阀的供油流量大小；

其中：可编程控制器的输入端口和滑块位移传感器、上卸料缸位移传感器、下卸料缸位移传感器均电连接，可编程控制器的输出端口与滑块比例伺服阀、上卸料缸比例伺服阀、下卸料缸比例伺服阀均电连接；可编程控制器的输出端口与比例伺服阀端子电连接。

2.一种根据权利要求1所述的等温锻造液压机的脱模控制系统的控制方法，其特征在于：至少包括如下步骤：

步骤一、等温锻造液压机压制动作完成后进入脱模回程动作阶段，可编程控制器根据设定的回程速度值，根据运算输出滑块比例插装件的排油流量值，根据运算输出滑块比例伺服阀的供油流量值，同时读取滑块位置数据并计算滑块实时速度，通过PID闭环控制算法实时输出比例伺服阀的供油量，PID控制回程一段距离后，滑块快速回程后停止；

步骤二、根据设置下卸料缸快速脱模速度v01，可编程控制器通过速度关系自动开启定量泵并匹配比例泵和下卸料缸比例伺服阀开口，通过PID运算控制输出比例泵流量以追踪该速度；

步骤三、根据设置的下卸料缸慢速脱模速度v02，可编程控制器输出比例泵一个恒定流量，提供给下卸料缸比例伺服阀，可编程控制器根据读取的下卸料位置数据计算出实时速度v并通过PID运算控制输出下卸料缸比例伺服阀流量以追踪该速度；

步骤四、根据设置上卸料缸快速脱模速度v03，可编程控制器通过速度关系自动匹配比例泵初始开口，通过PID运算控制输出比例泵流量以追踪该速度；

步骤五、根据设置上卸料缸慢速脱模速度v04，可编程控制器输出比例泵一个恒定流量，提供给上卸料缸比例伺服阀，可编程控制器根据读取的上卸料位置数据计算出实时速度v并通过PID运算控制输出上卸料缸比例伺服阀流量以追踪该速度。

3.根据权利要求2所述的等温锻造液压机的脱模控制系统的控制方法，其特征在于：所述滑块脱模回程过程中，滑块比例插装件排油量根据设定回程速度给定，滑块比例插装件供油量实时闭环控制。

4.根据权利要求2所述的等温锻造液压机的脱模控制系统的控制方法，其特征在于：所述的滑块脱模回程速度调节范围为0.5～5mm/s，供油用滑块比例伺服阀为两个，设置速度为0.5～4mm/s时其中一个开启工作，设置速度为4～5mm/s速度时两个阀同时工作。

5.根据权利要求2所述的等温锻造液压机的脱模控制系统的控制方法，其特征在于：所述下卸料缸设置速度在0.2～5mm/s区间内，根据公式a＝v×S/Q；其中：a为比例泵开口，v为设置速度，Q为比例泵额定输出流量，S为油缸面积；计算出启动单个比例泵，得出液压垫速度v-比例泵开口a关系f1进行闭环控制，同时根据可编程控制器输出下卸料缸比例伺服阀开口K；下卸料缸设置速度在5～15mm/s区间内，可编程控制器自动启动一个定量泵和一个比例泵，再将根据下卸料缸速度v-比例泵开口a关系f2进行闭环控制，同时根据可编程控制器输出下卸料缸比例伺服阀开口K；下卸料缸设置速度在15～25mm/s区间内，程序自动启动两个定量泵和一个比例泵根据下卸料缸速度v-比例泵开口a关系f3进行闭环控制，同时根据可编程控制器输出下卸料缸比例伺服阀开口K。

6.根据权利要求2所述的等温锻造液压机的脱模控制系统的控制方法，其特征在于：所述上卸料缸设置脱模速度v在0.2～2mm/s区间内，可编程控制器输出比例泵一个恒定流量，此比例泵的流量提供给上卸料缸比例伺服阀，可编程控制器读取阀前压力p1和阀后压力p2的数据，根据公式其中，K为开口大小，a为阀特性系数，p2-p1为阀前与阀后压力差，v为设置速度，S为上卸料缸的面积；计算出上卸料缸比例伺服阀提供理论上卸料缸比例伺服阀开口K1，使用PID控制算法得出上卸料缸比例伺服阀的微调开口量K2，最终输出给上卸料缸比例伺服阀开口大小K＝K1+K2。