[发明专利]一种高精度锻造液压机热成型工艺的控制方法及控制系统

说明书

本发明涉及一种高精度锻造液压机热成型工艺的控制方法及控制系统，属于金属热成型技术领域，其特征在于，包括：一、滑块快速下行；二、滑块减速下行；三、滑块慢速下行；四、滑块以设定速度匀速接近工件，滑块压制工件的初始阶段控制方式不变，滑块继续采用速度闭环控制，到滑块压力达到设定压力的一定比例时，将顶出机构的控制方式切换到压力闭环控制，输入信号为压力传感器采集压力值，执行机构为下腔伺服阀。通过采用上述技术方案，本发明通过对热挤压成型液压机的电液控制系统设计，并通过PLC编程控制高频响比例阀、变频器和泵组等元件实现钛合金产品的工艺成型方法，提高液压机建压速度和压力的控制精度。

技术领域

本发明属于金属热成型技术领域，具体涉及一种高精度锻造液压机热成型工艺的控制方法及控制系统。

背景技术

众所周知，钛合金具有密度小、耐高温、无磁、比强度高等优异性能广泛应用于军民用飞机的等高端装备中。随着航空航天行业的飞速发展，钛合金的使用率越来越高，某些国外军用飞机的钛合金占比超过40％。但是目前国内钛合金使用率较低，其中部分原因在于钛合金成型工艺及相关设备与国外有较大差距，造成钛合金的加工成本过高；这样如何提高材料的良品率变得尤为重要，精确控制材料的成型工艺提供了一种有效的解决途径。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种高精度锻造液压机热成型工艺的控制方法及控制系统，通过对热挤压成型液压机的电液控制系统设计，并通过PLC编程控制高频响比例阀、变频器和泵组等元件实现钛合金产品的工艺成型方法，提高液压机建压速度和压力的控制精度。

本发明的第一目的是提供一种高精度锻造液压机热成型工艺的控制方法，包括：

步骤一、滑块快速下行，滑块油缸下腔阀组打开使下腔油液流回油箱，在大气压强的作用下，油缸上腔通过充液阀将动力油箱的油吸入；此时以滑块自重为动力自由落体运动；在快下动作开始后，油泵同时将液压油泵入滑块缸上腔；

此时，快下用液压阀YA20打开并排油，主泵开始向主缸供油，变频器开始将电机M1加速到与预期速度匹配的转速；

步骤二、滑块减速下行，在配方设定的慢下位置往上反推一定距离开始线性的调节伺服阀YAA开口至慢下开口，减速距离根据滑块实时速度和设定慢下速度调节；

步骤三、滑块慢速下行，滑块下行到设定慢速下行位置以下时，变频器输出频率为设定速度换算的理论计算值，此时打开滑块速度调节闭环，输入为滑块速度，输出为变频器频率，将滑块速度控制在较小的偏差内；

步骤四、滑块以设定速度匀速接近工件，滑块压制工件的初始阶段控制方式不变，滑块继续采用速度闭环控制，到滑块压力达到设定压力的一定比例时，将顶出机构的控制方式切换到压力闭环控制，输入信号为BP2采集压力值，执行机构为下腔伺服阀YAB。

进一步，在步骤一中，变频器开始将电机M1加速到与预期速度匹配的转速为：变频器开始将电机M1加速到额定频率的80％。

更进一步，步骤二具体为：滑块在快下的过程中实时检测滑块速度与设定慢下速度之间的差值、滑块当前位置与设定慢下位置之间的偏差值，当位置偏差值进入减速区间时开始减速。

进一步，所述开始减速为：将变频器输出频率由快下的初始频率线性的减小到慢下设定速度对应的计算频率值。

本发明的第二目的是提供一种高精度锻造液压机热成型工艺的控制系统，包括：

快速下行控制模块：滑块快速下行，滑块油缸下腔阀组打开使下腔油液流回油箱，在大气压强的作用下，油缸上腔通过充液阀将动力油箱的油吸入；此时以滑块自重为动力自由落体运动；在快下动作开始后，油泵同时将液压油泵入滑块缸上腔；

此时，快下用液压阀YA20打开并排油，主泵开始向主缸供油，变频器开始将电机M1加速到与预期速度匹配的转速；