[发明专利]一种基于PID控制的压力机平衡系统及平衡方法

说明书

本发明公开了一种基于PID控制的压力机平衡系统及平衡方法，属于压力机技术领域，包括压力机机架，压力机机架上设有可沿第一方向滑动的滑块，滑块连接有驱动滑块滑动的电机，压力机机架上还设有气缸，气缸与滑块连接，气缸上设有电控调压阀，电机的供电线路上设有电流测量组件，电流测量组件连接有控制器，控制器与电控调压阀连接；本发明利用了电机中电流波动偏差与压力机平衡之间的正相关性，依据测量电机中电流的波动偏差量，通过PID算法运算后，计算出对压力机的气缸的输出力的调节量，可以有效的保证滑块在下行时的平衡，避开了原先在气缸内部恶劣环境内部署传感器的情形，操作简单，成本低廉，有效的保障了平衡系统的稳定运行。

技术领域

本发明涉及压力机技术领域，具体涉及一种基于PID控制的压力机平衡系统及平衡方法。

背景技术

压力机(包括冲床、液压机)通常是指由电机经过传动机构带动工作机构，对工件施加工艺力的装置，压力机具有用途广泛，生产效率高等特点，压力机可广泛的应用于切断、冲孔、落料、弯曲、铆合和成形等工艺。压力机通过对金属坯件施加强大的压力使金属发生塑性变形和断裂来加工成零件。压力机工作时，通常是由电动机通过三角皮带驱动大皮带轮(通常兼作飞轮)，经过齿轮副和离合器带动曲柄滑块机构，使滑块和凸模直线下行。压力机在锻压工作完成后，滑块上行，离合器自动脱开，同时曲柄轴上的自动器接通，使滑块停止在上止点附近。

压力机的平衡系统通常包括气缸，气缸的活塞上设有活塞杆，活塞杆与滑块相连，气缸固定在机身上，气缸的气腔内通入压缩气体。滑块上行程时，压缩气体进入气缸的气腔；滑块下行程时，压缩气体从气缸的气腔排出。气缸中的压缩气体顶起活塞托住滑块，从而平横滑块和上模的重量，避免滑块下行程时超速。压力机的平衡系统的主要作用有以下三点：一、防止滑块下行程时，因自重下降速度过快，使传动系统中的零件(如齿轮)反向受力造成造成撞击和噪声；二、消除连杆与滑块之间的间隙，减小受力零件的冲击；三、防止由于制动器失灵、曲轴破坏或连杆折断，导致滑块坠落而引发事故；此外，平衡系统还有助于飞轮能量的迅速恢复。

现有的压力机的平衡系统主要是通过调节气缸的进气气压改变平衡力，从而平衡滑块及上模的重量。该平衡系统主要分为两种：1、理论值控制法：安装调试工人根据技术人员通过理论测算的数值对气缸的调压阀进行调整；该方法的缺点是，由于受计算偏差及气缸自身摩擦力的影响，按理论值进行调整时容易形成偏差，导致偏载；2、基于传感器的调节系统：在气缸内的机械结构部件上设置传感器，根据传感器反馈的数值，对调压阀做出响应，进而实现气缸的平衡，该方法的缺点是：受气缸内部压力环境以及传感器敏感性和操作控制可靠性的影响，容易形成偏差，导致偏载；传感器价格高，维护复杂，且传感器属于易损件，适用性差，增加了生产成本。

发明内容

对于现有技术中所存在的问题，本发明提供的一种基于PID控制的压力机平衡系统及平衡方法，利用了电机中电流波动偏差与压力机平衡之间的正相关性，依据测量电机中电流的波动偏差量对压力机的气缸的输出力进行调节，可以有效的保证滑块在下行时的平衡，避开了原先在气缸内部的恶劣环境中部署传感器的情形，操作简单，成本低廉，有效的保障了平衡系统的稳定运行。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种基于PID控制的压力机平衡系统，包括压力机机架，所述压力机机架上设有可沿第一方向滑动的滑块，所述滑块连接有驱动所述滑块滑动的电机，所述压力机机架上还设有气缸，所述气缸与所述滑块连接，所述气缸上设有电控调压阀，所述电机的供电线路上设有电流测量组件，所述电流测量组件连接有控制器，所述控制器与所述电控调压阀连接。

作为一种优选的技术方案，所述电流测量组件设为电子电流表。

作为一种优选的技术方案，所述控制器设为PID控制器。