Устройство для автоматического регулирования скорости прессования на гидравлических прессах с дроссельным управлением Советский патент 1986 года по МПК B30B15/20 

Устройство относится к прессовани методом экструзии различных профилен из алюминиевых сплавов и может быть использовано в системах автоматического управления гидравлическими прессами с аккумуляторным приводом.

Цель изобретения - повышение надежности и улучшение динамических характеристик устройства.

На,фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - схема подключения гидравлического пресса; на фиг. 3 - диаграммы работы.

В устройстве имеются соединенные последовательно блок 1 декадных переключателей, управляемый генератор 2 импульсов, вычитатель 3 импульсов, двухканальный управляемый делитель 4 частоты, формирователь 5 с управляемой длительностью импульсов, двухканальньгй ключ 6 двухканальный операционный усилитель 7, тиристорный преобразователь 8, двигатель 9 постоянного тока, регулирующий дроссель 10 гидравлического процесса 11, с подвижной траверзой которого сочленен импульсный датчик 12 пути, а также последовательно соединенные элемент ИЛИ 13, двухвходовый первьш формирователь 14, второй формирователь 15, зарядно-разрядный блок 16, запоминающий блок 17 и аналоговый сумматор 18 двухвходовый. При этом один из выходов блока 1 декадных переключателей соединен с управляющим входом двухканального управляемого делителя 4 частоты,каждый выход управляемого делителя 4 частоты - с каждым входом элемента ИЛИ 13, выход первого формирователя 14 соединен также с управляющим входом запоминающего блока 17, один из входов сумматора 18 - с источником

и,

порогового напряжения УН ,

выход сумматора - с управляюпщми входами формирователя 5 и ключа 6, а выход импульсного датчика 12

пути - с 3. одним из входов вычитателя

На фиг, 2 пресс 11 соединен с насосно-аккумуляторной станцией 19 через дроссель 10. С дросселем сочленен двигатель 9 постоянного тока, управляемый тиристорным преобразователем 8. С подвижной траверзой пресса 11 сопряжен импульсный датчик 12 пути.

Устройство работает следующим образом.

Управляемый генератор 2 импульсов генерирует импульсы с частотой следования, пропорциональной значению скорости, набранной в блоке 1 декадных переключателей. С момента пуска устройства эта последовательность импульсов представляет задаваемый путь в унитарном коде. Эти импульсы подаются на один из входов вычитат,еля 3. На другой вход вычитателя подаются импульсы с датчика 12 пути, связанного с подвижной траверсой пресса 11. По одному из выходов вычитателя в зависимости от знака рассогласования выдается последовательность импульсов, которая в унитарном коде представляет ошибку по пути в абсолютных единицах. Частота следования этих импульсов равна разности частот сравниваемых последовательностей импульсов. Благдаря включению на выходе вычитателя двухканального управляемого делител 4, соединенного с одним из выходов блока 1 декадных переключателей, опшбка по пути представляется всегда в относительных единицах Управление делителем 4 осуществляется в соответствии с вьфажением

F -1 tf

1 Vjгде FJ частота следования импульсов на выходе делителяj

частота следования импульсов на выходе вычитателя;

пзаданное значение скорости прессования;

1( - некоторый постоянный коэффициент пропорциональности. С выхода делителя 4 импульсы поступают после преобразования на формирователе 5 и ключе 6 на один из входов операционного усилителя 7 и далее на тиристорный преобразователь 8 и двигатель 9 постоянного тока. Двигатель в импульсном режиме перемещает шток дросселя 10 до тех пор, пока ошибка по пути не перестанет изменяться. В этот момент поступление импульсов с выходов вычитателя 3 прекращается. Таким образом, в процессе регулирования величина рассогласования по пути преобразуется в соответствующее открытие регулирующего дросселя. При этом, величина рассогласования формируется в относительных единицах. Характеристика же дросселя, используемого в устройстве, должна описываться выражением где V - скорость течения жидкости через дроссель некоторые постоянные коэффициенты, открытие дросселя, Р, - давление рабочей жидкости до дросселя; Pj - давление рабочей жидкости после дросселя, При такой характеристике одинаковое перемещение и h штока дросселя в абсолютных едикидах при любом начальном его открытии вызывает одинаковое относительное изменение скорости V (при Р, - Р conet), что соответ ствует тому, что ошибка по пути в устройстве определяется в относитель ных единицах, и эта ошибка преобразуется в открытие дросселя. Появление на любом выходе делител 4 импульса приводит к запуску через элемент ИЛИ 13 формирователей 14 и 15, первый из которых играет также роль элемента задержки. Импульсом формирователя 15 осуществляется заряд конденсатора зарядно-разрядного блока 16 до максимального напряжения . После изчезновения импульса напряжение на конденсаторе начинает уменьшаться по экспоненциальному закону. При появлении на входе формиро вателя 14 следующего импульса сначала запускается запоминающий блок 17, который запоминает текущее напряжение на конденсаторе, а затем с некоторой задержкой с помощью формирователя 15 конденсатор зарядно-разрядного блока вновь заряжается. На фиг. 3 поясняется работа этой части устройства. Начало работы формирователя 14 происходит в момент времени t, , t и t, . К моменту окончания импульса (i,;, и-tg) заканчивается процесс запоминания текущих , напряжений ((J, , Ог U ) конденса1 торе.К моменту окончания импульса формирователя 15 (t,,) заканчиваетс.1 зарядка конденсатора до максимального напряжения U „д . На фиг. 3 пунктиром показано напряжение на выходе аналогового запоминающего блока. Это 1 04 напряжение суммируется в сумматоре 18 с пороговым напряжением и„ , меньше которого напряжение на выходе сумматора 18 не снижается. Напряжение с выхода сумматора 18 подается на управляющий вход формирователя 5 с управляемой длительностью импульсов и информационный вход ключа 6. Таким образом, коэффициент усиления системы регулирования в предложенном устройстве определяется с одной стороны длительностью импульса формирователя 5, которая пропорциональна амплитуде управляющего сигнала, с другой стороны амплитудой импульса, формируемой ключом 6. Длительность и амплитуда имдульса связаны с величиной рассогласования по : скорости по экспоненциальному закону. Это позволяет прИ малых ошибках по скорости выбирать коэффициент усиления системы регулирования небольшим, при котором возможное рыскание системы будет находиться на допустимом уровне. При увеличении рассогласования по скорости коэффициент усиления быстро увеличивается за счет одновременного увеличения по экспоненциальному закону как длительности, так и амплитуды импульсов. При чрезмерном учеличенин рассогласования двигатель переходит на непрерывное вращение с максимальной скоростью. Таким образом устройство обладает преимуществом в большом диапазоне скоростей, при малых рассогласовакнях по скорости может работать с малым коэффициентом усиления с использованием исполнительного двигателя в импульсном режиме с небольшой скоростью вращения в импульсе, при чрезмерных рассогласованиях работает с максимальным коэффициентом усиления с непрерывным вращением двигателя на максимальной скорости. Эти свойства позволят увеличить срок службы механического редуктора, соединяющего двигатель с регулирующим дросселеМ; и улучшить динамические характеристики системы регулирования, т.е. снизить динамические ошибки по основному регулируемому параметру (по пути), и, как следствие, улучшить качество выпускаемой продукции. В качестве аналогового запоминающего блока может использоваться стандартная интегральная микросхема.

f9J

фиг.2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ПРЕССОВАНИЯ НА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРЕССАХ С ДРОССЕЛЬНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ, содержащее последовательно соединенные блок декадных переключателей, управляемый генератор импульсов, вычитатель импульсов, делитель частоты, управляющим входом соединенный с другим выходом блока декадных переключателей, и формирователь с управляемой : длительностью импульсов, а также последовательно соединеннее операционный усилитель, тиристорный преобразователь и двигатель постоянного тока, сочлененный с регулирующим дросселем гидравлического пресса, с подвижной траверзой которого связан импульсньй датчик пути, выходом подключенный к второму входу вычитателя импульсов, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности и улучшения динамических характеристик системы, в него введены ключ и последовательно соединенные элемент ИЛИ, первый и второй формирователи, зарядно-разрядньйблок, с (О запоминающий блок и сумматор, второй вход которого подключен к источнику порогового напряжения, а выход - к управляющему входу формирователя с управляемой длительностью импульсов и через ключ - к входу операционного усилителя, управлякяций вход ключа соединен с выходом формирователя с управляемой длительностью импульсов, выход первого формирователя соединен с управляющим входом запоминающего блока, входы элемента ИЛИ подключены к выходам делителя частоты.

titfi U stetjts i

фие.З