Система управления гидравлическим прессом Советский патент 1982 года по МПК B30B15/26 

1

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции оборудования для обработки давлением.

Известна система управления гидравлическим прессом, содержащая датчики положения подвижной поперечины, сумматор сигналов этих датчиков и блока-компенсатора, сумматор автоматического режима, подключенный через ключ к усилителю мощности, соединенные между собой исполнительный механизм, гидроусилитель и клапанный распределитель, пропорциональный и функциональный преобразователи, задатчик положения поперечины, соединенный через ключ с сумматором автоматического управления, сумматор ручного управления, соединенный выходом через ключ с усилителем мощности, а входами с задатчиком положения клапанов и пропорциональным преобразователем ручного режима, блок режимов управления, соединенный с блоком реверса и блокомкомпенсатором, блок скорости, соединенный входом с датчиком положения подвижной поперечины, а выходом с блоками включения рабочего хода и контроля отклонения размера от заданного и сумматором автоматического управления, блок оптимизации, входы которого соединены с выходами датчиков положения подвижной поперечины, блоками реверса, включения рабочего хода и режимов управления, а выход - с сумматором автоматического управления ij .

10

Известная система управления используется для прессов с трех- и четырехпозиционным гидрораспределителем, отличающимся наличием в последнем дополнительной позиции наполнения.

ts

В этих системах управления не обесп4чивается универсальность управления по трехпозиционной и четырехпозиционной схеме управления в рабочем и наладочном режимах, что усложняет работу оператора

30 и может вызывать гидравлические удары в гидросистеме.

С целью устранения этих недостатков, повыщенйя точности поковок и улучшения 39 условий обслуживания, система управления гидравлическим прессом, содержащая датчики положения подвижной поперечины сумматор сигналов.этих датчиков и блока Компенсатора, сумматор автоматического режима, подключенный через ключ к усилителю мощности, соединенные между собой исполнительный механизм, гидроусилитель и клапанный распределитель, про порциональный и функциональный преобразователи, задатчик положения поперечины соединенный через ключ с сумматором автоматического управления, сумматор ручного управления, соединенный выходом через ключ с усилителем мощности, а входами с задатчиком положения клапанов и пропорпиональным преобразователем ручного режима, блок режимов управления, соединенный с блоком реверса и блоком-компенсатором, блок скорости, соединенный входом с датчиками положения подвижной поперечины а выходом с блоками включения рабочего хода и контроля отклонения размера от заданного и сумматором автоматического управления, блок оптимизации, выходы которого соединены с выходами датчиков положения подвижной поперечины, блоками реверса, включения рабочего хода и режимов управления, а выход - с сумматором автоматического управления, снабжена задат- чиком положения исполнительного механизма в позиции Стоп, сумматором сигналов этого задатчика и пропорциональ ного преобразователя, однополярным преобразователем с зоной нечувствительноети. Задатчик положения исполнительного механизма в .позиции Стоп подключен к сумматору сигналов через ключ, выход этого сумматора сигналов соединен с входами однополярного преобразователя с зоной нечувствительности и функционального преобразователя, а выход однополярного преобразователя с зоной нечувствительности подключен через ключ .с сумматором автоматического управлени На фиг. 1 представлена структурная схема системы управления гидропрессом; на фиг. 2 - характеристики ее работы при jpex- и четырехпозиционном управлении; на фиг. 3 - зависимость сигналов :;умматора от положения распределительного вала гидрораспределителя при возвратном и холостом ходе поперечины пре са. Система управления содержит датчики 1 положения подвижной поперечины, сумматор 2 сигналов датчиков 1 и блокакомпенсатора 3, соединенного с суммато2ром 2 с помощью ключа 4; сумматор 5 автоматического управления, подключенный через ключ 6 к усилителю мо.щности 7; соединенные между собой исполнительный механизм 8, гидроусилитель 9 и клапанный распределитель 1О, воздействую- щий на пресс 11; пропорциональный преобразователь 12 по положению исполнительного механизма; функциональный преобразователь 13; задатчик 14 высоты подъема поперечины, соединенный через ключ 15 с сумматором 5, сумматро 16 ручного управления, соединенный выходом через ключ 17 с усилителем мощности 7, а входами с задатчиком 18 положения клапанов и пропорциональным преобразо- вателем 19 ручного режима; блок 20 режимов управления, соединенный с блоком 21 реверса и блоком-компенсатором 3; блок скорости 22, соединенный входом с датчиками 1, а выходом с блоком 23 включения рабочего хода, блоком 24 контроля отклонения размера от заданного и сумматором 5; блок 25 оптимизации (высоты подъема и процесса встречи с поковкой), входы которого соединены с выходами датчиков 1, блока 21 реверса, блока 23 включения рабочего хода и блока 20 режимов управления, а выходы со входом сумматора 5 и ключом 15 за- датчика 14; сумматор 26 сигналов пропорционального преобразователя 1.2 к задатчика 27 (положения исполнительного механизма в положении Стоп) подсоединенного к сумматору 26 сигналов с помощью ключа 28. Выход сумматора 26 связан со входом преобразователя 13 и однополярного преобразователя 29 с зоной нечувствительности, соединенного через ключ 30 с сумматором 5 автоматического управления. Система управления работает следующим образом. В системах управления трехпозиционными прессами поперечина приходит на размер при управляющих сигналах и сигналах обратных связей, равных нулю, когда относительная погрешность задатчиков и датчиков минимальна, что обеспечивает требуемую точность ковки. С этой целью пропорциональный преобразователь по положению исполнительного механизма для управления четырехпозиционным прессом устанавливается в нуль в положении Наполнение, которое соответствует полному закрытию впускных клапанов рабочих цилиндров. Положению Стоп в этом случае соответствует некоторый уровень сигнала пропорционального преобразователя, который при обработке системой задания верхнего поло жения поперечины переведет исполнитель ный механизм в положение Наполнение , и поперечина без остановки в верхнем положении начнет опускаться в холостом ходе. Чтобы этого не произошло, вводится задатчик положения в позиции Стоп, который компенсирует сигнал пропорционального преобразователя так, чтобы на выходе сумматора сигналов пропорционального преобразователя и задатчика положения исполнительного механизма был нуль. Тогда поперечина, дойдя до верхней заданной точки, останавливается, а ис- полнительный механизм занимает положение Стоп. Задатчик положения Стоп подключается к сумматору через ключ при возвратном и холостом: ходе поперечины. После команды с блока реверса на дви жение вниз на вход усилителя мощности подаются сигналы датчиков координаты положения поперечины и обратных связей на движение вниз. Для того, чтобы остановить исполнительный механизм в положении Наполнение, необходимо при подходе исполнительного механизма к этому положению уменьшить до нуля управляющий сигнал на выходе сумматора автоматического режима управления. Это достигается введением однополярного пропорционального преобразователя с зоной нечувствительности, вступающего в действие при приближении исполнительного механизма к положению Наполнение, компенсирующего до нуля управляющий сигнал на выходе сумматора автоматического режима управления. Преобразователь подключается к сумматору автоматического управления через ключ в холос том ходе поперечины. Изменяя зону нечувствительности преобразователя, можно регулировать величину открытия сливных клапанов возвратных цилиндров. . Как только поперечина коснется поковки, блок включения рабочего хода отключит от сумматора автоматического режима управления преобразователь с зо- |Ной нечувствительности, и управляющий сигнал переведет исполнительный механизм в положение Рабочий ход на открытие впускных клапанов рабочих цилиндров. По сигналу блока вютючения рабочего хода разомкнется ключ за- датчика положения исполнительного меха- низма Стоп. При отработке системой рабочего хода и достижении поперечиной заданного размера поковки исполнитель- ный механизм возвращается в положение Наполнение, где все сигналы, поступаюи щие на сумматор автоматического режим упраачения, равны нулю. Работа системы управления гидравлическим прессом (фиг. 1) рассматривается в автоматическом режиме управления, так как в полуавтоматическом режиме дополнительные блоки работают аналогично, а в ручном - не работают (отключается). Обжав предварительно в ручном режиме поковку до заданного размера, контролируемого с помощью блока-компенсатора 3, с помощью блока 20 режимов управления переводят систему в автоматический режим управления. При этом по сигналу блока 20 режимов управления ключ 17 размыкается, отключая вход су лматора 16 ручного управления от усилителя мощности 7, а ключ 6 замыкается, подключая к усилителю мощности 7 сумматор 5 автоматического управления. В момент перехода на автоматический режим сигнал с датчиков 1 поперечины скомпенсирован компенсатором 3,и на выходе сумматора 2 напряжение равно нулю, блок 24 отклонения размера от заданного показывает также нуль. Блок 21 реверса в исходном состояхтаи выдает команду на движение вверх, по которой ключ 28 замыкается, а ключ 30 размыкается. Под действием сигнала задатчика 27 (положения исполнительного механизма Стоп) исполнительный механизм переводится в положение Стоп, в котором сигнал-с преобразователя 12 вычитается из сигнала задатчика 27 (положе шя Стоп). На выходе сумматора 26 при этом будет нуль, а сигнал с выхода преобразователя 13 также станет равным нулю. При переходе на автоматический режим командой блока 21 реверса Вверх отключается также блок-компенсатор 3 ключом 4. На сумматор 5 подается при этом сигнал датчиков 1 поперечины, пропорциональный заданному размеру поковки и сигнал задания высоты подъема поперечины от задатчика 14 высоты подъема через ключ 15. Под действием разности этих сигналов исполнительный механизм 8 перемещается в положение Возвратный ход, воздействуя на гидроусилитель 9 и клапанный распределитель 10, открываются впускные клапаны возвратного хода, и поперечина движется вверх. При этом на вход сумматора 5 поступят сигналы квадрата скорости с блока 22 и преобразователя 13. По мере подъема поперечины сигнал задатчика 14 компенсируется сигналами датчиков 1 поперечины, преобразователя 13 и блока 22, а его величина определяет оптимальный путь торкюжения, высота подъема клапанов в каждый момент времени определяется функцией разности между этими сигналами. При достижении поперечиной точки, в которой остаток пути до заданной координаты окажется равным пути тормо- жения, разность сигналов на входе усилителя 7 мощности станет равной нулю. Дальнейшее двюкение поперечины вызовет изменение фазы сигнала на входе усилите ля 7 мощности в движение выходного звена исполнительного механизма в обрат ном направлении с прикрытием клапанов распределителя 10. Когда клапаны распределителя 10 закрываются, поперечина останавливается на заданной с помощью задатчика 14 высоте подъема, а блок реверса 21 фиксирует приход поперечины в верхнюю заданную точку. По истечении выдержки времени, необходимой для мани пулирования поковкой и устанавливаемой с помощью блока реверса 21, последний через блок 2О оптимизации (высоты подъема и процесса встречи) отключает задатчик 14. Блок 21 реверса подключает также преобразователь 29 через ключ 30 к сумматору 5. Под действием сигнала датчиков 1 поперечины, поступающего с выхода сумматора 2 на вход сумматора 5, исполнительный механизм 8 с помощью гидроусилителя 9 начнет перемещать распределительный вал клапанного распределителя 10 к положению Наполнение. По мере приближения к положению Наполнение убывает сигнал преобразователя 12, а ригнал разности с сумматора 26, изменив знак, возрастает. Как только этот ригнал превысит величину зо1Ш1 нечувствительности преобразователя 20, его выходное напряжение поступит на вход сумматора 5, компенсируя сигнал датчика 1 поперечины. На входе усилителя мощности 7сигнал станет равным нулю, и исполнительный механизм 10 остановится. При этом распределительный вал будет повернут на некоторый угол, соответствующий положению Наполнение, когда открыты слив1а1е клапаны возвратного хода и поперечина в холостом ходе движется вниз. 8положении Наполнение на выходе преобразователя 12 сигнал равен нулю. Момент встречи поперечины с поковкой фиксирует по паде1 ню скорости перемещения до нуля блок 23 включения рабочего хода, с помощью которого ключом 4 подключается компенсатор 3 к сумматору 2, подается команда блоку 25 оптимизации (высоты подъема и процесса встречи) на запоминание высоты поковки, блоку 24 контроля, на подготовку к запоминанию числа, равного величине отклонения в новом рабочем ходе поперечины, и на размыкание ключей 28 и 30. Под действием разности сигналов датчика 1 поперечины и компенсатора 3, функционального преобразователя 13, блока 22 скорости исполнительный механизм 8 через гидроусилитель 9 повернет распределительный вал клапанного распределителя 10 из положения Наполнение в положение Рабочий ход, в котором откроются впускные клапаны рабочих цилиндров. Поперечина в рабочем ходе продолжит движение вниз, обжимая поковку. По мере приближения размера поковки к заданному наступит момент, когда разность сигналов на входе усилителя 7 мощности станет равной нулю. При дальнейшем движении поперечины изменится фаза сигнала на входе усилителя 7 и исполнительный механизм 8 возвращает выходное звено к положению Наполнение, в котором на выходе преобразователей 12 и 13 устанавливается нуль. Впускные клапаны рабочих цилиндров закрываются, а поперечина в момент достижения заданного размера поковки останавливается. Блок 21 реверса подключает к сумматору 5 задание оптимальной высоты подъема поперечины над поковкой из блока 25 оптимизации (высоты подъема). Блок 23 включения рабочего хода подключает к сумматору 26 ключом 28 задатчик 27 положения Стоп и размыкает ключ 4. Под действием сигнала задания высоты подъема поперечина поднимается на оптимальную заданную блоком 25 высоту. При этом исполнительный механизм 8 из положения Возвратный ход при движении поперечины вверх переместится в положение Стоп при остановке в верхней заданной точке. Блок 21 реверса по истечении выдержки: времени отключит сигнал задания оптимальной высоты подъема и подключит к сумматору 5 сигнал высоты поковки, хранящийся в памяти блока 25 оптимизации с предыдущего хода. Под действием разности сигналов датчиков 1 высоты поковки исполнительный механизм 8 переместится в положение Наполнение, где остановится под действием сигнала с преобразователя 29, подключенного к сумматору 5 через ключ 30 блоком реверса 21. При этом попере чина движется вниз в режиме холостого хода (открыты сливные клапаны возвратного хода). На вход сумматора 5 поступают также сигналы с преобразователя 13 и блока 22. По мере приближения поперечины к поковке наступает момент, когда разность сигналов на входе усилителя 7 мощности станет равной нулю, При дальнейшем движении поперечины изменяется фаза сигнала на входе усили теля 7, и исполнительный механизм 8 возвращает распределительный вал клапанного распределителя 10 в положение Стоп. Сливные клапаны возвратных цилиндров прикрываются, и поперечина, притормаживаясь, мягко садится на поковку. Момент встречи поперечины с поковкой фиксирует блок 23 включения рабочего хода, который размь1кает ключи 28, 30, замыкает ключ 4, и подает команду в блок 25 на запоминание высоты поковки. В результате переключений на вход усилителя 7 поступят сигнал разности датчиков 1 поперечины и компенса тора 3 с сумматора 2, сигнал функционального преобразователя 13 и блока 22 Исполнительный механизм 8 под действием этих сигналов переведет распределительный вал. в положение Рабочий ход на открытие впускных клапанов рабочих цилиндров. Поперечина продолжит движение вниз, обжимая поковку. По мере при ближения размера поковки к заданному наступит момент, когда разность сигнало на входе усилителя 7 мощности станет равной нулю. При дальнейшем движении поперечины изменяется фаза сигнала на входе усилителя 7, и исполнительный ме ханизм 8 возвращает выходное звено к положению Наполнение, когда выходной сигнал преобразователя 12 равен нулю. При этом впускные клапаны закрываются и поперечина останавливается в момент достижения выданного размера, а блок 2 реверса подает команду на движение поперечины вверх. В дальнейшем цикл работы повторяетс В результате использования системы управления расширяются технологические возможности пресса и удобство его обслу живания. Формула изобретения Система управления гидравлическим прессом, содержащ 1Я датчики положения подвижной поперечины, сумматор сигналов этих датчиков и блока-компенсатора, сумматор- автоматического режима, подключенный через ключ к усилителю мощности, соединенные между собой исполнительный 1еханизм, гидроусилитель н клапанный распределитель, пропорциональный и функциональный преобразователи, задатчик положения поперечины, соединенный через ключ с сумматором автоматического управления, сумматор ручного управления, соединенный выходом через ключ с усилителем мощности, а входами с задатчиком положения клапанов и Пропорциональным преобразователем ручного режима, блок режимов управления, соединенный с блоком реверса и блоком-компенсатором, блок скорости, соединенный входом с датчиками положения подвижной поперечины, а выходом с блоками включения рабочего хода и контроля отклонения размера от заданного и сумматором автоматического управления, блок оптимизации, входы которого соединены с выходами датчиков положения подвижной поперечины, блоками реверса, включения рабочего хода и режимов управления, а выход - с суммато ром автоматического управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности поковок и улучшения условий обслуживания, она снабжена задатчиком положения и полнительного механизма в позиции Стоп, сумматором сигналов этого задатчика и пропорционального преобразователя, однополярным преобразователем с зоной нечувствительности, причем задатчик положения исполнительного механизма в позиции Стоп подключен к сумматору сигналов через ключ, выход этого сумматора сигналов соединен с входами однополярного преобразователя с зоной нечувствительности и функционального преобразователя, а выход однополярного преобразователя с зоной нечувствительности поцключен через ключ к сумматору автоматического управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2779592/25-27, кл. В ЗО В 15/26, 15.06.79 (прототип). C i/Sffb/e /f/. So3ffpff/77f/02O J(

ff/7 j/ ffe/fifeff7 7 j/f

xoff

ffffj /jff/77/fd/e xffff C tfSffd/e r/f. flffffoVflO aC /JffC/fpefffff ff

er/yc/f 6/e f(. Gfi/ /fu/e /jx. оз,х fjff&Xfeeo xoffa IxN.

Pff ovi/y ffa/7o/r e/fue

Sff S/yff i/V XO CjfV ff ff . Л-А. Л.4 /гл aC ffffC/ffff ff ff