Система управления гидравлическим прессом

Союз СоветскикСоцкалкстическкаРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУц 903213(51)М. Кл. В 30 В 15/26 Ъеударстинный квмнтет СССР ав делам наабрвтеннй н аткрмтнйВ. Е. Устинов Краматорский индустриальный институт(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРЕССОМ Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции оборудования цля обработки давлением.Известна система управления гидравлическим прессом, соцержащая цатчики положения поперечины, сумматор сигналов этих датчиков и зааатчика-компенсатора, сумматор автоматического управления, подключенный через ключ к усилителю мощности, соединенные между собой исполнительный механизм, гицроусилитель и клапанный распределитель, а также функциональный преобразователь, соединенный с блоком реверса, задатчик положения поперечины, соединенный через ключ с сумматором автоматического управления, сум15 метор ручного управления, соединенный с оцной стороны через ключ с усилителем мощности, а с другой с задатчиком положения клапанов и пропорциональным преобразователем, блок режимов управления, О соединенный с блоком реверса, блок скорости, соединенный входом с цатчиками положения поперечины, а выходами с блоком рабочего хода и контроля отклонения размера от заданного и сумматором автоматического управления, блок оптимизации, входы которого соединены с выходами цатчиков положения поперечины, блока реверса, блока рабочего хопа и блока режимов управления, а выходы - со входом сумматора автоматического управления. Оанако в такой системе управления возникают автоколебания подвижной поперечины, что снижает точность ковки в автоматическом режиме управления 1 .Целью изобретения является повышение точности ковки за счет увеличения устойчивости системы в заданных точках.Поставленная цель аостигается тем, что известная система управления гидравлическим прессом, содержащая датчики положения поперечины, сумматор сигналов этих датчиков и зааатчика-компенсатора, сумматор автоматического управления, подключенный через ключ к усилителю мощности, соединенные между собой исполнительный механизм, гиароусилительВ9032 13 40 и к лв панн ы й ряс пре цели те ль, а такжефункциональный преобразователь, соеаиненный с блоком реверса, задатчик положения поперечины, соединенный черезключ с сумматором автоматического управления, сумм втор ручног о управления,соединенный с оцной стороны через ключс усилителем мощности, а с аругой с задатчиком положения клапанов и пропорциональным преобразователем, блок режимов 10управления, соециненный с блоком реверса, блок скорости, соеаиненный вхоаомс аатчикями положения поперечины, авыхоцями с блоками рабочего хода иконтроля отклонения размера от заданного и сумматором автоматического управления, блок оптимизации, входы котор.го соецинены с выходами автчиков положения поперечины блока реверса, блокарабочего хоца и блока режимов управления, а выходы - со входом сумматора. автоматического управления, снабженапрогнозируюшим устройством, выполненным в виде блока коэффициентов расхоцаклапанов, датчиков перепааа давления, 25множительного устройства и сумматорапрогнозируюшего устройства. Вход блокакоэффициентов расхода клапановсвязан с одним из выходов функционального преобразователя, вхоцы устройства -с выхоцями блока коэффициентов расхода клапанов и цятчиков перепааа аавления. Вхоцы сумматора прогнозируюшегоустройства соединены с выхоцвми множительного устройства и блока скорости,35а выход - с входом сумматора автоматического управления.На чертеже представлена структурнаясхема системы,Система соцержит датчики 1 положения поперечины, сумматор 2 сигналов датчиков 1 и звдятчика-компенсатора 3, сумматор 4 автоматического управления, подключаемый через ключ 5 к усилите45 лю мощности 6, соециненные между собой исполнительный механизм 7, гиароусилитель 8 и клапанный распределитель 9, управляющий прессом 10, функциональ-.ный преобразователь 11, соединенный с блоком реверса 12, задатчик 13 положения поперечины, подключаемый к сумматору 4 автоматического управления с помощью клмчя 14, сумматор 15 ручного управления, соеаиненный с оаной стороны через ключ 16 с усилителем 6 мощности, а с другой с зааятчиком 17 положения клапанов и пропорциональным преобразователем 18, блок 1.9 режимов управления,4соединенный с блоком 13 реверса, блок20 скорости, соединенный с одной стороны с датчиком 1, а с другой с блоком21 рабочего хода, блоком 22 контроляотклонения размера от зааанного, сумматором 4 и сумматором 23 прогнозирумщего устройства, множительное устройство 24 соединенное с оайой стороныс сумматором 23,с аругой с блоком 25коэффициентов расхода клапачов и датчиками 26 перепада давления нв них, блок27 оптимизации высоты подьема и процесса встречи с поковкой, входы которогосоединены с выходами цатчиков 1 блока12 реверса, блока 21 рабочего хоаа, блока 19 режимов управления, а выходы - совхоцами сумматора 4 и ключа 14. Соединенные между собой блоки 23, 24, 25 и 26йрецстявлямт прогнозирующее устройствосистемы 28,Система работает следующим образом.Автоматический режим.Обжав в ручном режиме поковку до заданного размера, контролируемого задатчиком-компенсатором 3, с помощью блока19 режимов управления перевоцят системув автоматический режим управления. Приэтом сумматор 15 отключается от усилителя мощности 6 с помощью ключа 16,а сумматор 4 поцключается с помоиьюключа 5. В момент перехоаа на автоматический режим сигнал с сумматора 2 равен нулю, так как был скомпенсированзааатчиком-.компенсатором 3, сигнал преобразователя 11 также равен нулю, таккак исполнительный механизм 7 находится в среднем положении, клапан ы р аспреаелителя 9 закрыты, и поперечина неподвижна; сигнал пропорциональный квадрату скорости поперечины, на выхоае блока 20 скорости также равен нулю (поперечина непоавижна), Блок 22 контроля исигнализации отклонения размера от заданного показывает нуль перековв (недокова). Блок 27 запоминает сигнал датчиков 1, равный нулю, который разрешает работу ключа 14 по командам от блока12 реверса. На вход усилителя мощностипоступят сигналы автчиков 1, преобразователя 1 1, сигнал квварата скорости блока 20 (равные нулю), зааатчика 13. Врезультате этого выходное звено исполнительного механизма 7 с помощью гиароусилителя 8 переместит клапаны распрецелителя 9 в положение, соответствующеедвижению поперечины вверх. По мереподьема поперечины сигнал зааатчикв 13компенсируется сигналами аатчиков 1,преобразователя 11, квяарятв скорости5 9032 блока 20, величина которого опреаеляет оптимальный путь торможения, а высота подьема клапанов в каждый момент времени определяется функцией разности между этими сигналами. При достижении 5 поперечиной точки, в которой остаток пути ао заданной координаты окажется равным пути тороможения разность сигналов на входе усилителя 6 мощности станет равной нулю. Дальнейшее цвижение 10 поперечины вызовет изменение фазы сигнала на входе усилителя 6 мпцности и движение выходного звена электрогиаравлического исполнительного механизма 7 в обратном направлении с прикрытием 15 клапанов распределителя 9 с помощью гиароусилителя 8. При прикрывании клапанов распреаелитеж величина сигнала квацрата скорости блока 20 из-за запаздывания остается неизменной, а на выхо ае сумматора 23 прогнозирующего уст ройства 28 фирмируется сигнал, идентичный квадрату скорости, который со временем появляется на выходе блока 20 и подается на вхоа сумматора 4. При 25 появлении на выходе блока 20 нового сигнала сигнал с сумматора 23 прогнозируюшего устройства станет равным нулю. В дальнейшем формирование оптимального закона торможения поперечины З 0 и прикрывание клапанов осуществляются по сигналу квадрата скорости блока 20. В момент останова поавижной поперечины на высоте, заданной зааатчиком 13, блок реверса фиксирует приход поперечины в верхнюю заданную точку. По истечении выдержки времени, необходимой аля манипулирования поковки, устанавливаемой с помсицью блока 12 реверса, последний отключает сигнал зааатчика 0 13. Поа действием сигнала датчиков 1 и зааатчика 3 исполнительный механизм 7 с помощью гиароусилителя 8 переместит клапаны распределителя 9 в положение, соответствукицее движению поперечины45 вниз в режиме холостого хода (давление в рабочие цилиндры не подано). Момент встречи поперечины с поковкой фиксирует по падению скорости перемещения ао нуля блок 21 включения рабочего хода, с10 помощью которого будет подано аавление в рабочие цилиндры гидравлического пресса,(команда блоку 27 на запоминание высоты поковки В результате на вход сумматора 2 подключается сигнал задат 55 чика 3 и снимается сигнал блока 27 со входа сумматора 4.Роа действием разности сигналов зааатчика 3, аатчиков 1, преобразователя 13 411 и блока 20 исполнительный механизм 7 останется в том же положении, а поперечина прополжит движение вниз, обжимая поковку, По мере приближения размера поковки к заданному наступит положение, когда разность сигналов на вхоае усилителя 6 мощности станет равной нулю. При аальнейшем движении поперечины изменит ся фаза сигнала на входе усилителя 6 и исполнительный механизм 7 возвращает выходное звено в срепнее положение.При этом клапаны закрываются и останавливают поперечину в момент достижения поковкой заданного размера. Прогнозируюшее устройство 28 при торможении поперечины работает аналогично описанному. В момент останова поперечины на заданном размере блок 12 реверса подключит ко входу сумматора 4 сигнал оптимальной высоты поаьема наа поковкой блока 27 (зааатчик 13 при наличии сигналов с блока 27 с помошью ключа 14 все время отключен и не работает по командам блока реверса 12). Поперечина поднимается на оптимальную высоту, заданную блоком 27. При приходе поперечины в оптимальную верхнюю точку блок 12 реверса зафиксирует и по истечении выдержки времени ко входу сумматора 4 подключит сигнал оптимальной координаты встречи поперечины с поковкой от блока 27. Поа аейсвтием разности сигналов бл ка 27 и 20 исполнительный механизм 7 с помощью гиароусилителя переместит клапаны распределителя в положение, соответствующее движению поперечины вниз.Поперечина движется вниз в режиме холостого хоаа максимально возможной скоростью (сливные клапаны возвратных цилиндров полностью открыты). По мере приближения поперечины к поковке наступит момент, когда разность сигналов на входе усилителя 6 мощности станет равной нулю. При цальнейшем авижении поперечины изменится фаза сигнала на входе усилителя 6, и исполнительный механизм 7 возвращает свое выхопное звено в среднее положение, прикрывая с помощью гипроусилителя 8 клапаны распределителя 9. Подвижная поперечина, притормвживаясь, мягко опускается на поковку, Момент встречи поперечины с поковкой фиксирует блок 21 рабочего хопа, с помощью которого подаются высокое давление в рвбочие цилиндры и команды блоку 27 на запоминание высоты поковки, а также снятие его сигнала со входа сумматора 4 и подключение сигнвлв зааатчика 3 ко входу сумматора 2.В результате на вход усилителя 6 поступят сигналы задатчика 3, датчиков 1 и блока 20. Исполнительный механизм 7 под действием этих сигналов остаетв среднем положении. Поперечина продолжит движение вниз, обжимая поковку, По мере приближения размера поковки к заданному,наступит положение, когда разность сигналов на входе усилителя 7 станет равной нулю. При дальнейшем движении поперечины изменится фаза сигнала на входе усилителя 6, и исполнительный механизм 7 возвращает свое выходное звено в среднее положение, При этом клапаны закрываются и останавливают поперечину в момент достижения заданного размера, а блок 12 реверса подает команду на движение поперечины вверх.В дальнейшем цикл работы повторяет 10 ся. 20В полуавтоматическом режиме система работает аналогично, а в ручном - функциональные блоки не используются.Использование в системе управления прогнозирующего устройства позволяет устранить в заданных точках автоколеба ния и динамические перегрузки гидравлических прессов, а также повысить точ нос ть ав тома тическ ой ковки. 30 формула изобретения Система управления гидравлическим прессом, содержащая датчики положения поперечины, сумматор сигналов этих дат 35 чиков и задатчика-компенсатора, сумматор автоматического управления, подключенный через ключ к усилителю мощности, соединенные между собой исполнительный механизм, гидроусилитель и клапанный распределитель, а также функциональный преобразователь, соединенный. с блоком реверса, задатчик положения поперечины,соединенный через ключ с сумматоромавтоматического управления, сумматорручного управления, соединенный с однойстороны через ключ с усилителем мощности, а с другой с задатчиком положенияклапанов и пропорциональным преобразоватейм, блок режимов управления, соединенный с блоком реверса, блок скорости, соединенный входом с датчиками положения поперечины, а выходами - с блоками рабочего хода и контроля отклонения размера от заданного и сумматоромавтоматического управления, блок оптимизации, входы которого соединены свыхоаами датчиков положения поперечины,блока реверса, блока ребочего хода, блока режимов управления, а выходы - свходом сумматора автоматического управления, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения точности и устойчивости работы, она снабжена прогноэирующимустройством, выполненным в виде блокакоэффициентов расхода клапанов, датчиков перепада давления, множительногоустройства и сумматора прогнозирующегоустройства, причем вход блока коэффициентов расхода клапанов связан с однимиз выходов функционального преобразователя, вхоаы множительного устроствас выходами блока коэффициентов расходаклапанов и датчиков перепада давления,при этом входы сумматора прогнозирующего устройства соединены с выходамимножительного устройства и блока скорости, а выход - с входом сумматораавтоматического управления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2779592/25-27,кл. В 30 В 15/26, 15.06,79 (прототип) .Составитель В. СтоколовРедактор Л. Утехина Техред А. Бабинец Корректор Г. ОгарЗаказ 12559/27 Тираж 695 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4