Система управления гидравлическим прессом

ОП ИСАНИЕИЗОВРИТИНИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалнстичесннхРеспублик и 903212(53)М. Кл. В 30 В 15/26 с присоединением заявки М Ркударстаанный коинтвт СССР йо далаи нзабретеннй н открытнй(23) Приоритет Опубликовано 07,02,82. Бюллетень5 Дата опубликования описания 09.02.82(7) Заявитель Краматорский индустриальный институт(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРЕССОМ 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 бпока-компенсатора, сумматор автоматического режима, подключенный через ключ к усилителю мощности, соединенные между собой исполнительный механизм, гидроусилитель10 и клапанный распределитель, пропорциональный и функциональный преобразовате ли, задвтчик положения поперечины, соединенный через ключ с сумматором ввто 15 матического управления, сумматор ручного управления, соединенный выходом через ключ с усилителем мощности, а входами с задвтчиком положения клапанов и пропорциональным преобразователем руч 20 ного режима, блок режимов управления, соединенный с блоком реверса и блокомкомпенсатором, блок скорости, соединенный входом с датчиком положения подвижной поперечины, в 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, в выход - с сумматором автоматического управления 1 .Известная система упраитения используется для прессов с трех- и четырехпозиционным гидрораспределителем, отличающимся наличием в последнем дополнительной позиции наполнения.В этих системах управления не обеспбчивается универсальность управления по трехпозиционной и четырехпозиционной схеме управления в рабочем и наладочном режимах, что усложняет работу оператора и может вызывать гидравлические удары в гидросистеме.С целью устранения этих недостатков, повышения точности поковок и улучшения3 9032 условий обслуживания, система упраьпения гидравлическим прессом, содержащая датчики положения подвижной поперечины, сумматор сигналов этих датчиков и блокаКомпенсатора, сумматор автоматического5режима, 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, а15 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, 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 1чиком положения исполнительного механизма в позиции фСтоп", сумматором сигналов этого задатчика и пропорционального преобразователя, однополярным преобразователем с зоной нечувствительнос ти, Задатчик положения исполнительного механизма в.позиции "Стоп" подключен к сумматору сигналов через ключ, выход этого сумматора сигналов соединен с входами однополярного преобразователя 40 с зоной нечувствительности и функционального преобразователя, а выход однополярного преобразователя с зоной нечувствительности подключен через ключ,с сумматором автоматического управления, 45На фиг. 1 представлена структурная схема системы управления гидропрессом; на фиг, 2 - характеристики ее работы при трех- и четырехпозиционном управлении; на фиг, 3 - зависимость сигналов "умматора от положения распределительного вала гидрораспределителя при возвратном и холостом ходе поперечины пресса.Система управления содержит датчики 55 1 положения подвижной поперечины, сумматор 2 снап налов датчиков 1 и блокакомпенсатора 3, соединенного с суммато 124ром 2 с помощью ключа 4; сумматор 5автоматического управления, подключенный через ключ 6 к усилителю мошности7," соединенные между собой исполнительный механизм 8, гидроусилитель 9 и клапанный распределитель 10, воздействую щий на пресс 11; пропорциональный преобразователь 12 по положению исполнительного механизма; функциональный преобразователь 13; задатчик 14 высотыподъема поперечины, соединенный черезключ 15 с сумматором 5, сумматро 16ручного управления, соединенный выходомчерез ключ 17 с усилителем мощности 7,а входами с задатчиком 18 положенияклапанов и пропорциональным преобразователем 19 ручного режима; блок 20 режимов управления, соединенный с блоком21 реверса и блоком-компенсатором 3;блок скорости 22, соединенный входом сдатчиками 1, а выходом с блоком 23включения рабочего хода, блоком 24 контроля отклонения размера от заданного исумматором 5; блок 25 оптимизации(высоты подъема и процесса встречи споковкой), входы которого соединены свыходами датчиков 1, блока 21 реверса,блока 23 включения рабочего хода иблока 20 режимов управления, а выходысо входом сумматора 5 и ключом 15 задатчика 14; сумматор 26 сигналов пропорционального преобразователя 12 и задатчика 27 (положения исполнительногомеханизма в положении фСтоп"), подсоединенного к сумматору 26 сигналов спомошью ключа 28. Выход сумматора26 связан со входом преобразователя 13и однополярного преобразователя 29 сзоной нечувствительности, соединенногочерез ключ 30 с сумматором 5 автоматического управления.Система управления работает следующим образом,В системах управления трехпозиционными прессами поперечина приходит наразмер при управляющих сигналах и сигналах обратных связей, равных нулю, когда относительная погрешностоь задатчиков и датчиков минимальна, что обеспечивает требуемую точность ковки, Сэтой целью пропорциональный преобразователь по положению исполнительногомеханизма для управления четырехпозиционным прессом устанавливается в нульв положении "Наполнение", которое соответствует полному закрытию впускныхклапанов рабочих цилиндров. ПоложениюфСтоп" в этом случае соответствует некоторый уровень сигнала пропорциональ5 9032 ного преобразователя, который при обработке системой задания верхнего положения поперечины переведет исполнительный 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 0 выходе сумматора сигнапов пропорционального преобразователя и задатчика положения исполнительного механизма был нуль. Тогда поперечииа, дойдя до верхней заданной точки, останавливается, а ис- д 5 полнительный механизм занимает положение Стоп". Задатчик положения "Стоп"подключается к сумматору через ключпри возвратном и холостом: ходе поперечины,20После команды с блока реверса на движение вниз на вход усилителя мощностиподаются сигнапы датчиков координатыположения поперечины и обрвтныхсвязейна движение вниз, Для того, чтобы оста- у 5новить исполнительный механизм в положении Наполнение", необходимо при подходе исполнительного механизма к этомуположению уменьшить до нуля управляющий сигнал на выходе сумматора автоматического режима управления, Этодостигается введением однополярногопропорционального преобразователя с зоной нечувствительности, вступающего вдействие при приближении исполнительно 35го механизма к положению "Наполнение,компенсирующего до нуля управляющийсигнал на выходе сумматора автоматического режима управления, Преобразователь подключается к сумматору автоматического управления через ключ в холостом ходе поперечины, Изменяя зону нечувствительности преобразователя, можно регулировать величину открытия сливных клапанов возвратных цилиндров.45Как только поперечина коснется поковки, блок включения рабочего хода отключит от сумматора автоматическогорежима управления преобразователь с зоной нечувствительности, и управляющий5 Осигнал переведет исполнительный механизм в положение "Рабочий ход на открытие впускных клапанов рабочих цилиндров. По сигналу блока включения рабочего хода разомкнется также ключ задатчика положения исполнительного меха 55низма фСтоп", При отработке системойрабочего хода и достижении поперечинойзаданного размера поковки исполнитель 12 4ный механизм возвращается в положение "Наполнение", где все сигналы, поступаю- щие нв сумматор автоматического режима управления, равны нулю.Работа системы управления гидравпи ческим прессом (фиг. 1) рассматривается в автоматическом режиме управления, так как в полуавтоматическом режиме дополнительные блоки работают аналогич- но, а в ручном - не работают (откпючаются).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 управпения ключ 17 размыкается, отключая вход сумматора 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 З,и на выходе сумматора 2 напряжение равно нулю, блок 24 отклонения размера от заданного показывает также нуль. Блок 21 реверса в исходном состоянии выдает команду на движение вверх, по которой ключ 28 замыкается, а ключ 30 размыкается, Под действием сигнапа задатчика 27 (положения исполнительного механизма "Стоп" ) исполнительный механизм переводится в положение "Стоп", в котором сигнал с преобразователя 12 вычитается из сигнала задатчика 27 (положения "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 "Вверху отключается также блок-компенсвтор 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 фВозвратный ход", воздействуя на гидроусилитель 9 и клапвнный распределитель 10, открываются впускные клапаны возвратного хода, и поперечина движется вверх. При этом нв вход сумматора 5 поступят сигналы квадрата скорости с блока 22 и7 9032 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 торможения, высота подъема клапанов в каждый момент времени определяется функцией разности между этими сигналами. При достижении поперечиной точки, в которой остаток пути до заданной 1 ф координаты окажется равным пути торможения, разность сигналов на входе усилителя 7 мощности станет равной нулю. Дальнейшее движение поперечины вызовет изменение фазы сигнала на входе усилите-;15 ля 7 мощности в движение выходного звена исполнительного механизма в обратном 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 манипулирования поковкой и устанавливаемой с помощью блока реверса 21, последний через блок 20 оптимизации (высоты подъема и процесса встречи) отключает задатчик 14. Блок 21 реверса подключает также преобразователь 29 ерез ключ 30 к сумматору 5.Под действием сигнала датчиков 1 поперечины, поступающего с выхода сумматора 2 на вход сумматора 5, исполни 35 тельный механизм 8 с помощью гидроусилителя 9 начнет перемещать распределительный вал клапанного распределителя 10 к положению "Наполнением, По мере приближения к положению "Наполнение" убывает сигнал преобразователя 12, а сигнал разности с сумматора 26, изменив знак, возрастает, Как только этот дигнал превысит величину зоны нечувстви тельности преобразователя 29, его вы 45 ходное напряжение поступит на вход сумматора 5, компенсируя сигнал датчика 1 поперечины. На входе усилителя мощности 7 сигнал станет равным нулю, и исполнительный механизм 10 остановится, При этом распределительный вал будет повер 50 нут на некоторый угол, соответствующий положению "Наполнение", когда открыты сливные клапаны возвратного хода и поперечина в холостом ходе движется вниз, В положении "Наполнение" на выходе преобразователя 12 сигнал равен нулю.Момент встречи поперечины с поковкой фиксирует по падению скорости пере 12 8мещения до нуля блок 23 включения рабочего хода, с помощью которого ключом4 подключается компенсатор 3 к сумматору 2, подается команда блоку 25 оптимизации (высоты подъема и процессавстречи) 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. Поддействием разности сигналов датчика 1поперечины и компенсатора 3, функционального преобразователя 13, блока 22скорости 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, Помере приближения размера поковки к заданному наступит момент, когда разностьсигналов на входе усилителя 7 мощностистанет равной нулю. При дальнейшем движении поперечины изменится фаза сигнала на входе усилителя 7 и исполнительный механизм 8 возвращает выходноезвено к положению Наполнение, в которомна выходепреобразователей 12 и 13устанавливается нуль, Впускные клйпанырабочих цилиндров закрываются, а поперечина в момент достижения заданногоразмера поковки останавливается, Блок21 реверса подключает к сумматору 5задание оптимальной высоты подъема поперечины над поковкой из блока 25 оптимизации (высоты подъема), Блок 23включения рабочего хода подключает ксумматору 26 ключом 28 задатчик 27положения "Стоп" и размыкает ключ 4.Под действием сигнала задания высотыподъема поперечина поднимается на оптимальную заданную блоком 25 высоту.При этом исполнительный механизм 8из положения "Возвратный ход" при движении поперечины вверх переместится вположение "Стоп" при остановке в верх,ней заданной точке. Блок 21 реверса поистечении выдержки: времени отключитсигнал задания оптимальной высоты подьема и подключит к сумматору 5 сигналвысоты поковки, хранящийся в памятиблока 25 оптимизации с предыдущегохода. Под действием разности сигналовдатчиков 1 высоты поковки исполнительный механизм 8 переместится в положение "Наполнение", где остановится поддействием сигнала с преобразователя 29,9 9032подключенного к сумматору 5 через ключ30 блоком реверса 21. При этом поперечина движется вниз в режиме холостогохода (открыты сливные клапаны возвратного хода), На вход сумматора 5 поступают также сигналы с преобразователя13 и блока 22. По мере приближенияпоперечины к поковке наступает момент,когда разность сигналов на входе усилителя 7 мощности станет равной нулю, 1 ОПри дальнейшем движении поперечиныизменяется фаза сигнала на входе усилителя 7, и исполнительный механизм 8возвращает распределительный вал клапанного распределителя 10 в положение 1"Стоп". Сливные клапаны возвратныхцилиндров прикрываются, и поперечина,притормаживаясь, мягко садится на поковку. Момент встречи поперечины с поковкой фиксирует блок 23 включения рабочего хода, который размыкает ключи28, 30, замыкает ключ 4, и подает команду в блок 25 на запоминание высотыпоковки. В результате переключений навход усилителя 7 поступят сигнал разности датчиков 1 поперечины и компенсатора 3 с сумматора 2, сигнал функционального преобразователя 13 и блока 22.Исполнительный механизм 8 под действием этих сигналов переведет распределительный вал, в положение "Рабочий ходна открытие впускных клапанов рабочихцилиндров. Поперечина продолжит движение вниз, обжимая поковку. По мере приближения размера поковки к заданномунаступит момент, когда разность сигналовна входе усилителя 7 мощности станетравной нулю. При дальнейшем движениипоперечины изменяется фаза сигнала навходе усилителя 7, и исполнительный механизм 8 возвращает выходное звено кположению "Наполнением, когда выходнойсигнал преобразователя 12 равен нулю.При этом впускные клапаны закрываются,и поперечина останавпиваетса в моментдостижения выданного размера, а блок 21реверса подает команду на движение поперечины вверх,В дальнейшем цикл работы повторяется,В результате использования системы управления расширяются технологические возможности пресса и удобство его обслуживания. 12 10формула изобретенияСистема управления гидравлическимпрессом, содержащая датчики положенияподвижной поперечины, сумматор сигналовэтих датчиков и блока-компенсатора, сумматор автоматического режима, нодключенный через ключ к усилителю мощности,соединенные между собой исполнительныймеханизм, гидроусилитель и клапанныйраспределитель, пропорциональный и функциональный преобразователи, задатчик положения поперечины, соединенный черезключ с сумматором автоматического управления, сумматор ручного управления,соединенный выходом через ключ с усилителем мощности, а входами с задатчикомположения клапанов и пропорциональнымпреобразователем ручного режима, блокрежимов управления, соединенный с блокомреверса и блоком-компенсатором, блокскорости, соединенный входом с датчикамиположения подвижной поперечины, а выходом с блоками включения рабочего ходаи контроля отклонения размера от заданного и сумматором автоматического управления, блок оптимизации, входы которого соединены с выходами датчиков положения подвижной поперечины, блокамиреверса, включения рабочего хода и режимов управления, а выход - с сумматор.ром автоматического управления, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения точности поковок и улучшенияусловий обслуживания, она снабжена задатчиком положения и полнительного механизма в позиции "Стоп", сумматоромсигналов этого задатчика и пропорционального преобразователя, однополярнымпреобразователем с зоной нечувствительности, причем задатчик положения исполнительного механизма в позиции "Стоп"подключен к сумматору сигналов черезключ, выход этого сумматора сигналовсоединен с входами однополярного преобразователя с зоной нечувствительности ифункционального преобразователя,а выхоЬоднополярного преобразователя с зоной нечувствительности подключен через ключ ксумматору автоматического управления,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке % 2779592/25-27,кл, В 30 В 15/26, 15,06.79 (прототип).903212 4 Ыаеи 4 АЬлоюауюе столОФ НИИПИ Заказ 12559/27 Тираж 695 Подписное филиал ППП Патент", г. Ужгород, улПроектная,сС Жлюлвню ййлгй АР ЮРУфУЮЖд,ф 4" хо/