CN101737379B - 油压式设备的速度-压力控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种油压式设备的速度压力控制装置，包括压力命令产生器、压力传感器、压力控制器、速度命令产生器、速度限制器、切换开关、比较器、转速传感器及马达驱动器，压力控制器接收由压力命令产生器及压力传感器合成的压力命令补偿信号，速度限制器接收由压力控制器输出的卸压速度命令信号及速度命令产生器发出的预设速度信号并输出限速速度命令信号至切换开关，速度命令产生器还输出期望速度信号至切换开关，比较器根据接收到的压力命令补偿信号控制切换开关在压力命令补偿信号为负相压力信号时切换至以速度方式控制马达驱动器工作，并控制切换开关在压力命令补偿信号为正相或空置的压力信号时切换至以压力为主、速度为辅的方式控制马达驱动器工作。

Description

油压式设备的速度-压力控制装置
技术领域
本发明涉及一种油压式设备，特别涉及一种油压式设备的速度-压力控制装置。
背景技术
对于用以大量制造塑件的油压式射出机而言，一般是应用伺服马达驱动油压泵控制油压射出机在各阶段的速度与压力，其过程包括速度控制与压力控制及两者的切换，以满足油压式射出机在各个阶段不同的速度与压力的要求。速度与压力控制的精确与否直接影响到塑件产品品质的好坏，对于一般塑件常见的表面皱纹、翘曲变形、毛边、溢料、空洞或填充不足等品质问题，很多是由于在各个阶段中速度与压力的切换控制不佳所致。
目前，一般在对油压式设备的速度与压力的切换控制中，对于速度与压力的切换控制大多数依赖于制造工程师的经验，但此种依靠经验控制速度与压力切换的方法难以达到控制稳定的高量产需求。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种可有效、自动地控制速度与压力切换的油压式设备的速度-压力控制装置。
一种油压式设备的速度-压力控制装置，用于驱动一带动油压泵运作的伺服马达，其包括：
一压力命令产生器，用于输出一期望压力命令信号至一第一比较单元的第一输入端；
一压力传感器，用于感应所述油压泵的当前压力并对应传输一压力感应信号至所述第一比较单元的第二输入端，所述第一比较单元计算出所述期望压力命令信号与所述压力感应信号的差值，并输出一压力命令补偿信号；
一压力控制器，用于接收所述压力命令补偿信号，并根据所述压力命令补偿信号计算出卸压所需的速度并对应输出一卸压速度命令信号；
一速度命令产生器，用于输出一预设速度命令信号及一期望速度命令信号；
一速度限制器，用于接收所述卸压速度命令信号及所述预设速度命令信号，并输出一限速速度命令信号，所述限速速度命令信号为所述卸压速度命令信号及所述预设速度命令信号两者中速度较小者；
一切换开关，其包括一用于接收所述期望速度命令信号的第一端、一用于接收所述限速速度命令信号的第二端、一第三端及一控制端，所述第三端连接一第二比较单元的第一输入端；
一比较器，用于接收所述压力命令补偿信号并连接至所述切换开关的控制端，当所述压力命令补偿信号为负相的压力信号时，通过所述切换开关的控制端控制所述切换开关的第三端与第一端相连且与第二端断开，当所述压力命令补偿信号为正相的压力信号或为空置的压力信号时，通过所述切换开关的控制端控制所述切换开关的第三端与第二端相连且与第一端断开；
一转速传感器，用于感应所述伺服马达的当前转速并对应传输一转速感应信号至所述第二比较单元的第二输入端，所述第二比较单元计算出所述期望速度命令信号或限速速度命令信号与所述转速感应信号的差值，并输出一速度命令补偿信号；及
一马达驱动器，用于接收所述速度命令补偿信号来驱动所述伺服马达。
相较现有技术，本发明油压式设备的速度-压力控制装置应用所述压力传感器接收油压泵反馈的油压压力信号，并根据所述期望压力命令信号与所述反馈的油压压力信号的差值通过所述切换开关控制所述伺服马达在升压时以速度控制方式控制其伺服马达加速，确保伺服马达在最高速度下去做升压，从而减少了升压时间，而在油压泵达到期望压力后，通过所述切换开关控制所述伺服马达以压力控制为主、速度限制为辅的控制方式控制伺服马达减速，即可在被限制速度的伺服马达下作减压控制，从而避免伺服马达在瞬间反向时引起的机台压力扰动。本发明油压式设备的速度-压力控制装置不需依靠制造工程师的经验来进行压力与速度的切换控制，可有效提高工作效率。
附图说明
下面参照附图结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
图1为本发明油压式设备的速度-压力控制装置的较佳实施方式驱动伺服马达带动油压泵的工作原理框图。
图2为图1的具体原理框图。
具体实施方式
请共同参考图1及图2，本发明油压式设备的速度-压力控制装置应用于油压式设备(如油压式射出机)的伺服马达控制系统上，以自动地控制该油压式设备在各个阶段(如关模时)的速度与压力的切换，其较佳实施方式包括一速度-压力切换控制器10、一马达驱动器20、一压力传感器30及一转速传感器40。所述油压式设备的速度-压力控制装置通过所述马达驱动器20与一伺服马达50相连，以驱动所述伺服马达50带动所述油压式设备上的油压泵60工作。
所述速度-压力切换控制器10包括一压力命令产生器11、一第一比较单元12(如加法器)、一压力控制器13、一速度限制器14、一速度命令产生器15、一切换开关如一继电器16、一比较器17及一第二比较单元18。所述马达驱动器20包括一速度控制器22及一电流限制器24。本实施方式中，所述继电器16包括一单刀双掷开关K，所述单刀双掷开关K包括一第一掷点1、一第二掷点2及一刀部3。
所述压力命令产生器11用于输出一期望压力命令信号至所述第一比较单元12的第一输入端，所述压力传感器30感应所述油压泵60的当前压力并对应传输一压力感应信号至所述第一比较单元12的第二输入端，所述第一比较单元12计算出所述期望压力命令信号减去所述压力感应信号的差值，并将代表所述差值的一压力命令补偿信号通过其输出端传输至所述压力控制器13的输入端及所述比较器17的输入端。
所述压力控制器13接收所述压力命令补偿信号，并根据所述压力命令补偿信号计算出卸压所需的速度并对应输出一卸压速度命令信号至所述速度限制器14的输入端。所述比较器17接收所述压力命令补偿信号，当所述压力命令补偿信号为负相的压力信号时，则所述油压泵60的当前压力小于期望压力，此时所述比较器17输出一控制信号控制所述继电器16的单刀双掷开关K的刀部3掷于第一掷点1上；当所述压力命令补偿信号为正相的压力信号或空置的压力信号时，则表示所述油压泵60的当前压力大于等于期望压力，此时所述比较器17输出另一控制信号控制所述继电器16的单刀双掷开关K的刀部3掷于第二掷点2上。
所述速度命令产生器15用于输出一预设速度命令信号至所述速度限制器14，所述速度限制器14的输出端接至所述单刀双掷开关K的第二掷点2，所述速度限制器14比较接收到的卸压速度命令信号与预设速度命令信号的大小，并在所述单刀双掷开关K的刀部3掷于第二掷点2时输出两者较小的一个速度命令信号(本发明称为限速速度命令信号)至所述第二比较单元18的第一输入端，所述预设速度命令信号可根据实际需要进行设定。所述速度命令产生器15还用于输出一期望速度命令信号至所述单刀双掷开关K的第一掷点1，并在所述单刀双掷开关K的刀部3掷于第一掷点1时将所述期望速度命令信号输出至所述第二比较单元18的第一输入端。
所述转速传感器40感应所述伺服马达50的当前转速并对应传输一转速感应信号至所述第二比较单元18的第二输入端，所述第二比较单元18计算出所述期望速度命令信号或限速速度命令信号(刀部3掷于第一掷点1时为期望速度命令信号，刀部3掷于第二掷点2时为限速速度命令信号)与所述转速感应信号的差值，并将代表所述差值的一速度命令补偿信号通过其输出端传输至所述速度控制器22的输入端，所述速度控制器22将所述速度命令补偿信号处理后通过所述电流限制器24传输至所述伺服马达50以驱动其工作。
在工作时(如关模时)，所述油压式设备的速度-压力控制装置首先采取速度控制方式，即所述继电器16内的单刀双掷开关的刀部3初始状态下掷于第一掷点1上，此时所述马达驱动器20接收由所述第二比较单元18发出的速度命令补偿信号，并驱动所述伺服马达50做加速运动，并带动所述油压泵60内的油压开始上升，由于此时所述继电器16内的单刀双掷开关的刀部3掷于第一掷点1上，故此过程为以速度控制方式控制伺服马达50加速。
同时，所述比较器17将接收由所述第一比较单元12发出的压力命令补偿信号，当所述压力命令补偿信号为负相的压力信号时，继续保持速度控制方式；当所述压力命令补偿信号为正相的压力信号或空置的压力信号时，所述继电器16内的单刀双掷开关的刀部3被切换掷于第二掷点2上，此时所述马达驱动器20接收由所述第二比较单元18发出的速度命令补偿信号，并驱动所述伺服马达50做减速运动，并带动所述油压泵60内的油压下降，由于此时所述继电器16内的单刀双掷开关的刀部3掷于第二掷点2上，即此过程为以压力控制为主、速度限制为辅的控制方式控制伺服马达50减速；当所述压力命令补偿信号再次为负相的压力信号时，控制方式再次转换至速度控制方式，上述切换方式可确保所述伺服马达50的速度及所述油压泵60内的油压压力在期望的设定范围内。
本发明油压式设备的速度-压力控制装置在油压式设备升压阶段，以速度控制方式控制伺服马达50加速，以带动油压泵60升压，可确保伺服马达50在最高速度下去做升压，从而减少了升压时间。而在油压式设备在达到期望压力后，转换成以压力控制为主、速度限制为辅的控制方式控制伺服马达50减速，即可在限制的伺服马达速度下作减压动作，从而避免伺服马达在瞬间反向时引起的机台压力扰动。

Claims (3)

1.一种油压式设备的速度压力控制装置，用于驱动一带动油压泵运作的伺服马达，其包括：
一压力命令产生器，用于输出一期望压力命令信号至一第一比较单元的第一输入端；
一压力传感器，用于感应所述油压泵的当前压力并对应传输一压力感应信号至所述第一比较单元的第二输入端，所述第一比较单元计算出所述期望压力命令信号与所述压力感应信号的差值，并输出一压力命令补偿信号；
一压力控制器，用于接收所述压力命令补偿信号，并根据所述压力命令补偿信号计算出卸压所需的速度并对应输出一卸压速度命令信号；
一速度命令产生器，用于输出一预设速度命令信号及一期望速度命令信号；
一速度限制器，用于接收所述卸压速度命令信号及所述预设速度命令信号，并输出一限速速度命令信号，所述限速速度命令信号为所述卸压速度命令信号及所述预设速度命令信号两者中速度较小者；
一切换开关，其包括一用于接收所述期望速度命令信号的第一端、一用于接收所述限速速度命令信号的第二端、一第三端及一控制端，所述第三端连接一第二比较单元的第一输入端；
一比较器，用于接收所述压力命令补偿信号并连接至所述切换开关的控制端，当所述压力命令补偿信号为负相的压力信号时，通过所述切换开关的控制端控制所述切换开关的第三端与第一端相连且与第二端断开，当所述压力命令补偿信号为正相的压力信号或为空置的压力信号时，通过所述切换开关的控制端控制所述切换开关的第三端与第二端相连且与第一端断开；
一转速传感器，用于感应所述伺服马达的当前转速并对应传输一转速感应信号至所述第二比较单元的第二输入端，所述第二比较单元计算出所述期望速度命令信号或限速速度命令信号与所述转速感应信号的差值，并输出一速度命令补偿信号；及
一马达驱动器，用于接收所述速度命令补偿信号来驱动所述伺服马达。
2.如权利要求1所述的油压式设备的速度压力控制装置，其特征在于：所述马达驱动器包括一速度控制器及一电流限制器，所述速度控制器的输入端连接所述第二比较单元的输出端，所述速度控制器的输出端通过所述电流限制器连接所述伺服马达。
3.如权利要求1所述的油压式设备的速度压力控制装置，其特征在于：所述切换开关为一继电器，所述继电器包括一单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的第一掷点、第二掷点及刀部分别对应所述切换开关的第一端、第二端及第三端。
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