CN103273063A - 粉末成形液压机多参数模块化电液控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉末成形液压机多参数模块化电液控制系统。其电液执行器调节系统的各调节单元与粉末成形液压机的电液执行器液压缸一一对应；在每个调节单元中，液压泵的进油口与粉末成形液压机的油箱连通，比例溢流阀的进油口与液压泵的出油口连通，比例溢流阀的出油口与粉末成形液压机的油箱连通，比例伺服阀的进油口与液压泵的出油口连通，比例伺服阀的工作油口与对应的电液执行器液压缸连通，比例伺服阀的回油口与粉末成形液压机的油箱连通；每个调节单元的液压泵、比例溢流阀、比例伺服阀分别与多轴液压控制器的输出端电连接；主控制器与工控机通信连接，主控制器的输出端与多轴液压控制器的输入端相连。

Description

粉末成形液压机多参数模块化电液控制系统

技术领域

本发明涉及一种粉末成形液压机的多参数模块化电液控制系统，属于液压机机电液集成控制技术领域。

背景技术

粉末成形液压机作为粉末冶金生产线上的基础性关键设备，其控制性能直接影响着粉末冶金零件的生产质量。从粉末成形压制工艺分析，随着产品尺寸、形状及精度要求的不同，在对粉末成形液压机装粉量、压制方式、压制的先后顺序、压制压力、压制速度等参数的要求上都有所不同，尤其是一些形状复杂，精度要求高的产品，对粉末成形液压机的压制动作控制要求更高。改善粉末成形液压机电液控制系统的控制性能对提高粉末成形压机产品生产质量有重要意义。

目前，国内对于粉末成形液压机的压制过程控制以开关控制为主，其液压控制回路多利用电液换向阀控制液压缸的运动启停和运动方向，系统液压冲击大，难以实现不同产品在粉末成形压制过程中对各液压缸动作先后顺序、液压缸压制压力和压制速度、粉末装粉量等多参数的不同控制要求，在满足复杂形状产品压制动作要求、电液控制系统的控制稳定性和控制精度等方面存在着不足之处。

随着粉末冶金零件的广泛应用，为改善粉末成形液压机的控制性能，在现有技术的基础上提出改进创新，应用电液比例伺服技术和电子控制技术，设计出一种自动化程度高、运行稳定、控制精度高且通用性好，可充分满足粉末压制成形过程中多参数控制要求的控制系统显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可应用于粉末成形液压机、可实现粉末压制成形过程中多参数工艺稳定控制的多参数模块化电液控制系统。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本发明粉末成形液压机多参数模块化电液控制系统包括工控机、主控制器、多轴液压控制器和电液执行器调节系统，所述电液执行器调节系统包括两个以上调节单元，各所述调节单元与粉末成形液压机的电液执行器液压缸一一对应；每个调节单元包括液压泵、比例溢流阀和比例伺服阀；在每个调节单元中，液压泵的进油口与粉末成形液压机的油箱连通，比例溢流阀的进油口与液压泵的出油口连通，比例溢流阀的出油口与粉末成形液压机的油箱连通，比例伺服阀的进油口与液压泵的出油口连通，比例伺服阀的工作油口与对应的电液执行器液压缸连通，比例伺服阀的回油口与粉末成形液压机的油箱连通；每个调节单元的液压泵、比例溢流阀、比例伺服阀分别与多轴液压控制器的输出端电连接；主控制器与工控机通信连接，主控制器的输出端与多轴液压控制器的输入端相连。

进一步地，本发明所述工控机能够用于将粉末成形液压机的压制工艺参数发送给主控制器，所述压制工艺参数包括各电液执行器液压缸的动作顺序、各电液执行器液压缸的压制位移和压制速度之间的关系、以及各电液执行器液压缸的压制位移和压制压力之间的关系；所述主控制器能够用于将所述压制工艺参数发送给多轴液压控制器；多轴液压控制器能够用于根据各电液执行器液压缸的动作顺序控制相应调节单元的液压泵开始工作；多轴液压控制器能够用于根据各电液执行器液压缸的压制位移和压制压力之间的关系通过对应的调节单元的比例溢流阀实时调节各电液执行器液压缸的压制压力，同时多轴液压控制器能够根据各电液执行器液压缸的压制位移和压制速度之间的关系通过对应的调节单元的比例伺服阀实时调节各电液执行器液压缸的输入流量。

进一步地，本发明还包括粉末特性控制器，主控制器的输出端与粉末特性控制器的输入端电连接，粉末特性控制器的输出端与粉末成形液压机的粉末供给机构电连接。

进一步地，本发明所述工控机能够用于将粉末成形液压机的压制工艺参数发送给主控制器，所述压制工艺参数包括各电液执行器液压缸的动作顺序、各电液执行器液压缸的压制位移和压制速度之间的关系、各电液执行器液压缸的压制位移和压制压力之间的关系、以及粉末特性参数；

进一步地，本发明所述主控制器能够用于将所述粉末特性参数发送给粉末特性控制器，并将所述各电液执行器液压缸的动作顺序、各电液执行器液压缸的压制位移和压制速度之间的关系、以及各电液执行器液压缸的压制位移和压制压力之间的关系发送给多轴液压控制器；粉末特性控制器能够用于根据粉末特性参数调节粉末供给机构的装粉量；多轴液压控制器能够用于根据各电液执行器液压缸的动作顺序控制相应调节单元的液压泵开始工作；多轴液压控制器能够用于根据各电液执行器液压缸的压制位移和压制压力之间的关系通过对应的调节单元的比例溢流阀实时调节各电液执行器液压缸的压制压力，同时多轴液压控制器能够根据各电液执行器液压缸的压制位移和压制速度之间的关系通过对应的调节单元的比例伺服阀实时调节各电液执行器液压缸的输入流量。

进一步地，本发明在各所述比例伺服阀的工作油口与对应的电液执行器液压缸之间的连接管路上分别安装有压力传感器，各所述电液执行器液压缸分别连接有位移传感器，各所述压力传感器、位移传感器分别与多轴液压控制器的输入端相连。

进一步地，本发明各所述压力传感器能够用于将对应的电液执行器液压缸的实际压制压力发送给多轴液压控制器，各所述位移传感器能够用于将电液执行器液压缸的实际压制位移和实际压制速度发送给多轴液压控制器；

所述多轴液压控制器能够用于从压制位移和压制压力之间的关系中找到与各电液执行器液压缸的实际压制位移对应的压制压力；且多轴液压控制器能够用于在所找到的压制压力与对应的电液执行器液压缸的实际压制压力的压力差值不等于0时，通过调节对应的调节单元的比例溢流阀以使所述压力差值等于0；同时，多轴液压控制器能够用于从压制位移和压制速度之间的关系中找到与各电液执行器液压缸的实际压制位移对应的压制速度；且多轴液压控制器能够用于在所找到的压制速度与对应的电液执行器液压缸的实际压制速度的速度差值不等于0时，通过调节对应的调节单元的比例伺服阀以使所述速度差值等于0，由此实现对电液执行器液压缸的压制压力和压制速度的闭环控制。

进一步地，本发明所述液压泵为电液比例变量泵。

本发明的主控制器采用可编程逻辑控制器PLC；多轴液压控制器可采用带有实时性嵌入式处理器的控制器；粉末特性控制器可采用带有嵌入式系统的控制器。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）本发明电液控制系统可根据用户预先设定的压制工艺参数要求对粉末成形液压机的多个电液执行器液压缸分别调节，协同控制。在液压机工作时，多轴液压控制器根据接收到的主控制器发送的由用户预先设定的压制工艺参数要求，控制各调节单元的工作状态。由液压泵、比例溢流阀和比例伺服阀组成的各调节单元对粉末成形液压机各电液执行器液压缸的动作方向、进入各液压缸的油液压力与流量大小、液压缸的压制位移、压制速度、压制先后顺序按预设要求进行准确有效控制，解决了传统“开关控制”电液控制系统难以实现针对不同产品液压机的各工作液压缸的动作顺序、压制压力和压制速度进行调节的控制要求的问题。

2）各调节单元中的比例溢流阀设定各电液执行器液压缸的压制压力同时防止系统压力超过工作要求，可对系统进行过载保护；各调节单元中的液压泵和比例伺服阀调节液压机的各电液执行器液压缸的运动方向和输入流量。与现有利用电液换向阀控制液压缸的运动启停和运动方向的技术相比，减小了液压冲击，液压机工作平稳，可靠性高，稳定性好。

3）本发明电液控制系统分布在各电液执行器液压缸上的位移传感器及各液压缸进油口的压力传感器监测粉末成形液压机的各电液执行器液压缸的工作状态，在保证液压机安全工作的同时，多轴液压控制器根据各压力传感器采集的实际压制压力、各位移传感器采集到的实际压制位移和实际压制速度，与从主控制器中获取的事先设定的压制参数进行比较，根据需要实时调整各调节单元的比例溢流阀和比例伺服阀的电信号设定，从而实现对各电液执行器液压缸的压制压力和压制速度的闭环控制。在液压机生产形状复杂，精度要求高的产品时，不但能任意调节、设定压制工艺参数，而且在某些外界条件干扰情况下，可很快使系统按设定条件运行，达到较高的控制精度和较快的响应性能。

4）本发明电液控制系统集成控制液压机各电液执行器液压缸的多轴液压控制器并控制液压机粉末供给机构的粉末特性控制器，主控制器利用分时性数据结构，在系统工作过程中可根据控制对象要求的优先级分等级处理，各电液执行器液压缸压制动作配合紧密，同时可将粉末特性与各电液执行器液压缸压制工序结合，完善了液压机产品压制工艺多参数控制。

5）本发明电液控制系统针对不同成形产品的压制工艺要求，控制程序和控制参数调整方便，便于产品工艺优化。主控制器、多轴液压控制器和粉末特性控制器均可扩展，控制系统可实现工艺参数设定、系统运行实时监测、系统参数数据保存的功能，自动化程度高，具有友好的人机交互性。

附图说明

    图1为本发明电液控制系统的结构示意图；

    图2为本发明电液控制系统的工作示意图；

    图3为本发明的压制压力和压制速度的控制原理图； 其中，(a)为压制压力控制原理图，（b）为压制速度控制原理图 。

    其中，1. 粉末成形液压机的粉末供给机构，1-1. 粉末供给流量调节阀，1-2. 温度传感器，1-3. 粉末称重计，2. 粉末成形液压机的主机结构，3-1. 粉末成形液压机的上冲压单元的电液执行器液压缸，3-2. 粉末成形压机的下冲压单元的电液执行器液压缸，4. 粉末成形液压机组合模架，5-1. 上冲压单元的电液执行器液压缸位移传感器，5-2. 下冲压单元的电液执行器位移传感器，6. 电液执行器调节系统，6-1.1、6-1.2. 液压泵，6-2.1、6-2.2. 比例溢流阀，6-3.1、6-3.2. 比例伺服阀，7-1、7-2、7-3、7-4. 压力传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明粉末成形液压机多参数模块化电液控制系统包括工控机、主控制器、多轴液压控制器和电液执行器调节系统。其中，电液执行器调节系统包括两个以上调节单元，各调节单元与粉末成形液压机的电液执行器液压缸一一对应。每个调节单元包括液压泵6-1、比例溢流阀6-2和比例伺服阀6-3，具体地说，在图1中，由液压泵6-1.1、比例溢流阀6-2.1和比例伺服阀6-3.1组成的调节单元对应调节粉末成形液压机的上冲压单元的电液执行器液压缸3-1，由液压泵6-1.2、比例溢流阀6-2.2和比例伺服阀6-3.2组成的调节单元对应调节粉末成形液压机的下冲压单元的电液执行器液压缸3-2 。在与粉末成形液压机的上冲压单元的电液执行器液压缸3-1对应的调节单元中，液压泵6-1.1的吸油口与粉末成形液压机的油箱连通，比例溢流阀6-2.1的进油口与液压泵6-1.1的出油口连通，比例溢流阀6-2.1的出油口与粉末成形液压机的油箱连通，比例伺服阀6-3.1的进油口与液压泵6-1.1的出油口连通，比例伺服阀6-3.1的工作油口与粉末成形液压机的上冲压单元的电液执行器液压缸3-1连通，比例伺服阀的回油口与粉末成形液压机的油箱连通；在与粉末成形液压机的下冲压单元的电液执行器液压缸3-2对应的调节单元中，液压泵6-1.2的吸油口与粉末成形液压机的油箱连通，比例溢流阀6-2.2的进油口与液压泵6-1.2的出油口连通，比例伺服阀6-3.2的进油口与液压泵6-1.2的出油口连通，比例伺服阀6-3.2的工作油口与粉末成形液压机的下冲压单元的电液执行器液压缸3-2连通，比例伺服阀的回油口与粉末成形液压机的油箱连通。各调节单元的液压泵6-1.1、6-1.2，比例溢流阀6-2.1、6-2.2，比例伺服阀6-3.1、6-3.2分别与多轴液压控制器的输出端电连接。对于有多个（两个以上）冲压单元的粉末成形液压机，可扩展电液执行器调节系统的调节单元并使各调节单元与粉末成形液压机的冲压单元的电液执行器液压缸一一对应，各调节单元的结构和连接方式相同。主控制器与工控机可通过网络接口或USB等其他接口通信连接。主控制器的输出端与多轴液压控制器的输入端相连。

如图2所示，粉末成形液压机的用户可以通过工控机的可编程人机界面预先设定压制工艺参数，工控机通过通信接口向主控制器发送预先设定的压制工艺参数。预先设定的压制工艺参数包括各电液执行器液压缸的动作顺序、各电液执行器液压缸的压制位移和压制速度之间的关系，以及各电液执行器液压缸的压制位移和压制压力之间的关系等。电液执行器液压缸的动作顺序是指各电液执行器液压缸开始动作的先后顺序，各调节单元的液压泵开始工作的先后顺序与对应的电液执行器液压缸动作的先后顺序相一致。主控制器将用户预先设定的压制工艺参数发送给多轴液压控制器。多轴液压控制器根据压制工艺参数，控制电液执行器调节系统的各调节单元对上冲压单元的电液执行器液压缸和下冲压单元的电液执行器液压缸的动作先后顺序、运动方向、压制位移、压制压力、压制速度等进行自动控制，使得这些电液执行器液压缸驱动的执行部件——粉末成形液压机的组合模架的上冲压单元和下冲压单元按照压制工艺参数要求完成各自的压制动作。

多轴液压控制器根据从主控制器获取的压制工艺参数控制粉末成形液压机的上冲压单元的电液执行器液压缸3-1及其对应的调节单元的工作过程：在电液执行器液压缸3-1的向下压制阶段，多轴液压控制器从各电液执行器液压缸的动作顺序中获得电液执行器液压缸3-1开始工作的信息后，指示电液执行器液压缸3-1所对应的调节单元的液压泵6-1.1开始工作。液压泵6-1.1在电机启动后开始工作，将粉末成形液压机的油箱中的液压油打入管道，比例溢流阀6-2的设定压力与其接收到的输入电信号成正比例变化，管道中的液压油的压力可由多轴液压控制器输出控制电信号给比例溢流阀6-2.1进行调节设定。比例伺服阀6-3.1能按其所接收到的输入电信号的正负和数值大小，实现液流方向控制和输出流量的比例控制。多轴液压控制器输出控制电信号给比例伺服阀6-3.1，使其处于左位工作位，液压泵6-1.1输出的具有一定压力的油经过比例伺服阀6-3.1的工作油口A进入电液执行器液压缸3-1的无杆腔，通过调节比例伺服阀6-3.1的控制电信号来调节电液执行器液压缸3-1的输入流量大小，电液执行器液压缸3-1向下运动完成压制成形过程，电液执行器液压缸3-1的有杆腔的油液经比例伺服阀6-3.1的工作油口B流回油箱。比例溢流阀6-2.1控制调节单元的系统压力，在向下压制过程中调节控制电液执行器液压缸3-1的压制压力，配合压制工序，使电液执行器液压缸3-1向下运动时运动平稳，避免调节单元的系统压力突变产生的冲击和振动；比例伺服阀6-3.1控制电液执行器液压缸3-1的输入流量，实现对上冲压单元的压制位移和压制速度的连续平稳的调节变化，保证产品的加工质量。在电液执行器液压缸3-1完成向下压制工序，进而向上回程工作过程中：比例伺服阀6-3.1接收多轴液压控制器的控制电信号，处于右位工作位，液压泵6-1.1输出的油液经比例伺服阀6-3.1的工作油口B进入电液执行器液压缸3-1的有杆腔，推动电液执行器液压缸3-1向上运动，电液执行器液压缸3-1的无杆腔的油经比例伺服阀6-3.1的工作油口A流回油箱。多轴液压控制器控制粉末成形液压机的下冲压单元的电液执行器液压缸3-2及其对应调节单元完成向上压制成形的工作过程，其控制方法与多轴液压控制器控制粉末成形液压机的上冲压单元的电液执行器液压缸3-1及其调节单元完成向下压制的工作过程的方法相同。多轴液压控制器可以根据用户预先设定的各电液执行器液压缸的动作顺序相应控制两个调节单元何时开始工作。电液执行器调节系统的各调节单元中的液压泵6-1.1、6-1.2优选使用电液比例变量泵，电液比例变量泵可实现对各调节单元的系统输入流量按要求设定。

据此，多轴液压控制器通过电液执行器调节系统实时调节上冲压单元的电液执行器液压缸3-1和下冲压单元的电液执行器液压缸3-2的运动方向、压制位移、压制速度和压制压力，从而使粉末成形液压机的各电液执行器液压缸及其对应的调节单元按用户预先设定的压制工艺参数自动完成对粉体负载的压制成形。

作为本发明的一种优选实施方案，本发明电液控制系统还可包括粉末特性控制器，主控制器的输出端与粉末特性输入端相连，粉末特性控制器与粉末成形液压机的粉末供给机构1相连。相应地，用户在工控机上预先设定的压制工艺参数还包含粉末特性参数，主控制器将从工控机获取的压制工艺参数中的粉末特性参数发送给粉末特性控制器，粉末特性控制器接收主控制器的命令，通过调节粉末供给机构1中的粉末供给流量调节阀1-1的装粉量，使进入粉末成形液压机的组合模架4中的粉末的质量和分布均匀性满足获取的粉末特性参数要求。粉末称重计1-3与粉末特性控制器的输入端电相连，可将粉末填充质量实时传送给粉末特性控制器。在压制工艺循环开始阶段，通过粉末供给机构的流量调节阀实现对粉末成形液压机的装粉量的控制。若将本发明电液控制系统应用在特殊的需要对粉末温度特性精确控制的粉末成形液压机中，则可进一步将粉末特性控制器的输入端与粉末供给机构1中的温度传感器1-2相连，同时进一步将粉末特性控制器的输出端与粉体材料加热机构相连，粉末特性控制器通过对粉体材料加热机构的调节控制粉体温度。

作为本发明的另一种优选实施方案，在粉末成形液压机的上冲压单元的电液执行器液压缸3-1上安装有位移传感器5-1，在粉末成形液压机的下冲压单元的电液执行器液压缸3-2上安装有位移传感器5-2。在与上冲压单元的电液执行器液压缸3-1对应的调节单元中，比例伺服阀6-3.1的工作油口A与电液执行器液压缸3-1的无杆腔之间的连接管路上安装有压力传感器7-1，比例伺服阀6-3.1的工作油口B与电液执行器液压缸3-1的有杆腔之间的连接管路上安装有压力传感器7-2；在与下冲压单元的电液执行器液压缸3-2对应的调节单元中，比例伺服阀6-3.2的工作油口A与电液执行器液压缸3-2的无杆腔之间的连接管路上安装有压力传感器7-3，比例伺服阀6-3.2的工作油口B与电液执行器液压缸3-2的有杆腔之间的连接管路上安装有压力传感器7-4。位移传感器5-1、5-2和压力传感器7-1、7-2、7-3、7-4分别与多轴液压控制器的输入端相连。

在粉末成形液压机执行成形压制动作过程中，多轴液压控制器控制上冲压单元的电液执行器液压缸3-1及其对应的调节单元而实现液压缸的压制压力和压制速度的调节过程与其控制下冲压单元的电液执行器液压缸3-1及其对应的调节单元而实现液压缸的压制压力和压制速度的调节过程类似。如图3所示，以粉末成形液压机的上冲压单元的电液执行器液压缸3-1向下压制的工作过程为例，说明多轴液压控制器如何通过各调节单元对各对应的电液执行器液压缸的压制压力和压制速度而实现闭环控制：在上冲压单元的电液执行器液压缸3-1向下压制工件成形过程中，参见图3（a），压力传感器7-1将采集到的上冲压单元的电液执行器液压缸3-1的实际压制压力发送给多轴液压控制器。多轴液压控制器根据从主控制器中获取的上冲压单元的电液执行器液压缸3-1的压制位移和压制压力之间的关系，从中找出与位移传感器5-1所反馈的当前实际压制位移对应的目标压制压力。将压力传感器7-1、7-2采集的实际压制压力与所得到的目标压制压力进行比较运算，在两者的压力差值不为0时，得到压力控制执行信号并输出到上冲压单元的电液执行器液压缸3-1所对应的调节单元的比例溢流阀3-2.1，通过调节比例溢流阀3-2.1的设定压力，直至实际压制压力与目标压制压力的压力差值为0，从而使上冲压单元的电液执行器液压缸3-1的压制压力满足用户设定的压制压力和压制位移的关系。同时，参见图3（b），位移传感器5-1将电液执行器液压缸3-1的实际压制位移和实际压制速度发送给多轴液压控制器。多轴液压控制器根据从主控制器中获取的上冲压单元的电液执行器液压缸3-1的压制位移和压制压力之间的关系，从中找出与位移传感器5-1所反馈的当前实际压制位移所对应的目标压制速度，将位移传感器5-1采集的实际压制速度与所得到的目标压制速度进行比较运算，根据偏差值的大小和偏离的正、负情况，将控制执行信号输出给上冲压单元的电液执行器液压缸3-1所对应的调节单元的比例伺服阀3-3.1，在实际压制速度与对应的目标压制速度之间的差值不为0时，通过调节比例伺服阀3-3.1的输入控制信号，进而调节上冲压单元的电液执行器液压缸3-1的输入流量的大小，直至液压缸3-1的实际压制速度与目标压制速度的偏差值为0，从而满足用户设定的压制位移与压制速度的关系。

本发明电液控制系统对各电液执行器液压缸的压制压力和压制速度的控制应用了闭环反馈调节控制策略。进行反馈调节时，对控制参数的设置是否合适将影响电液控制系统的整体性能。闭环反馈调节中若采用PID控制算法，则控制参数通常为比例增益Kp、微分时间Ki和积分时间Kd。应用传统的闭环反馈调节控制方法时，控制参数在控制过程中保持不变。而在本发明电液控制系统中，由于粉末负载的特殊性和电液执行器液压缸的非线性，电液控制系统的动态特性具有非对称性，针对这些特征，在本发明电液控制系统对压制压力和压制速度进行控制的过程中，可以根据压制压力和压制速度的目标值与实际反馈值的误差s(t)在多轴液压控制器中实时调节闭环控制的控制参数。具体地说，预先将误差s(t)可能的取值范围分成n段：|s(t)|≤e1, e1<|s(t)|≤e2,……en-1<|s(t)|≤en。每段误差范围对应一组控制参数。若采用PID控制算法，每组控制参数为比例增益参数Kp、微分时间参数Ki和积分时间参数Kd。当ei-1<|s(t)|≤ei（1≤i≤n，其中，e0=0）时，PID闭环控制参数取比例增益参数为Kpi、微分时间参数为Kii，积分时间参数为Kdi。通过采用这种根据误差分段设定控制参数的方法，可以较好地补偿系统的非线性，达到调节精度高、调节速度快的闭环控制效果。因此，通过本发明电液控制系统，可任意调节、设定控制参数，并且在某些外界干扰的情况下，也能使粉末成形液压机按照设定的压制工艺参数条件运行，满足不同压制零件对控制精度和控制响应性能的要求。在整个压制过程中，多轴液压控制器通过电液执行器调节系统的各调节单元控制各电液执行器液压缸的开始动作次序、实时精确调节各电液执行器液压缸的压制位移、压制压力和压制速度。此外，本发明电液控制系统的工控机还可以实现查看主控制器的程序和数据结构、按需要记录存储粉末成形液压机实际运行时的数据信息的功能。本发明电液控制系统的主控制器与多轴液压控制器和粉末特性控制器可通过工业现场总线进行通信。主控制器可采用可编程逻辑控制器PLC，利用分时性多任务数据结构，根据实际需要分级处理多轴液压控制器和粉末特性控制器的控制要求。多轴液压控制器和粉末特性控制器可采用带有实时性嵌入式处理器的控制器，例如，美国国家仪器（NI）公司制造的一款可重新配置的嵌入式控制器CompactRIO具备工业级的可靠性，广泛用于工业嵌入式控制系统。多轴液压控制器和粉末特性控制器的可扩展的输入输出端为系统模块化扩展提供了方便。

Claims (8)

1.一种粉末成形液压机多参数模块化电液控制系统，其特征在于：包括工控机、主控制器、多轴液压控制器和电液执行器调节系统，所述电液执行器调节系统包括两个以上调节单元，各所述调节单元与粉末成形液压机的电液执行器液压缸一一对应；每个调节单元包括液压泵、比例溢流阀和比例伺服阀；在每个调节单元中，液压泵的进油口与粉末成形液压机的油箱连通，比例溢流阀的进油口与液压泵的出油口连通，比例溢流阀的出油口与粉末成形液压机的油箱连通，比例伺服阀的进油口与液压泵的出油口连通，比例伺服阀的工作油口与对应的电液执行器液压缸连通，比例伺服阀的回油口与粉末成形液压机的油箱连通；每个调节单元的液压泵、比例溢流阀、比例伺服阀分别与多轴液压控制器的输出端电连接；主控制器与工控机通信连接，主控制器的输出端与多轴液压控制器的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的粉末成形液压机多参数模块化电液控制系统，其特征在于：所述工控机能够用于将粉末成形液压机的压制工艺参数发送给主控制器，所述压制工艺参数包括各电液执行器液压缸的动作顺序、各电液执行器液压缸的压制位移和压制速度之间的关系、以及各电液执行器液压缸的压制位移和压制压力之间的关系；所述主控制器能够用于将所述压制工艺参数发送给多轴液压控制器；多轴液压控制器能够用于根据各电液执行器液压缸的动作顺序控制相应调节单元的液压泵开始工作；多轴液压控制器能够用于根据各电液执行器液压缸的压制位移和压制压力之间的关系通过对应的调节单元的比例溢流阀实时调节各电液执行器液压缸的压制压力，同时多轴液压控制器能够用于根据各电液执行器液压缸的压制位移和压制速度之间的关系通过对应的调节单元的比例伺服阀实时调节各电液执行器液压缸的输入流量。

3.根据权利要求1所述的粉末成形液压机多参数模块化电液控制系统，其特征在于：还包括粉末特性控制器，所述主控制器的输出端与粉末特性控制器的输入端电连接，粉末特性控制器的输出端与粉末成形液压机的粉末供给机构电连接。

4.根据权利要求3所述的粉末成形液压机多参数模块化电液控制系统，其特征在于：所述工控机能够用于将粉末成形液压机的压制工艺参数发送给主控制器，所述压制工艺参数包括各电液执行器液压缸的动作顺序、各电液执行器液压缸的压制位移和压制速度之间的关系、各电液执行器液压缸的压制位移和压制压力之间的关系、以及粉末特性参数；

    所述主控制器能够用于将所述粉末特性参数发送给粉末特性控制器，并将所述各电液执行器液压缸的动作顺序、各电液执行器液压缸的压制位移和压制速度之间的关系、以及各电液执行器液压缸的压制位移和压制压力之间的关系发送给多轴液压控制器；粉末特性控制器能够用于根据粉末特性参数调节粉末供给机构的装粉量；多轴液压控制器能够用于根据各电液执行器液压缸的动作顺序控制相应调节单元的液压泵开始工作；多轴液压控制器能够用于根据各电液执行器液压缸的压制位移和压制压力之间的关系通过对应的调节单元的比例溢流阀实时调节各电液执行器液压缸的压制压力，同时多轴液压控制器能够用于根据各电液执行器液压缸的压制位移和压制速度之间的关系通过对应的调节单元的比例伺服阀实时调节各电液执行器液压缸的输入流量。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的粉末成形液压机多参数模块化电液控制系统，其特征在于：在各所述比例伺服阀的工作油口与对应的电液执行器液压缸之间的连接管路上分别安装有压力传感器，各所述电液执行器液压缸分别连接有位移传感器，各所述压力传感器、位移传感器分别与多轴液压控制器的输入端相连。

6.根据权利要求5所述的粉末成形压机多参数模块化电液控制系统，其特征在于：

    各所述压力传感器能够用于将对应的电液执行器液压缸的实际压制压力发送给多轴液压控制器，各所述位移传感器能够用于将电液执行器液压缸的实际压制位移和实际压制速度发送给多轴液压控制器；

    所述多轴液压控制器能够用于从压制位移和压制压力之间的关系中找到与各电液执行器液压缸的实际压制位移对应的压制压力；且多轴液压控制器能够用于在所找到的压制压力与对应的电液执行器液压缸的实际压制压力的压力差值不等于0时，通过调节对应的调节单元的比例溢流阀以使所述压力差值等于0；

    多轴液压控制器能够用于从压制位移和压制速度之间的关系中找到与各电液执行器液压缸的实际压制位移对应的压制速度；且多轴液压控制器能够用于在所找到的压制速度与对应的电液执行器液压缸的实际压制速度的速度差值不等于0时，通过调节对应的调节单元的比例伺服阀以使所述速度差值等于0。

7.根据权利要求1、2、3、4或6中任一项所述的粉末成形液压机多参数模块化电液控制系统，其特征在于：所述液压泵为电液比例变量泵。

8.根据权利要求5所述的粉末成形液压机多参数模块化电液控制系统，其特征在于：所述液压泵为电液比例变量泵。

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