CN103434181B - 螺旋肘杆型伺服压力机电机速度的控制方法及实现用装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种螺旋肘杆型伺服压力机电机速度的控制方法，步骤是：1)输入滑块行程的工艺速度v；2)计算直驱电机的角速度ω，由直驱电机的角速度ω控制滑块的运行速度。实现上述方法所用装置，包括直驱电机和螺旋肘杆型伺服压力机，其特征在于：增设了固定环、插入轴、中间盘和支架，其中支架安装在机身的顶端，固定环分别与支架的上端面和直驱电机的底部固定连接，插入轴从底部插入并固定在直驱电机的输出孔中，中间盘经键套装在插入轴的底部、并叠加在惯性轮的上端面上，中间盘与惯性轮固定连接。

Description

螺旋肘杆型伺服压力机电机速度的控制方法及实现用装置

技术领域

本发明提供一种螺旋肘杆型伺服压力机电机速度的控制方法及实现用装置，属于压力机机械工业技术领域。

背景技术

现有的成形工艺主要采用液压机、曲柄压力机和螺旋压力机，成形工艺所用的传统压力机，由传统电机驱动，效率比较低。螺旋压力机具有锻造工艺和冲压工艺等诸多工艺适用的万能性，更多的采用高效率螺旋压力机成形将成为发展趋势。提高工艺效率、提高可靠性是成形工艺亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题、提供一种可靠性高的螺旋肘杆型伺服压力机电机速度的控制方法及实现用装置。其技术方案为：

一种螺旋肘杆型伺服压力机电机速度的控制方法，其特征在于采用以下步骤：1)触摸屏输入滑块行程的工艺速度v；2)按公式计算直驱电机的角速度ω，由直驱电机的角速度ω控制滑块的运行速度，式中：h为螺杆的导程；α为摆杆与铅垂线的夹角，θ为肘杆与水平线的夹角， $\cos \mathrm{\α}=\frac{{l_1}^2+(l_1+l_2-S)-{l_2}^2}{2l_1(l_1+l_2-S)},\cos \mathrm{\θ}=1-\frac{l_1}{l_3}\sin \mathrm{\α},$ 其中l₁为摆杆的长度，l₂为连杆的长度，l₃为肘杆的长度，S为滑块的行程。

一种实现所述螺旋肘杆型伺服压力机电机速度控制方法的直驱式螺旋肘杆型伺服压力机，包括直驱电机和螺旋肘杆型伺服压力机，螺旋肘杆型伺服压力机包括惯性轮、止推轴承、螺母、螺杆、副滑块、机身、2套肘杆机构和滑块，其中惯性轮经键套装在螺杆上，螺杆的中部经止推轴承安装在机身上，螺杆的下部与螺母螺旋副连接，螺母与副滑块固定连接，副滑块经2套肘杆机构连接滑块，惯性轮、螺杆、螺母与副滑块同轴，其特征在于：增设了固定环、插入轴、中间盘和支架，其中支架安装在机身的顶端，固定环夹持在支架与直驱电机之间，并分别与支架的上端面和直驱电机的底部固定连接，插入轴从底部插入并固定在直驱电机的输出孔中，中间盘经键套装在插入轴的底部、并叠加在惯性轮的上端面上，中间盘与惯性轮固定连接，且固定环、插入轴和中间盘与螺杆同轴。

所述的直驱式螺旋肘杆型伺服压力机，2套肘杆机构结构相同、且以螺杆为对称轴，每套肘杆机构均包括摆杆、肘杆和连杆，其中连杆的下端与滑块经柱销连接，连杆的上端分别与肘杆和摆杆经柱销连接，肘杆和摆杆的上端分别与副滑块和机身经柱销连接。

本发明与现有技术相比，其优点为：

1、采用直驱螺旋压力机，效率高，可靠性高。

2、通过电机运动的实时控制，保证以最合适的低速度成形，保证高效率。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图中：1、直驱电机 2、惯性轮 3、止推轴承 4、螺母 5、螺杆 6、副滑块 7、机身 8、键 9、固定环 10、插入轴 11、中间盘 12、支架 13、角位移传感器14、直驱电机控制器 15、吨位仪 16、滑块 17、摆杆 18、肘杆 19、连杆 20、柱销

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。在图1所示的实施例中：惯性轮2经键8套装在螺杆5上，螺杆5的中部经止推轴承3安装在机身7上，螺杆5的下部与螺母4螺旋副连接，螺母4与副滑块6固定连接，副滑块6经2套肘杆机构连接滑块16，惯性轮2、螺杆5、螺母4、副滑块6与滑块16同轴；2套肘杆机构结构相同、且以螺杆5为对称轴，每套肘杆机构均包括摆杆17、肘杆18和连杆19，其中连杆19的下端与滑块16经柱销20连接，连杆19的上端分别与肘杆18和摆杆17经柱销20连接，肘杆18和摆杆17的上端分别与副滑块6和机身7经柱销20连接。支架12安装在机身7的顶端，固定环9夹持在支架12与直驱电机1之间，并分别与支架12的上端面和直驱电机1的底部固定连接，插入轴10从底部插入并固定在直驱电机1的输出孔中，中间盘11经键8套装在插入轴10的底部、并叠加在惯性轮2的上端面上，中间盘11与惯性轮2固定连接，且固定环9、插入轴10和中间盘11与螺杆5同轴。

电机速度的控制方法采用以下步骤：1)触摸屏输入滑块16行程的工艺速度v；2)按公式计算直驱电机1的角速度ω，由直驱电机1的角速度ω控制滑块16的运行速度，式中：h为螺杆5的导程；α为摆杆17与铅垂线的夹角，θ为肘杆18与水平线的夹角， $\cos \mathrm{\α}=\frac{{l_1}^2+(l_1+l_2-S)-{l_2}^2}{2l_1(l_1+l_2-S)},\cos \mathrm{\θ}=1-\frac{l_1}{l_3}\sin \mathrm{\α},$ 其中l₁为摆杆17的长度，l₂为连杆19的长度，l₃为肘杆18的长度，S为滑块16的行程。

实施例中，400吨压力机，输入滑块16行程S＝0.01m点的工艺速度v＝0.1m·s^-1；螺杆5的导程h＝0.144m，摆杆17的长度l₁＝0.2m；连杆19的长度l₂＝1m；肘杆18的长度l₃＝0.6m；按公式计算得摆杆17与铅垂线的夹角α＝16.6°，按公式 $\cos \mathrm{\θ}=1-\frac{l_1}{l_3}\sin \mathrm{\α}$ 计算得肘杆18与水平线的夹角θ＝25.2°， $\mathrm{\ω}=\frac{2\mathrm{\π}}{h}\frac{\cos \mathrm{\α}}{\mathrm{tg\θ}(\sin \mathrm{\α}+\frac{l_1}{2l_2}\sin 2\mathrm{\α})}v,$ 计算得角速度ω＝26.1rad.s^-1，按角速度ω＝26.1控制直驱电机1的转动。

Claims (3)

1.一种螺旋肘杆型伺服压力机电机速度的控制方法，其特征在于采用以下步骤：1)触摸屏输入滑块(16)行程的工艺速度v；2)按公式计算直驱电机(1)的角速度ω，由直驱电机(1)的角速度ω控制滑块(16)的运行速度，式中：h为螺杆(5)的导程；α为摆杆(17)与铅垂线的夹角，θ为肘杆(18)与水平线的夹角， $\cos \mathrm{\α}=\frac{{l_1}^2+(l_1+l_2-S){l_2}^2}{{2l}_1(l_1+l_2-S)},\cos \mathrm{\θ}=1-\frac{l_1}{l_3}\sin \mathrm{\α},$ 其中l₁为摆杆(17)的长度，l₂为连杆(19)的长度，l₃为肘杆(18)的长度，S为滑块(16)的行程。

2.一种实现权利要求1所述螺旋肘杆型伺服压力机电机速度控制方法的直驱式螺旋肘杆型伺服压力机，包括直驱电机(1)和螺旋肘杆型伺服压力机，螺旋肘杆型伺服压力机包括惯性轮(2)、止推轴承(3)、螺母(4)、螺杆(5)、副滑块(6)、机身(7)、2套肘杆机构和滑块(16)，其中惯性轮(2)经键(8)套装在螺杆(5)上，螺杆(5)的中部经止推轴承(3)安装在机身(7)上，螺杆(5)的下部与螺母(4)螺旋副连接，螺母(4)与副滑块(6)固定连接，副滑块(6)经2套肘杆机构连接滑块(16)，惯性轮(2)、螺杆(5)、螺母(4)、副滑块(6)和滑块(16)同轴，其特征在于：增设了固定环(9)、插入轴(10)、中间盘(11)和支架(12)，其中支架(12)安装在机身(7)的顶端，固定环(9)夹持在支架(12)与直驱电机(1)之间，并分别与支架(12)的上端面和直驱电机(1)的底部固定连接，插入轴(10)从底部插入并固定在直驱电机(1)的输出孔中，中间盘(11)经键(8)套装在插入轴(10)的底部、并叠加在惯性轮(2)的上端面上，中间盘(11)与惯性轮(2)固定连接，且固定环(9)、插入轴(10)和中间盘(11)与螺杆(5)同轴。

3.根据权利要求2所述的直驱式螺旋肘杆型伺服压力机，其特征在于：2套肘杆机构结构相同、且以螺杆(5)为对称轴，每套肘杆机构均包括摆杆(17)、肘杆(18)和连杆(19)，其中连杆(19)的下端与滑块(16)经柱销(20)连接，连杆(19)的上端分别与肘杆(18)和摆杆(17)经柱销(20)连接，肘杆(18)和摆杆(17)的上端分别与副滑块(6)和机身(7)经柱销(20)连接。