CN106335124A - 一种基于vb对多层压机实时自动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于VB对多层压机实时自动控制方法，定义相关变量、获取用户输入的数据、对获取的用户输入的数据判断是否符合要求，根据用户输入的数据初始化，按R_n≥R'_n进行判断，根据逆推求值中的公式对结构参数K₁、K₂；偏距e，摆杆总长R_n，推杆长L_n，摆杆长R_i，拉杆长L_i，油缸直径D，拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P值进行计算；对计算后的结果进行输出。本发明应用VB能很好地满足在工业控制领域越来越多的工控用户要求工作界面人性化，以改善人们的工作环境，提高产品质量和生产效率这些要求，实现对各种人造板压制时根据用户的要求设置参数，真正实现人机对话，改善工人的工作环境，提高产品质量和生产效率。

Description

一种基于VB对多层压机实时自动控制方法

技术领域

本发明属于工业控制领域，尤其涉及一种基于VB对多层压机实时自动控制方法。

背景技术

热压机是人造板生产中最重要的设备之一，在胶合板、纤维板、刨花板、装饰板、层积塑料等产品的制造中都需要使用热压机。热压机的生产能力决定了人造板生产线的产量，而热压机的技术水平也在很大程度上决定了人造板产品的质量。人造板生产的发展与热压机技术水平的进步息息相关。人造板行业的发展对热压机提出了更高的要求，而更先进水平的热压机的出现又极大地促进了人造板工业的发展。

建国以来，我国人造板机械工业有了长足的发展，在解放初期，我国只能生产少量的胶合板生产设备。我国人造板机械工业随着人造板工业的发展而发展。通过国际经济技术合作和交流，我国先后引进了几十条各种人造板生产线和大量的人造板生产设备，在消化吸收国外设备的基础上，相继成功地组织开发了纤维板生产线、刨花板生产线、胶合板设备、中密度纤维板生产线、定向刨花板生产线以及人造板二次贴面生产线。尤其改革开放以来，我国国民经济持续、高速、稳定的增长，随着与人造板相关的产业的迅速发展和人民生活水平的提高，促进了我国人造板工业快速发展。

由于人造板工业的迅速发展而刺激了人造板机械工业的发展；人造板技术装备除部分引进外，绝大多数要靠本国解决，以满足国内中小型人造板企业生产的需要，部分人造板成套设备还出口到发展中国家，大大提高了我国人造板机械制造实力，在世界人造板机械制造业中占有一席之地；但是在我国人造板机械发展中，面临的问题依然很多，与世界先进水平的差距很大。目前，我国人造板机械工业发展现状如下：

国内普通刨花板的生产设备、胶合板的生产设备、中密度纤维板的生产设备存在的主要不足有：热磨机制浆纤维质量较差，多层压机不能生产6mm以下的薄板，产品规格受到限制；所以年产量5万m³以上的成套设备和生产6mm以下的薄板成套设备主要依赖进口。最近，吉象公司引进了目前世界上技术水平先进的中密度纤维板生产线，由瑞典Sunds公司总承包，选配Dieffenbacher公司的连续压机，预示着人造板生产设备的发展潮流；我们与之的差距是显而易见的。

人造板热压机的发展历程中有热压机的起源-多层压机、单层压机、连续压机的发展，连续压机的出现，有效促进了人造板工艺技术、生产线相关设备以及控制技术的发展，它的出现是人造板发展历史上的一场重要意义的革命。

国内外热压机状况中随着木材资源的锐减和环保要求的提高，各国都在加紧研究和开发新工艺、新设备，世界人造板生产装备技术水平不断提高，代表国际先进发展水平的新技术主要表现有自动化过程控制技术、热处理技术；世界人造板生产装备技术水平不断提高，国际人造板机械正向大型化、高速化、自动化和高新技术的广泛应用，扩大原材料范围、提高其利用率和产品质量，节能和开发新能源以及注重环境保护等方向发展。

国内人造板机械行业中存在的不足有科技储备和投入不足，原始创新能力弱，科技资源分散，行业整体科技水平落后，企业缺乏核心竞争力，健康协调发展的政策支撑体系尚不完善,宏观调控乏力。

在当前人造板工业中，多层压机仍占支配地位。然而单层压机在国外也已广泛使用，尤其在刨花板生产中有取代多层压机的趋势。不论单层压机还是多层压机，都有向大幅面发展的趋势。生产中使用的多层和单层压机，它们的板面最宽已达2.5m，多层压机的板面最长达10m，单层压机有长达21m的。据称，目前正在研制长达30.5m的单层压机。多层压机的层数在国外一般为14－18层，我国多采用10－15层。随着人造板工业的发展和产量的不断提高，也有的采用层数更多的压机。目前使用的单层压机有效加压面积达到55m²，日产量为400－500m³。我国自行设计和制造的层数最多的压机是一台40层的胶合板用压机。

目前，在我国木制品生产和人造板生产中应用最广泛的是多层压机，在我国，近些年来，随着人造板工业的迅速发展，虽已自行设计和制造了具有同时闭合机构的多层压机，层数最多的是一台40层的胶合板压机。但这方面的理论分析和设计计算方面的资料还较少。由中南林业科技大学许芳庭教授主持研究的“BY124*8/9人造板压机弹簧补偿杠杆式同时闭合装置”已通过了林业部科技司的技术鉴定，该装置具有结构简单，制造容易，工作可靠，造价较低，维修保养方便等优点，用于刨花板、干法硬质纤维板和中密度纤维板以及二次加工贴面的多层压机上，能快速闭合，生产效率高，产品质量好，技术上处于国内先进水平，并在人造板工业中得以推广。另外，我国中密纤维板行业的超快速发展也为我国压机技术的发展提供了广阔的发展空间，遗憾的是目前我国还不具备连续压机的生产能力，国内需要的连续压机还需要从国外进口，这严重影响了我国人造板机械行业整体水平的提高。

随着刨花板和干法纤维板生产的发展，特别是随着中密度纤维板生产的发展，同时闭合装置在人造板工业中的应用必将日益增多。我国自1971年开始干法纤维板生产，由于生产上的需要，开始设计压机同时闭合装置。但到目前为止，仍无完整的设计理论，基本上停留在图解试凑法、计算法阶段。这些方法设计压机同时闭合装置精度比较低，设计工作量比较大。设计时需要经过反复多次的试凑和计算，并要准确在用大比例尺画出压机闭合过程中的各种位置来进行检查，耗费较多的时间。设计结果都或多或少存在误差。每设计一新的同时闭合装置，即使原始参数稍有变动，都需重新进行试凑。这给设计工作带来不便，不利于进一步总结经验和提高同时闭合装置的设计水平。为此，本发明进行了对人造板多层压机杠杆式同时闭合装置专家系统设计，对同时闭合装置应用起到一些作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于VB对多层压机实时自动控制方法，旨在解决目前随着刨花板和干法纤维板生产的发展，特别是随着中密度纤维板生产的发展，同时闭合装置。但到目前为止，仍无完整的设计理论，设计的压机同时闭合装置精度比较低，设计工作量比较大，设计时需要经过反复多次的试凑和计算，并要准确在用大比例尺画出压机闭合过程中的各种位置来进行检查，耗费较多的时间，设计结果都或多或少存在误差给设计工作带来不便，不利于进一步总结经验和提高同时闭合装置的设计水平的问题。

本发明是这样实现的，

一种基于VB对多层压机实时自动控制方法，该基于VB对多层压机实时自动控制方法：

定义相关变量：对压机结构参数K₁、K₂、偏距e、压机层数n、压机开启角α₁、终止角α₂的定义；

获取用户输入的数据：对用户给定的压机类型、压机层数n、热压板长度、热压板宽度、热压板厚度a、压机开档s、产品厚度、垫板厚度和板坯厚度获取；

对获取的用户输入的数据判断是否符合要求，若是，则进行根据用户输入的数据初始化，若否，则进行修正，重新获取用户输入的数据；

根据用户输入的数据初始化，按R_n≥R'_n进行判断，若是，则进行结构参数K₁、K₂；偏距e，摆杆总长R_n，推杆长L_n，摆杆长R_i，拉杆长L_i，油缸直径D，拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P值的计算，若否，则重新对用户输入的数据终止角α₂进行修正；

根据逆推求值中的公式对结构参数K₁、K₂；偏距e，摆杆总长R_n，推杆长L_n，摆杆长R_i，拉杆长L_i，油缸直径D，拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P值进行计算；

对计算后的结果进行输出。

进一步，压机结构参数K₁、K₂、e的定义方法为：

将压机层数n实行分段；

对压机结构参数K₁、K₂、e的定义，采用x＝K₁–a和y＝K₂-a计算；

式中，K₁——上铰接中心到上压板下表面之间的距离；

K₂——下铰接中心到下压板上表面之间的距离；

x——上铰接中心到上压板上表面之间的距离；

y——下铰接中心到下压板下表面之间的距离；

a——压板厚度；

e--偏距；

所述x、y和e与压机的层数有关，压机层数不同，受力和结构要求也不相同，层数n越多，压机受力越大，x、y和e取值越大，相反，层数越少，压机受力越小，x、y和e取值减小。

进一步，所述用户给定的压机类型包括对置式新压机同时闭合装置、偏置式旧压机同时闭合装置。

进一步，所述压机开启角α₁、终止角α₂定义方法为：

当压机层数较多时，摆杆较长，摆杆在水平位置上下摆动；压机层数较少时，摆杆摆角α为45°～90°；

摆杆在水平位置上下摆动，向上摆动δ/2角压机完全闭合，向下摆动δ/2角压机完全张开，开启角和终止角为：

α₁＝90°-δ/2

α₂＝90°+δ/2

其中：δ为60°；

开启角α₁的定义中，层数越小，压机重量越轻，开启角α₁取值小；相反，开启角α₁取值大；

所述终止角α₂的定义中，终止角α₂＝90°～120°。

进一步，所述定义相关变量中还定义：补偿油缸外径D＝110mm，Δh＝8mm；偏置式旧压机同时闭合装置修正系数K_R＝1.4；补偿油缸可靠性系数K_F＝1.5；板坯密度为1×10-6kg/mm³；

压机同时闭合装置中每层热压板、板坯和垫板重量之和Q按下式计算：

Q＝Q₁+Q₂+Q₃＝ρ₁V₁+ρ₂V₂+ρ₃V₃

式中：Q——每层热压板、板坯和垫板重量之和，kgf；Q₁——每层热压板重量，kgf；ρ₁——热压板密度，7.8×10^-6kg/mm³；V₁——热压板体积，mm³；Q₂——每层板坯重量，kgf；ρ₂——板坯密度，1×10^-6kg/mm³；V₂——板坯体积，mm³；Q₃——每层垫板重量，kgf；ρ₃——垫板密度，7.85×10^-6kg/mm³；V₃——垫板体积，mm³，

V₁＝c.d.a₁

V₂＝c.d.a₂

V₃＝c.d.a₃

式中：c，d——分别为热压板、板坯及垫板的长和宽，mm；a₁，a₂，a₃——分别为热压板、板坯及垫板的厚度，mm。

进一步，用户给定的压机类型为对置式新压机同时闭合装置时，对用户输入的数据初始化，若R_n≥R'_n，进行对结构参数K₁、K₂；偏距e，摆杆总长R_n，推杆长L_n，摆杆长R_i，拉杆长L_i，油缸直径D，拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P值进行计算；具体逆推求值公式为：

$R_n=\frac{ns(2a+s)}{2\[(a+s){\mathrm{cos\α}}_1-{\mathrm{acos\α}}_2\]},$

$R_n^{\′}=\frac{n(D+\mathrm{\Δ}h)}{2{\mathrm{sin\β}}_{\min }},$

${\mathrm{\β}}_{min}=arcsin\frac{X_{n\mathrm{\α}2}{\mathrm{sin\α}}_2}{L_n},$

R_n≥R'_n,

X_nα2＝na,

$L_n=\sqrt{R_n^2+{\left(na\right)}^2-2{\mathrm{naR}}_n{\mathrm{cos\α}}_2},$

当φ≥90°时,

当φ＜90°时,

$\mathrm{\φ}=arccos\frac{X_{n\mathrm{\φ}}^2+R_n^2-L_n^2}{2X_{n\mathrm{\φ}}{R}_n},$

$\mathrm{\λ}=\frac{R_i}{L_i},$

R_i＝(i/n)R_n,

L_i＝(i/n)L_n,

P＝K_F.F_max；

式中：结构参数K₁、K₂；偏距e；摆杆总长R_n；推杆长L_n；摆杆长R_i；拉杆长L_i；油缸直径D；拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P；

压机同时闭合装置中每层热压板、板坯和垫板重量之和Q按下式计算：

Q＝Q₁+Q₂+Q₃＝ρ₁V₁+ρ₂V₂+ρ₃V₃

式中：Q——每层热压板、板坯和垫板重量之和，kgf；Q₁——每层热压板重量，kgf；ρ₁——热压板密度，7.8×10^-6kg/mm³；V₁——热压板体积，mm³；Q₂——每层板坯重量，kgf；ρ₂——板坯密度，1×10^-6kg/mm³；V₂——板坯体积，mm³；Q₃——每层垫板重量，kgf；ρ₃——垫板密度，7.85×10^-6kg/mm³；V₃——垫板体积，mm³，

V₁＝c.d.a₁

V₂＝c.d.a₂

V₃＝c.d.a₃

式中：c，d——分别为热压板、板坯及垫板的长和宽，mm；a₁，a₂，a₃——分别为热压板、板坯及垫板的厚度，mm。

进一步，用户给定的压机类型为偏置式旧压机同时闭合装置时，对用户输入的数据初始化，若R_n≥R'_n，进行对结构参数K₁、K₂；偏距e，摆杆总长R_n，推杆长L_n，摆杆长R_i，拉杆长L_i，油缸直径D，拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P值进行计算；具体逆推求值公式为：

$R_n=\frac{X_{n\mathrm{\α}1}^2-X_{n\mathrm{\α}2}^2}{2(X_{n\mathrm{\α}1}{\mathrm{cos\α}}_1-X_{n\mathrm{\α}2}{\mathrm{cos\α}}_2)},$

X_nα1＝K₁+(2S+a)+(n-2)(S+a)+K₂，

X_nα2＝K₁+(n-1)a+K₂，

$R_n^{\′}=\frac{K_{R}n(D+\mathrm{\Δ}h)}{2{\mathrm{sin\β}}_{\min }},$

${\mathrm{\β}}_{min}=arcsin\frac{X_{n\mathrm{\α}2}{\mathrm{sin\α}}_2}{L_n},$

$L_n=\sqrt{X_{n\mathrm{\α}2}^2+R_n^2-2X_{n\mathrm{\α}2}{R}_n{\mathrm{cos\α}}_2},$

当φ≥90°时,

当φ＜90°时,

$\mathrm{\φ}=arccos\frac{X_{n\mathrm{\φ}}^2+R_n^2-L_n^2}{2X_{n\mathrm{\φ}}{R}_n},$

$R_i=\frac{X_{i\mathrm{\α}1}^2-X_{i\mathrm{\φ}}^2}{2\[(X_{i\mathrm{\α}1}{\mathrm{cos\α}}_1-X_{i\mathrm{\φ}}\cos \mathrm{\φ})-e({\mathrm{sin\α}}_1-\sin \mathrm{\φ})\]},$

X_iα1＝k₁+(s+a/2)+(i-1)(s+a)，

X_iφ＝k₁+(b+a/2)+(i-1)(b+a)，

$\mathrm{\φ}=arccos\frac{X_{n\mathrm{\φ}}^2+R_n^2-L_n^2}{2X_{n\mathrm{\φ}}{R}_n},$

X_nφ＝k₁+(a+2b)+(n-2)(a+b)+k₂，

$L_i=\sqrt{{(X_{i\mathrm{\α}1}-R_i{\mathrm{cos\α}}_1)}^2+{(R_i{\mathrm{sin\α}}_1+e)}^2},$

P＝K_F.F_max，

式中：结构参数K₁、K₂；偏距e；摆杆总长R_n；推杆长L_n；摆杆长R_i；拉杆长L_i；油缸直径D；拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P；

压机同时闭合装置中每层热压板、板坯和垫板重量之和Q按下式计算：

Q＝Q₁+Q₂+Q₃＝ρ₁V₁+ρ₂V₂+ρ₃V₃

式中：Q——每层热压板、板坯和垫板重量之和，kgf；Q₁——每层热压板重量，kgf；ρ₁——热压板密度，7.8×10^-6kg/mm³；V₁——热压板体积，mm³；Q₂——每层板坯重量，kgf；ρ₂——板坯密度，1×10^-6kg/mm³；V₂——板坯体积，mm³；Q₃——每层垫板重量，kgf；ρ₃——垫板密度，7.85×10^-6kg/mm³；V₃——垫板体积，mm³，

V₁＝c.d.a₁

V₂＝c.d.a₂

V₃＝c.d.a₃

式中：c，d——分别为热压板、板坯及垫板的长和宽，mm；a₁，a₂，a₃——分别为热压板、板坯及垫板的厚度，mm。

进一步，所述应用VB6.0程序语言设计多层压机杠杆式同时闭合装置的人机界面为多文档界面，所述多文档界面由父窗体和子窗体组成，父窗体MDI窗体为子窗体的容器；子窗体为文档窗口用于显示各自文档；

进一步，所述多文档界面的一个应用程序至少包括：只能一个的父窗体MDI窗体和一个或若干个的子窗体，在不同子窗体共用的过程、变量应存放在标准模块中。

进一步，所述压机同时闭合装置人机界面设计中用户给定的压机类型包括新、旧压机和纤维板、刨花板和胶合板热压机，

进一步，所述压机同时闭合装置人机界面设计还包括提供用户所要求的压机参数，所述用户所要求的压机参数包括摆杆长度、拉杆长度和其它参数。

进一步，一种人机界面操作方法为：

文本框内输入数字；

选择压机类型后，程序把正确的层数添加到“层数(n)：”中；

用户从“请输入参数”区输入层数、热压板长度、宽度、厚度参数后，人机界面直接在“输出结果”区自动显示结构参数、油缸直径、拉杆最大受力。

本发明应用Visual Basic6.0高级语言(简称VB)能很好地满足在工业控制领域用户要求。它不仅简化了设计人员繁琐的计算工作，改善了操作人员的工作环境，使工业控制工作界面更人性化，提高了产品质量和生产效率。多层压机是人造板制造行业应用非常广泛的一种设备，自当初人们简单追求压机的压制力和压制速度，到现在对压机压制精度近乎苛刻的要求。为此采用设计基于VB对多层压机实时自动控制系统，实现对各种人造板压制时根据用户的要求设置参数，真正实现人机对话，改善工人的工作环境，提高产品质量和生产效率；

用户根据实际需要输入热压机的层数、热压板长度、宽度、厚度等参数后，VB程序自动计算出用户所需的参数，并在人机界面自动输出。程序设计考虑周密、严谨，并且在程序中详细地给出了相关语句、段落的注释；一方面，它为压机设计的一般设计人员读程序提供了方便；另一方面，为压机操作人员操作工作界面提供了人性化的提示；

通过设计基于VB对多层压机实时自动控制系统，减轻了以往人们设计压机时繁重的计算工作，实现了人造板制造行业在压制产品时，用户根据要求设置产品参数，同时自动输出压机的结构参数，真正实现人机对话，改善工人的工作环境，提高产品质量和生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于VB对多层压机实时自动控制方法流程图；

图2是本发明实施例提供的同时闭合装置上、下铰座示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1所示：

一种基于VB对多层压机实时自动控制方法，该基于VB对多层压机实时自动控制方法：

S101：定义相关变量：对压机结构参数K₁、K₂、偏距e、压机层数n、压机开启角α₁、终止角α₂的定义；

S102：获取用户输入的数据：对用户给定的压机类型、压机层数n、热压板长度、热压板宽度、热压板厚度a、压机开档s、产品厚度、垫板厚度和板坯厚度获取；

S103：对获取的用户输入的数据判断是否符合要求，若是，则进行根据用户输入的数据初始化，若否，则进行修正，重新获取用户输入的数据；

S104：根据用户输入的数据初始化,并进行判断，若是，则进行结构参数K₁、K₂；偏距e，摆杆总长R_n，推杆长L_n，摆杆长R_i，拉杆长L_i，油缸直径D，拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P值的计算，若否，则重新对用户输入的数据终止角α₂进行修正；

S105：根据逆推求值中的公式对结构参数K₁、K₂；偏距e，摆杆总长R_n，推杆长L_n，摆杆长R_i，拉杆长L_i，油缸直径D，拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P值进行计算；

S106：对计算后的结果进行输出。

进一步，压机结构参数K₁、K₂、e的定义方法为：

将压机层数n实行分段；

对压机结构参数K₁、K₂、e的定义，采用x＝K₁–a和y＝K₂-a计算；

式中，K₁——上铰接中心到上压板下表面之间的距离；

K₂——下铰接中心到下压板上表面之间的距离；

x——上铰接中心到上压板上表面之间的距离；

y——下铰接中心到下压板下表面之间的距离；

a——压板厚度；

e--偏距；

所述x、y和e与压机的层数有关，压机层数不同，受力和结构要求也不相同，层数n越多，压机受力越大，x、y和e取值越大，相反，层数越少，压机受力越小，x、y和e取值减小。

进一步，所述用户给定的压机类型包括对置式新压机同时闭合装置、偏置式旧压机同时闭合装置。

进一步，所述压机开启角α₁、终止角α₂定义方法为：

当压机层数较多时，摆杆较长，摆杆在水平位置上下摆动；压机层数较少时，摆杆摆角α为45°～90°；

摆杆在水平位置上下摆动，向上摆动δ/2角压机完全闭合，向下摆动δ/2角压机完全张开，开启角和终止角为：

α₁＝90°-δ/2

α₂＝90°+δ/2

其中：δ为60°；

开启角α₁的定义中，层数越小，压机重量越轻，开启角α₁取值小；相反，开启角α₁取值大；

所述终止角α₂的定义中，终止角α₂＝90°～120°。

进一步，所述定义相关变量中还定义：补偿油缸外径D＝110mm，Δh＝8mm；偏置式旧压机同时闭合装置修正系数K_R＝1.4；补偿油缸可靠性系数K_F＝1.5；板坯密度为1×10-6kg/mm³；

压机同时闭合装置中每层热压板、板坯和垫板重量之和Q按下式计算：

Q＝Q₁+Q₂+Q₃＝ρ₁V₁+ρ₂V₂+ρ₃V₃

式中：Q——每层热压板、板坯和垫板重量之和，kgf；Q₁——每层热压板重量，kgf；ρ₁——热压板密度，7.8×10^-6kg/mm³；V₁——热压板体积，mm³；Q₂——每层板坯重量，kgf；ρ₂——板坯密度，1×10^-6kg/mm³；V₂——板坯体积，mm³；Q₃——每层垫板重量，kgf；ρ₃——垫板密度，7.85×10^-6kg/mm³；V₃——垫板体积，mm³，

V₁＝c.d.a₁

V₂＝c.d.a₂

V₃＝c.d.a₃

式中：c，d——分别为热压板、板坯及垫板的长和宽，mm；a₁，a₂，a₃——分别为热压板、板坯及垫板的厚度，mm。

进一步，用户给定的压机类型为对置式新压机同时闭合装置时，对用户输入的数据初始化，若R_n≥R'_n，进行对结构参数K₁、K₂；偏距e，摆杆总长R_n，推杆长L_n，摆杆长R_i，拉杆长L_i，油缸直径D，拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P值进行计算；具体逆推求值公式为：

$R_n=\frac{ns(2a+s)}{2\[(a+s){\mathrm{cos\α}}_1-{\mathrm{acos\α}}_2\]},$

$R_n^{\′}=\frac{n(D+\mathrm{\Δ}h)}{2{\mathrm{sin\β}}_{\min }},$

${\mathrm{\β}}_{min}=arcsin\frac{X_{n\mathrm{\α}2}{\mathrm{sin\α}}_2}{L_n},$

R_n≥R'_n,

X_nα2＝na,

$L_n=\sqrt{R_n^2+{\left(na\right)}^2-2{\mathrm{naR}}_n{\mathrm{cos\α}}_2},$

当φ≥90°时,

当φ＜90°时,

$\mathrm{\φ}=arccos\frac{X_{n\mathrm{\φ}}^2+R_n^2-L_n^2}{2X_{n\mathrm{\φ}}{R}_n},$

$\mathrm{\λ}=\frac{R_i}{L_i},$

R_i＝(i/n)R_n,

L_i＝(i/n)L_n,

P＝K_F.F_max；

式中：结构参数K₁、K₂；偏距e；摆杆总长R_n；推杆长L_n；摆杆长R_i；拉杆长L_i；油缸直径D；拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P；

压机同时闭合装置中每层热压板、板坯和垫板重量之和Q按下式计算：

Q＝Q₁+Q₂+Q₃＝ρ₁V₁+ρ₂V₂+ρ₃V₃

式中：Q——每层热压板、板坯和垫板重量之和，kgf；Q₁——每层热压板重量，kgf；ρ₁——热压板密度，7.8×10^-6kg/mm³；V₁——热压板体积，mm³；Q₂——每层板坯重量，kgf；ρ₂——板坯密度，1×10^-6kg/mm³；V₂——板坯体积，mm³；Q₃——每层垫板重量，kgf；ρ₃——垫板密度，7.85×10^-6kg/mm³；V₃——垫板体积，mm³，

V₁＝c.d.a₁

V₂＝c.d.a₂

V₃＝c.d.a₃

式中：c，d——分别为热压板、板坯及垫板的长和宽，mm；a₁，a₂，a₃——分别为热压板、板坯及垫板的厚度，mm。

进一步，用户给定的压机类型为偏置式旧压机同时闭合装置时，对用户输入的数据初始化，若R_n≥R'_n，进行对结构参数K₁、K₂；偏距e，摆杆总长R_n，推杆长L_n，摆杆长R_i，拉杆长L_i，油缸直径D，拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P值进行计算；具体逆推求值公式为：

$R_n=\frac{X_{n\mathrm{\α}1}^2-X_{n\mathrm{\α}2}^2}{2(X_{n\mathrm{\α}1}{\mathrm{cos\α}}_1-X_{n\mathrm{\α}2}{\mathrm{cos\α}}_2)},$

X_nα1＝K₁+(2S+a)+(n-2)(S+a)+K₂，

X_nα2＝K₁+(n-1)a+K₂，

$R_n^{\′}=\frac{K_{R}n(D+\mathrm{\Δ}h)}{2{\mathrm{sin\β}}_{\min }},$

${\mathrm{\β}}_{\min }=arcsin\frac{X_{n\mathrm{\α}2}{\mathrm{sin\α}}_2}{L_n},$

$L_n=\sqrt{X_{n\mathrm{\α}2}^2+R_n^2-2X_{n\mathrm{\α}2}{R}_n{\mathrm{cos\α}}_2},$

当φ≥90°时,

当φ＜90°时,

$\mathrm{\φ}=arccos\frac{X_{n\mathrm{\φ}}^2+R_n^2-L_n^2}{2X_{n\mathrm{\φ}}{R}_n},$

$R_i=\frac{X_{i\mathrm{\α}1}^2-X_{i\mathrm{\φ}}^2}{2\[(X_{i\mathrm{\α}1}{\mathrm{cos\α}}_1-X_{i\mathrm{\φ}}cos\mathrm{\φ})-e({\mathrm{sin\α}}_1-sin\mathrm{\φ})\]},$

X_iα1＝k₁+(s+a/2)+(i-1)(s+a)，

X_iφ＝k₁+(b+a/2)+(i-1)(b+a)，

$\mathrm{\φ}=arccos\frac{X_{n\mathrm{\φ}}^2+R_n^2-L_n^2}{2X_{n\mathrm{\φ}}{R}_n},$

X_nφ＝k₁+(a+2b)+(n-2)(a+b)+k₂，

$L_i=\sqrt{{(X_{i\mathrm{\α}1}-R_i{\mathrm{cos\α}}_1)}^2+{(R_i{\mathrm{sin\α}}_1+e)}^2},$

P＝K_F.F_max，

式中：结构参数K₁、K₂；偏距e；摆杆总长R_n；推杆长L_n；摆杆长R_i；拉杆长L_i；油缸直径D；拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P；

压机同时闭合装置中每层热压板、板坯和垫板重量之和Q按下式计算：

Q＝Q₁+Q₂+Q₃＝ρ₁V₁+ρ₂V₂+ρ₃V₃

式中：Q——每层热压板、板坯和垫板重量之和，kgf；Q₁——每层热压板重量，kgf；ρ₁——热压板密度，7.8×10^-6kg/mm³；V₁——热压板体积，mm³；Q₂——每层板坯重量，kgf；ρ₂——板坯密度，1×10^-6kg/mm³；V₂——板坯体积，mm³；Q₃——每层垫板重量，kgf；ρ₃——垫板密度，7.85×10^-6kg/mm³；V₃——垫板体积，mm³，

V₁＝c.d.a₁

V₂＝c.d.a₂

V₃＝c.d.a₃

式中：c，d——分别为热压板、板坯及垫板的长和宽，mm；a₁，a₂，a₃——分别为热压板、板坯及垫板的厚度，mm。

下面结合具体原理分析对本发明进一步说明。

设计压机同时闭合装置人机界面包括设计用户给定的压机类型、压机层数、热压板长度、宽度、厚度、压机开档、产品厚度、垫板厚度和板坯厚度，所述应用程序语言设计多层压机杠杆式同时闭合装置人机界面中应用VB6.0程序语言；所述多层压机同时闭合装置采用多层压机杠杆式同时闭合装置；所述压机结构参数K₁、K₂、e的确定方法为：

各种压机层数分段：将各种压机层数实行分段。

①纤维板热压机层数n为：6、8、10、12、14层，可将其分段，即：

n≤10；n＞10

②刨花板热压机层数n为：5、10、15层，可将其层数分段，即：

n≤10；n＞10

③胶合板热压机层数n为：5、10、15、20、25、30、40、50层，可将其层数分段，即：

n≤10；10＜n≤25；25＜n≤50

各种压机结构参数K₁、K₂、e的确定表1所示，以下为北京南郊木箱厂等多

表1压机同时闭合装置结构参数

家企业2500吨压机同时闭合装置的结构参数，可看出，压机规格基本相同，同时闭合装置的结构参数K₁、K₂、e也大体相同。

如图2所示：为同时闭合装置上、下铰座简图。

x＝K₁-a (1)

y＝K₂-a (2)

式中，K₁——上铰接中心到上压板下表面之间的距离；

K₂——下铰接中心到下压板上表面之间的距离；

x——上铰接中心到上压板上表面之间的距离；

y——下铰接中心到下压板下表面之间的距离；

a——压板厚度。

以株洲某木材厂同时闭合装置压机为例，层数n＝10的多层压机，压板厚度a＝60mm，结构参数K₁取值为400mm，K₂取值为219mm，偏距e＝120mm。

由式(1)可得：x＝340mm

由式(2)可得：y＝159mm

下面分析x、y和e的影响因素及取值：

①x、y和e与压机的层数有关，压机层数不同，受力和结构要求也不相同。层数n越多，压机受力越大，上、下铰支座结构尺寸要求越大，x、y和e取值越大。相反，层数越少，压机受力越小，上、下铰支座结构尺寸越小，x、y和e取值相应减小，为简化设计，把压机层数分成若干段，来确定x、y和e的取值。

②x、y和e还与板坯重量有关，但由于板坯与压板比较，板坯重量比较小，可以忽略不计。故在设计时只考虑x、y和e与层数的关系。

③考虑到纤维板与刨花板压板厚度相当，为简化设计，此两种压机的参数取相同值；而胶合板比前两者轻，同时考虑到安装等因素，故设计时取值x比纤维板压机小50mm，y比纤维板压机小约40mm。

④充分考虑到了诸多因素的影响，K₁、K₂和e的取值可确定。

因此，人造板多层压机同时闭合装置各结构参数x、y、K₁、K₂和e取值，如

表2参数x、y、K₁、K₂和e的取值

表2所示。

压机开启角α₁、终止角α₂及其它参数的确定

当压机层数较多时，摆杆较长，一般应设计为摆杆在水平位置上下摆动；压机层数较少时，摆杆摆角α大约为45°～90°。

设摆杆在水平位置上下摆动，向上摆动δ/2角压机完全闭合，向下摆动δ/2角压机完全张开，此时开启角和终止角为：

α₁＝90°-δ/2

α₂＝90°+δ/2

根据国外资料角δ大约小于60°(取60°)。

(1)开启角α₁的确定

层数越小，压机重量越轻，开启角α₁取值小；相反，开启角α₁取值大。

(2)终止角α₂的确定

为避免热压过程中拉杆与油箱碰撞，终止角α₂应尽可能小，即接近90°，但容易引起摆杆太长，使压机外廓尺寸大；为减小压机外廓尺寸，终止角α₂不能太小。故终止角α₂＝90°～120°。

多层压机同时闭合装置开启角α₁、终止角α₂取值，如表3。

表3多层压机同时闭合装置开启角α₁、终止角α₂取值

其它参数确定

补偿油缸外径D＝110mm，Δh＝8mm；偏置式同时闭合装置修正系数K_R＝1.4；补偿油缸可靠性系数K_F＝1.5；

一般，热压板采用45钢，其密度为7.8×10-6kg/mm³；板坯密度为1×10-6kg/mm³；垫板采用不锈钢，密度为7.85×10-6kg/mm³。

因此，人造板多层热压机同时闭合装置中每层热压板、板坯和垫板重量之和Q可按下式计算：

Q＝Q₁+Q₂+Q₃＝ρ₁V₁+ρ₂V₂+ρ₃V₃

式中：Q——每层热压板、板坯和垫板重量之和，kgf；

Q₁——每层热压板重量，kgf；ρ₁——热压板密度，7.8×10^-6kg/mm³；V₁——热压板体积，mm³；

Q₂——每层板坯重量，kgf；ρ₂——板坯密度，1×10^-6kg/mm³；V₂——板坯体积，mm³；

Q₃——每层垫板重量，kgf；ρ₃——垫板密度，7.85×10^-6kg/mm³；V₃——垫板体积，mm³。

V₁＝c.d.a₁

V₂＝c.d.a₂

V₃＝c.d.a₃

式中：c，d——分别为热压板、板坯及垫板的长和宽，mm；

a₁，a₂，a₃——分别为热压板、板坯及垫板的厚度，mm。

进一步，对置式新压机同时闭合装置程序设计

偏置式旧压机同时闭合装置程序设计

所述应用VB6.0程序语言设计多层压机杠杆式同时闭合装置的人机界面为多文档界面，所述多文档界面由父窗体和子窗体组成，父窗体MDI窗体为子窗体的容器；子窗体为文档窗口用于显示各自文档；

所述多文档界面的一个应用程序至少包括：只能一个的父窗体MDI窗体和一个或若干个的子窗体，在不同子窗体共用的过程、变量应存放在标准模块中。

所述压机同时闭合装置人机界面设计中用户给定的压机类型包括新、旧压机和纤维板、刨花板和胶合板热压机，

所述压机同时闭合装置人机界面设计还包括提供用户所要求的压机参数，所述用户所要求的压机参数包括摆杆长度、拉杆长度和其它参数。

一种人机界面操作方法为：

文本框内输入数字；

选择压机类型后，程序把正确的层数添加到“层数(n)：”中；

用户从“请输入参数”区输入层数、热压板长度、宽度、厚度参数后，人机界面直接在“输出结果”区自动显示结构参数、油缸直径、拉杆最大受力。

下面结合实施例对本发明进一步说明。

以株洲木材厂干法纤维板车间2500吨压机同时闭合装置(旧压机改造)设计为例。该压机参数如下：层数n＝10层，压板厚度a＝60mm，压机开档s＝150mm，产品厚度4mm，垫板厚度5mm，板坯厚度40mm。应用专家系统在工作界面上“请输入参数”处选择压机类型，即旧压机，纤维板压机；输入相应的参数后，点击“计算”分别计算出“摆杆长度”，“拉杆长度”及“其它参数”，并显示在工作界面上，本发明最大特点在于非常方便、快捷地为用户提供了压机的结构及相关参数，利于设计人员设计。这是以往压机设计人员所采用的试凑法，计算法等方法设计人造板多层压机同时闭合装置时无法比拟的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于VB对多层压机实时自动控制方法，其特征在于，该基于VB对多层压机实时自动控制方法：

定义相关变量：对压机结构参数K₁、K₂、偏距e、压机层数n、压机开启角α₁、终止角α₂的定义；

获取用户输入的数据：对用户给定的压机类型、压机层数n、热压板长度、热压板宽度、热压板厚度a、压机开档s、产品厚度、垫板厚度和板坯厚度获取；

对获取的用户输入的数据判断是否符合要求，若是，则进行根据用户输入的数据初始化，若否，则进行修正，重新获取用户输入的数据；

根据用户输入的数据初始化，按R_n≥R'_n进行判断，若是，则进行结构参数K₁、K₂；偏距e，摆杆总长R_n，推杆长L_n，摆杆长R_i，拉杆长L_i，油缸直径D，拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P值的计算，若否，则重新对用户输入的数据终止角α₂进行修正；

根据逆推求值中的公式对结构参数K₁、K₂；偏距e，摆杆总长R_n，推杆长L_n，摆杆长R_i，拉杆长L_i，油缸直径D，拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P值进行计算；

对计算后的结果进行输出。

2.如权利要求1所述的基于VB对多层压机实时自动控制方法，其特征在于，压机结构参数K₁、K₂、e的定义方法为：

将压机层数n实行分段；

对压机结构参数K₁、K₂、e的定义，采用x＝K₁–a和y＝K₂-a计算；

式中，K₁——上铰接中心到上压板下表面之间的距离；

K₂——下铰接中心到下压板上表面之间的距离；

x——上铰接中心到上压板上表面之间的距离；

y——下铰接中心到下压板下表面之间的距离；

a——压板厚度；

e--偏距；

所述x、y和e与压机的层数有关，压机层数不同，受力和结构要求也不相同，层数n越多，压机受力越大，x、y和e取值越大，相反，层数越少，压机受力越小，x、y和e取值减小。

3.如权利要求1所述的基于VB对多层压机实时自动控制方法，其特征在于，所述用户给定的压机类型包括对置式新压机同时闭合装置、偏置式旧压机同时闭合装置。

4.如权利要求1所述的基于VB对多层压机实时自动控制方法，其特征在于，所述压机开启角α₁、终止角α₂定义方法为：

当压机层数较多时，摆杆较长，摆杆在水平位置上下摆动；压机层数较少时，摆杆摆角α为45°～90°；

摆杆在水平位置上下摆动，向上摆动δ/2角压机完全闭合，向下摆动δ/2角压机完全张开，开启角和终止角为：

α₁＝90°-δ/2

α₂＝90°+δ/2

其中：δ为60°；

开启角α₁的定义中，层数越小，压机重量越轻，开启角α₁取值小；相反，开启角α₁取值大；

所述终止角α₂的定义中，终止角α₂＝90°～120°。

5.如权利要求1所述的基于VB对多层压机实时自动控制方法，其特征在于，所述定义相关变量中还定义：补偿油缸外径D＝110mm，Δh＝8mm；偏置式旧压机同时闭合装置修正系数K_R＝1.4；补偿油缸可靠性系数K_F＝1.5；板坯密度为1×10-6kg/mm³；

压机同时闭合装置中每层热压板、板坯和垫板重量之和Q按下式计算：

Q＝Q₁+Q₂+Q₃＝ρ₁V₁+ρ₂V₂+ρ₃V₃

式中：Q——每层热压板、板坯和垫板重量之和，kgf；Q₁——每层热压板重量，kgf；ρ₁——热压板密度，7.8×10^-6kg/mm³；V₁——热压板体积，mm³；Q₂——每层板坯重量，kgf；ρ₂——板坯密度，1×10^-6kg/mm³；V₂——板坯体积，mm³；Q₃——每层垫板重量，kgf；ρ₃——垫板密度，7.85×10^-6kg/mm³；V₃——垫板体积，mm³，

V₁＝c.d.a₁

V₂＝c.d.a₂

V₃＝c.d.a₃

式中：c，d——分别为热压板、板坯及垫板的长和宽，mm；a₁，a₂，a₃——分别为热压板、板坯及垫板的厚度，mm。

6.如权利要求1所述的基于VB对多层压机实时自动控制方法，其特征在于，用户给定的压机类型为对置式新压机同时闭合装置时，对用户输入的数据初始化，若R_n≥R'_n，进行对结构参数K₁、K₂；偏距e，摆杆总长R_n，推杆长L_n，摆杆长R_i，拉杆长L_i，油缸直径D，拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P值进行计算；具体逆推求值公式为：

$R_n=\frac{ns(2a+s)}{2\[(a+s){\mathrm{cos\α}}_1-a{\mathrm{cos\α}}_2\]},$

$R_n^{\′}=\frac{n(D+\mathrm{\Δ}h)}{2{\mathrm{sin\β}}_{\min }},$

${\mathrm{\β}}_{min}=\arcsin \frac{X_{n\mathrm{\α}2}{\mathrm{sin\α}}_2}{L_n},$

R_n≥R'_n,

X_nα2＝na,

$L_n=\sqrt{R_n^2+{\left(na\right)}^2-2{\mathrm{naR}}_n{\mathrm{cos\α}}_2},$

当φ≥90°时,

当φ＜90°时,

$\mathrm{\φ}=\arccos \frac{X_{n\mathrm{\φ}}^2+R_n^2-L_n^2}{2X_{n\mathrm{\φ}}{R}_n},$

$\mathrm{\λ}=\frac{R_i}{L_i},$

R_i＝(i/n)R_n,

L_i＝(i/n)L_n,

P＝K_F.F_max；

式中：结构参数K₁、K₂；偏距e；摆杆总长R_n；推杆长L_n；摆杆长R_i；拉杆长L_i；油缸直径D；拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P；

压机同时闭合装置中每层热压板、板坯和垫板重量之和Q按下式计算：

Q＝Q₁+Q₂+Q₃＝ρ₁V₁+ρ₂V₂+ρ₃V₃

式中：Q——每层热压板、板坯和垫板重量之和，kgf；Q₁——每层热压板重量，kgf；ρ₁——热压板密度，7.8×10^-6kg/mm³；V₁——热压板体积，mm³；Q₂——每层板坯重量，kgf；ρ₂——板坯密度，1×10^-6kg/mm³；V₂——板坯体积，mm³；Q₃——每层垫板重量，kgf；ρ₃——垫板密度，7.85×10^-6kg/mm³；V₃——垫板体积，mm³，

V₁＝c.d.a₁

V₂＝c.d.a₂

V₃＝c.d.a₃

式中：c，d——分别为热压板、板坯及垫板的长和宽，mm；a₁，a₂，a₃——分别为热压板、板坯及垫板的厚度，mm。

7.如权利要求1所述的基于VB对多层压机实时自动控制方法，其特征在于，用户给定的压机类型为偏置式旧压机同时闭合装置时，对用户输入的数据初始化，若R_n≥R'_n，进行对结构参数K₁、K₂；偏距e，摆杆总长R_n，推杆长L_n，摆杆长R_i，拉杆长L_i，油缸直径D，拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P值进行计算；具体逆推求值公式为：

$R_n=\frac{X_{n\mathrm{\α}1}^2-X_{n\mathrm{\α}2}^2}{2(X_{n\mathrm{\α}1}{\mathrm{cos\α}}_1-X_{n\mathrm{\α}2}{\mathrm{cos\α}}_2)},$

X_nα1＝K₁+(2S+a)+(n-2)(S+a)+K₂，

X_nα2＝K₁+(n-1)a+K₂，

$R_n^{\′}=\frac{K_{R}n(D+\mathrm{\Δ}h)}{2{\mathrm{sin\β}}_{\min }},$

${\mathrm{\β}}_{min}=\arcsin \frac{X_{n\mathrm{\α}2}{\mathrm{sin\α}}_2}{L_n},$

$L_n=\sqrt{X_{n\mathrm{\α}2}^2+R_n^2-2X_{n\mathrm{\α}2}{R}_n{\mathrm{cos\α}}_2},$

当φ≥90°时, $F_{imax}=\frac{{\mathrm{QL}}_i}{4\sqrt{L_i^2-{(R_i+e)}^2}};$

当φ＜90°时, $F_{imax}=\frac{{\mathrm{QL}}_i}{4\sqrt{L_i^2-{(R_i\sin \mathrm{\φ}+e)}^2}};$

$\mathrm{\φ}=\arccos \frac{X_{n\mathrm{\φ}}^2+R_n^2-L_n^2}{2X_{n\mathrm{\φ}}{R}_n},$

$R_i=\frac{X_{i\mathrm{\α}1}^2-X_{i\mathrm{\φ}}^2}{2\[(X_{i\mathrm{\α}1}{\mathrm{cos\α}}_1-X_{i\mathrm{\φ}}cos\mathrm{\φ})-e({\mathrm{sin\α}}_1-sin\mathrm{\φ})\]},$

X_iα1＝k₁+(s+a/2)+(i-1)(s+a)，

X_iφ＝k₁+(b+a/2)+(i-1)(b+a)，

$\mathrm{\φ}=\arccos \frac{X_{n\mathrm{\φ}}^2+R_n^2-L_n^2}{2X_{n\mathrm{\φ}}{R}_n},$

X_nφ＝k₁+(a+2b)+(n-2)(a+b)+k₂，

$L_i=\sqrt{{(X_{i\mathrm{\α}1}-R_i{\mathrm{cos\α}}_1)}^2+{(R_i{\mathrm{sin\α}}_1+e)}^2},$

P＝K_F.F_max，

式中：结构参数K₁、K₂；偏距e；摆杆总长R_n；推杆长L_n；摆杆长R_i；拉杆长L_i；油缸直径D；拉杆最大受力F_max；补偿油缸总作用力P；

压机同时闭合装置中每层热压板、板坯和垫板重量之和Q按下式计算：

Q＝Q₁+Q₂+Q₃＝ρ₁V₁+ρ₂V₂+ρ₃V₃

式中：Q——每层热压板、板坯和垫板重量之和，kgf；Q₁——每层热压板重量，kgf；ρ₁——热压板密度，7.8×10^-6kg/mm³；V₁——热压板体积，mm³；Q₂——每层板坯重量，kgf；ρ₂——板坯密度，1×10^-6kg/mm³；V₂——板坯体积，mm³；Q₃——每层垫板重量，kgf；ρ₃——垫板密度，7.85×10^-6kg/mm³；V₃——垫板体积，mm³，

V₁＝c.d.a₁

V₂＝c.d.a₂

V₃＝c.d.a₃

式中：c，d——分别为热压板、板坯及垫板的长和宽，mm；a₁，a₂，a₃——分别为热压板、板坯及垫板的厚度，mm。