CN109624386B - 500吨四柱液压机伺服控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种500吨四柱液压机伺服控制系统，属于工业设备技术领域。该系统包括PLC、触摸屏、阿托斯伺服阀控制器、油缸位移传感器、无杆腔压力传感器、执行机构、液压站、通讯模块、柱塞油泵和叶片泵；通过设置在油缸内的油缸位移传感器获取油缸位移信号，以及油缸内的无杆腔压力传感器检测油缸无杆腔的压力，从而间接测量压机压力；当压机压力未达到设定值时进行位置控制，根据系统设定位置控制油缸；当压力达到设定值时自动切换到压力控制，以系统设定压力控制油缸；本发明提高了压力机的控制精度和效率，又新增了压力位置控制模式自动切换，且设备增加了一键自动压制，既提高了设备的自动化水平，又减少了工人的劳动强度。

Description

500吨四柱液压机伺服控制系统
技术领域
本发明属于工业设备技术领域，涉及500吨四柱液压机伺服控制系统。
背景技术
随着铝型材深加工产业的高速发展，对压力机的效率越来越高，而原有的压力机控制技术仅靠使用开关逻辑阀控制或混合比例换向阀控制做定位控制，因型材的屈服强度、形状的不同，压制成型后的回弹量也不相同，故压力机的重复定位精度并不高，且现有压力机的点动精度均无法做到定量点动，即点动0.1毫米，故现有方式为升高压头，重新设定压头停止位置，再次压制，直到压制的型材尺寸合格为止，所以压力机的效率比较低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种500吨四柱液压机伺服控制系统，用于提高压力机的效率，提高压力机定位精度和点动精度，减少人力成本。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
500吨四柱液压机伺服控制系统，包括PLC、触摸屏、阿托斯伺服阀控制器、油缸位移传感器、无杆腔压力传感器、执行机构、液压站、通讯模块、柱塞油泵和叶片泵；
所述柱塞油泵包括45KW柱塞油泵和30KW柱塞油泵；所述45KW柱塞油泵负责压头快进、工进、泄压返回动作，30KW柱塞油泵负责供油给阿托斯伺服阀控制器用于压头二次工进、点动升降动作；所述叶片泵为3KW，用于油箱的液压油循环冷却或加热；
所述PLC与通讯模块连接，用于控制阿托斯伺服阀控制器；
所述PLC分别与触摸屏和阿托斯伺服阀控制器数据互联；
所述PLC向液压站发出液压指令，由执行机构完成；通过设置在油缸内的油缸位移传感器获取油缸位移信号，以及油缸内的无杆腔压力传感器检测油缸无杆腔的压力，从而间接测量压机压力；当压机压力未达到设定值时进行位置控制，根据系统设定位置控制油缸；当压力达到设定值时自动切换到压力控制，以系统设定压力控制油缸；
本系统压制动作流程为：快进，工进，直至工件表面30毫米二次工进，定位至设定值停止，点动控制，压头泄压返回；
在所述快进和工进过程中，采用开关逻辑阀控制，此过程中伺服阀关闭使能，并将压头实际位置反馈赋值至伺服阀位置命令，防止在切换至二次工进状态时伺服阀扰动，系统切换到二次工进状态后，进入精确定位控制，定位精度为0.1毫米，压头实际位置到达设定值后，进入点动控制模式，操作人员通过点动上升或点动下降按钮操作压头升降动作，精度达到0.5毫米，点动模式能够通过触摸屏选项跳过，直接进入泄压返回动作，压头返回原点位置，等待下一次压制。
进一步，当压头实际位置等于设定值后，系统进入点动模式，操作人员使用检测工具，测量工件形状与图纸误差，点动压头下降按钮，压头将在原位置再下降0.5毫米后停止，此时点动长度可调整，最小点动距离设置为0.1毫米，操作人员再次检查工件尺寸，选择继续点动下降或跳出点动模式，控制压头返回上限。
进一步，所述PLC为西门子S7-300系列；所述触摸屏为TP700；所述执行机构采用阿托斯DLKZOR-T伺服阀控制低摩擦油缸。
本发明的有益效果在于：本发明提高了压力机的控制精度和效率，又新增了压力位置控制模式自动切换，且设备增加了一键自动压制，既提高了设备的自动化水平，又减少了工人的劳动强度。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明位置控制及压力控制切换示意图；
图2为本发明控制部分构成图；
图3为本发明控制流程图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
本发明硬件部分使用西门子S7-300系列可编程逻辑控制器(Programmable LogicController,PLC)和TP700触摸屏组成，执行机构采用1套阿托斯DLKZOR-T伺服阀控制低摩擦油缸，油缸内置美国MTS高精度位移传感器，其中主油缸内置1个高精度压力传感器，用于检测油缸无杆腔压力，间接测量压机压力；
本发明选择通讯方式控制阿托斯LKZOR-T伺服阀，相较于传统模拟量控制方式更加准确，数据抗干扰性强；
本控制系统主要围绕阿托斯DLKZOR-T伺服阀来进行，同时具备位置控制及压力控制，可无扰切换控制目标，当压力未达到设定值时进行位置控制，根据系统设定位置控制油缸，当压力达到设定值时自动切换到压力控制，以系统设定压力控制油缸，如图1所示。
为控制设备生产成本，本发明保留了原有压机设计的快进、工进、返程，仅在压制过程中使用伺服阀来控制压制精度，即增加二次工进动作，通过此类设计，既可以减速其它环节的动作时间，也可选择流量较低伺服阀，降低采购成本；
本发明压制动作流程为：快进→工进→至工件表面30毫米二次工进→定位至设定值停止→点动控制→压头泄压返回。
快进、工进过程中，采用开关逻辑阀控制，此过程中伺服阀关闭使能，并将压头实际位置反馈赋值至伺服阀位置命令，可防止在切换至二次工进状态时伺服阀扰动，系统切换到二次工进状态后，进入精确定位控制，定位精度为0.1毫米，压头实际位置到达设定值后，进入点动控制模式，操作人员可通过点动上升或点动下降按钮操作压头升降动作，精度可达到0.5毫米，点动模式可通过触摸屏选项跳过，直接进入泄压返回动作，压头返回原点位置，等待下一次压制；
点动模式：当压头实际位置等于设定值后，系统进入点动模式，操作人员使用检测工具，测量工件形状与图纸误差，点动压头下降按钮，压头将在原位置再下降0.5毫米后停止(此处点动长度可调整，最小点动距离可设置为0.1毫米)，操作人员再次检查工件尺寸，选择继续点动下降或跳出点动模式，控制压头返回上限。
本发明由2个柱塞油泵和1个叶片泵构成，其中45KW柱塞油泵负责压头快进、工进、泄压返回动作，30KW柱塞油泵负责供油给阿托斯比例伺服阀用于压头二次工进、点动升降动作，3KW的叶片泵用于油箱的液压油循环冷却或加热；
本发明PLC选择为西门子313C-2DP，人机界面为西门子精致屏系列中的TP700触摸屏，控制构成如图2所示。
本发明控制流程图如图3所示。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (1)

1.500吨四柱液压机伺服控制系统，其特征在于：包括PLC、触摸屏、阿托斯伺服阀控制器、油缸位移传感器、无杆腔压力传感器、执行机构、液压站、通讯模块、柱塞油泵和叶片泵；
所述柱塞油泵包括45KW柱塞油泵和30KW柱塞油泵；所述45KW柱塞油泵负责压头快进、工进、泄压返回动作，30KW柱塞油泵负责供油给阿托斯伺服阀控制器用于压头二次工进、点动升降动作；所述叶片泵为3KW，用于油箱的液压油循环冷却或加热；
所述PLC与通讯模块连接，用于控制阿托斯伺服阀控制器；
所述PLC分别与触摸屏和阿托斯伺服阀控制器数据互联；
所述PLC向液压站发出液压指令，由执行机构完成；通过设置在油缸内的油缸位移传感器获取油缸位移信号，以及油缸内的无杆腔压力传感器检测油缸无杆腔的压力，从而间接测量压机压力；当压机压力未达到设定值时进行位置控制，根据系统设定位置控制油缸；当压力达到设定值时自动切换到压力控制，以系统设定压力控制油缸；
本系统压制动作流程为：快进，工进，直至工件表面30毫米二次工进，定位至设定值停止，点动控制，压头泄压返回；
在所述快进和工进过程中，采用开关逻辑阀控制，此过程中伺服阀关闭使能，并将压头实际位置反馈赋值至伺服阀位置命令，防止在切换至二次工进状态时伺服阀扰动，系统切换到二次工进状态后，进入精确定位控制，定位精度为0.1毫米，压头实际位置到达设定值后，进入点动控制模式，操作人员通过点动上升或点动下降按钮操作压头升降动作，精度达到0.5毫米，点动模式能够通过触摸屏选项跳过，直接进入泄压返回动作，压头返回原点位置，等待下一次压制；
所述点动模式为：当压头实际位置等于设定值后，系统进入点动模式，操作人员使用检测工具，测量工件形状与图纸误差，点动压头下降按钮，压头将在原位置再下降0.5毫米后停止，此时点动长度可调整，最小点动距离设置为0.1毫米，操作人员再次检查工件尺寸，选择继续点动下降或跳出点动模式，控制压头返回上限；
所述PLC为西门子S7-300系列；所述触摸屏为TP700；所述执行机构采用阿托斯DLKZOR-T伺服阀控制低摩擦油缸。
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