CN110027243B - 一种基于复合材料压机的主动调平电气控制系统 - Google Patents
一种基于复合材料压机的主动调平电气控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于复合材料压机的主动调平电气控制系统，属于复合材料压机技术领域，其特征在于：包括：用于检测复合材料压机滑块位移的位移传感器A；用于检测复合材料压机滑块压力的压力传感器A；用于控制复合材料压机滑块动作的高频响应伺服阀A和开关阀A；用于检测四角调平缸位移的位移传感器B；用于检测四角调平缸压力的压力传感器B；用于控制四角调平缸动作的高频响应伺服阀B；通过高频响应伺服阀A和开关阀A控制复合材料压机动作的PLC。本发明改进了被动调平系统的调平方式，由原来的运动控制器控制四角调平缸被动排油退回变为调平缸的主动退回。使得响应更快，追随性更好，调平精度更加精准，并且控制方式更加多样。
Description
技术领域
本发明属于复合材料压机技术领域，特别是涉及到一种基于复合材料压机的主动调平电气控制系统。
背景技术
随着汽车、高铁、地铁、卫浴等行业新材料技术的不断更新，复合材料产品凭借自身的高强度、高韧性、耐腐蚀、低重量、低成本，迅速成为钢材制件的理想替代品。
但在复合材料产品的生产过程中，普遍存在模具放料不均匀的状况。从而导致在产品成型过程中存在较大的不规则应力，这对复合材料压机和模具的精度有了更高的要求。传统被动调平系统虽然能改善产品在成型瞬间受力不均的问题，但是被动调平系统不能保证产品在整个成型及脱模过程中受力均匀，从而降低了产品成型的合格率，导致部分产品有裂纹，边缘部分还存在薄厚不均匀的问题。所以在整个复合材料制品成型过程中，提供稳定的调平力并且能够在整个行程中提供稳定的调平就显得尤为重要。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供了一种基于复合材料压机的主动调平电气控制系统，该基于复合材料压机的主动调平电气控制系统由PLC和运动控制器通过以太网进行连接相互配合，由PLC进行指令发送，同时接收位移传感器实时位置反馈信息和压力传感器的压力反馈信息，经过运动控制器进行计算，最终由高频响应伺服阀进行主动输出，从而实现四角调平缸对滑块的位置调平和力控调平，完成整个行程的主动调平。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种基于复合材料压机的主动调平电气控制系统，至少包括：
用于检测复合材料压机滑块位移的位移传感器A；
用于检测复合材料压机滑块压力的压力传感器A；
用于控制复合材料压机滑块动作的高频响应伺服阀A和开关阀A；
用于检测四角调平缸位移的位移传感器B；
用于检测四角调平缸压力的压力传感器B；
用于控制四角调平缸动作的高频响应伺服阀B；
通过高频响应伺服阀A和开关阀A控制复合材料压机动作的PLC；所述PLC接收位移传感器A、压力传感器A的实时数据，并通过高频响应伺服阀A和开关阀A调节滑块的位置、压力和速度；
通过高频响应伺服阀B控制四角调平缸的运动控制器；所述运动控制器接收位移传感器B、压力传感器B的实时数据，并通过高频响应伺服阀B调节四角调平缸的位置、压力、和速度；
用于进行人机对话的主控工控机；
所述运动控制器与PLC进行数据交互，所述PLC与主控工控机进行数据交互，运动控制器通过对四角调平缸的闭环控制不断对滑块进行调整，实现对整个压机的全行程主动调平。
进一步：所述PLC的I/O端口与上述位移传感器A、压力传感器A、高频响应伺服阀A、开关阀A电连接。
进一步：所述运动控制器的I/O端口与上述位移传感器B、压力传感器B、高频响应伺服阀B电连接。
本发明具有的优点和积极效果是：
通过采用上述技术方案，本发明改进了被动调平系统的调平方式，由原来的运动控制器控制四角调平缸被动排油退回变为调平缸的主动退回。主动退回的优势在于调平缸的响应更快，追随性更好，调平精度更加精准，并且控制方式更加多样。不同于被动调平系统的是，主动调平控制系统创新式的引入了力控调平方式。力控调平在产品的成型过程中及保压定型过程中不仅可以保证四角调平缸处于相同的水平位置，还能够通过四角调平缸输出不同的调平力矩并保持输出合力稳定，从而实时的调整滑块的偏载，这样可使生产出的产品具有很好的均匀度和极高的精度，有效的提高了产品的良品率。
附图说明：
图1是本发明优选实施例的结构框图；
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如图1所示，本发明公开了一种基于复合材料压机的主动调平电气控制系统，包括有总控工控机、PLC、运动控制器、滑块位移传感器及压力传感器、四角调平缸位移传感器及压力传感器、滑块高频响应伺服阀及开关阀、四角调平缸高频响应伺服阀。
其中：主控工控机负责压机的位置和压力实时显示，并同时进行系统的参数设定。PLC一方面接收压机滑块位置和压力的实时反馈，并通过实时控制滑块高频响应伺服阀和开关阀调节滑块的位置、压力和速度。另一方面将控制指令实时发送给运动控制器，运动控制器接收到四角调平缸位置和压力的实时反馈，通过控制四角调平缸的高频响应伺服阀调节四角调平缸的位置、压力、和速度。同时运动控制器实时配合PLC，通过对四角调平缸的闭环控制不断对滑块进行调整，实现对整个压机的全行程主动调平。
上述优选实施例的具体工作原理为：
S1、PLC给运动控制器发送指令，运动控制器指挥四角调平缸同步到达初始调平位置。
S2、PLC控制滑块快速下行，到达初始调平位置前开始减速，同时运动控制器控制四角调平缸开始主动退回。在调平缸的下降过程中，滑块会以略大于调平缸的速度与调平缸进行紧密接触。此时运动控制器会不断的发出指令调整四角调平缸，保证四角调平缸以相同的速度和位置进行主动退回，从而调整滑块空载姿态，实现滑块的空载位置调平。
S3、当滑块下行过程中即将遇到模具料片时，运动控制器给四角调平缸发送指令，变换四角调平的调平方式，由单纯的位置调平转换成位置和力控相结合的调平方式。四角调平缸由主动退回迅速变换为主动顶出，并提供顶出合力。当滑块遇到料片负载时，由于料片的敷设不均匀，会导致滑块产生一定的偏载和不规则应力，单纯的调节滑块位置很难抵消偏载产生的不规则应力。而四角调平缸主动顶出并提供调平力，可以迅速调整滑块在带载时的姿态，抵消滑块偏载产生的不规则应力，实现料片成型时的位置调平和力控调平。
S4、当滑块迅速上压，模具合模完成后，四角调平缸会维持当前的主动顶出状态，并保证四角调平缸位置保持同步并输出稳定的合力，持续调整滑块的姿态，保证滑块的水平精度，从而实现保压过程内的力控调平。
S5、滑块泄压时，运动控制器控制四角调平缸退出力控调平状态，并维持当前位置不变。滑块泄压完成后，四角调平缸再次转换为位置调平方式，主动顶出，同步微速脱模。脱模过程中，运动控制器可以对四角脱模缸的位置迅速进行调整，维持四角脱模缸始终处于同样的位置，并以同样的速度持续顶出，从而实现脱模过程中的位置调平。
S6、脱模结束后，四角调平缸增加顶起速度，快速顶起到初始调平位置，滑块同时迅速回程到停止位置，调平过程结束。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (3)
1.一种基于复合材料压机的主动调平方法，其特征在于：基于复合材料压机的主动调平电气控制系统至少包括：
用于检测复合材料压机滑块位移的位移传感器A；
用于检测复合材料压机滑块压力的压力传感器A；
用于控制复合材料压机滑块动作的高频响应伺服阀A和开关阀A；
用于检测四角调平缸位移的位移传感器B；
用于检测四角调平缸压力的压力传感器B；
用于控制四角调平缸动作的高频响应伺服阀B；
通过高频响应伺服阀A和开关阀A控制复合材料压机动作的PLC；所述PLC接收位移传感器A、压力传感器A的实时数据，并通过高频响应伺服阀A和开关阀A调节滑块的位置、压力和速度；
通过高频响应伺服阀B控制四角调平缸的运动控制器；所述运动控制器接收位移传感器B、压力传感器B的实时数据，并通过高频响应伺服阀B调节四角调平缸的位置、压力、和速度；
用于进行人机对话的主控工控机；
所述运动控制器与PLC进行数据交互，所述PLC与主控工控机进行数据交互，运动控制器通过对四角调平缸的闭环控制不断对滑块进行调整，实现对整个压机的全行程主动调平；
所述主动调平电气控制系统的主动调平方法为：
S1、PLC给运动控制器发送指令，运动控制器指挥四角调平缸同步到达初始调平位置；
S2、PLC控制滑块快速下行，到达初始调平位置前开始减速，同时运动控制器控制四角调平缸开始主动退回；在调平缸的下降过程中，滑块会以大于调平缸的速度与调平缸进行接触，此时运动控制器不断的发出指令调整四角调平缸，保证四角调平缸以相同的速度和位置进行主动退回，从而调整滑块空载姿态，实现滑块的空载位置调平；
S3、当滑块下行过程中即将遇到模具料片时，运动控制器给四角调平缸发送指令，变换四角调平的调平方式，由位置调平转换成位置和力控相结合的调平方式，四角调平缸由主动退回迅速变换为主动顶出，并提供顶出合力，当滑块遇到料片负载时，料片的敷设不均匀，进而导致滑块产生偏载和不规则应力，四角调平缸主动顶出并提供调平力，调整滑块在带载时的姿态，抵消滑块偏载产生的不规则应力，实现料片成型时的位置调平和力控调平；
S4、当滑块上压，模具合模完成后，四角调平缸会维持当前的主动顶出状态，并保证四角调平缸位置保持同步并输出稳定的合力，持续调整滑块的姿态，保证滑块的水平精度，从而实现保压过程内的力控调平；
S5、滑块泄压时，运动控制器控制四角调平缸退出力控调平状态，并维持当前位置不变；滑块泄压完成后，四角调平缸再次转换为位置调平方式，主动顶出，同步脱模；脱模过程中，运动控制器对四角脱模缸的位置进行调整，维持四角脱模缸始终处于同样的位置，并以同样的速度持续顶出，从而实现脱模过程中的位置调平；
S6、脱模结束后，四角调平缸增加顶起速度，快速顶起到初始调平位置，滑块同时回程到停止位置，调平过程结束。
2.根据权利要求1所述基于复合材料压机的主动调平方法，其特征在于：所述PLC的I/O端口与上述位移传感器A、压力传感器A、高频响应伺服阀A、开关阀A电连接。
3.根据权利要求1所述基于复合材料压机的主动调平方法，其特征在于：所述运动控制器的I/O端口与上述位移传感器B、压力传感器B、高频响应伺服阀B电连接。
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