CN112594234B - 实现多种流量范围切换的调平控制系统结构及使用方法 - Google Patents
实现多种流量范围切换的调平控制系统结构及使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提出实现多种流量范围切换的调平控制系统结构,用于压机的压力输出端滑块的调平,所述滑块的各角端下方处各设有一个由恒压油源提供动力的调平单元;所述调平单元均以安装有位移传感器的调平缸与滑块角端相接触;调平缸的有杆腔与第一压力传感器相连,无杆腔与第二压力传感器相连;所述调平缸的出油油路与控制阀组相连,以进行多种流量范围的切换来满足系统多工况下的不同流量需求,通过提升各调平单元调平缸的位置同步控制精度来保证滑块下落时的滑块水平度;本发明能精确匹配多种工况下的流量需求,从而提高了调平系统流量控制的精确性。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料生产设备技术领域,尤其是实现多种流量范围切换的调平控制系统结构及使用方法。
背景技术
复合材料压机是模压成型工艺的重要装备,在其压制成型过程中,滑块时常受偏载力的作用而产生不同程度的倾斜,会造成制品精度低、加剧模具磨损等不好影响。四角动态调平控制系统是高端复合材料压机的重要组成部分,能有效实现调平缸位置同步控制,用来消除滑块的倾斜,使滑块平行下落,保证模具的准确开合,改善各构件的受力情况,从而提高产品的精度,减少模具磨损,在一定程度上延长模具的使用寿命,是衡量高端复合材料压机制造水平的关键技术之一。
调平系统主要是通过四个液压调平缸对滑块进行位置控制,实现预加速过程、动态调平过程、开模过程等工艺动作。每个调平缸都由伺服阀控制,由于复合材料压机有着大吨位的特点和调平过程中的调平行程短、速度快,所以调平缸的进出油要满足大流量的需求,需要使用大流量的伺服阀。但在不同的工况下,调平缸所需的流量也不同,如调平系统在精确调平时,则调平缸需要小流量控制,所以调平缸所需的流量范围较广,这对伺服阀的流量适用性有着更高的要求。目前大多数调平系统都采用一个大流量伺服阀来进行调平缸的流量控制,虽然能满足调平缸的大流量需求,但还存在以下几点不足:
(1)调平系统需使用大流量伺服阀,增加了控制阀成本,且动态响应速度较慢。调平系统需要根据最大流量工况选择相应的大流量伺服阀,满足调平缸大流量进出油的需求;而伺服阀的流量范围越大,其相应的价格也越高,同时其频率响应相对较慢,进而使整个系统的动态响应速度也变慢。
(2)使用一个大流量伺服阀对调平缸流量控制的方法,调平系统无法实现多种工况下的调平缸流量的精细控制。由于大流量伺服阀的流量增益大,只能实现在大流量需求工况下的调平缸流量的精细控制,在小流量需求的工况下,则无法实现调平缸流量的精细控制,所以调平系统不能精确匹配多种工况下的流量需求。
(3)若通过并联两个不同通径的伺服阀替代大流量伺服阀的方式对调平系统进行流量控制,虽能实现两种流量范围的切换,使调平系统在微小流量工况下能用小的流量范围对调平缸流量进行精细控制,但会产生大通径伺服阀因本身固有的零漂、温漂、滞环等因素对小通径伺服阀产生流量干扰的问题,调平系统的控制精度并没有得到提升。
发明内容
本发明提出实现多种流量范围切换的调平控制系统结构及使用方法,能精确匹配多种工况下的流量需求,从而提高了调平系统流量控制的精确性。
本发明采用以下技术方案。
实现多种流量范围切换的调平控制系统结构,用于压机的压力输出端滑块的调平,所述滑块(1)的各角端下方处各设有一个由恒压油源提供动力的调平单元;所述调平单元均以安装有位移传感器(2)的调平缸(4)与滑块角端相接触;调平缸的有杆腔与第一压力传感器(3)相连,无杆腔与第二压力传感器(5)相连;所述调平缸进油端通过进出油切换阀(6)与恒压油源相连,回油端通过进出油切换阀(6)与控制阀组相连,以进行多种流量范围的切换来满足系统多工况下的不同流量需求,通过提升各调平单元调平缸的位置同步控制精度来保证滑块下落时的滑块水平度。
所述滑块有四个角端;所述调平单元的数量为四个;所述控制阀组包括第一控制阀(7)、第一流量切换阀(8)、液控单向阀(9)、第二控制阀(10)、第二流量切换阀(11);
第一控制阀的第一工作口与进出油切换阀的回油口相连,回油口与油箱相连;
第二控制阀的第一工作口通过液控单向阀与进出油切换阀的回油口相连,第二控制阀的回油口与油箱相连;
第一控制阀的第一工作口通过第一流量切换阀与第一控制阀的进油口相连,第一控制阀的第二工作口与第一控制阀的回油口相连;
第二控制阀的第一工作口通过第二流量切换阀与第二控制阀的进油口相连,第二控制阀的第二工作口与第二控制阀的回油口相连;
第一流量切换阀的进油口与第一控制阀的第一工作口相连、出油口与第一控制阀的进油口相连;
第二流量切换阀的进油口与第二控制阀的第一工作口相连、出油口与第二控制阀的进油口相连。
所述第一控制阀、第二控制阀均与液控单向阀连通;
所述液控单向阀的进油口与第二控制阀的第一工作口相连,出油口与第一控制阀的第一工作口相连,控制油口与第一控制阀的进油口相连。
当所述调平控制系统处于双倍流量调节工况时,所述第一控制阀处于第一工作口通回油口、第二工作口通进油口的状态时,第二控制阀处于第一工作口通回油口、第二工作口通进油口的状态。
所述第一控制阀、第二控制阀的工作模式均包括双倍流量模式或常规流量模式;当所述调平控制系统对第一控制阀、第二控制阀的工作模式进行控制以形成不同的工作模式组合时,可使调平控制系统的工况适配于不同的流量。
所述第一控制阀的工作模式可通过第一流量切换阀的启闭来切换;所述第二控制阀的工作模式可通过第二流量切换阀的启闭来切换。
所述第一流量切换阀开启时,液控单向阀的控制油口连接到高压油,液控单向阀对反向液流不起截止作用,第二控制阀10工作于常规流量模式;当第一流量切换阀关闭时,液控单向阀的控制油口连接到油箱,液控单向阀对反向液流起截止作用以避免第二控制阀对第一控制阀产生流量干扰。
以上所述的实现多种流量范围切换的调平控制系统结构,各调平单元中控制阀组的第一控制阀、第二控制阀、第一流量切换阀、第二流量切换阀、液控单向阀的使用方法如下:
控制阀组中的第一控制阀的通径小于第二控制阀,调平系统通过控制第一控制阀、第二控制阀、第一流量切换阀、第二流量切换阀、液控单向阀产生四种不同的流量范围Q1、Q2、Q3、Q4,这四种流量范围满足:0<Q1<Q2<Q3<Q4关系,设在对滑块姿态进行调平时,调平系统所需的流量为Q,
若0<Q<Q1 ,则调平系统流量由第一控制阀控制,且第一流量切换阀为关闭状态,液控单向阀对反向液流起截止作用,第一控制阀工作在常规流量模式下;
若Q1<Q<Q2 ,则调平系统流量由第一控制阀控制,且第一流量切换阀为开启状态,液控单向阀对反向液流不起截止作用,第一控制阀工作在双倍流量模式下;
若Q2<Q<Q3 ,则调平系统流量由第一控制阀和第二控制阀组合控制,且第一流量切换阀为开启状态,液控单向阀对反向液流不起截止作用,第一控制阀工作在双倍流量模式下,第二流量切换阀为关闭状态,第二控制阀工作在常规流量模式下;
若Q3<Q<Q4 ,则调平系统流量由第一控制阀和第二控制阀组合控制,且第一流量切换阀为开启状态,液控单向阀对反向液流不起截止作用,第一控制阀工作在双倍流量模式下,第二流量切换阀为开启状态,第二控制阀工作在双倍流量模式下。
所述使用方法还包括控制器;所述的位移传感器与调平缸活塞杆刚性连接用于检测调平缸的位移信号;第一压力传感器与调平缸有杆腔通过油管连接,用于检测调平缸的有杆腔的压力信号;第二压力传感器与调平缸无杆腔通过油管连接,用于检测调平缸的无杆腔的压力信号;
所述控制器与位移传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第一控制阀、第二控制阀、第一流量切换阀、第二流量切换阀电气方式连接以获取各传感器传送的相关信号,对其进行计算处理,以通过对各阀的控制方法来使四个调平缸执行相应动作。
所述压机为复合材料压机;所述第一控制阀、第二控制阀为伺服阀,在压机调平作业中的控制方法如下:
步骤一:在初始阶段;当动态调平循环开始时,整个动态调平控制系统处于待机的状态,四个调平缸活塞杆处于最高位置,等待复合材料压机滑块的下行;
步骤二:在预加速阶段;控制器控制四个进出油切换阀处于P口通A口、T口通B口的工作位,使恒压油源对四个调平缸4有杆腔供油,让四个调平缸有杆腔保持恒压;滑块以速度V1下落,控制器通过控制第一控制阀、第二控制阀和第一流量切换阀、第二流量切换阀、液控单向阀,使四个调平缸的活塞杆以速度V2同步下落;
步骤三:在动态调平阶段;控制器给定四个调平缸无杆腔的基础压力,四个第二压力传感器实时检测四个调平缸无杆腔的压力并传送至控制器,四个位移传感器实时检测四个调平缸的活塞杆位移S1、S2、S3、S4并传送至控制器,控制器计算出四个调平缸的位移平均值S5作为虚拟轴,接着计算出四个调平缸的位移与虚拟轴S5的位移差ΔS1、ΔS2、ΔS3、ΔS4,将位移差转化成压力补偿值,压力补偿值与基础压力相加就得到目标压力值,所述控制器根据接收的压力信息计算各调平缸无杆腔的实际压力值与目标压力值的差,控制四个调平单元的第一控制阀、第二控制阀和第一流量切换阀、第二流量切换阀、液控单向阀, 如此反复,直到四个调平缸位移与虚拟轴S5的位移差ΔS1、ΔS2、ΔS3、ΔS4都小于精度要求ΔS,则完成调平缸的位置同步控制,使滑块平行下落;
步骤四:在开模阶段;控制器控制四个进出油切换阀处于P口通B口、T口通A口的工作位,使恒压油源对四个调平缸无杆腔供油,让四个调平缸无杆腔保持恒压;通过控制四个调平单元的第一控制阀、第二控制阀和第一流量切换阀、第二流量切换阀、液控单向阀使四个调平缸活塞杆推动滑块以速度V3同时上升,其同步控制方法与步骤三的动态调平阶段一样;
在步骤二中预加速阶段,各调平缸的活塞杆下降速度V2应略小于滑块的下降速度V1,以保证其既能够在指定位置接触,同时又避免在接触时刻产生过大的冲击。
本发明具备的有益效果是:
(1)调平系统中的伺服阀使用一种倍流量连接结构,实现流量增倍的功能,满足了大吨位压机调平系统大流量要求的同时降低了成本。伺服阀的倍流量连接结构是将伺服阀A口与P口接相连、B口与T口相连,当伺服阀处于A口与T口接通、B口与T口接通的工作位时实现双通道的出油。通过上述结构,使用较小流量伺服阀即可满足调平系统较大流量的需求,降低了调平系统控制阀的成本;同时小流量伺服阀的频率响应更快,可进一步提高系统的动态响应速度。
(2)调平系统通过并联两个不同通径的伺服阀且在每个伺服阀上设置流量切换阀的方式进行流量控制,实现多种流量范围切换的功能。流量切换阀设置在伺服阀A口与P口外部连接通道上,当处于开启状态时,伺服阀工作在双倍流量模式下;处于关闭状态时,伺服阀工作在常规模式下。调平系统根据调平缸不同的流量需求,控制两个伺服阀和流量切换阀处于不同的工作位,可产生四种不同的流量组合,从而实现多种流量范围的切换。通过上述方式,可使调平系统具有更广的适用性,通过选择合适的流量范围,可实现多工况下的高精度调平控制。
(3)调平系统采用设置液控单向阀的方式,避免了在微小流量工况下大流量伺服阀对小流量伺服阀的流量干扰。液控单向阀设置在两伺服阀之间,其控制油口连接到小流量伺服阀的进油口,在微小流量工况下,小流量伺服阀对应的流量切换阀关闭,液控单向阀的控制油口连接到油箱,液控单向阀对反向液流起截止作用且密封性好,防止大流量伺服阀因本身固有的零漂、温漂、滞环等对小流量伺服阀产生流量干扰。通过上述方式,可进一步提高调平系统在微小流量工况下的控制精度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明:
附图1是本发明的原理示意图;
图中:1-滑块;2-位移传感器;3-第一压力传感器;4-调平缸;5-第二压力传感器;6-进出油切换阀;7-第一控制阀;8-第一流量切换阀;9-液控单向阀;10-第二控制阀;11-第二流量切换阀;12-恒压油源;13-油箱。
具体实施方式
如图所示,实现多种流量范围切换的调平控制系统结构,用于压机的压力输出端滑块的调平,所述滑块1的各角端下方处各设有一个由恒压油源12提供动力的调平单元;所述调平单元均以安装有位移传感器2的调平缸4与滑块角端相接触;调平缸的有杆腔与第一压力传感器3相连,无杆腔与第二压力传感器5相连;所述调平缸进油端通过进出油切换阀6与恒压油源相连,回油端通过进出油切换阀6与控制阀组相连,以进行多种流量范围的切换来满足系统多工况下的不同流量需求,通过提升各调平单元调平缸的位置同步控制精度来保证滑块下落时的滑块水平度。
所述滑块有四个角端;所述调平单元的数量为四个;所述控制阀组包括第一控制阀7、第一流量切换阀8、液控单向阀9、第二控制阀10、第二流量切换阀11;
第一控制阀的第一工作口与进出油切换阀的回油口相连,回油口与油箱相连;
第二控制阀的第一工作口通过液控单向阀与进出油切换阀的回油口相连,第二控制阀的回油口与油箱相连;
第一控制阀的第一工作口通过第一流量切换阀与第一控制阀的进油口相连,第一控制阀的第二工作口与第一控制阀的回油口相连;
第二控制阀的第一工作口通过第二流量切换阀与第二控制阀的进油口相连,第二控制阀的第二工作口与第二控制阀的回油口相连;
第一流量切换阀的进油口与第一控制阀的第一工作口相连、出油口与第一控制阀的进油口相连;
第二流量切换阀的进油口与第二控制阀的第一工作口相连、出油口与第二控制阀的进油口相连。
所述第一控制阀、第二控制阀均与液控单向阀连通;
所述液控单向阀的进油口与第二控制阀的第一工作口相连,出油口与第一控制阀的第一工作口相连,控制油口与第一控制阀的进油口相连。
当所述调平控制系统处于双倍流量调节工况时,所述第一控制阀处于第一工作口通回油口、第二工作口通进油口的状态时,第二控制阀处于第一工作口通回油口、第二工作口通进油口的状态。
所述第一控制阀、第二控制阀的工作模式均包括双倍流量模式或常规流量模式;当所述调平控制系统对第一控制阀、第二控制阀的工作模式进行控制以形成不同的工作模式组合时,可使调平控制系统的工况适配于不同的流量。
所述第一控制阀的工作模式可通过第一流量切换阀的启闭来切换;所述第二控制阀的工作模式可通过第二流量切换阀的启闭来切换。
所述第一流量切换阀开启时,液控单向阀的控制油口连接到高压油,液控单向阀对反向液流不起截止作用,第二控制阀10工作于常规流量模式;当第一流量切换阀关闭时,液控单向阀的控制油口连接到油箱13,液控单向阀对反向液流起截止作用以避免第二控制阀对第一控制阀产生流量干扰。
以上所述的实现多种流量范围切换的调平控制系统结构,各调平单元中控制阀组的第一控制阀、第二控制阀、第一流量切换阀、第二流量切换阀、液控单向阀的使用方法如下:
控制阀组中的第一控制阀的通径小于第二控制阀,调平系统通过控制第一控制阀、第二控制阀、第一流量切换阀、第二流量切换阀、液控单向阀产生四种不同的流量范围Q1、Q2、Q3、Q4,这四种流量范围满足:0<Q1<Q2<Q3<Q4关系,设在对滑块姿态进行调平时,调平系统所需的流量为Q,
若0<Q<Q1 ,则调平系统流量由第一控制阀控制,且第一流量切换阀为关闭状态,液控单向阀对反向液流起截止作用,第一控制阀工作在常规流量模式下;
若Q1<Q<Q2 ,则调平系统流量由第一控制阀控制,且第一流量切换阀为开启状态,液控单向阀对反向液流不起截止作用,第一控制阀工作在双倍流量模式下;
若Q2<Q<Q3 ,则调平系统流量由第一控制阀和第二控制阀组合控制,且第一流量切换阀为开启状态,液控单向阀对反向液流不起截止作用,第一控制阀工作在双倍流量模式下,第二流量切换阀为关闭状态,第二控制阀工作在常规流量模式下;
若Q3<Q<Q4 ,则调平系统流量由第一控制阀和第二控制阀组合控制,且第一流量切换阀为开启状态,液控单向阀对反向液流不起截止作用,第一控制阀工作在双倍流量模式下,第二流量切换阀为开启状态,第二控制阀工作在双倍流量模式下。
所述使用方法还包括控制器;所述的位移传感器与调平缸活塞杆刚性连接用于检测调平缸的位移信号;第一压力传感器与调平缸有杆腔通过油管连接,用于检测调平缸的有杆腔的压力信号;第二压力传感器与调平缸无杆腔通过油管连接,用于检测调平缸的无杆腔的压力信号;
所述控制器与位移传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第一控制阀、第二控制阀、第一流量切换阀、第二流量切换阀电气方式连接以获取各传感器传送的相关信号,对其进行计算处理,以通过对各阀的控制方法来使四个调平缸执行相应动作。
所述压机为复合材料压机;所述第一控制阀、第二控制阀为伺服阀,在压机调平作业中的控制方法如下:
步骤一:在初始阶段;当动态调平循环开始时,整个动态调平控制系统处于待机的状态,四个调平缸活塞杆处于最高位置,等待复合材料压机滑块的下行;
步骤二:在预加速阶段;控制器控制四个进出油切换阀处于P口通A口、T口通B口的工作位,使恒压油源对四个调平缸4有杆腔供油,让四个调平缸有杆腔保持恒压;滑块以速度V1下落,控制器通过控制第一控制阀、第二控制阀和第一流量切换阀、第二流量切换阀、液控单向阀,使四个调平缸的活塞杆以速度V2同步下落;
步骤三:在动态调平阶段;控制器给定四个调平缸无杆腔的基础压力,四个第二压力传感器实时检测四个调平缸无杆腔的压力并传送至控制器,四个位移传感器实时检测四个调平缸的活塞杆位移S1、S2、S3、S4并传送至控制器,控制器计算出四个调平缸的位移平均值S5作为虚拟轴,接着计算出四个调平缸的位移与虚拟轴S5的位移差ΔS1、ΔS2、ΔS3、ΔS4,将位移差转化成压力补偿值,压力补偿值与基础压力相加就得到目标压力值,所述控制器根据接收的压力信息计算各调平缸无杆腔的实际压力值与目标压力值的差,控制四个调平单元的第一控制阀、第二控制阀和第一流量切换阀、第二流量切换阀、液控单向阀, 如此反复,直到四个调平缸位移与虚拟轴S5的位移差ΔS1、ΔS2、ΔS3、ΔS4都小于精度要求ΔS,则完成调平缸的位置同步控制,使滑块平行下落;
步骤四:在开模阶段;控制器控制四个进出油切换阀处于P口通B口、T口通A口的工作位,使恒压油源对四个调平缸无杆腔供油,让四个调平缸无杆腔保持恒压;通过控制四个调平单元的第一控制阀、第二控制阀和第一流量切换阀、第二流量切换阀、液控单向阀使四个调平缸活塞杆推动滑块以速度V3同时上升,其同步控制方法与步骤三的动态调平阶段一样;
在步骤二中预加速阶段,各调平缸的活塞杆下降速度V2应略小于滑块的下降速度V1,以保证其既能够在指定位置接触,同时又避免在接触时刻产生过大的冲击。
在本实例中,所述的第一控制阀7和第二控制阀10组合控制调平缸流量时,为避免第一控制阀7和第二控制阀10同时调节会产生相互影响,以第一控制阀7阀口全开,调节第二控制阀10阀口开度的方式进行调平系统流量控制。
在本实例中,所述的第一流量切换阀8通流能力应大于第一控制阀7,第二流量切换阀11通流能力应大于第二控制阀10,以确保第一控制阀7、第二控制阀10在双倍流量模式下能正常工作,液控单向阀9通流能力应大于第二控制阀10双倍流量模式下的通流能力,确保在大流量工况下液控单向阀9对第二控制阀10的工作不产生影响,同时进出油切换阀6的通流能力应大于第一控制阀7、第二控制阀10都在双倍流量模式下工作的通流能力之和。
在本实例中,进一步为了实现更多种流量范围切换的功能,可在四个调平单元的进出油切换阀6的T口并联更多不同通径的伺服阀,使其产生更多的流量组合,如并联3个不同通径的伺服阀可产生6种流量组合,进一步提高调平系统流量的匹配性,使其能精确匹配多种工况下的流量需求,从而提高了调平系统流量控制的精确性。
以上所述仅为本发明的具体实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (9)
1.实现多种流量范围切换的调平控制系统结构,用于压力输出端滑块的调平,其特征在于:所述滑块(1)的各角端下方处各设有一个由恒压油源提供动力的调平单元;所述调平单元均以安装有位移传感器(2)的调平缸(4)与滑块角端相接触;调平缸的有杆腔与第一压力传感器(3)相连,无杆腔与第二压力传感器(5)相连;所述调平缸进油端通过进出油切换阀(6)与恒压油源相连,回油端通过进出油切换阀(6)与控制阀组相连;
所述滑块为有四个角端的压机压力输出端滑块;所述调平单元的数量为四个;所述控制阀组包括第一控制阀(7)、第一流量切换阀(8)、液控单向阀(9)、第二控制阀(10)、第二流量切换阀(11);
第一控制阀的第一工作口与进出油切换阀的回油口相连,回油口与油箱相连;
第二控制阀的第一工作口通过液控单向阀与进出油切换阀的回油口相连,第二控制阀的回油口与油箱相连;
第一控制阀的第一工作口通过第一流量切换阀与第一控制阀的进油口相连,第一控制阀的第二工作口与第一控制阀的回油口相连;
第二控制阀的第一工作口通过第二流量切换阀与第二控制阀的进油口相连,第二控制阀的第二工作口与第二控制阀的回油口相连;
第一流量切换阀的进油口与第一控制阀的第一工作口相连、出油口与第一控制阀的进油口相连;
第二流量切换阀的进油口与第二控制阀的第一工作口相连、出油口与第二控制阀的进油口相连。
2.根据权利要求1所述的实现多种流量范围切换的调平控制系统结构,其特征在于:所述第一控制阀、第二控制阀均与液控单向阀连通;
所述液控单向阀的进油口与第二控制阀的第一工作口相连,出油口与第一控制阀的第一工作口相连,控制油口与第一控制阀的进油口相连。
3.根据权利要求2所述的实现多种流量范围切换的调平控制系统结构,其特征在于:当所述调平控制系统处于双倍流量调节工况时,所述第一控制阀处于第一工作口通回油口、第二工作口通进油口的状态时,第二控制阀处于第一工作口通回油口、第二工作口通进油口的状态。
4.根据权利要求3所述的实现多种流量范围切换的调平控制系统结构,其特征在于:所述第一控制阀、第二控制阀的工作模式均包括双倍流量模式或常规流量模式;当所述调平控制系统对第一控制阀、第二控制阀的工作模式进行控制以形成不同的工作模式组合时,可使调平控制系统的工况适配于不同的流量。
5.根据权利要求4所述的实现多种流量范围切换的调平控制系统结构,其特征在于:所述第一控制阀的工作模式可通过第一流量切换阀的启闭来切换;所述第二控制阀的工作模式可通过第二流量切换阀的启闭来切换。
6.根据权利要求5所述的实现多种流量范围切换的调平控制系统结构,其特征在于:所述第一流量切换阀开启时,液控单向阀的控制油口连接到高压油,液控单向阀对反向液流不起截止作用,第二控制阀(10)工作于常规流量模式;当第一流量切换阀关闭时,液控单向阀的控制油口连接到油箱,液控单向阀对反向液流起截止作用以避免第二控制阀对第一控制阀产生流量干扰。
7.实现多种流量范围切换的调平控制系统结构的使用方法,其特征在于:包括如权利要求6中所述的实现多种流量范围切换的调平控制系统结构,各调平单元中控制阀组的第一控制阀、第二控制阀、第一流量切换阀、第二流量切换阀、液控单向阀的使用方法如下:
控制阀组中的第一控制阀的通径小于第二控制阀,调平系统通过控制第一控制阀、第二控制阀、第一流量切换阀、第二流量切换阀、液控单向阀产生四种不同的流量范围Q1、Q2、Q3、Q4,这四种流量范围满足:0<Q1<Q2<Q3<Q4关系,设在对滑块姿态进行调平时,调平系统所需的流量为Q,
若0<Q<Q1 ,则调平系统流量由第一控制阀控制,且第一流量切换阀为关闭状态,液控单向阀对反向液流起截止作用,第一控制阀工作在常规流量模式下;
若Q1<Q<Q2 ,则调平系统流量由第一控制阀控制,且第一流量切换阀为开启状态,液控单向阀对反向液流不起截止作用,第一控制阀工作在双倍流量模式下;
若Q2<Q<Q3 ,则调平系统流量由第一控制阀和第二控制阀组合控制,且第一流量切换阀为开启状态,液控单向阀对反向液流不起截止作用,第一控制阀工作在双倍流量模式下,第二流量切换阀为关闭状态,第二控制阀工作在常规流量模式下;
若Q3<Q<Q4 ,则调平系统流量由第一控制阀和第二控制阀组合控制,且第一流量切换阀为开启状态,液控单向阀对反向液流不起截止作用,第一控制阀工作在双倍流量模式下,第二流量切换阀为开启状态,第二控制阀工作在双倍流量模式下。
8.根据权利要求7所述的实现多种流量范围切换的调平控制系统结构的使用方法,其特征在于:所述使用方法还包括控制器;所述的位移传感器与调平缸活塞杆刚性连接用于检测调平缸的位移信号;第一压力传感器与调平缸有杆腔通过油管连接,用于检测调平缸的有杆腔的压力信号;第二压力传感器与调平缸无杆腔通过油管连接,用于检测调平缸的无杆腔的压力信号;
所述控制器与位移传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第一控制阀、第二控制阀、第一流量切换阀、第二流量切换阀电气方式连接以获取各传感器传送的相关信号,对其进行计算处理,以通过对各阀的控制方法来使四个调平缸执行相应动作。
9.根据权利要求8所述的实现多种流量范围切换的调平控制系统结构的使用方法,其特征在于:所述压机为复合材料压机;所述第一控制阀、第二控制阀为伺服阀,在压机调平作业中的控制方法如下:
步骤一:在初始阶段;当动态调平循环开始时,整个动态调平控制系统处于待机的状态,四个调平缸活塞杆处于最高位置,等待复合材料压机滑块的下行;
步骤二:在预加速阶段;控制器控制四个进出油切换阀处于P口通A口、T口通B口的工作位,使恒压油源对四个调平缸(4)有杆腔供油,让四个调平缸有杆腔保持恒压;滑块以速度V1下落,控制器通过控制第一控制阀、第二控制阀和第一流量切换阀、第二流量切换阀、液控单向阀,使四个调平缸的活塞杆以速度V2同步下落;
步骤三:在动态调平阶段;控制器给定四个调平缸无杆腔的基础压力,四个第二压力传感器实时检测四个调平缸无杆腔的压力并传送至控制器,四个位移传感器实时检测四个调平缸的活塞杆位移S1、S2、S3、S4并传送至控制器,控制器计算出四个调平缸的位移平均值S5作为虚拟轴,接着计算出四个调平缸的位移与虚拟轴S5的位移差ΔS1、ΔS2、ΔS3、ΔS4,将位移差转化成压力补偿值,压力补偿值与基础压力相加就得到目标压力值,所述控制器根据接收的压力信息计算各调平缸无杆腔的实际压力值与目标压力值的差,控制四个调平单元的第一控制阀、第二控制阀和第一流量切换阀、第二流量切换阀、液控单向阀, 如此反复,直到四个调平缸位移与虚拟轴S5的位移差ΔS1、ΔS2、ΔS3、ΔS4都小于精度要求ΔS,则完成调平缸的位置同步控制,使滑块平行下落;
步骤四:在开模阶段;控制器控制四个进出油切换阀处于P口通B口、T口通A口的工作位,使恒压油源对四个调平缸无杆腔供油,让四个调平缸无杆腔保持恒压;通过控制四个调平单元的第一控制阀、第二控制阀和第一流量切换阀、第二流量切换阀、液控单向阀使四个调平缸活塞杆推动滑块以速度V3同时上升,其同步控制方法与步骤三的动态调平阶段一样;
在步骤二中预加速阶段,各调平缸的活塞杆下降速度V2应略小于滑块的下降速度V1,以保证其既能够在指定位置接触,同时又避免在接触时刻产生过大的冲击。
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