CN207924470U - 一种数控辗环机抱臂伺服控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种数控辗环机抱臂伺服控制系统,属于卧式径轴向辗环设备控制装置技术领域,解决辗环机整圆困难的技术问题,本系统包括电磁换向阀、比例溢流阀、减压阀以及PLC控制器,电磁换向阀包括四位四通伺服电磁换向阀、6通径二位四通电磁换向阀、三位四通先导式电磁换向阀、10通径二位四通电磁换向阀以及用于控制抱臂位置的抱臂控制油缸,抱臂控制油缸包括大腔室与小腔室,抱臂控制油缸中设置的活塞杆贯穿小腔室与抱臂铰接,活塞杆上安装有位置传感器,位置传感器通过信号线与PLC控制器电气连接,液压控制系统控制活塞杆的位置。本实用新型用带位置传感器的油缸代替抱臂的同步齿轮,通过液压控制系统实现抱臂位置精确控制,保证碾环机轧制后环件的椭圆度。
Description
技术领域
本实用新型属于卧式径轴向辗环设备的控制装置技术领域,特别涉及一种数控辗环机抱臂伺服控制系统。
背景技术
辗环机是利用主辊、芯辊径向挤压,锥辊轴向挤压工件,导致工件局部塑性变形,进而实现工件直径变大,再通过抱臂整形,实现金属成型的加工方法,属于压力加工,具有设备吨位小,材料利用率高,产品质量好等优点,其中辗环机又分为卧式和立式辗环机,卧式辗环机又细分为径轴向和径向辗环机。
环件的主要几何尺寸由PLC控制器和机械精度保证,如图1所示,环件的内径和高度尺寸可测量,内径由PLC计算,但椭圆度主要靠机械精度保证,具体为辗环机的抱臂精度,但目前抱臂存在的问题有:
1、无法精确控制:抱臂由扇形齿轮控制同步,如图2所示,抱臂的工作动作,即前进和后退由比例流量阀和比例压力阀调节,控制抱臂的前进速度和背压,为提高抱臂的移动速度,比例阀都是大通径,且相对相应速度没有伺服阀快,所以很难做到精确控制;
2、环件椭圆时整圆困难:因抱臂为扇形齿轮同步,抱臂会随着椭圆而摆动,整圆需要人为的、主要靠经验计数调整抱臂的前进和后退,整圆困难,且锻造需要控制工件在相应的温度区间,趁热打铁,目前合理的解决办法就是增加余量,但这样就导致了材料的浪费。
实用新型内容
为了克服现有技术存在的不足,解决现有技术中辗环机整圆困难的技术问题,本实用新型由原先的人工干涉整圆改为数控伺服控制整圆、人工为辅的控制方式,提供一种数控辗环机抱臂伺服控制系统。
本实用新型通过以下技术方案予以实现。
一种数控辗环机抱臂伺服控制系统,它包括电磁换向阀、比例溢流阀、减压阀以及PLC控制器,所述电磁换向阀包括四位四通伺服电磁换向阀、6通径二位四通电磁换向阀、三位四通先导式电磁换向阀和10通径二位四通电磁换向阀,其中:抱臂伺服控制系统中还包括用于控制抱臂位置的抱臂控制油缸,抱臂控制油缸包括大腔室与小腔室,抱臂控制油缸中设置的活塞杆贯穿小腔室与抱臂铰接,活塞杆上安装有位置传感器,位置传感器通过信号线与PLC控制器电气连接,液压控制系统控制活塞杆的位置;
所述液压控制系统包括主进油口P与主回油口T,主进油口P分别与减压阀的进油口和四位四通伺服电磁换向阀的主进油口P1连通,四位四通伺服电磁换向阀的主回油口T1与主回油口T连通,减压阀的出油口与三位四通先导式电磁换向阀的主进油口P4连通,三位四通先导式电磁换向阀的工作进油口A4与所述大腔室连通,三位四通先导式电磁换向阀的工作回油口B4与所述小腔室连通,三位四通先导式电磁换向阀的主回油口T4分别与比例溢流阀的主进油口P3和10通径二位四通电磁换向阀的主进油口P6连通,比例溢流阀的主回油口T3与主回油口T连通,10通径二位四通电磁换向阀的主回油口T6亦与主回油口T连通,10通径二位四通电磁换向阀的工作进油口A6分别与所述大腔室与6通径二位四通电磁换向阀的工作进油口A2连通,6通径二位四通电磁换向阀的工作回油口B2与所述小腔室连通,6通径二位四通电磁换向阀的主进油口P2与四位四通伺服电磁换向阀的工作进油口A1连通,6通径二位四通电磁换向阀的主回油口T2与四位四通伺服电磁换向阀的工作回油口B1连通。
进一步地,所述减压阀为20通径直动式减压阀。
与现有技术相比本实用新型的有益效果为:
本实用新型提供的一种数控辗环机抱臂伺服控制系统,去掉抱臂的同步齿轮,与传统的同步控制存在本质上的不同,用带位置传感器的油缸代替,通过液压控制系统实现抱臂位置的精确控制,保证了碾环机轧制后环件的椭圆度。
根据改造后对环件的椭圆度测量,及不合格比例的统计分析,以外径4440mm,内径3904mm、高度120mm的法兰为例:其原先的内外径余量为30mm,本实用新型使加工余量下降了4mm至26mm,每件法兰的下料重量可降低49.4kg,以每天产量50件法兰计算,钢材(Q345E)按现刚才每吨4600元计算,每天可节约成本11361元;不合格比例由原先的4‰,下降到2‰,按每年3万吨的产量,即由原来的120吨废品下降至60吨,工序费按每吨4000元计算,可节约费用516000元,总共可节约费用为527361元。
附图说明
图1为环件主要几何尺寸的检测与计算方式示意图。
图2为现有技术中抱臂结构示意图。
图3为本实用新型抱臂结构示意图。
图4为液压控制系统液压原理图。
图中,1为四位四通伺服电磁换向阀,2为6通径二位四通电磁换向阀,3为比例溢流阀,4为三位四通先导式电磁换向阀,5为减压阀,6为10通径二位四通电磁换向阀,7为抱臂控制油缸,71为大腔室,72为小腔室。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
如图3和图4所示的一种数控辗环机抱臂伺服控制系统,它包括电磁换向阀、比例溢流阀3、减压阀5以及PLC控制器,所述电磁换向阀包括四位四通伺服电磁换向阀1、6通径二位四通电磁换向阀2、三位四通先导式电磁换向阀4和10通径二位四通电磁换向阀6,其中:抱臂伺服控制系统中还包括用于控制抱臂位置的抱臂控制油缸7,抱臂控制油缸7包括大腔室71与小腔室72,抱臂控制油缸7中设置的活塞杆贯穿小腔室72与抱臂铰接,活塞杆上安装有位置传感器,位置传感器通过信号线与PLC控制器电气连接,液压控制系统控制活塞杆的位置;
所述液压控制系统包括主进油口P与主回油口T,主进油口P分别与减压阀5的进油口和四位四通伺服电磁换向阀1的主进油口P1连通,四位四通伺服电磁换向阀1的主回油口T1与主回油口T连通,减压阀5的出油口与三位四通先导式电磁换向阀4的主进油口P4连通,三位四通先导式电磁换向阀4的工作进油口A4与所述大腔室71连通,三位四通先导式电磁换向阀4的工作回油口B4与所述小腔室72连通,三位四通先导式电磁换向阀4的主回油口T4分别与比例溢流阀3的主进油口P3和10通径二位四通电磁换向阀6的主进油口P6连通,比例溢流阀3的主回油口T3与主回油口T连通,10通径二位四通电磁换向阀6的主回油口T6亦与主回油口T连通,10通径二位四通电磁换向阀6的工作进油口A6分别与所述大腔室71与6通径二位四通电磁换向阀2的工作进油口A2连通,6通径二位四通电磁换向阀2的工作回油口B2与所述小腔室72连通,6通径二位四通电磁换向阀2的主进油口P2与四位四通伺服电磁换向阀1的工作进油口A1连通,6通径二位四通电磁换向阀2的主回油口T2与四位四通伺服电磁换向阀1的工作回油口B1连通。
进一步地,所述减压阀5为20通径直动式减压阀。
本实用新型的工作过程及原理如下:
主进油口P供油,液压油经减压阀5至三位四通先导式电磁换向阀4,左电磁换向阀电磁铁得电,即工作回油口B4出油,抱臂控制油缸7的小腔室72供油,抱臂回退;右电磁阀电磁铁得电,则工作进油口A4口出油,抱臂控制油缸7的大腔室71供油,抱臂前进,如需加快大腔室71进油速度,可控制二位四通电磁换向阀6,使小腔室72的回油经二位四通电磁换向阀6进入大腔室71,实现快进。
无论大腔室71还是小腔室72的回油,在主进油口T设置比例溢流阀3,控制回油压力,工作时始终小腔室72供油,通过主进油口T处的比例溢流阀3来设定对环件的作用力,但比例溢流阀3响应速度慢,只能单向调节,无法实现对抱臂控制油缸7的精确控制,所以增加四位四通伺服电磁换向阀1后,利用6通径二位四通电磁换向阀2阀芯的不同工作位置,可实现快速的大腔室71和小腔室72供油切换,且响应速度加快,利用位置传感器的反馈信号,迅速实现对大腔室71和小腔室72液压供油的切换,达到对抱臂位置的精确控制。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种数控辗环机抱臂伺服控制系统,它包括电磁换向阀、比例溢流阀(3)、减压阀(5)以及PLC控制器,所述电磁换向阀包括四位四通伺服电磁换向阀(1)、6通径二位四通电磁换向阀(2)、三位四通先导式电磁换向阀(4)和10通径二位四通电磁换向阀(6),其特征在于:抱臂伺服控制系统中还包括用于控制抱臂位置的抱臂控制油缸(7),抱臂控制油缸(7)包括大腔室(71)与小腔室(72),抱臂控制油缸(7)中设置的活塞杆贯穿小腔室(72)与抱臂铰接,活塞杆上安装有位置传感器,位置传感器通过信号线与PLC控制器电气连接,液压控制系统控制活塞杆的位置;
所述液压控制系统包括主进油口P与主回油口T,主进油口P分别与减压阀(5)的进油口和四位四通伺服电磁换向阀(1)的主进油口P1连通,四位四通伺服电磁换向阀(1)的主回油口T1与主回油口T连通,减压阀(5)的出油口与三位四通先导式电磁换向阀(4)的主进油口P4连通,三位四通先导式电磁换向阀(4)的工作进油口A4与所述大腔室(71)连通,三位四通先导式电磁换向阀(4)的工作回油口B4与所述小腔室(72)连通,三位四通先导式电磁换向阀(4)的主回油口T4分别与比例溢流阀(3)的主进油口P3和10通径二位四通电磁换向阀(6)的主进油口P6连通,比例溢流阀(3)的主回油口T3与主回油口T连通,10通径二位四通电磁换向阀(6)的主回油口T6亦与主回油口T连通,10通径二位四通电磁换向阀(6)的工作进油口A6分别与所述大腔室(71)与6通径二位四通电磁换向阀(2)的工作进油口A2连通,6通径二位四通电磁换向阀(2)的工作回油口B2与所述小腔室(72)连通,6通径二位四通电磁换向阀(2)的主进油口P2与四位四通伺服电磁换向阀(1)的工作进油口A1连通,6通径二位四通电磁换向阀(2)的主回油口T2与四位四通伺服电磁换向阀(1)的工作回油口B1连通。
2.根据权利要求1所述的一种数控辗环机抱臂伺服控制系统,其特征在于:所述减压阀(5)为20通径直动式减压阀。
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