CN214083044U - 伺服电缸压力机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及伺服电缸压力机。这种控制机构包括一个伺服电机，一个工作台，一个工作托盘和一个控制机构，其中，工作托盘位于工作台上，用于容纳所加工的工件，伺服电机设置在所述工作托盘上方，用于向下对所加工的工件施压，所述控制机构包括一个压力传感器和一个可编程逻辑控制器，所述压力传感器设置在所述工作托盘与所述工作台之间，其具有较高控制精度且不易超调。

Description

伺服电缸压力机

技术领域

本实用新型涉及一种伺服电缸压力机。

背景技术

伺服电缸压力机要求精准的压力控制，因为对于金属成型行业来说，压力不准会影响最终工件的成型质量，甚至于压力超调会损坏工件。目前，伺服电缸压力机的作业精度较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种伺服电缸压力机，包括一个伺服电机，一个工作台，一个工作托盘和一个控制机构，其中，所述工作托盘位于所述工作台上，用于容纳所加工的工件，所述伺服电机设置在所述工作托盘上方，用于向下对所加工的工件施压，所述控制机构包括一个压力传感器和一个可编程逻辑控制器，所述压力传感器设置在所述工作托盘与所述工作台之间。

依据本实用新型的伺服电缸压力机的另一个方面，所述可编程逻辑控制器进一步包括：一个存储介质单元，一个运算单元和一个控制单元，所述运算单元与存储介质单元以及所述伺服电机电性连接，所述控制单元与所述伺服电机电性连接。

附图说明

图1为用于说明伺服电缸压力机的一种示意性实施方式的结构示意图；

图2为伺服电缸压力机的压力调试方法的一种示意性实施方式的流程图；

图3为图2所示的步骤S10的流程图。

标号说明

10 伺服电机

20 可编程逻辑控制器

21 存储介质单元

22 运算单元

23 控制单元

30 压力传感器

40 被压工件

50 工作托盘

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行说明。

图1为用于说明伺服电缸压力机的一种示意性实施方式的结构示意图。如图1所示，伺服电缸压力机具有伺服电机10，工作台，工作托盘 50和控制机构，其中，工作托盘50位于工作台上方，容纳并定位待压制加工的被压工件40，伺服电机10位于工作托盘50上方，可以向下对被压工件40进行压制加工，伺服电缸压力机的控制机构包括一个压力传感器30和一个可编程逻辑控制器20。可编程逻辑控制器20能够利用伺服驱动器驱动伺服电机10，其包括一个存储介质单元21、一个运算单元 22和一个控制单元23。压力传感器30能够检测伺服电缸压力机的输出压力值。压力传感器30例如设置于承载被压工件40的工作托盘50的下侧，其通过检测工作托盘50所承受的压力来得到伺服电缸压力机的输出压力值。存储介质单元21内储存有一个伺服电缸压力机的伺服电机10 的扭矩限幅与输出压力值的关系式。关系式例如通过上述步骤S11至步骤S13获得，在此不再赘述。

运算单元22能够根据一个目标压力值和上述关系式计算得到一个扭矩限幅初始值；目标压力值即实际使用过程中期望伺服电缸压力机作用于被压工件40的压力，其由使用者输入给可编程逻辑控制器20；

控制单元23将伺服电机10的扭矩限幅设定为扭矩限幅初始值；

运算单元22在根据目标压力值和伺服电缸压力机的输出压力值的差值利用PID(proportion integration differentiation)算法计算得到压力调节值；

控制单元23根据压力调节值调节伺服电机10的扭矩限幅。具体例如为将压力调节值除以上述关系式中的比例a计算得到一个扭矩限幅调节值，再将伺服电机10的扭矩限幅设定为调节前伺服电机10的扭矩限幅加上扭矩限幅调节值得到的数值。

该伺服电缸压力机的控制机构，能够借助一个关系式得到与目标压力值对应的扭矩限幅初始值，然后在扭矩限幅初始值的基础上，利用PID 算法对其进行微调。该控制机构能够实现伺服电缸压力机具有较高控制精度且不易超调。

图2为伺服电缸压力机的压力调试方法的一种示意性实施方式的流程图。如图2所示，伺服电缸压力机的压力调试方法包括以下步骤S10 至步骤S50。

S10：获得伺服电缸压力机的伺服电机10的扭矩限幅与输出压力值的关系式。如图3所示，该步骤具体包括：

S11：在伺服电缸压力机的可编程逻辑控制器20中将伺服电机 10的扭矩限幅分别设定为数个实验扭矩限幅值；实验扭矩限幅值例如不超过伺服电机10的最大扭矩；

S12：启动伺服电缸压力机，并用压力传感器30分别检测伺服电缸压力机在数个实验扭矩限幅值下的输出压力值，即针对每一个实验扭矩限幅值去实际测量伺服电缸压力机的输出压力值；如图3所示，压力传感器30例如设置于承载被压被压工件40的工作托盘50的下侧；

S13：将数个实验扭矩限幅值及其对应的数个输出压力值进行数据拟合，得到一个关系式；数据拟合例如为线性拟合；关系式例如为 y＝ax+b；其中y为输出压力值，x为扭矩限幅，a为比例，b为偏差。

S20：根据目标压力值和上述关系式计算得到一个扭矩限幅初始值；目标压力值即实际使用过程中期望伺服电缸压力机作用于被压工件40 的压力；此步骤具体为：将目标压力值赋值给关系式中的y，计算得到x 的数值即为扭矩限幅初始值。

S30：在可编程逻辑控制器20中将伺服电机10的扭矩限幅设定为扭矩限幅初始值。

S40：启动伺服电缸压力机，并用压力传感器30检测伺服电缸压力机的输出压力值，再根据目标压力值和伺服电缸压力机的输出压力值的差值利用PID(proportionintegration differentiation)算法计算得到压力调节值。

S50：根据压力调节值调节伺服电机10的扭矩限幅。具体例如为：将压力调节值除以上述关系式中的比例a计算得到一个扭矩限幅调节值；将伺服电机10的扭矩限幅设定为调节前伺服电机10的扭矩限幅加上扭矩限幅调节值得到的数值。

步骤S40和步骤S50例如设定为一个循环步骤，并持续在伺服电缸压力机运行过程中循环执行。

下面举例说明，该举例说明仅为了便于理解技术方案，并非用于限定本发明，其中的数据仅为示意性的数据。

首先，设定一个目标压力值10T，然后根据关系式计算出一个扭矩限幅初始值20Nm；将伺服电机10的扭矩限幅设定为该扭矩限幅初始值 20Nm，并检测此时伺服电缸压力机的输出压力值9.4T；此时目标压力值和输出压力值的差值为0.6T，将该差值0.6T输入给PID，PID会计算出一个压力调节值，将该压力调节值除以关系式中的比例a计算得到一个扭矩限幅调节值0.4Nm；将伺服电机10的扭矩限幅设定为调节前伺服电机10的扭矩限幅(此时为扭矩限幅初始值20Nm)加上扭矩限幅调节值得到的数值20.4Nm。

若循环步骤S40和步骤S50，则再次检测伺服电缸压力机的输出压力值9.7T(由于扭矩限幅改变了，那么输出压力值会随之变化)，此时目标压力值和输出压力值的差值为0.3T，将该差值0.3T输入给PID，PID 会再计算出一个压力调节值，将该压力调节值除以关系式中的比例a计算得到又一个扭矩限幅调节值0.2Nm；将伺服电机10的扭矩限幅设定为调节前伺服电机10的扭矩限幅(此时为上一次调节后的扭矩限幅20.4 Nm)加上扭矩限幅调节值得到的数值20.6Nm。重复本段所述步骤，直到实际的输出压力值等于目标压力值。

该伺服电缸压力机的压力调试方法，首先借助一个关系式得到与目标压力值对应的扭矩限幅初始值，然后在扭矩限幅初始值的基础上，利用PID算法对其进行微调。该压力调试方法能够实现较高控制精度且不易超调。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。此外，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。“包括”一词不排除其它权利要求或说明书中未列出的装置或步骤；“第一”、“第二”等词语仅用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。在本文中，“平行”、“垂直”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

Claims (2)

1.伺服电缸压力机，包括一个伺服电机(10)，一个工作台，一个工作托盘(50)和一个控制机构，其中，所述工作托盘(50)位于所述工作台上，用于容纳被压工件(40)，所述伺服电机(10)设置在所述工作托盘(50)上方，用于向下对被压工件(40)施压，其特征在于，所述控制机构包括一个压力传感器(30)和一个可编程逻辑控制器(20)，所述压力传感器(30)设置在所述工作托盘(50)与所述工作台之间。

2.根据权利要求1所述的伺服电缸压力机，其特征在于，所述可编程逻辑控制器(20)进一步包括：一个存储介质单元(21)，一个运算单元(22)和一个控制单元(23)，所述运算单元(22)与存储介质单元(21)以及所述伺服电机(10)电性连接，所述控制单元(23)与所述伺服电机(10)电性连接。

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