[发明专利]锻造操作机位移-力复合控制提升系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电液比例提升系统，具体涉及一种锻造操作机位移-力复合控制提升系统。

背景技术

自由锻锻造操作机用于抓取锻造工件并进行一定的动作，与压机配合使用，以提高锻造效率。一般来说，操作机能够实现锻造工件的垂直、水平、前后、俯仰、侧摆等几种运动，其中，对于前后提升系统分别独立控制的操作机，其提升系统控制锻造工件的垂直升降，后提升系统或俯仰系统控制锻造工件的俯仰运动(参见申请号为200810037835.9、201010133714.1的中国发明专利)。压机锻造工件时，由于塑性形变，工件重心下降，提升系统会直接承受压机的下压力，若提升系统的力顺应性不够，会导致操作机的提升系统及机构承受很大的载荷。目前生产的操作机，其提升系统只具备位移控制功能，无法实现提升力的控制，而采用位移直接跟踪压机控制会因为锻件形变的不规则性产生额外抗力，因此力顺应性对操作机提升系统非常重要。

经过对现有技术的检索发现，申请号为200810246965.3的中国发明专利公开了一种大型锻造操作机液压缸定位的位置-压力控制方法，它通过比例压力阀实现操作机提升系统的位移-力复合控制，该方式的位移控制通过力闭环实现，适合工作在压机锻压工件的工况下，但不适合在非锻打工况下，进行工件垂直方向位移的精确控制。且比例压力阀频响较低，导致系统响应慢，不能满足操作机高效工作的需求。因此，需设计出更好的操作机提升系统及控制方法，以提高其可靠性和快速性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能锻造操作机位移-力复合控制提升系统，该系统能提高其响应速度及垂直方向的顺应性。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

本发明的比例伺服阀P口接油源供油口；比例伺服阀A口与安全阀入口、单向阀出口、截止阀入口、压力传感器、左提升缸下腔、右提升缸下腔连接；油源回油口与比例伺服阀T口、安全阀出口、单向阀入口、截止阀出口、左提升缸上腔、右提升缸上腔连接；左提升缸活塞杆与右提升缸活塞杆驱动端机构固结(其运动为机械同步)；位移传感器内置于左提升缸活塞杆上；位移传感器的信号输出端、压力传感器的信号输出端和比例伺服阀信号输入端与位移-力复合控制器连接。

本发明所述的位移-力复合控制器，包括位移信号输出装置、位移加法器、位移PID控制器、信号放大器、力信号输出装置、力加法器、死区设定器、力PID控制器、信号切换器和切换信号输出装置；位移信号输出装置产生的信号与位移传感器检测位移信号通过位移加法器做差，其差值信号经位移PID控制器后，输出至信号切换器；压力传感器输出压力信号经过信号放大器，转换为力信号，力信号输出装置产生的信号与此力信号通过力加法器做差后，输出至死区设定器；死区设定器输出信号至力PID控制器；力PID控制器输出信号至信号切换器；切换信号输出装置连接信号切换器，控制其连通力信号或者位移信号；信号切换器把位移或者力控制信号传输至比例伺服阀，行程位移或者力闭环控制系统。

在本发明中，所有的零部件均能通过市购的方式获得。

本发明具有的有益效果是：

(1)具有位移、力两种控制模式，既能实现工件垂直位移的精确控制，又能实现锻造过程中的高顺应性，大大减小工件锻压过程中操作机的抗力。

(2)采用频响较高的比例伺服阀作为控制元件，提高了提升系统的响应速度。

(3)安全阀防止过载对提升缸及操作机其他机械机构的损伤，单向阀用于防止油路吸空。

(4)仅通过一个比例伺服阀实现了位移、力的控制，其结构及控制策略简单、工作可靠，复合重载操作装备的设计要求。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明的锻造操作机位移-力复合控制提升系统工作于位移控制模式的原理图；

图2是本发明的锻造操作机位移-力复合控制提升系统工作于力控制模式的原理图。

图中：1.油源供油口，2.比例伺服阀，3.安全阀，4.单向阀，5.截止阀，6-1.左提升缸，6-2.右提升缸，7.油源回油口，8.位移传感器，9.位移信号输出装置，10.位移加法器，11.位移PID控制器，12.压力传感器，13.信号放大器，14.力信号输出装置，15.力加法器，16.死区设定器，17.力PID控制器，18.信号切换器，19.切换信号输出装置，20.位移-力复合控制器。

具体实施方式