[发明专利]用于框架式JCO成型机的多缸同步控制系统

说明书

本发明公开一种用于框架式JCO成型机的多缸同步控制系统，其包括：机架，包括上梁和下梁；多个主缸，各主缸均包括第一缸体和第一柱塞；模具组件，其包括彼此平行的活动梁上模和下模，各第一柱塞的端部均接触但不连接到活动梁上模；多个回程缸，其一端安装到上梁，另一端连接到活动梁上模；多个补偿缸；控制模块，其包括通信连接的同步控制器、多个第一伺服阀及多个第一位移传感器，各第一位移传感器的固定部分固定于固定支架，移动部分连接到第一柱塞的端部，第一位移传感器用于测量第一柱塞的端部相对于零平面的相对位置，零平面设定为距离地面一定高度的参考面，且假定零平面的高度为零。本发明的工艺参数简单，通过闭环伺服控制，控制精度高。

技术领域

本发明涉及钢管成型技术领域，尤其涉及一种用于框架式JCO成型机的多缸同步控制系统。

背景技术

目前，中国国内大口径直缝埋弧焊管的生产工艺主要为JCOE成型工艺，该工艺的主要成型过程是先将钢板铣边后，经纵边预弯，再按J型→C型→O型的顺序成型，每一步冲压均以三点弯曲为基本原理，多次渐进式压制成型。该工艺中使用的主要设备为框架式成型机。

传统的框架式成型机主要包括机架、主缸、活动梁上模、下模、同步控制器、伺服阀、及位移传感器。上述机架可包括上梁和下梁。管坯可置于活动梁上模和下模之间成型。同步控制器、伺服阀及位移传感器可属于上述框架式成型机的控制系统的组成部分。

一般而言，主缸的缸体可安装在机架的上梁上，活塞的端部可连接到活动梁上模，以推动活动梁上模往返移动。下模可安装在设置于机架下梁上的四个补偿缸上。常规地，主缸可具有六个，上述六个主缸的活塞可同时推动活动梁上模，使得活动梁上模逐渐接近下模，以实现管坯的折弯成型。为了保证产品的直线度，要求在工作过程中，六个主缸的活塞端部始终保持在同一水平面上，以与下模的上表面平行。

上述框架式成型机的控制系统可为多缸闭环同步控制系统，其原理大致如下：六个位移传感器可用于分别实时测量六个主缸的压下量，即活塞相对于主缸的伸出量，再将上述压下量反馈到同步控制器，同步控制器根据位移传感器的反馈值控制伺服阀的开口度，以确保压下过程中六个主缸的活塞端部始终保持在同一水平面上。一般而言，上述位移传感器可包括固定部分和移动部分，其中，上述移动部分可安装到活动梁上模。伺服阀通常可安装在主缸缸体的尾端，上述尾端即缸体的远离活塞的一端。相似地，传统框架式成型机还可包括安装在机架的下梁上的补偿缸，补偿缸的活塞端部可连接到下模。上述原理也可适合下模。

传统的框架式成型机在工作过程中可存在下述问题。

首先，在加载管坯时，由于机架的上梁和下梁的跨度较大，因此在折弯过程中，机架的上梁和下梁可产生弹性变形，如图2例示的中部高、两侧低的拱形形状，但为了确保折弯过程中活动梁上模和下模平行，因此六个主缸的伸出量就各不相同。如图2例示，主缸C1和主缸C6的伸出量可表示为L，主缸C2和主缸C5的伸出量可表示为L1＝L+ΔL1，主缸3和主缸4的伸出量可表示为L2＝L+ΔL2。而且，折弯力不同，相应的伸出量差量ΔL1、ΔL2也不同。相似地，上述情况也可适于四个补偿缸。因此，诸如不同压力下的活塞伸出量等工艺参数很难确定。

其次，在空载时，由于主缸的活塞端部与活动梁上模连接在一起，且活动梁上模为整体刚性梁，因此，在工作过程中，如果有两个或三个主缸向下运动时，则活动梁上模就可跟着向下运动，因而所有的位移传感器都产生向下运动的信号，于是同步控制器判断伺服阀目前的开口度是合适的。然而，实际上并非所有主缸都在工作。因此，位移传感器给同步控制器反馈了虚假信号，可导致设备不正常工作，甚至可损坏设备。

因此，本领域需要一种改进的用于框架式JCO成型机的多缸同步控制系统。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种用于框架式JCO成型机的多缸同步控制系统，其具有如下特点：