[发明专利]一种快速锻造液压机锻造变形功补偿控制方法

摘要

一种快速锻造液压机锻造变形功补偿控制方法，属于金属自由锻造行业中快速锻造液压机电液伺服控制技术领域,其特征是在滑块减速下行的过程中，当滑块下行到设定值时，系统开始自动以位置量的形式进行锻造变形功补偿计算。该发明方法简单易懂，易于实现，改善了系统的控制性能，有效的克服了现有控制方法的不足，实现了滑块压下量的精确控制和锻造过程中锻造变形功的回收利用，提高了快速锻造液压机的锻造能力、控制精度和响应速度，为快速锻造液压机的控制方法提供了一种新思路，对现实的生产具有指导意义。

主权项

一种快速锻造液压机锻造变形功补偿控制方法，其特征是在滑块减速下行的过程中，当滑块下行值S≤位置设定目标值S0时，系统开始自动进行锻造变形功补偿计算，该补偿计算方法采用位置量的形式进行补偿，从而实现了压下量的精确控制和锻造变形功的回收利用；锻造变形功补偿方法为位置量S补偿补偿，计算公式为：该式中S为滑块下行值；S0为位置设定目标值；kω为锻造变形功补偿系数；pn为第n次锻造成型主液压缸工作腔的压力值；pn‑1为第n‑1次锻造成型主液压缸工作腔的压力值；Sn为第n次锻造成型主液压缸活塞杆的位移；Sn‑1为第n‑1次锻造成型主液压缸活塞杆的位移，锻造变形功的补偿系数为kω，具体计算方法下面已给出，快速锻造液压机锻造过程中锻造变形功的计算公式为：其中，ω件＝εFkV件，平均变形程度为S均为锻件的平均高度ω件为锻造变形功；A件为锻件截面积；ε为最后一次锻造时的平均变形程度；Fk为最后一次锻造温度下金属的变形抗力；V件为锻件体积；在滑块下降过程中根据能量守恒定律可以得到第t‑1时刻和第t时的能量守恒方程：Apn‑1Sn‑1＝mtan‑1Sn‑1+Bpvn‑1Sn‑1+ωn‑1ApnSn＝mtanSn+BpvnSn+ωn上面两式作差同时进行变形，得到：A(pnSn‑pn‑1Sn‑1)＝mt(anSn‑an‑1Sn‑1)+Bp(vnSn‑vn‑1Sn‑1)+(ωn‑ωn‑1)其中，ωn为第n次锻造成型的锻造变形功；ωn‑1为第n‑1次锻造成型的锻造变形功；mt为活塞及负载折算到活塞上的总质量；Bp为活塞及负载的粘性阻尼系数；实际锻造过程是一个高频锻造过程，所述的高频锻造过程锻造频率为60次/min‑120次/min，系统在相邻两次内加速度a变化很小，速度v的变化也很小，mt(anSn‑an‑1Sn‑1)和Bp(vnSn‑vn‑1Sn‑1)几乎为零，所以为简化控制过程将这两项忽略不计，从而将上式化简得到：A(pnSn‑pn‑1Sn‑1)＝ωn‑ωn‑1＝FkSnA件‑FkSn‑1A件＝FkA件(Sn‑Sn‑1)则锻造变形功补偿系数kω为该式中A为主液压缸柱塞面积；为变形速度系数，与锻件尺寸有关；z为应力不均匀系数，取1.2；q为摩擦力、锻件形状、应力状态影响系数，取2.4；σ为变形抗力。