專利名稱：一種液壓機(jī)的高精度同步和定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液壓機(jī)，尤其是涉及一種液壓機(jī)的高精度同步和定位裝置。
背景技術(shù)：
液壓機(jī)變頻調(diào)是通過改變驅(qū)動(dòng)泵的電機(jī)頻率調(diào)節(jié)油泵的輸出流量，從而控制工作油缸的運(yùn)動(dòng)速度。目前國(guó)內(nèi)大部分液壓機(jī)的生產(chǎn)廠家與進(jìn)口液壓機(jī)相比技術(shù)落后，液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)單，制造成本低，液壓震動(dòng)沖擊大，漏油現(xiàn)象比較普遍；所以在使用變頻器調(diào)速存在以下問題。1.變頻器經(jīng)常過載報(bào)警由于液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)整不合理；使油泵和電機(jī)產(chǎn)生瞬間過載；特別是油泵達(dá)到一定壓力后馬上卸荷的時(shí)候；以前電機(jī)用工頻時(shí)的過載電流是額定電流的7 — 8倍，而且熱繼電器過電流需要過載一定的時(shí)間才能報(bào)警；但使用變頻器后變頻器的過載能力一般最多在200% — 250%;而且一旦超出最大電流立刻報(bào)警。雖然增大變頻器功率可以減少報(bào)警，但這樣會(huì)增加成本，也不能確保能否正常運(yùn)行。2.變頻器的直流母線電壓過高報(bào)警由于大部分普通液壓機(jī)是壓制成型，拉伸，沖裁等多功能的；在壓制成型或沖裁工藝時(shí)，需要油泵達(dá)到一定壓力(20 - 25MPa)才能完成產(chǎn)品；但油泵在到達(dá)設(shè)定壓力后就馬上卸荷失去負(fù)載；這時(shí)油泵轉(zhuǎn)速會(huì)超出變頻器輸出的轉(zhuǎn)速；使電機(jī)成為發(fā)電機(jī)而導(dǎo)致變頻器的直流母線瞬間變高，變頻器報(bào)警停機(jī)。3.速度變化響應(yīng)慢由于變頻器有升速和降速時(shí)間；這個(gè)時(shí)間不能調(diào)的太慢(一般在O. 5秒一1. 5左右)；所以速度要求變化量越大響應(yīng)越慢。液壓機(jī)變頻調(diào)速具有很高的速度控制精度，是公認(rèn)的液壓調(diào)速和同步控制的發(fā)展趨勢(shì)，但在實(shí)際運(yùn)用中多年來卻無法推廣，尤其是液壓機(jī)的高精度同步和定位方面應(yīng)用很少，除了使用成本高以外，主要是以上存在的問題無法很好的解決。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要目的是提供一種可以使液壓機(jī)各個(gè)主液壓缸高精度同步和定位的裝置。本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種液壓機(jī)的高精度同步和定位裝置，包括液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)、兩個(gè)或以上的主液壓缸和控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)上設(shè)置PLC控制器和變頻器，該變頻器與PLC控制器設(shè)有通信接口 ；其特征在于還包括若干個(gè)檢測(cè)主液壓缸活塞桿輸出位置并反饋給控制系統(tǒng)以運(yùn)算需提前給定液壓系統(tǒng)中的油泵電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速的位移傳感器；變頻器的加速時(shí)間和減速時(shí)間設(shè)置在O. 2秒以內(nèi)。在同步和定位控制中，將變頻器加速時(shí)間和減速時(shí)間在O. 2秒以內(nèi)，可以較好地適應(yīng)變頻器的頻率的變化量，使控制的各液壓缸的同步動(dòng)作更精確；至于油泵電機(jī)在啟動(dòng)和停止過程中的加減速時(shí)間，利用位置檢測(cè)和模糊運(yùn)算提前給定需要的轉(zhuǎn)速，即變頻器的輸出頻率。通過位置檢測(cè)、控制系統(tǒng)的運(yùn)算變頻器的預(yù)定輸出頻率，以及控制變頻器的加速時(shí)間，可以使液壓機(jī)的同步和定位更精確。[0009]作為優(yōu)選，控制主液壓缸的液壓回路中的每個(gè)電磁閥，均由PLC控制，PLC使每個(gè)電磁閥開啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間遲緩O. 01秒-O. 5秒。通過PLC控制使液壓系統(tǒng)中的每個(gè)電磁閥可調(diào)節(jié)開啟遲緩時(shí)間和關(guān)閉遲緩時(shí)間(一般在O. 01秒-O. 5秒之間調(diào)節(jié))，來彌補(bǔ)每個(gè)電磁閥不同的開啟與關(guān)閉特性，減少液壓系統(tǒng)的沖擊，從而調(diào)整液壓系統(tǒng)，使液壓系統(tǒng)震動(dòng)盡量減小。由于液壓系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)變化的過程，在實(shí)際使用中的壓力突變是難免的，為了在不增加成本的同時(shí)不使變頻器報(bào)警直流母線過高，作為優(yōu)選，PLC利用通訊讀取變頻器的直流母線電壓；在檢測(cè)到直流母線電壓高于一定電壓時(shí)，PLC利用通訊增加變頻器的給定頻率。PLC利用通訊隨時(shí)讀取變頻器的直流母線電壓，在檢測(cè)到直流母線電壓高于一定電壓時(shí)，馬上利用通訊增加變頻器的給定頻率來減少由于慣量產(chǎn)生的母線電壓過高。因此，本實(shí)用新型可以使各個(gè)主液壓缸高精度同步和定位，還可使液壓系統(tǒng)震動(dòng)盡量減小、較好地應(yīng)對(duì)運(yùn)行中的液壓壓力突變。

附圖1為本實(shí)用新型的一種原理示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例本實(shí)用新型一種液壓機(jī)的高精度同步和定位裝置，如附圖1所示，其包括液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)、兩個(gè)或以上的主液壓缸和控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)上設(shè)置PLC控制器和變頻器，該變頻器與PLC控制器設(shè)有通信接口 ；還設(shè)有若干個(gè)檢測(cè)主液壓缸活塞桿輸出位置并反饋給控制系統(tǒng)以運(yùn)算需提前給定液壓系統(tǒng)中的油泵電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速的位移傳感器；變頻器的加速時(shí)間和減速時(shí)間設(shè)置在O. 2秒以內(nèi)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)員可以理解到，位移傳感器可以安裝在液壓機(jī)上合適的位置，例如機(jī)身、活塞桿端部等等位置。在同步控制或速度要求比較高的場(chǎng)合，雖然變頻調(diào)速控制精度高，但速度響應(yīng)的遲緩時(shí)間長(zhǎng)(一般變頻器加速時(shí)間和減速時(shí)間在O. 6秒(根據(jù)變頻器功率而定)以上才能使油泵電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行；那么變化20HZ的頻率就需要0.24秒)。但在實(shí)際同步和定位控制中，頻率的變化量一般都不大，所以我們可以將加速時(shí)間和減速時(shí)間在O. 2秒以內(nèi)，至于油泵電機(jī)在啟動(dòng)和停止過程中的加減速時(shí)間，我們可以利用通訊功能進(jìn)行慢慢升降速，這樣可以將同步和定位控制中的遲緩時(shí)間減小3倍多；而且這個(gè)遲緩時(shí)間與變化過程其實(shí)我們可以預(yù)知的，完全可以通過軟件程序來解決，不同場(chǎng)合解決辦法雖然不盡相同，一般可以利用位置檢測(cè)和模糊運(yùn)算提前給定需要的速度(即變頻器的輸出頻率)?？刂浦饕簤焊椎囊簤夯芈分械拿總€(gè)電磁閥，均由PLC控制，PLC使每個(gè)電磁閥開啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間遲緩O. 01秒-O. 5秒。這種方式可以調(diào)整液壓系統(tǒng)，使液壓系統(tǒng)震動(dòng)盡量減小，特別是調(diào)整系統(tǒng)閥的阻尼和彈簧匹配到最佳狀態(tài)，使系統(tǒng)閥的開啟與關(guān)閉平緩穩(wěn)定。通過PLC控制使液壓系統(tǒng)中的每個(gè)電磁閥可調(diào)節(jié)開啟遲緩時(shí)間和關(guān)閉遲緩時(shí)間(一般在O. 01秒-O. 5秒之間)調(diào)節(jié)，來彌補(bǔ)每個(gè)電磁閥不同的開啟與關(guān)閉特性，減少液壓系統(tǒng)的沖擊。PLC利用通訊讀取變頻器的直流母線電壓；在檢測(cè)到直流母線電壓高于一定電壓時(shí)，PLC利用通訊增加變頻器的給定頻率。由于液壓系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)變化的過程，在實(shí)際使用中的壓力突變是難免的，為了在不增加成本的同時(shí)不使變頻器報(bào)直流母線過高，我們利用通訊就是隨時(shí)讀取變頻器的直流母線電壓，在檢測(cè)到直流母線電壓高于一定電壓時(shí)(600V左右)，馬上利用通訊增加給定頻率來減少由于慣量產(chǎn)生的母線電壓過高。這個(gè)功能也可以直接做進(jìn)變頻器控制系統(tǒng)里邊，這樣效果更好。利用上述方法，我們?yōu)槟彻鹃_發(fā)了 500噸三通擠壓機(jī)和600噸三通擠壓機(jī)，其中500噸三通擠壓機(jī)利用工業(yè)平板電腦上的RS485通訊口與程控器進(jìn)行RS485通訊與邏輯運(yùn)算處理，再利用程控器和變頻器進(jìn)行RS485通訊控制左右側(cè)缸的速度，以及采用電阻式位移傳感器測(cè)量左右側(cè)缸的實(shí)際位置(測(cè)量精度達(dá)到±0.01)來進(jìn)行同步閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)500噸三向脹型液壓機(jī)的左右等距離同步擠壓、左右不等距離同步擠壓等工藝流程的整個(gè)全自動(dòng)過程，左右缸的同步精度可以達(dá)到±0.1。600噸三通擠壓機(jī)利用程控器和變頻器進(jìn)行RS485通訊控制左右側(cè)缸的速度，以及采用脈沖式位移傳感器測(cè)量左右側(cè)缸的實(shí)際位置(測(cè)量精度達(dá)到±0. 001)來進(jìn)行左右側(cè)缸的快速定位控制，該液壓機(jī)在20mm/s的速度下的定位精度可以達(dá)到±0. 02，是目前國(guó)內(nèi)液壓機(jī)同等工進(jìn)速度下定位精度最高的。
權(quán)利要求1.一種液壓機(jī)的高精度同步和定位裝置，包括液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)、兩個(gè)或以上的主液壓缸和控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)上設(shè)置PLC控制器和變頻器，該變頻器與PLC控制器設(shè)有通信接口 ；其特征在于還包括若干個(gè)檢測(cè)主液壓缸活塞桿輸出位置并反饋給控制系統(tǒng)以運(yùn)算需提前給定液壓系統(tǒng)中的油泵電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速的位移傳感器；變頻器的加速時(shí)間和減速時(shí)間設(shè)置在O. 2秒以內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓機(jī)的高精度同步和定位裝置，其特征在于控制主液壓缸的液壓回路中的每個(gè)電磁閥，均由PLC控制，PLC使每個(gè)電磁閥開啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間遲緩O. 01秒-O. 5秒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種液壓機(jī)的高精度同步和定位裝置，其特征在于PLC 利用通訊讀取變頻器的直流母線電壓；在檢測(cè)到直流母線電壓高于一定電壓時(shí)，PLC利用通訊增加變頻器的給定頻率。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種液壓機(jī)的高精度同步和定位裝置，其包括液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)、兩個(gè)或以上的主液壓缸和控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)上設(shè)置PLC控制器和變頻器，該變頻器與PLC控制器設(shè)有通信接口；還設(shè)有若干個(gè)檢測(cè)主液壓缸活塞桿輸出位置并反饋給控制系統(tǒng)以運(yùn)算需提前給定液壓系統(tǒng)中的油泵電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速的位移傳感器；變頻器的加速時(shí)間和減速時(shí)間設(shè)置在0.2秒以內(nèi)。在同步和定位控制中，將變頻器加速時(shí)間和減速時(shí)間在0.2秒以內(nèi)，可較好地適應(yīng)變頻器的頻率的變化量，使控制的各液壓缸的同步動(dòng)作更精確；至于油泵電機(jī)在啟動(dòng)和停止過程中的加減速時(shí)間，利用位置檢測(cè)和模糊運(yùn)算提前給定需要的轉(zhuǎn)速，即變頻器的輸出頻率。
文檔編號(hào)B30B15/26GK202826497SQ20122036179
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者周應(yīng)芳 申請(qǐng)人:杭州浩森電氣自動(dòng)化工程有限公司