本實(shí)用新型涉及一種壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)，尤其涉及一種雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

干壓粉末成型液壓機(jī)一般由主體機(jī)架、主油缸、活動(dòng)橫梁、頂出裝置和泵站組成，重量至少也有幾十噸，個(gè)別機(jī)型能達(dá)到3百多噸，是工廠自動(dòng)生產(chǎn)線內(nèi)的核心裝備。它要求壓制產(chǎn)品速度快，正常生產(chǎn)平均每分鐘完成12次壓制，工作時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備故障率低，壓機(jī)平均每天需要運(yùn)行20小時(shí)以上，產(chǎn)品尺寸要求精度高，誤差一般不超過(guò)0.2mm，自動(dòng)化、智能化水平高，操作人員只需經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)就能上手，因此對(duì)壓機(jī)配套的電氣控制裝置有很高的技術(shù)要求。同時(shí)隨著認(rèn)識(shí)水平的進(jìn)步和適應(yīng)壓制產(chǎn)品的不同需求，干壓粉末成型液壓機(jī)衍生出多種專用機(jī)型，同一種機(jī)型下再細(xì)分出大小不同規(guī)格，其中根據(jù)主油缸配置數(shù)量的不同，可總體分為單缸加壓和雙缸同步加壓。特別說(shuō)明的是干壓粉末成型核心是對(duì)成型壓力的精確控制，為此針對(duì)雙缸同步加壓的特殊結(jié)構(gòu)形式研發(fā)一套相適應(yīng)的新型電氣控制裝置是非常必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)，針對(duì)采用雙油缸同步加壓的特殊結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)第一主液壓缸、第二主液壓缸加卸壓、活動(dòng)橫梁升降、頂出液壓缸定位。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)，它主要包括控制單元、傳感器單元和執(zhí)行閥單元。

所述傳感器單元包括第一主缸壓力傳感器、第二主缸壓力傳感器、第一橫梁位移傳感器、第二橫梁位移傳感器和頂出位移傳感器；

所述執(zhí)行閥單元包括主缸壓力比例閥、橫梁比例閥和頂出伺服閥；

所述控制單元根據(jù)輸入的控制指令以及所述傳感器單元的反饋信號(hào)，對(duì)所述執(zhí)行閥單元發(fā)出控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)第一主液壓缸、第二主液壓缸精確加壓、活動(dòng)橫梁柔和升降和頂出液壓缸的精密定位。

作為上述方案的改進(jìn)，所述雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)單元，其用于間隔預(yù)定時(shí)間存儲(chǔ)所述第一主缸壓力傳感器和第二主缸壓力傳感器反饋的數(shù)值。

作為上述方案的改進(jìn)，所述控制單元能夠根據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的數(shù)值判斷所述第一主缸壓力傳感器和第二主缸壓力傳感器反饋的最新數(shù)值是否錯(cuò)誤。

作為上述方案的改進(jìn)，所述控制單元能夠?qū)⑺龅谝粰M梁位移傳感器和第二橫梁位移傳感器的反饋數(shù)值進(jìn)行算術(shù)比較，從而判斷是否出現(xiàn)主油缸工作面傾斜。

作為上述方案的改進(jìn)，所述控制單元能針對(duì)橫梁運(yùn)動(dòng)和主缸加壓分別提供開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制模式，滿足不同產(chǎn)品壓制工藝的需求。

作為上述方案的改進(jìn)，采用高精度SSI位移傳感器作反饋，采用高性能PLC為控制單元，采用高性能伺服閥為執(zhí)行單元，運(yùn)行專有的PID算法，最大程度保證頂出定位的精確性。

相應(yīng)地，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制方法，上文所述的雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)對(duì)壓機(jī)進(jìn)行控制，所述控制單元根據(jù)輸入的控制指令、預(yù)先輸入的控制程序以及所述傳感器單元的反饋信號(hào)，對(duì)所述執(zhí)行閥單元發(fā)出控制信號(hào)，控制第一主液壓缸、第二主液壓缸加卸壓、橫梁和頂出液壓缸運(yùn)動(dòng)。

作為上述方案的改進(jìn)，所述控制單元對(duì)第一主缸壓力傳感器和第二主缸壓力傳感器的反饋數(shù)值取平均數(shù)，作為壓制壓力的主要參數(shù)。

作為上述方案的改進(jìn)，所述存儲(chǔ)單元間隔預(yù)定時(shí)間對(duì)第一主缸壓力傳感器和第二主缸壓力傳感器的反饋數(shù)值取樣，并儲(chǔ)存；每次獲取第一主缸壓力傳感器和第二主缸壓力傳感器的反饋數(shù)值時(shí)，先初步判斷數(shù)值是否在合理范圍，再與存儲(chǔ)單元中的歷史數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)現(xiàn)有數(shù)值和歷史數(shù)值的差大于預(yù)定值時(shí)，判定此傳感器出現(xiàn)故障，發(fā)出警報(bào)。

作為上述方案的改進(jìn)，當(dāng)控制單元判定所述第一主缸壓力傳感器和第二主缸壓力傳感器的其中一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)屏蔽故障的壓力傳感器，并將正常的壓力傳感器數(shù)值作為壓制壓力的主要參數(shù)，繼續(xù)運(yùn)行。

作為上述方案的改進(jìn)，當(dāng)控制單元判定所述第一主缸壓力傳感器和第二主缸壓力傳感器的其中一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)，允許用戶人工指定它們其中一個(gè)壓力傳感器作為壓制壓力的主要參數(shù)，并屏蔽另一傳感器。

實(shí)施本實(shí)用新型實(shí)施例，具有如下有益效果：

本實(shí)用新型提供了一種新型雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)，它針對(duì)采用雙油缸同步加壓的特殊結(jié)構(gòu)，配置兩個(gè)壓力傳感器，兩個(gè)橫梁位移傳感器，實(shí)現(xiàn)第一主液壓缸、第二主液壓缸加卸壓、活動(dòng)橫梁升降、頂出液壓缸定位。

附圖說(shuō)明

圖1是一種雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)的電氣連接圖；

圖2是一種雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)的控制原理圖；

圖3是一種雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的工序圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。僅此聲明，本實(shí)用新型在文中出現(xiàn)或即將出現(xiàn)的上、下、左、右、前、后、內(nèi)、外等方位用詞，僅以本實(shí)用新型的附圖為基準(zhǔn)，其并不是對(duì)本實(shí)用新型的具體限定。

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)，包括控制單元、傳感器單元和執(zhí)行閥單元。

所述傳感器單元包括第一主缸壓力傳感器（即附圖中的主缸壓力傳感器1）、第二主缸壓力傳感器（即附圖中的主缸壓力傳感器2）、第一橫梁位移傳感器（即附圖中的橫梁位移傳感器1）、第二橫梁位移傳感器（附圖中的橫梁位移傳感器2）和頂出位移傳感器（即附圖中的頂出SSI位移傳感器）；它們?cè)O(shè)置在對(duì)應(yīng)的第一主缸（即附圖中的主液壓油缸1）、第二主缸（即附圖中的主液壓油缸2）、橫梁和頂出機(jī)構(gòu)上。其中，控制單元可以采用倍福公司的CX1010 PLC，作為控制核心，控制輸入輸出量；人機(jī)界面可以采用富士通公司的HaKKo觸摸屏，用于顯示和輸入?yún)?shù)；第一主缸壓力傳感器、第二主缸壓力傳感器可采用HYDAC公司數(shù)字式壓力傳感器，用于檢測(cè)主缸壓力；第一橫梁位移傳感器、第二橫梁位移傳感器可采用MTS公司磁致伸縮非接觸模擬量位移傳感器，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)橫梁位置；頂出位移傳感器可采用MTS公司磁致伸縮非接觸SSI位移傳感器，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)頂出位置。

所述執(zhí)行閥單元包括主缸壓力比例閥、橫梁比例閥和頂出伺服閥；其中，主缸壓力比例閥和橫梁比例閥可以采用ATOS公司大通徑比例閥，用于主缸的加壓和卸壓以及橫梁的升降控制；所述頂出伺服閥可以采用MOOG公司大通徑伺服閥，實(shí)現(xiàn)頂出機(jī)構(gòu)精確定位。

所述控制單元根據(jù)輸入的控制指令以及所述傳感器單元的反饋信號(hào)，對(duì)所述控制閥單元發(fā)出控制信號(hào)，控制第一主液壓缸、第二主液壓缸、橫梁和頂出液壓缸的動(dòng)作。例如，當(dāng)用戶輸入主缸加壓的控制指令或按下主缸加壓的按鈕，控制單元對(duì)控制閥單元發(fā)出開(kāi)閥的控制信號(hào)，將主缸壓力比例閥打開(kāi)，所述第一主缸和第二主缸開(kāi)始充液加壓，當(dāng)傳感器單元反饋的主缸壓力信號(hào)達(dá)到預(yù)定值時(shí)，控制單元對(duì)執(zhí)行閥單元發(fā)出關(guān)閥的控制信號(hào)，將主缸壓力比例閥關(guān)閉，所述第一主缸和第二主缸停止充液加壓。

本實(shí)用新型提供了一種雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其針對(duì)采用雙油缸同時(shí)加壓的特殊結(jié)構(gòu)，配置兩個(gè)壓力傳感器，減少壓力取樣誤差，提高壓力控制精度。在發(fā)生傳感器故障時(shí)又可以改為選用正常的單個(gè)傳感器作為壓力反饋，增加系統(tǒng)冗余性。

優(yōu)選地，所述雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)單元，其用于間隔預(yù)定時(shí)間存儲(chǔ)所述第一主缸壓力傳感器和第二主缸壓力傳感器反饋的數(shù)值。所述控制單元能夠根據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的數(shù)值判斷所述第一主缸壓力傳感器和第二主缸壓力傳感器反饋的最新數(shù)值是否錯(cuò)誤。

優(yōu)選地，所述雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)對(duì)橫梁升降運(yùn)動(dòng)和主缸加壓可分別提供開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制模式滿足不同工藝需求。

優(yōu)選地，所述雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)采用高精度SSI位移傳感器作反饋，運(yùn)用PID算法，閉環(huán)控制伺服頂出。

相應(yīng)地，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制方法。

在此先簡(jiǎn)述液壓機(jī)壓制工藝流程，如圖3所示，其過(guò)程按照先后順序可劃分為12個(gè)工步：

①頂出機(jī)構(gòu)下降填料------〉②橫梁下行-------〉③主缸一次加低壓------〉④一次排氣-----〉⑤主缸二次加中壓------〉⑥二次排氣------〉⑦主缸三次加高壓------〉⑧主缸保壓------〉⑨主缸卸壓------〉⑩橫梁上行--------〉頂模上行-------〉循環(huán)等待

首先頂出機(jī)構(gòu)下降形成固定布料模腔，通過(guò)布料機(jī)構(gòu)放入原料，檢測(cè)到布料機(jī)構(gòu)回到安全后位后，橫梁帶動(dòng)主缸開(kāi)始下行，到達(dá)接觸原料位置后，主缸開(kāi)始第一次加低壓，達(dá)到壓力后主缸卸壓，橫梁抬起小段距離，進(jìn)行一次排氣動(dòng)作，排氣完成后橫梁下降，主缸開(kāi)始第二次加中壓，達(dá)到壓力后主缸卸壓，橫梁抬起小段距離，進(jìn)行二次排氣動(dòng)作，排氣完成后橫梁下降，主缸開(kāi)始第三次加高壓，達(dá)到設(shè)定高壓后，主缸開(kāi)始保壓設(shè)定時(shí)間，然后卸壓，當(dāng)卸壓時(shí)間到后，橫梁上升同時(shí)頂出裝置頂出磚坯，當(dāng)橫梁上升到自動(dòng)高位及完全頂出磚坯后進(jìn)入循環(huán)延時(shí)等待，準(zhǔn)備下一次循環(huán)動(dòng)作。

上述工藝中的關(guān)鍵點(diǎn)是主缸加壓過(guò)程主缸位移以及壓力的控制，以及橫梁和頂出裝置精確移動(dòng)控制。因此，本方法的核心在于如何精確控制雙主缸的壓力，提高系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和冗余度。

本雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制方法采用上文所述的雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)對(duì)壓機(jī)進(jìn)行控制，所述控制單元根據(jù)輸入的控制指令、預(yù)先輸入的控制程序以及所述傳感器單元的反饋信號(hào)，對(duì)所述控制閥單元發(fā)出控制信號(hào)，控制第一主液壓缸、第二主液壓缸、橫梁和頂出液壓缸的動(dòng)作。在正常工作情況下，所述控制單元對(duì)第一主缸壓力傳感器和第二主缸壓力傳感器的反饋數(shù)值取平均數(shù)，作為壓制壓力的主要參數(shù)。

優(yōu)選地，所述存儲(chǔ)單元間隔預(yù)定時(shí)間對(duì)第一主缸壓力傳感器和第二主缸壓力傳感器的反饋數(shù)值取樣，并儲(chǔ)存；每次獲取第一主缸壓力傳感器和第二主缸壓力傳感器的反饋數(shù)值時(shí)，先初步判斷數(shù)值是否在合理范圍內(nèi)，再與存儲(chǔ)單元中的歷史數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)現(xiàn)有數(shù)值和歷史數(shù)值的差大于預(yù)定值時(shí)，判定此傳感器出現(xiàn)故障，發(fā)出警報(bào)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，當(dāng)控制單元判定所述第一主缸壓力傳感器和第二主缸壓力傳感器的其中一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)，控制單元自動(dòng)屏蔽故障的壓力傳感器，并將正常的壓力傳感器數(shù)值作為壓制壓力的主要參數(shù)，繼續(xù)運(yùn)行。

需要說(shuō)明的是，此方法用于當(dāng)前因?yàn)樯a(chǎn)等原因無(wú)法馬上停機(jī)的情況，此時(shí)作為參考的主缸壓力是兩個(gè)主缸其中之一的壓力反饋，僅作為應(yīng)急手段，當(dāng)情況允許時(shí)，應(yīng)馬上找出故障原因，排除故障后重新開(kāi)機(jī)生產(chǎn)。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式，當(dāng)控制單元判定所述第一主缸壓力傳感器和第二主缸壓力傳感器的其中一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)，允許用戶人工指定它們其中一個(gè)壓力傳感器作為壓制壓力的主要參數(shù)，并屏蔽另一傳感器。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施方式與第一種實(shí)施方式的不同之處在于，當(dāng)傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，本系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停機(jī)并發(fā)出警報(bào)，此時(shí)用戶可以排除故障后重新開(kāi)機(jī)，或者人工指定正常的壓力傳感器為壓制壓力的主要參數(shù)，并繼續(xù)運(yùn)行。

本實(shí)用新型提供了一種雙缸同步加壓粉末成型壓機(jī)電氣控制方法，其針對(duì)采用雙油缸同時(shí)加壓的特殊結(jié)構(gòu)，硬件上配置兩個(gè)壓力傳感器，控制上作平均和過(guò)濾運(yùn)算，減少壓力取樣誤差，提高壓力控制精度。在發(fā)生傳感器故障時(shí)又可以改為選用正常的單個(gè)傳感器作為壓力反饋，增加系統(tǒng)冗余性。

以上所揭露的僅為本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實(shí)用新型所涵蓋的范圍。