專利名稱：水冷金屬型離心鑄管機(jī)閉環(huán)自動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為水冷金屬型離心鑄管機(jī)配套使用的電液數(shù)字化控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，水冷金屬型離心鑄管機(jī)的離心機(jī)行走和扇形包翻轉(zhuǎn)均由比例方向閥控制，操作工利用手柄驅(qū)動(dòng)電位器，人為的控制鑄管機(jī)的行走速度。扇形包的翻轉(zhuǎn)總時(shí)間也由操作工旋轉(zhuǎn)電位器來實(shí)現(xiàn)，扇形包的翻轉(zhuǎn)是否等角速度由凸輪的安裝和制造精度來控制，一旦設(shè)備磨損或液壓油溫波動(dòng)均嚴(yán)重影響扇形包的翻轉(zhuǎn)精度，因此，鑄管的壁厚和均勻性很難保證。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對上述技術(shù)的不足，向人們提供一種可實(shí)現(xiàn)扇形包翻轉(zhuǎn)和離心機(jī)行走精度高的PLC閉環(huán)控制，即扇形包的勻角速度翻轉(zhuǎn)和離心機(jī)行走曲線通過人機(jī)界面TP預(yù)先數(shù)字量輸入來實(shí)現(xiàn)并可切換手動(dòng)或手柄操作。完全避免了人工、設(shè)備磨損和液壓油溫變化外來因素的影響，同時(shí)提高了控制精度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案水冷金屬型離心鑄管機(jī)PLC閉環(huán)控制裝置，主要包括測量、液壓比例伺服控制、PLC模擬輸出三個(gè)部分。由PLC功能模塊與旋轉(zhuǎn)編碼器組成測量回路，行走編碼器通過旋轉(zhuǎn)鏈輪和固定鏈條(或齒條)組成的離心機(jī)行走控制裝置，澆注機(jī)編碼器通過旋轉(zhuǎn)鏈輪(或齒輪)和扇形包轉(zhuǎn)軸組成的扇形包控制裝置。PLC模擬量輸出模塊與比例伺服閥組成的輸出控制回路，通過液壓控制回路控制的翻包比例伺服閥塊和離心機(jī)行走比例伺服閥塊來實(shí)現(xiàn)扇形包翻轉(zhuǎn)和離心機(jī)行走的閉環(huán)控制。其具體結(jié)構(gòu)是(a)測量部分澆注機(jī)編碼器(1)和離心機(jī)行走編碼器(2)通過導(dǎo)線與PLC功能模板(14)連接，后者通過總線與PLC的CPU相連，組成了完整的測量回路。澆注機(jī)扇形包翻轉(zhuǎn)主軸(7)與扇形包主動(dòng)鏈輪(8)安裝在同一軸上，鏈條(9)與鏈輪(8)及編碼器從動(dòng)鏈輪(10)嚙合并帶動(dòng)澆注機(jī)編碼器(1)旋轉(zhuǎn)，由編碼器(1)實(shí)現(xiàn)了扇形包的翻轉(zhuǎn)速度的檢測。離心機(jī)與拖鏈小車(11)直接連接，離心機(jī)行走，拖鏈小車(11)移動(dòng)，固定鏈條(13)裝在固定支架上，離心機(jī)主動(dòng)編碼器鏈輪(12)與離心機(jī)行走編碼器(2)同軸裝在拖鏈小車(11)上，在固定鏈條(13)的作用下，離心機(jī)主動(dòng)編碼器鏈輪(12)旋轉(zhuǎn)。由于主動(dòng)鏈輪與編碼器同軸，因此編碼器(2)與鏈輪(12)同步旋轉(zhuǎn)。由編碼器(2)實(shí)現(xiàn)了離心機(jī)行走速度的測量。(b)液壓比例伺服控制控制澆注機(jī)扇形包翻轉(zhuǎn)油缸運(yùn)動(dòng)速度的比例伺服閥(3)與澆注比例伺服閥放大器(15)相連接，后者受PLC模擬量輸出模塊(18)的控制，以達(dá)到控制澆注鐵水量的目的?？刂齐x心機(jī)行走油缸運(yùn)動(dòng)速度的比例伺服閥(4)與離心機(jī)行走澆注比例伺服閥放大器(16)相連接，受PLC模擬量輸出模塊(18)的控制，從而達(dá)到控制離心機(jī)位置的變化。(c)PLC模擬量輸出部分PLC模擬量輸出模塊(18)的兩個(gè)接線端子QV0及Mana與澆注比例伺服閥放大器(15)相連接，放大器(15)與澆注機(jī)比例伺服閥(3)相連接。PLC模擬量輸出模塊(18)的兩個(gè)接線端子QV1及Mana與離心機(jī)行走比例伺服閥放大器(16)相連接，放大器(16)與離心機(jī)行走比例伺服閥(4)相連接。
本實(shí)用新型裝置將扇形包的翻轉(zhuǎn)，通過直接驅(qū)動(dòng)編碼器旋轉(zhuǎn)，測量扇形包的翻轉(zhuǎn)速度。離心機(jī)通過小車驅(qū)動(dòng)編碼器移動(dòng)，編碼器鏈輪(或齒輪)在固定的鏈條(或齒條)的作用下旋轉(zhuǎn)，將離心機(jī)的移動(dòng)速度通過旋轉(zhuǎn)脈沖數(shù)測出。測出的脈沖數(shù)直接送入PLC功能模塊，PLC經(jīng)過運(yùn)算比較修改模擬量輸出回路的比例伺服閥的工作參數(shù)，即修改了扇形包翻轉(zhuǎn)速度和離心機(jī)行走速度。因此實(shí)現(xiàn)了扇形包翻轉(zhuǎn)和離心機(jī)行走的位置控制。該裝置實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制鑄管機(jī)的行走速度，控制精度高，性能可靠，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆注成型，從根本上解決了中子型水冷金屬型離心鑄管機(jī)組自動(dòng)澆注成型的技術(shù)難題，保證了鑄管壁厚的均勻性，同時(shí)有手動(dòng)人工手柄操作的功能，可使水冷金屬型離心鑄管機(jī)能夠得到更廣泛的應(yīng)用。


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圖1是本實(shí)用新型測量輸入接線圖。
圖2是翻包比例伺服控制原理圖。
圖3是離心機(jī)行走比例伺服差動(dòng)控制原理圖。
圖4是澆注機(jī)編碼器測量部分結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4的俯視圖。
圖6是離心機(jī)行走測量部分結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是圖6的局部放大示意圖。
圖8是圖6A-A向視圖。
圖9是圖8的局部放大圖。
圖10是PLC模擬輸出接線圖。
參照圖1-10，水冷金屬型離心鑄管機(jī)閉環(huán)控制裝置，主要包括測量、液壓比例伺服控制、PLC模擬輸出三個(gè)部分。其具體結(jié)構(gòu)是(a)測量部分澆注機(jī)編碼器1和離心機(jī)行走編碼器2通過導(dǎo)線與PLC功能模板14連接，通過總線與PLC的CPU相連，組成了完整的測量回路。澆注機(jī)扇形包翻轉(zhuǎn)主軸7與扇形包主動(dòng)鏈輪8安裝在同一軸上，鏈條9與鏈輪8及編碼器從動(dòng)鏈輪10嚙合并帶動(dòng)澆注機(jī)編碼器1旋轉(zhuǎn)，由編碼器1實(shí)現(xiàn)了扇形包的翻轉(zhuǎn)速度的檢測。離心機(jī)與拖鏈小車11直接連接，離心機(jī)行走，拖鏈小車11移動(dòng)，固定鏈條13裝在固定支架上，離心機(jī)主動(dòng)編碼器鏈輪12與離心機(jī)行走編碼器2同軸裝在拖鏈小車11上，在固定鏈條13的作用下，離心機(jī)主動(dòng)編碼器鏈輪12旋轉(zhuǎn)。由于主動(dòng)鏈輪與編碼器同軸，因此編碼器2與鏈輪12同步旋轉(zhuǎn)。由編碼器2實(shí)現(xiàn)了離心機(jī)行走速度的測量。(b)液壓比例伺服控制控制澆注機(jī)扇形包翻轉(zhuǎn)油缸運(yùn)動(dòng)速度的比例伺服閥3與澆注比例伺服閥放大器15相連接，受PLC模擬量輸出模塊18的控制，以達(dá)到控制澆注鐵水量的目的。液控單向閥19、20用于解決伺服閥中位難控制的缺陷?？刂齐x心機(jī)行走油缸運(yùn)動(dòng)速度的比例伺服閥4與離心機(jī)行走澆注比例伺服閥放大器16相連接，受PLC模擬量輸出模塊18的控制，從而達(dá)到控制離心機(jī)位置的變化。插裝閥5、6和17組成差動(dòng)回路，可使離心機(jī)行走油缸在撥管時(shí)提高速度。(c)PLC模擬量輸出部分PLC模擬量輸出模塊18的兩個(gè)接線端子QV0及Mana與澆注比例伺服閥放大器15相連接，放大器15與澆注機(jī)比例伺服閥3相連接。PLC模擬量輸出模塊18的兩個(gè)接線端子QV1及Mana與離心機(jī)行走比例伺服閥放大器16相連接，放大器16與離心機(jī)行走比例伺服閥4相連接。
權(quán)利要求1.一種水冷金屬型離心鑄管機(jī)閉環(huán)自動(dòng)控制裝置，主要包括測量、液壓比例伺服控制、PLC模擬輸出三個(gè)部分，其特征在于(a)測量部分澆注機(jī)編碼器(1)和離心機(jī)行走編碼器(2)通過導(dǎo)線與PLC功能模板(14)連接，后者通過總線與PLC的CPU相連，組成了完整的測量回路，澆注機(jī)扇形包翻轉(zhuǎn)主軸(7)與扇形包主動(dòng)鏈輪(8)安裝在同一軸上，鏈條(9)與鏈輪(8)及編碼器從動(dòng)鏈輪(10)嚙合并帶動(dòng)澆注機(jī)編碼器(1)旋轉(zhuǎn)，離心機(jī)與拖鏈小車(11)直接連接，離心機(jī)行走，拖鏈小車(11)移動(dòng)，固定鏈條(13)裝在固定支架上，離心機(jī)主動(dòng)編碼器鏈輪(12)與離心機(jī)行走編碼器(2)同軸裝在拖鏈小車(11)上；(b)液壓比例伺服控制澆注機(jī)扇形包翻轉(zhuǎn)油缸運(yùn)動(dòng)速度的比例伺服閥(3)與澆注比例伺服閥放大器(15)相連接，受PLC模擬量輸出模塊(18)的控制，離心機(jī)行走油缸運(yùn)動(dòng)速度的比例伺服閥(4)與離心機(jī)行走比例伺服閥放大器(16)相連接，受PLC模擬量輸出模塊(18)的控制；(c)PLC模擬量輸出部分PLC模擬量輸出模塊(18)的兩個(gè)接線端子QV0及Mana與澆注比例伺服閥放大器(15)相連接，放大器(15)與澆注機(jī)伺服閥(3)相連接，PLC模擬量輸出模塊(18)的兩個(gè)接線端子QV1及Mana與離心機(jī)行走比例伺服閥放大器(16)相連接，放大器(16)與離心機(jī)行走比例伺服閥(4)相連接，同時(shí)插裝閥5、6和17組成離心機(jī)撥管時(shí)的差動(dòng)回路。
專利摘要水冷金屬型離心鑄管機(jī)閉環(huán)自動(dòng)控制裝置，包括測量、液壓比例伺服控制、PLC模擬輸出三個(gè)部分。由旋轉(zhuǎn)編碼器PLC功能模塊與旋轉(zhuǎn)編碼器組成的測量回路，旋轉(zhuǎn)編碼器通過旋轉(zhuǎn)鏈輪和固定鏈條組成的離心機(jī)行走控制裝置，旋轉(zhuǎn)編碼器通過旋轉(zhuǎn)鏈輪和扇形包轉(zhuǎn)軸組成的扇形包控制裝置構(gòu)成。PLC模擬量輸出模塊與比例伺服閥組成的輸出控制回路，通過液壓控制回路制成的翻包比例伺服閥塊和離心機(jī)行走比例伺服閥塊來實(shí)現(xiàn)扇形包翻轉(zhuǎn)和離心機(jī)行走的閉環(huán)控制。該裝置實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制鑄管機(jī)的行走速度，控制精度高，性能可靠，鑄管壁厚均勻，也可手柄操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆注成型。
文檔編號B22D13/12GK2586553SQ0228123
公開日2003年11月19日 申請日期2002年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月19日
發(fā)明者孫偉, 孫新, 李振發(fā), 袁惠斌 申請人:沈陽亞特鑄造研究所有限公司