一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法，具體包括如下步驟：建立鍛錘下打過程的基于機(jī)理模型的軟儀表模型，其中把液壓缸下腔的壓力值作為輔助變量即軟儀表模型輸入變量，把錘頭的速度值作為主導(dǎo)變量，建立兩者之間的數(shù)學(xué)關(guān)系模型；通過壓力傳感器采集鍛錘下打過程中液壓缸下腔的壓力值，通過磁柵尺采集下打過程中錘頭的位移量；通過壓力傳感器和磁柵尺采集得到的數(shù)據(jù)，結(jié)合建立的軟儀表模型，對模型中未知參數(shù)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化辨識(shí)；經(jīng)過仿真分析，得到液壓鍛錘的錘頭速度。本發(fā)明采用基于機(jī)理模型的鍛錘錘頭速度軟儀表構(gòu)造方法，實(shí)現(xiàn)了對鍛錘中難以通過物理傳感器直接測量的速度值構(gòu)造軟儀表進(jìn)行測量。
【專利說明】一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法，屬于金屬成型設(shè)備中的液壓鍛錘速度檢測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓鍛錘是指以液壓油為工作介質(zhì)，利用液壓傳動(dòng)來帶動(dòng)錘頭作上下運(yùn)動(dòng)，完成鍛壓工藝的鍛壓設(shè)備。用鍛錘鍛出的鍛件具有生產(chǎn)率高、材料力學(xué)性能好、尺寸穩(wěn)定、成本較小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車、礦山、工程等行業(yè)中。
[0003]液壓鍛錘錘頭速度檢測是實(shí)現(xiàn)精確能量打擊的重要基礎(chǔ)。如果能夠?qū)崟r(shí)檢測到錘頭的打擊速度，可以為優(yōu)化打擊能量建立基礎(chǔ)，從而達(dá)到節(jié)能降耗，延長模具工作壽命的效果。然而，由于鍛壓現(xiàn)場存在振動(dòng)強(qiáng)、溫度高、粉塵多等問題，現(xiàn)有速度傳感器很難長期可靠的檢測鍛錘錘頭速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中液壓鍛錘錘頭速度檢測技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法，具體包括如下步驟:
A、通過分析液壓鍛錘打擊時(shí)刻的工作原理，建立鍛錘下打過程的基于機(jī)理模型的軟儀表模型，其中把液壓缸下腔的壓力值作為輔助變量即軟儀表模型輸入變量，把錘頭的速度值作為主導(dǎo)變量，建立兩者之間的數(shù)學(xué)關(guān)系模型`；所述鍛錘下打過程包括打擊閥開啟階段和打擊閥關(guān)閉階段。
[0006]B、通過壓力傳感器采集鍛錘下打過程中液壓缸下腔的壓力值，通過磁柵尺采集下打過程中錘頭的位移量；
C、通過壓力傳感器和磁柵尺采集得到的數(shù)據(jù)，結(jié)合步驟A中建立的軟儀表模型，對模型中未知參數(shù)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化辨識(shí)，從而得到一個(gè)更加符合實(shí)際工況的軟儀表模型；
D、將參數(shù)優(yōu)化辨識(shí)后的未知參數(shù)值再代入到步驟A中建立的軟儀表模型中，經(jīng)過仿真分析，得到液壓鍛錘的錘頭速度。
[0007]進(jìn)一步，所述液壓鍛錘系統(tǒng)包括液壓泵、蓄能器、液壓缸、打擊閥、壓力傳感器、磁條、錘頭、磁柵傳感器、鍛錘機(jī)架；液壓泵和蓄能器組合構(gòu)成傳動(dòng)系統(tǒng)，液壓缸上腔和液壓缸下腔均通液壓油，液壓缸下腔始終與蓄能器相通，打擊閥單獨(dú)對液壓缸上腔進(jìn)行控制，壓力傳感器與液壓缸下腔連接，液壓泵分別與蓄能器和液壓缸下腔相連，磁條直接粘貼在錘頭側(cè)面，磁柵傳感器固定在鍛錘機(jī)架上，磁條與磁柵傳感器之間的距離以磁條經(jīng)過磁柵傳感器時(shí)能產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖為準(zhǔn)。
[0008]進(jìn)一步，在所述打擊閥開啟階段，來自液壓泵、蓄能器及液壓缸下腔的三部分液壓油進(jìn)入液壓缸上腔，從而推動(dòng)錘頭加速下打，這一階段的數(shù)學(xué)模型如下:
【權(quán)利要求】
1.一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法，具體包括如下步驟: A、通過分析液壓鍛錘打擊時(shí)刻的工作原理，建立鍛錘下打過程的基于機(jī)理模型的軟儀表模型，其中把液壓缸下腔的壓力值作為輔助變量即軟儀表模型輸入變量，把錘頭的速度值作為主導(dǎo)變量，建立兩者之間的數(shù)學(xué)關(guān)系模型；所述鍛錘下打過程包括打擊閥開啟階段和打擊閥關(guān)閉階段； B、通過壓力傳感器采集鍛錘下打過程中液壓缸下腔的壓力值，通過磁柵尺采集下打過程中錘頭的位移量； C、通過壓力傳感器和磁柵尺采集得到的數(shù)據(jù)，結(jié)合步驟A中建立的軟儀表模型，對模型中未知參數(shù)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化辨識(shí)，從而得到一個(gè)更加符合實(shí)際工況的軟儀表模型； D、將參數(shù)優(yōu)化辨識(shí)后的未知參數(shù)值再代入到步驟A中建立的軟儀表模型中，經(jīng)過仿真分析，得到液壓鍛錘的錘頭速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法，其特征在于:所述液壓鍛錘系統(tǒng)包括液壓泵(I)、蓄能器(2)、液壓缸、打擊閥(5)、壓力傳感器(6)、磁條(8)、錘頭(7)、磁柵傳感器(9)、鍛錘機(jī)架(10);液壓泵(I)和蓄能器(2)組合構(gòu)成傳動(dòng)系統(tǒng)，液壓缸上腔(3)和液壓缸下腔(4)均通液壓油，液壓缸下腔(4)始終與蓄能器(2)相通，打擊閥(5 )單獨(dú)對液壓缸上腔(3 )進(jìn)行控制，壓力傳感器(6 )與液壓缸下腔(4 )連接，液壓泵(I)分別與蓄能器(2)和液壓缸下腔(4)相連，磁條(8)直接粘貼在錘頭(7)側(cè)面，磁柵傳感器(9)固定在鍛錘機(jī)架(10)上，磁條(8)與磁柵傳感器(9)之間的距離以磁條(8)經(jīng)過磁柵傳感器(9)時(shí)能產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖為準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法，其特征在于:在所述打擊閥開啟階段 ，來自液壓泵、蓄能器及液壓缸下腔的三部分液壓油進(jìn)入液壓缸上腔，從而推動(dòng)錘頭加速下打，這一階段的數(shù)學(xué)模型如下:
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法，其特征在于:在所述打擊閥關(guān)閉階段，錘頭減速向下，液壓缸下腔排出的油和液壓泵打出的油進(jìn)入蓄能器，這一階段的數(shù)學(xué)模型如下:
【文檔編號(hào)】G01P3/00GK103558406SQ201310457293
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】梅從立, 薛斌斌, 李天博, 廖志凌, 陳子國 申請人:江蘇大學(xué)