一種液壓粉料壓制機(jī)壓力切換加壓控制方法及其系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種采用可編程控制器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)對液壓系統(tǒng)中油缸的壓制智能精確控制的方法，尤其涉及一種液壓粉料壓制機(jī)壓力切換加壓控制方法和其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)用液壓系統(tǒng)集成的制造裝備領(lǐng)域的壓磚機(jī)壓制磚坯的加壓過程可分為兩個階段:油缸內(nèi)壓縮油液、以及執(zhí)行器大位移壓縮粉料和油缸內(nèi)建立壓力。這兩個階段耗費(fèi)很高的能量，從節(jié)能的角度來說，需要對著兩個階段進(jìn)行改進(jìn)才能減少能源消耗，提高能源利用率，進(jìn)而降低生成成本。
[0003]當(dāng)前粉料液壓機(jī)使用增速器進(jìn)行減壓增速壓制模式或直接壓制模式完成一次起壓動作。減壓增速壓制模式是開啟減壓增速節(jié)能裝置的工作模式，直接壓制模式是開啟直接加壓裝置的總過模式。其中減壓增速節(jié)能模式具有流量放大器功能，可以耗費(fèi)較少能量實(shí)現(xiàn)流量放大功能。但受結(jié)構(gòu)限制，其所能達(dá)到的最大壓制力比直接壓制模式要小，通常為流量放大率的反比；直接壓制模式按1:1傳動比輸出液壓功率，無節(jié)能功能，但可以獲得泵的最大輸出壓力。鑒于上述特點(diǎn)，當(dāng)前加壓方式存在如下缺點(diǎn):
[0004]1、使用減壓增速節(jié)能模式存在液壓缸壓力不能達(dá)到操作者設(shè)定目標(biāo)壓力的可能性。
[0005]2、實(shí)用直接加壓存在不節(jié)能特點(diǎn)。
[0006]當(dāng)前粉料液壓機(jī)完成加壓動作的流程如圖1所示。在圖1的流程中，操作者按照個人經(jīng)驗(yàn)，向設(shè)備指定粉料液壓機(jī)的加壓方式，只能選擇直接壓制模式或減壓增速節(jié)能模式。當(dāng)進(jìn)入加壓環(huán)節(jié)后，計(jì)算機(jī)僅僅在自動執(zhí)行操作者指令，而不能解決節(jié)能、生產(chǎn)效率與最大壓制力兼顧的矛盾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的，就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種合理利用減壓增速節(jié)能模式完成耗能較高的缸內(nèi)壓縮油液和執(zhí)行器壓縮粉兩個階段的液壓粉料壓制機(jī)壓力切換加壓控制方法和其系統(tǒng)，以達(dá)到減少能源消耗的目的。
[0008]為了達(dá)到上述目的，采用如下技術(shù)方案:
[0009]一種液壓粉料壓制機(jī)壓力切換加壓控制方法，包括以下步驟:
[0010]步驟一，啟動減壓增速節(jié)能模式，減壓增速節(jié)能裝置啟動壓制粉料；
[0011]步驟二，通過增速器位移傳感器檢測減壓增速節(jié)能裝置的剩余行程，判斷是否存在剩余行程，若有，維持減壓增速節(jié)能模式進(jìn)入下一步驟，若無，停止減壓增速節(jié)能模式，啟動直接壓制模式，直接加壓裝置壓制粉料；
[0012]步驟三，判斷減壓增速節(jié)能裝置的剩余行程是否足以達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)壓力，若是，維持減壓增速節(jié)能模式，若否，停止減壓增速節(jié)能模式，啟動直接壓制模式，直接加壓裝置壓制粉料。
[0013]所述步驟三包括以下步驟:
[0014]讀取增速器壓力傳感器的壓力數(shù)值、預(yù)存的增速器機(jī)械結(jié)構(gòu)活塞桿環(huán)形面積，以及預(yù)存的比例系數(shù)；通過增速器壓力傳感器的壓力數(shù)值和增速器機(jī)械結(jié)構(gòu)活塞桿環(huán)形面積的乘積計(jì)算出最大壓力值；根據(jù)增速器面積計(jì)算出增速比；計(jì)算比例系數(shù)、增速比、以及目標(biāo)壓力三者的乘積獲得目標(biāo)系數(shù)壓力；對比最大壓力值與目標(biāo)系數(shù)壓力的大小，當(dāng)最大壓力值大于或等于目標(biāo)系數(shù)壓力時，進(jìn)入下一步驟，當(dāng)最大壓力值小于目標(biāo)系數(shù)壓力時，停止減壓增速節(jié)能模式，啟動直接壓制模式，直接加壓裝置壓制粉料；讀取減壓增速節(jié)能裝置的增速器位移傳感器的實(shí)時位置；計(jì)算增速器的剩余可用行程；將剩余可用行程與預(yù)設(shè)的安全剩余行程相比較，當(dāng)剩余可用行程大于或等于安全剩余行程時，維持減壓增速節(jié)能模式，反之，停止減壓增速節(jié)能模式，啟動直接壓制模式，直接加壓裝置壓制粉料。
[0015]一種液壓粉料壓制機(jī)壓力切換加壓控制系統(tǒng)，包括啟動模塊，用于啟動減壓增速節(jié)能模式，減壓增速節(jié)能裝置啟動壓制粉料；第一執(zhí)行模塊，用于通過增速器位移傳感器檢測減壓增速節(jié)能裝置的剩余行程，判斷是否存在剩余行程，若有，維持減壓增速節(jié)能模式，第二執(zhí)行模塊啟動，若無，停止減壓增速節(jié)能模式，啟動直接壓制模式，直接加壓裝置壓制粉料；第二執(zhí)行模塊，用于判斷減壓增速節(jié)能裝置的剩余行程是否足以達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)壓力，若是，維持減壓增速節(jié)能模式，若否，停止減壓增速節(jié)能模式，啟動直接壓制模式，直接加壓裝置壓制粉料。
[0016]進(jìn)一步地，所述第二執(zhí)行模塊包括第一讀取單元，用于讀取增速器壓力傳感器的壓力數(shù)值、預(yù)存的增速器機(jī)械結(jié)構(gòu)活塞桿環(huán)形面積，以及預(yù)存的比例系數(shù)；最大壓力值計(jì)算單元，用于通過增速器壓力傳感器的壓力數(shù)值和增速器機(jī)械結(jié)構(gòu)活塞桿環(huán)形面積的乘積計(jì)算出最大壓力值；增速比計(jì)算單元，用于根據(jù)增速器面積計(jì)算出增速比；目標(biāo)系數(shù)壓力單元，計(jì)算比例系數(shù)、增速比、以及目標(biāo)壓力三者的乘積獲得目標(biāo)系數(shù)壓力；第一對比單元，用于對比最大壓力值與目標(biāo)系數(shù)壓力的大小，當(dāng)最大壓力值大于或等于目標(biāo)系數(shù)壓力時，啟動第二讀取單元；當(dāng)最大壓力值小于目標(biāo)系數(shù)壓力時，停止減壓增速節(jié)能模式，啟動直接壓制模式，直接加壓裝置壓制粉料；第二讀取單元，用于讀取減壓增速節(jié)能裝置的增速器位移傳感器的實(shí)時位置；剩余可用行程計(jì)算單元，用于計(jì)算增速器的剩余可用行程；第二對比單元，用于將剩余可用行程與預(yù)設(shè)的安全剩余行程相比較，當(dāng)剩余可用行程大于或等于安全剩余行程時，維持減壓增速節(jié)能模式，反之，停止減壓增速節(jié)能模式，啟動直接壓制模式，直接加壓裝置壓制粉料。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0018]如果節(jié)能裝置理論最大壓制力無法達(dá)到操作者的設(shè)定的目標(biāo)壓制力，則系統(tǒng)智能地在減壓增速節(jié)能模式和直接壓制模式之間切換，本發(fā)明在保證磚坯壓制質(zhì)量的前提下節(jié)能效果最大化、提高生產(chǎn)效率、保證最終壓制力、節(jié)能帶來的硬件成本降低，電耗降低。
【附圖說明】
[0019]圖1是現(xiàn)有粉料液壓機(jī)完成加壓動作的流程；
[0020]圖2是壓制過程各個階段的示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明的粉料液壓機(jī)的工作原理圖；
[0022]圖4是本發(fā)明方法的步驟流程圖；
[0023]圖5是圖3的步驟S30的具體步驟流程示意圖；
[0024]圖6是本發(fā)明所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖示:1 一液壓缸體；2—液壓缸活塞；3—上模沖頭；4一下模模框；5—工作臺；
[0026]6—液壓缸壓力傳感器；7—直接加壓裝置；8—切換開關(guān)；9一增速器壓力傳感器；
[0027]10—減壓增速節(jié)能裝置；11一增速器位移傳感器；12—粉料；
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方法來詳細(xì)說明本發(fā)明，在本發(fā)明的示意性實(shí)施及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0029]圖2為壓制過程示意圖。在圖2中，Al代表缸內(nèi)壓縮油液階段，A2代表執(zhí)行器壓縮粉料階段，A3代表卸壓階段。BI代表減壓增速節(jié)能模式，B2代表直接壓制模式。本發(fā)明利用減壓增速節(jié)能模式和直接壓制模式完成耗能較高的缸內(nèi)壓縮油液和執(zhí)行器壓縮粉兩個階段。如果節(jié)能裝置理論最大壓制力無法達(dá)到操作者的設(shè)定的目標(biāo)壓制力，則系統(tǒng)智能地在減壓增速節(jié)能模式和直接壓制模式之間切換。從圖2中可以看出，在缸內(nèi)壓縮油液和執(zhí)行器壓縮粉料兩個階段中首先是利用減壓增速節(jié)能模式進(jìn)行壓制，當(dāng)節(jié)能裝置理論最大壓制力無法到達(dá)目標(biāo)壓制力時，即在BI和B2的交點(diǎn)處停止減壓增速節(jié)能模式并啟動直接壓制模式，以完成執(zhí)行器壓縮粉料階段A2中剩余的粉料壓制。當(dāng)直接壓制模式達(dá)到目標(biāo)壓制力時，執(zhí)行器壓縮粉料階段A2結(jié)束，進(jìn)入到卸壓階段。
[0030]圖3為本發(fā)明應(yīng)用于的粉料液壓機(jī)的工作原理圖。其中液壓缸體I與液壓缸活塞2形成一個相對運(yùn)動，活塞2可沿運(yùn)動軌跡上下運(yùn)動。上模沖頭3與液壓缸活塞2剛性連接，沖壓裝載在下?？?內(nèi)的粉料12。下模?？?與固定工作臺5剛性連接。液壓油源進(jìn)入液壓缸體I與液壓活塞2形成的容腔內(nèi)，驅(qū)動液壓油缸2進(jìn)行壓制。當(dāng)上模沖頭3與下?？?4形成相對運(yùn)動時，粉料12被液壓缸活塞2壓制，形成磚坯壓制動作。
[0031]為了更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，一開始就啟動減壓增速節(jié)能模式，利用減壓增速節(jié)能裝置啟動壓制粉料。在壓制過程中，一開始就能達(dá)到節(jié)能目的，在后續(xù)的過程中，當(dāng)減壓增速節(jié)能模式不足以完成壓制時，則切換至直接壓制模式。如圖4所示，本實(shí)施例的控制方法包括以下步驟:
[0032]SlO:啟動減壓增速節(jié)能模式，減壓增速節(jié)能裝置啟動壓制粉料。
[0033]S20:檢測減壓增速節(jié)能裝置的剩余行程，判斷是否存在剩余行程。如圖4所示，在液壓缸體I內(nèi)壓縮油液及上模沖頭3壓縮粉料階段兩個階段，通過增速器位移傳感器11反饋的位移數(shù)值來判斷減壓增速節(jié)能裝置10有無剩余行程可供使用，若減壓增速節(jié)能裝置10無剩余行程可供使用，則進(jìn)入直接壓制模式，由直接加壓裝置7來完成本次加壓過程；若減壓增速節(jié)能裝置10有剩余行程可供使用，則直接加壓與減壓增速加壓的切換開關(guān)8將液壓油源導(dǎo)通到減壓增速節(jié)能裝置10，并切斷液壓油源與直接加壓裝置7的通路，進(jìn)入減壓增速節(jié)能模式，由減壓增速節(jié)能裝置10來執(zhí)行壓制初期耗能較高的壓縮油液階段和大位移壓縮粉料階段的壓制。
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