專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)輥式淬火機(jī)液壓多缸高精度同步控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多液壓缸高精度同步控制領(lǐng)域，適用于輥式淬火機(jī)上框架快速提升及下 落控制。
背景技術(shù)：
輥式淬火機(jī)是當(dāng)前高強(qiáng)度中厚板生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)鋼板連續(xù)淬火工藝的關(guān)鍵設(shè)備，該設(shè)備 由檢測(cè)輥道、固定框架、移動(dòng)上框架、輸送輥道、提升機(jī)構(gòu)、噴水冷卻系統(tǒng)等部分組成，上 噴水系統(tǒng)及上排輥道安裝在移動(dòng)上框架內(nèi)，通過(guò)安裝在固定框架上的液壓和電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)移 動(dòng)上框架的位置、設(shè)定淬火過(guò)程的輥縫，當(dāng)出爐鋼板的厚度大于設(shè)定的輥縫高度，或者鋼板 出現(xiàn)大的板形波浪時(shí)，檢測(cè)輥道激活上框架液壓快速提升裝置，將上框架快速提升，以防鋼
板碰撞噴嘴；
淬火機(jī)的移動(dòng)上框架寬度約為4 6米，沿鋼板運(yùn)動(dòng)方向總長(zhǎng)度約為20 30米，框架主 體為焊接結(jié)構(gòu)，由多個(gè)液壓缸帶動(dòng)上框架運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)框架快速提升功能，框架在快速提升過(guò) 程中，如果各液壓缸之間的同步誤差較大，很容易造成框架變形， 一方面造成設(shè)備損壞，另 一方面還會(huì)引起噴嘴的噴射距離及噴射角度發(fā)生變化，因此，為保護(hù)設(shè)備以及滿足鋼板淬火 的工藝要求，必須保證各液壓缸在提升過(guò)程中的高精度同步；
現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案中，主要通過(guò)多個(gè)手調(diào)節(jié)流閥實(shí)現(xiàn)淬火機(jī)液壓多缸同步控制，液壓缸被 分區(qū)，所有液壓缸的無(wú)桿側(cè)被短接后接到回油口，各分區(qū)內(nèi)的液壓缸有桿側(cè)被分別短接，通 過(guò)兩個(gè)單向節(jié)流閥連接至壓力油入口，上框架快速提升過(guò)程中，壓力油流經(jīng)壓力油入口，通
過(guò)單向節(jié)流閥，單向節(jié)流閥的單向閥進(jìn)入各分區(qū)液壓缸的有桿側(cè)，液壓缸無(wú)桿側(cè)內(nèi)液壓油經(jīng) 回油口回油箱，通過(guò)調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥的開口，實(shí)現(xiàn)分區(qū)間液壓缸的同步提升，下落過(guò)程中， 壓力油入口通過(guò)換向機(jī)構(gòu)接回油，在上框架重力作用下，液壓缸有桿側(cè)的油液流經(jīng)單向節(jié)流 閥的節(jié)流口，單向節(jié)流閥的單向閥后回油箱，在大氣壓作用下，液壓缸有桿側(cè)從油箱內(nèi)吸油， 通過(guò)調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥的開口，實(shí)現(xiàn)分區(qū)間液壓缸的同步下落，該方案的主要不足進(jìn)行人工 手動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)過(guò)程繁瑣，且屬于開環(huán)控制，受外界干擾影響較大，同步精度較差，液壓油 完全通過(guò)節(jié)流閥的節(jié)流口，能耗較大，效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上方案的不足，本發(fā)明的目的提供一種輥式淬火機(jī)液壓多缸高精度同步控制系 統(tǒng)，該控制系統(tǒng)利用液壓同步馬達(dá)配合流量補(bǔ)償閥補(bǔ)償?shù)目刂苹芈?，從而?jiǎn)化液壓系統(tǒng)調(diào)試 過(guò)程，增加系統(tǒng)的抗干擾能力，提高液壓多缸同步控制精度，提高液壓系統(tǒng)工作效率。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的輥式淬火機(jī)液壓多缸高精度同步控制系統(tǒng)，它包括液 壓回路及PLC控制系統(tǒng)，液壓回路主要由規(guī)格相同的多個(gè)油缸、液壓同歩馬達(dá)、流量補(bǔ)償閥 組成，其流量補(bǔ)償閥可為三位四通電磁滑閥、兩位電磁球閥、比例閥、伺服閥中的任一種；
所有的液壓缸被分為5個(gè)區(qū)，其中的I IV區(qū)內(nèi)液壓缸數(shù)量相同1 4個(gè)，分布在淬火機(jī) 上框架的4個(gè)角，剩余的液壓缸全部在V區(qū)，分布在上框架中部，1 W區(qū)液壓缸有桿側(cè)分
別與液壓同步馬達(dá)的4個(gè)分流口及4個(gè)流量補(bǔ)償閥的出口液壓阻尼相連，當(dāng)流量補(bǔ)償閥為比 例閥或伺服閥時(shí)，沒(méi)有液壓阻尼，1 IV區(qū)液壓缸有桿側(cè)分別與液壓同步馬達(dá)的4個(gè)分流口 及4個(gè)流量補(bǔ)償閥的出口直接相連，PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框如圖1所示，其連接是淬火 機(jī)上框架的4個(gè)角各安裝1個(gè)位移傳感器，4個(gè)位移傳感器的輸出經(jīng)模擬量輸入模塊與PLC 輸入端連接，當(dāng)流量補(bǔ)償閥為三位四通電磁滑閥時(shí)，PLC的輸出端經(jīng)數(shù)字量輸出模塊、固態(tài) 繼電器與流量補(bǔ)償閥的電磁線鐵圈DT1 DT8連接；當(dāng)流量補(bǔ)償閥為兩位電磁球閥時(shí)，PLC 的輸出端經(jīng)數(shù)字量輸出模塊、固態(tài)繼電器與流量補(bǔ)償閥的電磁線鐵圈DT1 DT4連接；當(dāng)流 量補(bǔ)償閥為比例閥或伺服閥時(shí)，PLC的輸出端經(jīng)模擬量輸出模塊、比例/伺服放大器與流量補(bǔ) 償閥的電磁線鐵權(quán)SV1 SV4連接。
工作過(guò)程上框架快抬動(dòng)作時(shí)，系統(tǒng)壓力油進(jìn)入液壓同步馬達(dá)并分成4路分別供給I IV區(qū)液壓缸有桿側(cè)，液壓缸無(wú)桿側(cè)液壓油回油箱；上框架下落動(dòng)作時(shí)，在上框架重力作用下，
I W區(qū)液壓缸有桿側(cè)壓力油經(jīng)液壓同步馬達(dá)的4個(gè)分流口進(jìn)入液壓同步馬達(dá)，從液壓同歩 馬達(dá)流出后經(jīng)液壓換向機(jī)構(gòu)回油箱，在大氣壓的作用下，液壓缸無(wú)桿側(cè)從油箱吸油，液壓同 步馬達(dá)是由加工精度較高、尺寸相同的若干個(gè)液壓馬達(dá)組成，使得通過(guò)每一個(gè)液壓馬達(dá)的流 量近似相同；由于I IV內(nèi)液壓缸的總截面積相同，從而實(shí)現(xiàn)速度同步，由同步馬達(dá)內(nèi)部的 單向閥和溢流閥組成的補(bǔ)油回路可消除行程端點(diǎn)的同步誤差，因此，在淬火機(jī)上框架提升或 下落時(shí)，由液壓同步馬達(dá)可以實(shí)現(xiàn)I IV區(qū)內(nèi)液壓缸在某一定精度范圍內(nèi)的同步控制，由于 液壓同步馬達(dá)、液壓缸的加工精度及負(fù)載的不均勻分布等因素的影響所造成的同步誤差，由 PLC按照一定的規(guī)則對(duì)流量補(bǔ)償閥進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)I IV區(qū)內(nèi)液壓缸有桿側(cè)的流量補(bǔ)償，使
1 IV區(qū)內(nèi)液壓缸達(dá)到高精度同步運(yùn)動(dòng)，流量補(bǔ)償包括補(bǔ)油和泄油，V區(qū)內(nèi)液壓缸的提升和 下落速度主要參照I IV區(qū)液壓缸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度，各由一個(gè)單向節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)定。
輥式淬火機(jī)液壓多缸高精度同步控系統(tǒng)控制過(guò)程包括下列步驟 1 ) 4個(gè)位移傳感器信號(hào)通過(guò)模擬量輸入模塊進(jìn)入PLC，由PLC進(jìn)行運(yùn)算獲得控制量輸出；
2) 當(dāng)流量補(bǔ)償閥為電磁滑閥或電磁球閥時(shí)，PLC的控制量輸出為數(shù)字量，通過(guò)數(shù)字量輸出 模塊、固態(tài)繼電器控制流量補(bǔ)償閥工作；
3) 當(dāng)流量補(bǔ)償閥為比例閥或伺服閥時(shí)，PLC的控制量輸出為模擬量，通過(guò)模擬量輸出模塊、 比例/伺服放大器控制流量補(bǔ)償閥工作。
由于淬火機(jī)上框架的4個(gè)角各安裝1個(gè)位移傳感器，可將位移傳感器的讀數(shù)Dl、 D2、 D3、 D4標(biāo)定為淬火機(jī)的輥縫值xl、 x2、 x3、 x4，計(jì)算方法為所有液壓缸活塞桿完全伸出 的狀態(tài)下，通過(guò)電動(dòng)升降機(jī)構(gòu)使淬火機(jī)上框架緩慢下降，當(dāng)淬火機(jī)上排輥與下排輥的輥面剛 剛接觸時(shí)，記錄下4個(gè)位移傳感器的讀數(shù)D10、D20、D30、D40，定義xl=D10-Dl、x2=D20-D2、 x3=D30-D3、 x4=D40-D4，上框架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的同步效果反映在4個(gè)輥縫值的差異上，差異 越小，同步效果越好，定義平均輥縫為average,且average=(xl+x2+x3+x4)/4;設(shè)同步誤差為 E_synch， 且
<formula>formula see original document page 6</formula>
實(shí)際應(yīng)用表明，在提升速度達(dá)到100mm/s，行程300mm的情況下，同步誤差 E—synch<5mm。
本發(fā)明與己有技術(shù)比較有如下優(yōu)點(diǎn)采用液壓同步馬達(dá)配合流量補(bǔ)償閥補(bǔ)償?shù)目刂苹芈? 減少了液壓系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中手工調(diào)節(jié)的工作量；加入了位置反饋，由流量補(bǔ)償閥進(jìn)行流量補(bǔ) 償，抵消外界干擾的影響，提高了控制精度；由于大多數(shù)流量通過(guò)同步馬達(dá)直接進(jìn)入液壓缸， 流量補(bǔ)償閥只是做了一點(diǎn)流量補(bǔ)償，所以較原回路中節(jié)流閥調(diào)速的效率大幅提高。


圖1為本發(fā)明輥式淬火機(jī)液壓多缸高精度控制系統(tǒng)PLC控制方框圖2為本發(fā)明利用三位四通電磁滑閥進(jìn)行流量補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)14缸同步控制的液壓原理圖3為本發(fā)明淬火機(jī)的14個(gè)液壓缸分區(qū)布置俯視平面示意圖4為本發(fā)明利用三位四通電磁滑閥進(jìn)行流量補(bǔ)償?shù)目刂屏鞒虉D5為本發(fā)明圖4函數(shù)fun實(shí)現(xiàn)算法流程圖6為本發(fā)明利用兩位兩通電磁球閥進(jìn)行補(bǔ)油流量補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)14缸同步控制的液壓原理圖； 圖7為本發(fā)明利用兩位兩通電磁球閥進(jìn)行泄油流量補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)14缸同步控制的液壓原理圖; 圖8為本發(fā)明利用兩位三通電磁球閥進(jìn)行泄油流量補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)14缸同步控制的液壓原理圖；圖9為本發(fā)明利用比例閥/伺服閥進(jìn)行流量補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)14缸同步控制的液壓原理圖。 圖中1三位四通電磁滑閥，2通徑為O1.0mm的液壓阻尼，3液壓膠管，4液壓缸，5液 壓同步馬達(dá)，6單向節(jié)流閥，7兩位兩通電磁球閥，8兩位三通電磁球閥，9比例閥/伺服閥， Ps高壓油源接口， P液壓回路的進(jìn)油口， T回油口， PP液壓同步馬達(dá)的入口， AA DD液 壓同步馬達(dá)的4個(gè)分流口， Pl三位四通電磁滑閥的進(jìn)油口， Tl三位四通電磁滑閥的回油口， Al、 Bl三位四通電磁滑闊的出油口， A6單向節(jié)流閥的進(jìn)油口， B6單向節(jié)流閥的出油口， P7兩位兩通電磁球閥的進(jìn)油口， A7兩位兩通電磁球閥的出油口， P8兩位三通電磁球閥的 進(jìn)油口， T8兩位三通電磁球閥的回油口， A8兩位三通電磁球閥的出油口， P9比例閥/伺服 閥的進(jìn)油口， T9比例閥/伺服閥的回油口， A9、 B9比例閥/伺服閥的出油口。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明輥式淬火機(jī)液壓多缸高精度同步控制系統(tǒng)詳細(xì)結(jié)構(gòu)通過(guò)附圖及實(shí)施例加以說(shuō)明。
實(shí)施例l，以14個(gè)液壓缸為例，其液壓原理如圖2所示
14個(gè)液壓缸分區(qū)布置俯視平面示意圖如圖3所示，圖中左側(cè)箭頭方向?yàn)殇摪逍羞M(jìn)方向， 右側(cè)雙點(diǎn)劃線矩形框表示淬火機(jī)上框架的整體俯視外部邊框，14個(gè)實(shí)線圓的位置代表14個(gè) 液壓缸的位置，單點(diǎn)劃線圈出的I V區(qū)對(duì)應(yīng)于圖2中液壓缸的I V分區(qū)，所有液壓缸的 無(wú)桿側(cè)被短接后接回油口 T，各分區(qū)內(nèi)的液壓缸有桿側(cè)被分別短接，其中I IV區(qū)液壓缸有 桿側(cè)分別與液壓同步馬達(dá)的AA DD 口及4個(gè)三位四通電磁滑閥1.1 1.4的Al 口處的液壓 阻尼2.1 2.4相連，4個(gè)三位四通電磁滑閥1.1 1.4的Pl 口短接后與Ps 口相連，4個(gè)三位四 通電磁滑閥U 1.4的T1 口短接后與回油口T相連，液壓同步馬達(dá)的PP 口與P 口相連，V 區(qū)液壓缸有桿側(cè)通過(guò)兩個(gè)單向節(jié)流閥6.1 6.2與P 口相連。
工作過(guò)程
上框架快抬動(dòng)作時(shí)，系統(tǒng)壓力油經(jīng)P 口進(jìn)入液壓同步馬達(dá)并分成4路分別供給I IV區(qū) 液壓缸有桿側(cè)，運(yùn)用4個(gè)三位四通電磁滑閥，分別對(duì)I IV區(qū)進(jìn)行流量補(bǔ)償，流量補(bǔ)償有補(bǔ) 油或泄油；
上框架下落動(dòng)作時(shí)，P 口通過(guò)換向機(jī)構(gòu)接回油，在上框架重力作用下，液壓缸有桿側(cè)的 油液從AA DD 口流經(jīng)同步馬達(dá)，最終通過(guò)P口回油箱，在大氣壓作用下，液壓缸有桿側(cè)從 油箱內(nèi)吸油，同步馬達(dá)產(chǎn)生的同步誤差由三位四通電磁滑閥進(jìn)行流量補(bǔ)償，三位四通電磁滑 閥出回處的液壓阻尼能夠減小閥換向時(shí)產(chǎn)生的流量脈動(dòng)沖擊，V區(qū)液壓缸的上升和下落速度 參照I IV區(qū)液壓缸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度，分別由兩個(gè)單向節(jié)流閥6.2和6.1進(jìn)行調(diào)定，淬火機(jī)上 框架的整體提升速度主要由高壓油源進(jìn)入P 口前所流經(jīng)的節(jié)流調(diào)速元件調(diào)定，下降速度主要 由單向節(jié)流閥6.1調(diào)定；
4個(gè)三位四通電磁滑閥通過(guò)PLC數(shù)字量輸出模塊連接固態(tài)繼電器進(jìn)行控制，整個(gè)控制過(guò) 程都在某循環(huán)中斷中實(shí)現(xiàn)，根據(jù)三位四通電磁滑閥的開閉特性，循環(huán)中斷周期選擇為40ms， 其控制流程如圖4所示，圖中，xl x4分別對(duì)應(yīng)于I IV區(qū)框架位置的輥縫值；average代表 輥縫平均值；el e4分別代表average與xl x4的差值；DT_0UT1 DT_0UT8分別代表PLC 對(duì)圖2中各電磁鐵線圈DT1 DT8的開關(guān)量輸出值;D一Area代表死區(qū)大小，取D一Area-lmm; ftm為計(jì)算開關(guān)量輸出值的函數(shù)，其算法流程如圖5所示，其中，e表示函數(shù)fon的輸入變量， outl、 out2表示fun的兩個(gè)輸出值；fun(el).outl fun(e4).outl分別表示函數(shù)fun(el) fun(e4) 的輸出量outl ， fun(el).out2 fun(e4).out2分別表示函數(shù)fbn(el) fun(e4)的輸出量out2;
流程圖當(dāng)中"PLC執(zhí)行其他任務(wù)"指的是PLC執(zhí)行除同步控制之外的其他工作，如輥道 電機(jī)控制、水量控制、電動(dòng)升降機(jī)構(gòu)控制等；
實(shí)施例4與實(shí)施例1的不同之處僅在于流量補(bǔ)償閥采用兩位三通電磁球閥，電磁球閥 8.1 8.4的P8 口分別通過(guò)液壓阻尼2.1 2.4與I IV區(qū)液壓缸的有桿側(cè)
連接，各電磁球閥的A8與T8 口短接后均當(dāng)流量補(bǔ)償閥采用比例閥、伺服閥、電磁球閥 時(shí)，雖然結(jié)構(gòu)稍有不同，但控制過(guò)l呈相似。
實(shí)施例2:其液壓原理如圖6所示
實(shí)施例2與實(shí)施例1的不同之處僅在于流量補(bǔ)償閥采用兩位兩通電磁球閥。4個(gè)電磁球 閥7.1 7.4的P7口短接后與Ps口相連，液壓缸有桿側(cè)的油液不能通過(guò)電磁球閥回油箱，因 此該方案只能通過(guò)補(bǔ)油控制實(shí)現(xiàn)框架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的多缸同步。
實(shí)施例3:其液壓原理如圖7所示
實(shí)施例3與實(shí)施例1的不同之處僅在于流量補(bǔ)償閥采用兩位兩通電磁球閥。4個(gè)電磁球 閥7.1 7.4的P7 口短接后連接到回油口 T，因此該方案只能通過(guò)泄油控制實(shí)現(xiàn)框架運(yùn)動(dòng)過(guò)程 中的多缸同步。
實(shí)施例4:其液壓原理如圖8所示接回油，此方案和實(shí)施例3相同，只能通過(guò)泄油控制 實(shí)現(xiàn)框架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的多缸同步。
實(shí)施例5:其液壓原理如圖9所示
實(shí)施例5與實(shí)施例1的不同之處僅在于流量補(bǔ)償閥采用比例閥/伺服閥，流量補(bǔ)償閥出回 處沒(méi)有液壓阻尼，此方案能夠通過(guò)對(duì)各分區(qū)內(nèi)油缸有桿側(cè)進(jìn)行補(bǔ)袖或泄油消除同步誤差，較 實(shí)施例一控制精度高，但造價(jià)也較高。
權(quán)利要求
1、一種實(shí)現(xiàn)輥式淬火機(jī)液壓多缸高精度同步控制系統(tǒng)，其特征在于它包括液壓回路及PLC控制系統(tǒng)，液壓回路主要由規(guī)格相同的多個(gè)油缸、液壓同步馬達(dá)、流量補(bǔ)償閥組成，其流量補(bǔ)償閥可為三位四通電磁滑閥、兩位電磁球閥、比例閥、伺服閥中的任一種；PLC控制裝置，其連接是淬火機(jī)上框架的4個(gè)角各安裝1個(gè)位移傳感器，4個(gè)位移傳感器的輸出經(jīng)模擬量輸入模塊與PLC輸入端連接，當(dāng)流量補(bǔ)償閥為三位四通電磁滑閥時(shí)，PLC的輸出端經(jīng)數(shù)字量輸出模塊、固態(tài)繼電器與流量補(bǔ)償閥的電磁鐵線圈DT1～DT8連接；當(dāng)流量補(bǔ)償閥為兩位電磁球閥時(shí)，PLC的輸出端經(jīng)數(shù)字量輸出模塊、固態(tài)繼電器與流量補(bǔ)償閥的電磁鐵線圈DT1～DT4連接；當(dāng)流量補(bǔ)償閥為比例閥或伺服閥時(shí)，PLC的輸出端經(jīng)模擬量輸出模塊、比例/伺服放大器與流量補(bǔ)償閥的電磁鐵線圈SV1～SV4連接。
2、按權(quán)利要求1所述的輥式淬火機(jī)液壓多缸高精度同步控制系統(tǒng)，其特征在于所有的液 壓缸被分為5個(gè)區(qū)，其中的I IV區(qū)內(nèi)液壓缸數(shù)量相同1 4個(gè)，分布在淬火機(jī)上框架的4個(gè) 角，剩余的液壓缸全部在V區(qū)，分布在上框架中部，I IV區(qū)液壓缸有桿側(cè)分別與液壓同步 馬達(dá)的4個(gè)分流口及4個(gè)流量補(bǔ)償閥的出口液壓阻尼相連，當(dāng)流量補(bǔ)償閥為比例閥或伺服閥 時(shí)，沒(méi)有液壓阻尼，1 IV區(qū)液壓缸有桿側(cè)分別與液壓同步馬達(dá)的4個(gè)分流口及4個(gè)流量補(bǔ) 償閥的出口直接相連，V區(qū)液壓缸有桿側(cè)通過(guò)兩個(gè)單向節(jié)流閥與液壓同步馬達(dá)的入口相連。
3、按權(quán)利要求1所述的輥式淬火機(jī)液壓多缸高精度同步控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)控 制過(guò)程包括下列步驟1) 4個(gè)位移傳感器信號(hào)通過(guò)模擬量輸入模塊進(jìn)入PLC，由PLC進(jìn)行運(yùn)算獲得控制量輸出；2) 當(dāng)流量補(bǔ)償閥為電磁滑閥或電磁球閥時(shí)，PLC的控制器輸出為數(shù)字量，通過(guò)數(shù)字量輸出 模塊、固態(tài)繼電器控制流量補(bǔ)償閥工作；3) 當(dāng)流量補(bǔ)償閥為比例閥或伺服閥時(shí)，PLC的控制量輸出為模擬量，通過(guò)模擬量輸出模塊、 比例/伺服放大器控制流量補(bǔ)償閥工作。
4、按權(quán)利要求3所述的輥式淬火機(jī)液壓多缸高精度同步控制系統(tǒng)控制過(guò)程，其特征在于 所述之控制量輸出是淬火機(jī)上框架的4個(gè)角各安裝1個(gè)位移傳感器，可將位移傳感器的讀 數(shù)D1、 D2、 D3、 D4標(biāo)定為淬火機(jī)的輥縫值xl、 x2、 x3、 x4，計(jì)算方法為所有液壓缸活塞 桿完全伸出的狀態(tài)下，通過(guò)電動(dòng)升降機(jī)構(gòu)使淬火機(jī)上框架緩慢下降，當(dāng)淬火機(jī)上排輥與下排 輥的輥面剛剛接觸時(shí)，記錄下4個(gè)位移傳感器的讀數(shù)D10、 D20、 D30、 D40，定義xl=D10-Dl 、 x2=D20-D2、 x3=D30-D3、 x4=D40-D4，上框架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的同步效果反映在4個(gè)輥縫值的差 異上，差異越小，同步效果越好，定義平均輥縫為average，且average=(xl+x2+x3+x4)/4;設(shè) 同步誤差為E_synch，且以三位四通電磁滑閥作為流量補(bǔ)償閥為例4個(gè)三位四通電磁滑閥通過(guò)PLC數(shù)字量輸出 模塊連接固態(tài)繼電器進(jìn)行控制，整個(gè)控制過(guò)程都在某循環(huán)中斷中實(shí)現(xiàn)，根據(jù)三位四通電磁滑 閥的開閉特性，循環(huán)中斷周期選擇為40ms， xl x4分別對(duì)應(yīng)于I IV區(qū)框架位置的輥縫值； average代表輥縫平均值；el e4分別代表average與xl x4的差值；DT—0UT1 DT—0UT8 分別代表PLC各電磁鐵線圈DT1 DT8的開關(guān)量輸出值；D—Area代表死區(qū)大小，取 D—Area=lmm; fun為計(jì)算開關(guān)量輸出值的函數(shù)，其中，e表示函數(shù)fUn的輸入變量，outl、 out2表示fun的兩個(gè)輸出值；fun(el).outl fim(e4).outl分別表示函數(shù)fun(el) fun(e4)的輸出 量outl， fim(el).out2 fun(e4).out2分別表示函數(shù)fun(el) fun(e4)的輸出量out2，實(shí)際應(yīng)用表 明，在提升速度達(dá)到100mm/s，行程300mm的情況下，同步誤差E_synch<5mm。(average-xl) + (average - x2) + (average - x3) + (average - x4)
全文摘要
本發(fā)明輥式淬火機(jī)液壓多缸高精度同步控制系統(tǒng)涉及一種多液壓缸同步控制領(lǐng)域，它包括液壓回路及PLC控制系統(tǒng)，液壓回路主要由多個(gè)規(guī)格相同的油缸、液壓同步馬達(dá)、流量補(bǔ)償閥組成；液壓缸被分為5個(gè)區(qū)I～V，當(dāng)淬火機(jī)上框架提升或下落時(shí)，I～I(xiàn)V區(qū)液壓缸由液壓同步馬達(dá)實(shí)現(xiàn)初級(jí)同步調(diào)節(jié)，產(chǎn)生的同步誤差由PLC控制系統(tǒng)控制流量補(bǔ)償閥對(duì)I～I(xiàn)V區(qū)液壓缸有桿側(cè)進(jìn)行流量補(bǔ)償以達(dá)到液壓缸的高精度同步控制，V區(qū)內(nèi)液壓缸的提升和下落速度主要參照I～I(xiàn)V區(qū)液壓缸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度，各由一個(gè)單向節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)定，其優(yōu)點(diǎn)采用液壓同步馬達(dá)配合流量補(bǔ)償閥補(bǔ)償?shù)目刂苹芈?，減少了液壓系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中手工調(diào)節(jié)的工作量，提高了控制精度，效率大幅提高。
文檔編號(hào)C21D1/62GK101338357SQ20081001269
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日
發(fā)明者迪 吳, 張殿華, 張福波, 王昭東, 王貴橋, 國(guó) 袁, 毅 韓 申請(qǐng)人:東北大學(xué)