[發明專利]一種實現輥式淬火機液壓多缸高精度同步控制系統

無效

• 申請號: 200810012695.X
• 申請日: 2008-08-07
• 公開（公告）號: CN101338357A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 張福波;王貴橋;王昭東;袁國;韓毅;吳迪;張殿華
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C21D1/667
• 分類號: C21D1/667;C21D9/56;C21D11/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司
• 代理人: 朱光林

1.一種實現輥式淬火機液壓多缸高精度同步控制系統，其特征在于它包括液壓回路及PLC控制系統，液壓回路主要由規格相同的多個油缸、液壓同步馬達、流量補償閥組成，其流量補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個區，其中的I～IV區內液壓缸數量相同1～4個，分布在淬火機上框架的4個角，剩余的液壓缸全部在V區，分布在上框架中部，I～IV區液壓缸有桿側分別與液壓同步馬達的4個分流口及4個流量補償閥的出口液壓阻尼相連，當流量補償閥為比例閥或伺服閥時，沒有液壓阻尼，I～IV區液壓缸有桿側分別與液壓同步馬達的4個分流口及4個流量補償閥的出口直接相連，V區液壓缸有桿側通過兩個單向節流閥與液壓同步馬達的入口相連；PLC控制裝置，其連接是：淬火機上框架的4個角各安裝1個位移傳感器，4個位移傳感器的輸出經模擬量輸入模塊與PLC控制裝置輸入端連接，當流量補償閥為三位四通電磁滑閥時，PLC控制裝置的輸出端經數字量輸出模塊、固態繼電器與流量補償閥的電磁鐵線圈DT1～DT8連接；當流量補償閥為兩位電磁球閥時，PLC的輸出端經數字量輸出模塊、固態繼電器與流量補償閥的電磁鐵線圈DT1～DT4連接；當流量補償閥為比例閥或伺服閥時，PLC控制裝置的輸出端經模擬量輸出模塊、比例/伺服放大器與流量補償閥的電磁鐵線圈SV1～SV4連接。

2.按權利要求1所述的實現輥式淬火機液壓多缸高精度同步控制系統，其特征在于該系統包括下列步驟：

1)4個位移傳感器信號通過模擬量輸入模塊進入PLC控制裝置，由PLC控制裝置進行運算獲得控制量輸出；

2)當流量補償閥為電磁滑閥或電磁球閥時，PLC的控制器輸出為數字量，通過數字量輸出模塊、固態繼電器控制流量補償閥工作；

3)當流量補償閥為比例閥或伺服閥時，PLC的控制量輸出為模擬量，通過模擬量輸出模塊、比例/伺服放大器控制流量補償閥工作。

3.按權利要求2所述的實現輥式淬火機液壓多缸高精度同步控制系統，其特征在于所述之控制量輸出是：淬火機上框架的4個角各安裝1個位移傳感器，將位移傳感器的讀數D1、D2、D3、D4標定為淬火機的輥縫值x1、x2、x3、x4，計算方法為：所有液壓缸活塞桿完全伸出的狀態下，通過電動升降機構使淬火機上框架緩慢下降，當淬火機上排輥與下排輥的輥面剛剛接觸時，記錄下4個位移傳感器的讀數D10、D20、D30、D40，定義：x1＝D10-D1、x2＝D20-D2、x3＝D30-D3、x4＝D40-D4，上框架運動過程中的同步效果反映在4個輥縫值的差異上，差異越小，同步效果越好，定義平均輥縫為average，且average＝(x1+x2+x3+x4)/4；設同步誤差為E_synch，且

E_synch=(average-x1)2+(average-x2)2+(average-x3)2+(average-x4)24]]>

當流量補償閥為三位四通電磁滑閥時，4個三位四通電磁滑閥通過PLC數字量輸出模塊連接固態繼電器進行控制，整個控制過程都在某循環中斷中實現，根據三位四通電磁滑閥的開閉特性，循環中斷周期選擇為40ms，x1～x4分別對應于I～IV區框架位置的輥縫值；average代表輥縫平均值；e1～e4分別代表average與x1～x4的差值；DT_OUT1～DT_OUT8分別代表PLC各電磁鐵線圈DT1～DT8的開關量輸出值；D_Area代表死區大小，取D_Area＝1mm；fun為計算開關量輸出值的函數，其中，e表示函數fun的輸入變量，out1、out2表示fun的兩個輸出值；fun(e1).out1～fun(e4).out1分別表示函數fun(e1)～fun(e4)的輸出量out1，fun(e1).out2～fun(e4).out2分別表示函數fun(e1)～fun(e4)的輸出量out2，實際應用表明，在提升速度達到100mm/s，行程300mm的情況下，同步誤差E_synch＜5mm。