[發(fā)明專利]卷板機(jī)中升降輥位移控制裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110268796.5
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102989844A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向樹民;楊艷偉;楊科;張勁
• 申請（專利權(quán)）人: 西安蘭石重工機(jī)械有限公司
• 主分類號: B21D5/14
• 分類號: B21D5/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)器部件位移控制裝置，尤其是卷板機(jī)中輥的位移控制。

背景技術(shù)

卷板機(jī)是機(jī)械裝備業(yè)，尤其是容器類制造業(yè)必備的機(jī)械設(shè)備，主要用來將不同種類的鋼板按照設(shè)計要求卷制成筒體類機(jī)械部件，屬于機(jī)械加工類設(shè)備。在我國卷制鋼板厚度180mm以下由電機(jī)驅(qū)動或機(jī)械和液壓混合式驅(qū)動的卷板機(jī)已有廠家生產(chǎn)，但是卷制鋼板厚度超過180mm以上的全液壓卷板機(jī)在國內(nèi)還沒有廠家生產(chǎn)，尤其是機(jī)、電、液一體化的大規(guī)格卷板機(jī)更是在國內(nèi)屬于空白。近年來隨著石油煉化行業(yè)的發(fā)展，對筒體類零部件的要求發(fā)生了很大的變化，要求直徑大、筒體鋼板母材厚度增厚、材料強(qiáng)度增高、筒體承受的壓力提高，這些無疑對卷制筒體的設(shè)備能力提出了更高的要求，國內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)不能滿足這些要求。

目前，有些卷板機(jī)升降輥的位移控制通過蝸桿蝸輪付(傘齒輪)絲母絲杠付進(jìn)行，即蝸輪箱內(nèi)設(shè)有蝸輪、蝸桿，絲杠在蝸輪中心絲母內(nèi)隨蝸輪的轉(zhuǎn)動而上下運動，為機(jī)械傳動，其缺點是在卷制厚板材時一旦出現(xiàn)超載，可能會導(dǎo)致卷板機(jī)機(jī)組機(jī)械零部件損壞，即過載保護(hù)性能差；有些卷板機(jī)升降輥位移控制通過液壓缸內(nèi)的液壓油作用于活塞而獲得，為液壓傳動，到位量由壓力繼電器控制，其缺點是控制精度不高；有些卷板機(jī)控制多采用操作按鈕、手柄手動操作，其缺點是自動化程度低，生產(chǎn)效率低，且卷板過程中，只能通過人眼判斷而系統(tǒng)不能實時監(jiān)測輥的位置，容易出現(xiàn)卷板曲率不合適或板材異型等現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，適應(yīng)容器類制造業(yè)的發(fā)展需要，滿足卷板機(jī)卷板技術(shù)進(jìn)步的要求。

本發(fā)明提出了一種卷板機(jī)升降輥位移控制裝置，技術(shù)方案是：

為了保證升降輥的位置精度以及同一個輥子兩端升降同步性的精度，本發(fā)明采用位移閉環(huán)液壓控制系統(tǒng)，應(yīng)用位移閉環(huán)控制算法及自適應(yīng)壓力控制算法，設(shè)計了卷板機(jī)升降輥位移控制裝置。該裝置結(jié)構(gòu)包括PLC控制器、HNC100控制器、液壓缸、比例閥、人機(jī)界面；所述的液壓缸上安裝有位移檢測傳感器，且其兩端油路上安裝有壓力傳感器；所述的PLC控制器控制整個系統(tǒng)的通訊和控制，讀取從現(xiàn)場壓力傳感器測回的壓力、位移傳感器測回的位移、比例閥的開口，并把這些值傳給人機(jī)界面顯示屏；把人機(jī)界面上人工設(shè)定的目標(biāo)位移參數(shù)傳遞給所述的HNC100控制器；HNC100完成輥子目標(biāo)位置(即輸入信號)和位移傳感器反饋位置(即反饋信號)的比較，并進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，把調(diào)節(jié)好的信號轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出到所述的比例閥，調(diào)節(jié)其開口度和開口方向，液壓油通過比例閥進(jìn)入液壓缸，作用于活塞，控制輥子升降的速度和方向。

所述的比例閥是液壓驅(qū)動換向高頻響比例閥，該比例閥具有高頻響應(yīng)特性，反應(yīng)速度快。液壓換向高頻響比例閥開口方向決定輥是上升還是下降運動，比例閥的開口大小決定液壓油的輸入量，由此決定輥升降運動快還是慢。

所述的PLC控制器和HNC100控制器之間采用PROFIBUS-DP通訊；PLC控制器和人機(jī)界面之間采用以太網(wǎng)通訊。

所述的人機(jī)界面，包括設(shè)定屏和顯示屏；操作工人在人機(jī)界面設(shè)定屏上設(shè)定目標(biāo)位移參數(shù)；在顯示屏上實時監(jiān)測輥的位置。

所述的PLC控制器型號為SIEMENS?S7-400，所述的HNC100控制器采用Rexroth產(chǎn)品。

本裝置只需操作工人輸入輥子要到達(dá)的目標(biāo)位置，其余控制自動完成，自動化程度高且操作簡單。該裝置運行步驟如下：

1.操作工人根據(jù)工藝參數(shù)把輥子要到達(dá)的目標(biāo)位置設(shè)置在設(shè)定屏上；

2.PLC控制器讀取設(shè)定的目標(biāo)位置值并把該值傳送給HNC100控制器；

3.HNC100控制器把設(shè)定的目標(biāo)位置值轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出到液壓換向高頻響比例閥，液壓油通過液壓換向高頻響比例閥進(jìn)入液壓缸，液壓缸內(nèi)的液壓油推動活塞，從而使輥子升降；同時HNC100控制器把輥子實際位置值實時傳送給PLC控制器，PLC控制器把該值傳給人機(jī)界面顯示屏進(jìn)行顯示；

4.如果已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)位置則停止調(diào)節(jié)，如果沒有達(dá)到目標(biāo)位置，HNC100控制器把輥子的實際位置值和目標(biāo)位置值進(jìn)行比較得到位置差，然后進(jìn)行PID調(diào)節(jié)消除偏差，直到實際位置值和目標(biāo)位置值相等為止，使輥子始終保持在設(shè)定位置。

本發(fā)明能夠自動控制輥的升降動作，自動化程度高；能實時動態(tài)監(jiān)測輥的位置；卷板工藝精度達(dá)到±0.2mm，滿足高效、高精度、高規(guī)格卷板生產(chǎn)要求；過載保護(hù)性能好；操作簡單。

附圖說明

圖1為卷板機(jī)工作原理圖，

其中：1上輥、2下輥、3前側(cè)輥、4后側(cè)輥、5鋼板、6液壓缸；