分析液压伺服油压机高精控制的实现

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1、文章编号：1672—0121(2010)01—0059—02液压伺服油压机高精控制的实现仝超·。乔礼惠z(1．南京埃斯顿数字技术有限公司，江苏南京211100；2．扬力集团江苏国力锻压机床有限公司，江苏扬州225009)摘要：介绍了伺服液压机的精度控制原理，以及保证精度需要的配置及它们的功能。具体阐述了埃斯顿双液压轴控制器Flexcon、西门子HMI和Pilz的安全模块的应用。关键词：机械制造；精度控制；液压机；液压伺服系统中图分类号：TG315．4+6文献标识码：B1引言液压能液压机包括水压机和油压机

2、，是锻压机械的一个大类，广泛应用于国民经济建设各个领域，在制Rt业中占有重要地位。液压机既适应于冲压、拉伸、校正等金属板材成形，也适应于锻造、粉末压制等金属体积成形图1伺服液压机控制原理图等。目前，市场上通用的液压机速度慢、精度低、安全保护不够，不能满足日益发展的要求。随着航空航天以及汽车制造等212业的快速发展，对液压机控制系统的数控化以及液压机的宜人化要求越来越高。本文主要介绍采用南京埃斯顿技术有限公司的双液压轴控制器Flexcon、西门子HMI以及Pilz安全模块，图21600kN液压机的电控系统

3、配置图实现扬力集团生产的1600kN液压机的高精度控急停等输入以及输出提供迅疾的安4"-防护，确保人制，以及对设备、人身安全的防护。身和设备的安全。埃尔法电液公司的液压系统与Fiexcon产品的2伺服液压机的控制原理以及配置配合使用，闭环控制，实现滑块的快下、工进、保压、液压伺服系统基本上由液压马达(或油缸)、伺卸荷、回程，顶出缸顶出等过程。根据检测的位置、压服阀、传感器以及伺服放大器等执行元件组成。液压力、阀开度等反馈信号，实现位置、压力等高精度的伺服控制与反馈机构是一种自控系统，在该系统中闭环控制。

4、检测到的信号(位置、速度、压力等)总是被传递以跟随任意想要的目标，直至检测到的信号等于目标，偏3系统的配置与功能实现差等于零。系统的控制原理见图1。液压机的主要控3．1HMI的工艺曲线以及模具功能制器都通过DP总线相连，系统框图见图2。通过高精度的位置、压力检测能够实时检测到图中s7—300参与外部动作的辅助控制；HMI系统的压力曲线、位置曲线、伺服阀的开口曲线以及作为人机界面的窗口，进行模具的选择、系统数据的位移变化与压力的分析曲线等，有助于厂家根读、写以及在线诊断等；南京埃斯顿公司的液压机专同的产品

5、特点，设置不同的工艺参数。现场生产用控制器Flexcon作为系统控制的核心，主要用来具选择见图3。曲线显示及分析见图4。检测外部反馈信号，并参与系统的整个工艺以及伺3．2Flexcon实现位置与压力控制服阀的控制；Pilz可编程安全模块对光栅、安全门、3．2．1Flexcon产品的接口Flexcon集成了两路编码器接口，用来连接收稿日期：2009—09—14尺，检测滑块以及顶出缸的位置检测；两路模拟■重T0．005mm(1pulse)，滑块的快下、工进、回程的速度以及顶出缸的速度可调；快下、工进、保压以

6、及回程的加减速度、增益积分时间等通过调整，重复定位精度可以达到±0．02mm，甚至更好。定压控制：顶出缸顶出一滑块快下一工进—设定压力闭环一保压一卸荷一陕速回程。压力检测元件采用Atos的压力传感器，保压增益经过调整，并经过长时间的保压测试，压力误差范围控制在±l％以内，实现了比较好的压力控制。通过简单的参数调整，以及调用不同的模具，可图3模具选择与编辑以方便地实现不同产品在不同工艺下的精确控制。经大量测试，重复定位精度能够控制在±O．02mm以内，压力控制精度达到±1％以内，完全满足设计的要求。3．2

7、．3Pilz安全模块在液压机系统中的应用我国制定了相关的液压机安全技术条件等行业标准，并在设备制造中得到越来越多的重视。本系统采用Pilz公司的可编程安全模块对安全阀等阀进行控制，检测安全阀的位置反馈，确保阀的开启或者关闭；设备前后装备了两组安全光幕，也通过安全模块图4曲线的显示与分析编程进行控制；急停按钮也经过安全模块进行控制。部分安全模块内部程序逻辑图见图6。入用来检测系统以及滑块的工作压力；两路模拟量输出接口用来控制两个轴的伺服阀开度；RS485接簦-蠹口用在与s7—300PLC进行ModbusR

8、TU通讯；备用的几个I点可以任意编程为已有的I点功能，防止～一r⋯圈某个I点损坏；所有的0点都可以随意映像编程，为

9、I蠢§∞⋯一～～{系统维护和设计提供了方便。图5所示是Flexcon黼0

10、4罐的外部接口图。q蚺秘it

11、i氍*图6安全模块内部程序4结束语本文介绍的液压机精度控制系统抗干扰能力较强，稳定可靠；静、动态控制精度较高。系统由埃斯顿公司旗下的埃尔法电液公司设计制造，插装阀(CV)与伺服阀的完美配合，使得液压系统抗污染能力强、工艺性好