一種雙作用油缸無位移傳感器的加壓方法技術

一種雙作用油缸無位移傳感器的加壓方法，包括如下步驟：利用實驗和插值計算方法，獲取油液彈性模量與主油缸位移內壓力的關系，將該關系存儲到控制器的存儲介質中；根據實際壓力值的變化情況判斷出增壓器在高壓階段的位移；檢測低壓設置力的變化，判斷出低壓階段所需的增速位移，比較增壓位移與增速位移；決策是否使用減壓增速壓制功能。解決了無位移傳感器情況下雙作用油缸在高壓增壓與低壓增速的位移評估問題，避免了增壓行程與增速行程不平衡時導致的低壓壓制力無法達到，而影響磚坯成品率的問題。減少檢測環節，增加設備的魯棒性，減少傳感環節受到干擾的情況，降低設備的故障率，降低客戶的設備維護成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于工業用液壓系統集成的制造裝備領域，特別涉及一種采用可編程控制器、工業控制計算機對陶瓷粉料液壓自動壓制機在減壓增速壓制中對增速器活塞的控制方法。
技術介紹
當前粉料液壓自動壓制機大都是使用直接加壓模式或使用增速器進行減壓增速壓制模式完成一次完整的加壓動作。其中增速器在減壓增速節能模式中具有流量放大器的作用，可以耗費較少能量實現流量放大功能。但受結構限制，其所能達到的最大壓制力比直接加壓模式要小，通常為放大率的反比；直接加壓模式按1：1傳動比輸出壓制，無節能功能，但可以獲得泵的最大輸出壓力。鑒于上述特點，當前加壓方式存在如下缺點：1、使用減壓增速節能模式存在液壓缸內壓力不能達到操作者設定目標壓力的可能性。2、使用直接加壓模式存在不節能的缺點。此外，粉料的最終成型壓力較高，系統工作壓力無法直接達到，故在高壓階段時需要使用增壓器進行增壓后使油缸獲得較高的工作壓力是一種較為普遍的做法。鑒于上述低壓和高壓的工作要求，及耗能的綜合考慮。現階段通常使用減壓增速、增壓功能集成在一個雙作用油缸上，如圖1所示，其中件1為主油缸，件2為活塞，件3為上模芯，件4為上模芯位移傳感器，件5為待壓制粉料件，件6為下模框，件7為工作臺，件8為主油缸壓力傳感器，件9為增速(壓)器。其中，該油缸在低壓階段時執行減壓增速功能，在高壓階段時執行增壓功能。雙作用油缸在壓制動作中的應用，可降低能耗，但面臨雙作用活塞行程平衡的問題。如圖1所示，活塞2由液壓功率驅動，模芯3與活塞2剛性聯接，模框6內裝有疏松的待壓制粉料5。活塞運動實時位置由上模芯位移傳感器4檢測，主油缸內壓制力由壓力傳感器9檢測。在低壓階段，如果使用減壓增速模式，液壓油功率的流向為：液壓油源→增速壓制閥→增速器9小端→增速器9大端→增速導通閥→復位截止閥→主油缸。此期間增壓壓制閥、增壓或復位導通閥、直接加壓閥以及復位閥關閉。增速器的工作原理如圖2所示，當液壓功率進入到增速器9小端時，活塞向增速器大端運動，輸出液壓功率，由帕斯卡原理，在增速器小端輸出的流量比Q＝A2/A3，在系統的流量一定時，經過增壓缸可以使流量放大Q倍，達到增速目的。高壓時液壓功率流向為：液壓油源→增壓壓制閥→增速器9大端→增速器9小端→增壓或復位導通閥→復位截止閥→主油缸，此期間增速壓制閥、增速導通閥、直接加壓閥，及復位閥關閉。由圖2，當液壓功率進入到增壓器大端時，活塞向增速器小端運動，輸出液壓功率，由帕斯卡原理知，增壓器9小端輸出的壓力增壓比C＝A2/A3，在系統的壓力一定時，經過增壓缸可以使壓力放大C倍，達到增壓目的。直接加壓時，液壓功率流向為：液壓油源→直接加壓總成→復位截止閥→主油缸，其他閥關閉。加壓過程中，低壓可選擇直接加壓方式或減壓增速方式來完成，高壓僅能使用增壓方式完成。為了保證完成壓制動作，增壓器9在高壓階段必須有足夠的增壓器可移動行程l3，即高壓階段增壓器必須保證大端向小端方向有足夠的可移動距離l3。若需要低壓使用減壓增速而高壓使用增壓，則必須考慮如下情況，在低(高)壓增速(壓)加壓模式中，加壓期間主油缸需油量VRequire必須由增速(壓)器活塞移動而驅動增速(壓)器大(小)端產生的流動液壓油體積V2(3)填充，即VRequire＝V2(3)。增速(壓)器要產生VRequire＝V2(3)的流動油液，由增速(壓)器大(小)端面積A2(3)和增速(壓)器活塞可移動距離l2(3)來決定，即V2(3)＝A2(3)×l2(3)。否則，主油缸將不能建立預期的壓力。譬如，增速器大端面積為0.002(0.001)m2，主油缸需要0.02m3的油液才能建立80(320)bar的壓力，增速(壓)器必須移動活塞向大(小)端方向移動，驅使大(小)端產生0.02m3的油液，才能使主油缸建立80(320)bar的壓力。則產生這0.02m3油液增速器需要移動的距離l2(3)＝2(3)/A2(3)＝0.02/0.002(0.001)＝0.1(0.2)m。通過上述舉例，可以看出使用增速(壓)加壓時，使主油缸能產生預期壓力的條件之一就是增速(壓)器必須具備的足夠可移動行程l2(3)。當l2(3)過小時，將不能使主油缸內壓力達到預期壓力值。同時，當前粉料液壓機都是采用循環壓制的方式進行連續生產，其工藝流程中單次循環的步驟是：低壓→卸壓→排氣→高壓→卸壓。當完成單次循環以后，第二次循環再次重復這些工藝步驟。因為是雙作用油缸，故低壓增速壓制后增速器從小端向大端移動了l2的距離，該距離對于高壓增壓來講，相當于高壓具備了l2的增壓可移動距離。所以理論上低壓階段的增速位移l2等于高壓階段增壓器的增壓需求位移l3時最節省能量。但是在實際的生產中，還面臨著低壓壓制力和高壓壓制力變更的問題。而且低壓壓制力和高壓壓制力的變更是獨立無關的，無統一的方向性。譬如，低壓設定值低時，高壓設定值有可能低，也有可能高。高壓設定值高時，低壓設定值有可能低，也有可能高。如果低壓階段因使用了減壓增速而使增速器活塞從小端向大端上移動了距離l2，但是該l2比高壓階段的增壓器所需位移l3小，l2<l3時，意味著高壓增壓壓制時，主油缸無法達到預期的壓力值。故高壓壓制增壓器可移動行程l3不足時，需要使用液壓功率對增壓器進行復位，如圖1所示，液壓功率流向為：液壓油源→直接加壓閥→卸壓增速器小端→卸壓增壓器大端→復位閥→油箱，期間增速壓制閥、增速導通閥、增壓壓制閥、增壓或復位導通閥以及復位截止閥關閉。由于復位增壓器時液壓功率只驅動增壓器活塞，活塞腔油液流入油箱內，故增壓器復位的能量浪費較大。現階段，主要采用在增速(壓)器內安裝位移傳感器的方式來解決增速(壓)雙作用油缸的位移平衡問題。該方法能夠精確地檢測到雙作用油缸在執行增速功能時活塞移動距離l2和雙作用油缸在執行增壓功能時的移動距離l3，并且還能實時監測到增速(壓)活塞的實時位置，以此判斷使用何種壓制方式。但是該方式存在如下問題：安裝雙作用油缸位移傳感器導致設備成本上升；雙作用油缸位移傳感器安裝在油缸內，維護成本上升；雙作用油缸位移傳感器故障時，需要的維護時間較長；雙作用油缸位移傳感器受到信號干擾時，設備無法正常運行。故有必要提供一種既不需要安裝位移傳感器又能準確判斷決策低壓壓制時使用減壓增速方式或是直接壓制方式的方法。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種雙作用油缸無位移傳感器的加壓方法，可以既不需要安裝位移傳感器又能準確判斷決策低壓壓制時使用減壓增速方式或是直接壓制方式。為了達到上述目的，本專利技術本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙作用油缸無位移傳感器的加壓方法，其特征在于包括以下步驟：步驟一：設定低壓設定值Pset1與高壓設定值Pset2；步驟二：通過存儲介質儲存從0壓到公稱壓制力范圍內，在低壓壓制期間與高壓增壓期間主油缸壓力變化量與油液彈性模量的對應關系；步驟三：通過存儲介質儲存從0壓到低壓壓制力范圍內，在低壓壓制期間主油缸壓力變化量與上模芯移動距離的對應關系；步驟四：根據主油缸壓力變化量與油液彈性模量的對應關系以及主油缸壓力變化量與上模芯移動距離的對應關系，獲取低壓設定值Pset1所對應的彈性模量к2以及所對應的上模芯移動距離△L2；步驟五：根據Pset1、к2與△L2計算出采用減壓增速模式壓制時活塞所需的增速位移lPredict＝(V×Pset1/к2+△L2×A)/A2；其中，V為加壓前油液的體積、A為主油缸的活塞面積、A2為油缸活塞大端的面積；步驟六：將活塞恢復到小端的極限位置，并賦值活塞在減壓增速模式下的可移動距離lAvailable＝Max，Max為活塞可移動的機械極限距離；步驟七：讀取當前的lAvailable的值并比較lPredict與lAvailable，若lPredict小于或等于lAvailable，則采用減壓增速模式進行壓制；若lPredict大于lAvailable，則采用直接加壓模式壓制；步驟八：在減壓增速模式或直接加壓模式壓制下，判斷主油缸的壓力是否達到Pset1，若未達到，則繼續采用當前的模式壓制，否則停止當前的模式壓制并在將活塞恢復到大端的極限位置后采用高壓增壓模式壓制；步驟九：在高壓增壓模式壓制下，判斷主油缸的壓力是否達到Pset2，若未達到，則繼續采用高壓增壓模式壓制，否則停止壓制并結束。...

【技術特征摘要】
1.一種雙作用油缸無位移傳感器的加壓方法，其特征在于包括以下步驟：
步驟一：設定低壓設定值Pset1與高壓設定值Pset2；
步驟二：通過存儲介質儲存從0壓到公稱壓制力范圍內，在低壓壓制期間與高壓增壓期
間主油缸壓力變化量與油液彈性模量的對應關系；
步驟三：通過存儲介質儲存從0壓到低壓壓制力范圍內，在低壓壓制期間主油缸壓力變
化量與上模芯移動距離的對應關系；
步驟四：根據主油缸壓力變化量與油液彈性模量的對應關系以及主油缸壓力變化量與上
模芯移動距離的對應關系，獲取低壓設定值Pset1所對應的彈性模量к2以及所對應的上模芯移
動距離△L2；
步驟五：根據Pset1、к2與△L2計算出采用減壓增速模式壓制時活塞所需的增速位移lPredict＝(V×Pset1/к2+△L2×A)/A2；其中，V為加壓前油液的體積、A為主油缸的活塞面積、A2為
油缸活塞大端的面積；
步驟六：將活塞恢復到小端的極限位置，并賦值活塞在減壓增速模式下的可移動距離
lAvailable＝Max，Max為活塞可移動的機械極限距離；
步驟七：讀取當前的lAvailable的值并比較lPredict與lAvailable，若lPredict小于或等于lAvailable，則
采用減壓增速模式進行壓制；若lPredict大于lAvailable，則采用直接加壓模式壓制；
步驟八：在減壓增速模式或直接加壓模式壓制下，判斷主油缸的壓力是否達到Pset1，若
未達到，則繼續采用當前的模式壓制，否則停止當前的模式壓制并在將活塞恢復到大端的極
限位置后采用高壓增壓模式壓制；
步驟九：在高壓增壓模式壓制下，判斷主油缸的壓力是否達到Pset2，若未達到，則繼續
采用高壓增壓模式壓制，否則停止壓制并結束。
2.根據權利要求1所述的加壓方法，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：韋發彬，羅成輝，謝越林，霍志恒，陳保偉，
申請(專利權)人：佛山市恒力泰機械有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44