雙操作機與壓機聯合鍛造工作的行走位置控制裝置及方法
2023-07-12 18:59:36 1
專利名稱：雙操作機與壓機聯合鍛造工作的行走位置控制裝置及方法
技術領域：
本發明屬於自由鍛造設備領域，特別是雙操作機與壓機聯合鍛造工作的行走位置控制裝置及方法，用在雙操作機與壓機聯合鍛造的場合。
背景技術：
鍛造操作機是現代鍛造領域的基本設備，對於提高鍛造效率，提升鍛件質量尤為關鍵，而對於大型鍛件或長軸類鍛件，通常需要用到兩臺操作機同時夾持鍛件來進行鍛造。 在鍛造過程中，由於鍛件的延展性，鍛件長度會處在一種動態變化過程中，而夾持鍛件的兩臺操作機的相對位置也要相應改變，來適應這種變化。這就要求兩臺操作機的進給速度能適時調整，以滿足操作機位置的調整。而由於控制元件的差異，及控制系統的響應時間等因素的影響，要精準的控制進給速度相當困難，以往多靠操作工的經驗來試探性地給操作機行走控制系統發指令，難免會出現位置失控的現象。如果兩臺操作機行走的相對位置不能適應鍛件長度的變化，就有可能造成鍛件的損傷甚至設備的損壞，或者大大縮短設備的使用壽命。
發明內容
本發明的目的是設計一種雙操作機與壓機聯合鍛造工作的行走位置控制裝置及方法，控制兩臺鍛造操作機的相對位置，使其適應鍛造過程的鍛件長度的變化，保證自由鍛造工作的順利進行。本發明的技術方案是雙操作機與壓機聯合鍛造工作的行走位置控制裝置，其特徵是至少包括參加聯合鍛造的第一操作機與第二操作機，第一操作機與第二操作機分別有第一鉗杆和第二鉗杆，有第一吊掛裝置、第二吊掛裝置，第一車體、第二車體，第一緩衝油缸、第二緩衝油缸，第一行走裝置和第一行走裝置；
第一操作機的第一鉗杆安裝在第一吊掛裝置上，第一吊掛裝置安裝在第一車體上，第一緩衝油缸一端安裝在第一吊掛裝置上，另一端安裝在第一車體上，它們的聯接點均為鉸接連接；
第一行走裝置安裝在第一車體上，負責第一操作機的運動；第一鉗杆受外力的衝擊時， 就會相對第一車體運動，從而引起第一緩衝油缸的長度伸縮變化。所述的第二操作機與第一操作機具有相同的結構；聯合鍛造時，將第二操作機的第二緩衝油缸工作壓力調低，使其與第一緩衝油缸的剛度差增大。雙操作機與壓機聯合鍛造工作的行走位置控制裝置的方法，其方法步驟是
第101步，在程序中給第一緩衝油缸、第二緩衝油缸相對位置設定一個長度變化範圍設定值，設定值在0 < Kl < D0, D0小於等於第一緩衝油缸或第二緩衝油缸最大行程； 第102步，電器控制單元控制第一操作機和第二操作機相對位置到開始設定置K2 ； 第103步，第一鉗杆和第二鉗杆分別夾緊鍛件的兩端；
第104步，壓機上砧下壓後抬起，鍛件伸長；第二操作機的第二鉗杆後退，第二緩衝油缸長度縮短；
第105步，第二緩衝油缸上的位移傳感器檢測長度縮短量，長度縮短量用Δ L表示，將長度縮短量Δ L傳送至控制模塊PLC電器控制單元進行比較分析； 第106步，當Δ L小於設定值Kl後，轉104步驟；否則轉步驟107 ； 第107步，電器控制單元向第二操作機發送調節命令；
第108步，第二操作機的第二行走裝置驅動第二車體加速後移，使第一操作機和第二操作機相對位置Κ2增加；第二鉗杆與第二操作機回復初始位置； 進入開始下一個工作循環，轉步驟104。本發明的特徵是所述的兩臺操作機要求具備鉗杆，吊掛裝置，車體及行走控制裝置。吊掛裝置及行走裝置鉸接安裝在車體上，鉗杆鉸接安裝在吊掛裝置上，而緩衝油缸鉸接安裝在車體和吊掛裝置之間。在外力作用下，操作機鉗杆相對於車體的運動會引起緩衝油缸長度的伸縮變化，變化幅度與緩衝油缸的行程及剛度有關。緩衝油缸上安裝著位移傳感器，能夠檢測出油缸長度的變化量。調節緩衝油缸工作腔的壓力，可以改變緩衝油缸的剛度。行走裝置上安裝著旋轉編碼器，可以檢測操作機車體的行走速度及位移。兩臺操作機聯合工作時，將其中一臺操作機的緩衝油缸剛度降低，兩臺操作機的相對位移變化就可以通過剛度較小的緩衝油缸的長度變化反應出來，裝在其上的位移傳感器能檢測出具體數據。控制模塊分析比較這個數據，將其反饋到行走控制系統中，形成閉環控制，控制程序可以適時調整兩臺操作機的運動速度，使操作機鉗杆的相對位置始終維持一種動態的平衡， 保證鍛造順利進行。
下面結合實施例附圖對本發明做進一步說明 圖1為本發明的機構簡圖2為本發明的控制流程圖。其中1.第一操作機；2.第二操作機；3.鍛件；4.壓機上砧；5.電氣控制單元； 101.第一鉗杆；102.第一吊掛裝置；103.第一車體；104.第一緩衝油缸；105.第一行走裝置；201.第二的鉗杆；202.第二吊掛裝置；203.第二車體；204.第二緩衝油缸；205.第二行走裝置。
具體實施例方式如圖1所示，至少包括參加聯合鍛造的第一操作機1與第二操作機2，第一操作機 1與第二操作機2分別有第一鉗杆101和第二鉗杆201，有第一吊掛裝置102、第二吊掛裝置 202，第一車體103、第二車體203，第一緩衝油缸104、第二緩衝油缸204，第一行走裝置105 和第一行走裝置205。第一操作機1的第一鉗杆101安裝在第一吊掛裝置102上，第一吊掛裝置102安裝在第一車體103上，第一緩衝油缸104 —端安裝在第一吊掛裝置102上，另一端安裝在第一車體103上，它們的聯接點均為鉸接連接。第一行走裝置105安裝在第一車體103上，負責第一操作機1的運動。第一鉗杆 101受外力的衝擊時，就會相對第一車體103運動，從而引起第一緩衝油缸104的長度伸縮變化。第二操作機2與第一操作機1具有相同的結構。聯合鍛造時，將第二操作機2的第二緩衝油缸204工作壓力調低，使其與第一緩衝油缸104的剛度差增大。如圖2流程圖所示，工作過程如下
第101步，在程序中給第一緩衝油缸104、第二緩衝油缸204相對位置設定一個長度變化範圍設定值，設定值在0 < Kl < D0, D0小於等於第一緩衝油缸104或第二緩衝油缸204 最大行程；
第102步，電器控制單元5控制第一操作機1和第二操作機2相對位置到開始設定置
K2 ；
第103步，第一鉗杆101和第二鉗杆201分別夾緊鍛件3的兩端； 第104步，壓機上砧4下壓後抬起，鍛件3伸長；第二操作機2的第二鉗杆201後退(由於第二緩衝油缸204的剛度小)，第二緩衝油缸204長度縮短；
第105步，第二緩衝油缸204上的位移傳感器檢測長度縮短量，長度縮短量用Δ L表示，將長度縮短量Δ L傳送至控制模塊PLC (電器控制單元5)進行比較分析；
第106步，當長度縮短量Δ L (第二緩衝油缸204相對位置變化量)小於設定值Kl後， 轉104步驟；否則轉步驟107 ；
第107步，電器控制單元5向第二操作機2發送調節命令；
第108步，第二操作機2的第二行走裝置205驅動第二車體203加速後移，使第一操作機1和第二操作機2相對位置Κ2增加；第二鉗杆201與第二操作機2回復初始位置； 進入開始下一個工作循環，轉步驟104。
權利要求
1.雙操作機與壓機聯合鍛造工作的行走位置控制裝置，其特徵是至少包括參加聯合鍛造的第一操作機(1)與第二操作機(2)，第一操作機(1)與第二操作機(2)分別有第一鉗杆(101)和第二鉗杆(201)，有第一吊掛裝置(102)、第二吊掛裝置(202)，第一車體(103)、 第二車體(203)，第一緩衝油缸(104)、第二緩衝油缸(204)，第一行走裝置(105)和第一行走裝置(205)；第一操作機(1)的第一鉗杆(101)安裝在第一吊掛裝置(102 )上，第一吊掛裝置(102 ) 安裝在第一車體(103)上，第一緩衝油缸(104) 一端安裝在第一吊掛裝置(102)上，另一端安裝在第一車體(103)上，它們的聯接點均為鉸接連接；第一行走裝置(105)安裝在第一車體(103)上，負責第一操作機(1)的運動；第一鉗杆 (101)受外力的衝擊時，就會相對第一車體(103)運動，從而引起第一緩衝油缸(104)的長度伸縮變化。
2.根據權利要求1所述的雙操作機與壓機聯合鍛造工作的行走位置控制裝置，其特徵是所述的第二操作機(2)與第一操作機(1)具有相同的結構；聯合鍛造時，將第二操作機 (2)的第二緩衝油缸(204)工作壓力調低，使其與第一緩衝油缸(104)的剛度差增大。
3.雙操作機與壓機聯合鍛造工作的行走位置控制裝置的方法，其方法步驟是第101步，在程序中給第一緩衝油缸(104)、第二緩衝油缸(204)相對位置設定一個長度變化範圍設定值，設定值在0 < Kl SDtl, Dtl小於等於第一緩衝油缸(104)或第二緩衝油缸(204)最大行程；第102步，電器控制單元(5)控制第一操作機(1)和第二操作機(2)相對位置到開始設定置K2 ；第103步，第一鉗杆(101)和第二鉗杆(201)分別夾緊鍛件(3)的兩端； 第104步，壓機上砧(4)下壓後抬起，鍛件(3)伸長；第二操作機(2)的第二鉗杆(201) 後退，第二緩衝油缸(204)長度縮短；第105步，第二緩衝油缸(204)上的位移傳感器檢測長度縮短量，長度縮短量用Δ L表示，將長度縮短量Δ L傳送至控制模塊PLC電器控制單元(5)進行比較分析； 第106步，當Δ L小於設定值Kl後，轉104步驟；否則轉步驟107 ； 第107步，電器控制單元(5)向第二操作機(2)發送調節命令； 第108步，第二操作機(2)的第二行走裝置(205)驅動第二車體(203)加速後移，使第一操作機(1)和第二操作機(2)相對位置Κ2增加；第二鉗杆(201)與第二操作機(2)回復初始位置；進入開始下一個工作循環，轉步驟104。
全文摘要
本發明屬於自由鍛造設備領域，特別是雙操作機與壓機聯合鍛造工作的行走位置控制裝置及方法，其特徵是至少包括參加聯合鍛造的第一操作機與第二操作機，第一操作機與第二操作機分別有第一鉗杆和第二鉗杆，有第一吊掛裝置、第二吊掛裝置，第一車體、第二車體，第一緩衝油缸、第二緩衝油缸，第一行走裝置和第一行走裝置；第一操作機的第一鉗杆安裝在第一吊掛裝置上，第一吊掛裝置安裝在第一車體上，第一緩衝油缸一端安裝在第一吊掛裝置上，另一端安裝在第一車體上。本系統的應用解決了雙操作機聯合鍛造工作時的位置適應問題，大大提高了工作效率，降低了設備的操作難度。
文檔編號B21J9/20GK102500736SQ201110354550
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月10日 優先權日2011年11月10日
發明者衛凌雲, 張營傑, 牛勇, 範玉林, 高尚暉 申請人:中國重型機械研究院有限公司