PDF《·机械研究与应用·一》

应用与i式验 ・机械研究与应用・一 两辊数控液压卷板机的研究'

粱生龙 (球海城市职业技术学院,广东珠海519090) 摘要:目前国内的卷板机主要采用三辊式或四辊式的.

卷圆过程需要预育、对中、卷圃、矫圃等工艺过程,而两辊式数 控液压自动卷板机免除了上述工艺.可以一次成型.重点介绍了两辊卷板机的卷板原理、结构以及实现同步 控制的方案,通过改变三辊卷板的卷刺方法和应用液压同步控制系统,提高了卷板的效率和精度. 关键词:同步;

控制系统;

两辊卷板机;

液压;

伺服阀 中圉分类号:THl6 文献标识码:A 文章编号:1006―4414(2010)04―0051―02 Research of double..roller NC..hydraulic crimper l』ang Sheng'

.long (Zhu/m/c蚵polytechnic,Zhuhai Guangdong 519090,Ch/na) Abstract:At pr既ent,the domestic crimper mainly be three roUem or four rolIem.which need8 four processes such∞pre― flex,midge―line matching,rounding and its correction.But the double―roller crimper can omit such proc燧s.In this pa- per,the working principles and structure of double―roller crimper and its scheme to realize synchronous control are mainly in- ueduced.Though changing the rolling method of the triple―roller crimper and application 0f the synchronized hydraulic con・ trol system,improve the dilciency and accuracy of the double―roller crimper. Key words:synchronization;

control system;

double―roller crimper;

hydraulic:servo valve 1前言 两辊卷板机是专供金属板的卷曲和弯曲圆筒之 用,它主要用来卷板(钢板),快速批量制造薄壁管, 通风管道、烟囱、过滤器,汽车排气管,储液(气)罐等 等,是锅炉、造船、石油化工、水泥、电机及机器制造业 中主要设备之一. 两辊数控液压自动卷板机,完全改变了三辊卷板 的卷制方法,免除预弯、对中、卷圆、矫圆等工艺过程, 操作方便,近似无直边,一次成型,效率高.笔者对两 辊卷板机的卷板过程进行分析,并介绍了实现下辊同 步控制精度的方案. 2两辊卷板机的卷板过程分析 三辊卷板机必须通过预弯、对中、卷圆、矫圆四个 过程才能完成…,而两辊数控液压自动卷板机,完全 改变了三辊卷板的卷制方法,免除了上述工艺过程, 可一次成型.两辊卷板机的上辊为刚性滚,下辊是柔 性辊,当下辊在上辊的挤压下会有一定的径向凹型变 形,当钢板被送入上辊和下辊之间时就会被两辊对滚 卷制成圆筒,从微观的角度来讲,被卷制成的圆筒实 际上由无数段小圆弧所构成,卷圆过程如图1所示. 3两辊卷板机的结构设计 两辊卷板机结构简图如图2所示,两辊数控液压 卷板机有上下两个辊子,其中下辊为柔性辊,是主动 辊,由电动机通过减速器及其联轴器进行驱动,并且 由液压单元驱动垂直上升和下降,上棍为刚性辊,是 从动辊,固定安装在机床床身上,当下辊上升至与上 棍接触时,上棍将随着下辊一起旋转,塑性金属板通 过卷板机的上辊和下辊之间时,金属板就被卷制成所 需的圆筒.卷圆过程完成后,下辊液压下降,轧辊锁 紧头打开,即可取出产品. lat 上锟 图1两辊卷板机的卷圆过程示意图 无图2数控两辊卷板机的结构图 通过对两辊卷板机工作原理和结构分析,当支撑 收稿日期:2010―06―23 作者简介:梁生龙(1982一),男.山西盂县人,硬士,主要从事机电一体化设备研究方面的工作. ・5l・ 万方数据 应用与试验 下辊的顶轴上升和下降不同步时,导致两辊之间的轴 线不平行如图3所示,这样在卷制圆筒时会出现圆筒 一端被压延,使得圆筒一端直径变大,影响工件进 度….所以提高两辊卷板机的加工精度,关键就是 在确保机床导轨的平行度满足技术要求的情况下提 高同步控制的精度. 上轭 图3数控两辊卷板机轴线不平行示意图 4液压同步控制回路的实现旧卅J 在液压控制系统中由于液压系统的液体压缩、泄漏、阻尼等特点,尤其是在外载力较大和外载力不断 变化及设备本身的不平衡与设备运动行程较大的因 素下,实现液压缸较高的同步精度有很大难度.因此 对同步系统的设计方案、控制方法、同步性能等方面 的研究会最终关系到两辊数控液压卷板机的实际运 行状态是否能够真正达到设计的要求. 为了实现下辊同步,可通过两个液压缸推动两头 顶轴来实现.液压同步回路的工作原理如图4所示, 控制回路主要有电液换向阀、比例调速阀、伺服阀等 组成.电液换向阀主要用来改变油路方向,使得下辊 正常上升和下降,主油路上采用双比例换向阀可以控 制流量和速度,伺服阀用来控制双缸的同步运行. 为了达到卷板的精度要求,要保证顶轴l和顶轴 2的同步,也就是必须保证缸l和缸2同步上升和同 步下降,采用的方案按 主从方式 实现同步控制. 以其中一个液压缸为主控缸,为理想输出,它的运动 为主运动,设另一个缸为从动,跟踪主控缸的理想输 出并达到同步驱动.用PLC作为整个控制系统的核 心,信号由PLC给定,电控器将其输入电压转换为比 例调速阀的控制电流,控制阀的流量,从而控制缸的 工作速度.比例调速阀1接收速度指令信号,比例调 速阀2同时接收速度指令信号和两液压缸位移的偏 差信号,这样缸l为主动缸,缸2为从动缸,改变指令 信号即可改变两缸的移动速度. 通过光栅线位移传感器L