本發(fā)明涉及擠壓技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于擠壓生產(chǎn)工藝的伺服控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，企業(yè)的擠壓機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)主要采用以異步電機(jī)為驅(qū)動設(shè)備的回油泄壓式液壓控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)以傳遞動力為主，傳遞信息為輔，為開環(huán)控制系統(tǒng)，不能根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行實(shí)時調(diào)整，造成了大量的電能浪費(fèi)（擠壓工序的能耗占產(chǎn)品綜合能耗的38%，擠壓工序的耗電量占產(chǎn)品總用電量的36%），且生產(chǎn)效率偏低。因此，從生產(chǎn)效率、穩(wěn)定性和能效的角度來看，原有系統(tǒng)存在著以下缺點(diǎn)：

（1）不能保證定比傳動；

（2）傳動效率偏低，存在能量損失；

（3）工作穩(wěn)定性易受溫度影響；

（4）系統(tǒng)原配備的是異步電機(jī)，其不能根據(jù)實(shí)際工況調(diào)整轉(zhuǎn)速。異步電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換為動能，在轉(zhuǎn)換過程中，由于線圈的電阻、渦流在矽鐵片中的產(chǎn)生及軸承的摩擦，輸出的“有用”動能只是輸入電能的9成左右（在滿載時），其他轉(zhuǎn)換為熱能。但在負(fù)荷低于50%時，效率大幅下降。擠壓機(jī)工作過程一般分為上料、頂進(jìn)、擠壓、退后、切斷、上料,周期性循環(huán)，根據(jù)擠壓系數(shù)、擠壓速度等工藝參數(shù)各階段需要的壓力和流量處動態(tài)變化，所以在擠壓過程存在較大電能浪費(fèi)。

（5）系統(tǒng)使用大通徑電液換向閥控制油缸動作，大通徑電液換向閥加工精度不易保證，造成工作可靠性差，泄漏大。

因此，現(xiàn)有的擠壓機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)并不能滿足企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種結(jié)構(gòu)簡單的基于擠壓生產(chǎn)工藝的伺服控制系統(tǒng)，可形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)的實(shí)際輸出與希望值相等，從而減低能耗、提高效率、提高精度。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于擠壓生產(chǎn)工藝的伺服控制系統(tǒng)，包括液壓泵及至少一組伺服控制子系統(tǒng)，每一組伺服控制子系統(tǒng)包括信號輸出端、pid調(diào)節(jié)器、伺服閥、液壓缸、工作臺及檢測反饋元件；所述pid調(diào)節(jié)器的輸出端及液壓泵的輸出端分別連接伺服閥的輸入端，所述伺服閥的輸出端連接液壓缸的輸入端，所述液壓缸的輸出端分別連接工作臺及檢測反饋元件的輸入端，所述檢測反饋元件的輸出端及信號輸出端分別連接pid調(diào)節(jié)器的輸入端，構(gòu)成閉環(huán)控制；所述信號輸出端輸出設(shè)定信號至pid調(diào)節(jié)器，所述檢測反饋元件將實(shí)時采集的反饋信號輸出至pid調(diào)節(jié)器，所述pid調(diào)節(jié)器將設(shè)定信號與反饋信號進(jìn)行比較以得出偏差信號并將偏差信號輸出至伺服閥，所述伺服閥根據(jù)偏差信號驅(qū)動液壓缸運(yùn)動。

作為上訴方案的改進(jìn)，所述設(shè)定信號為壓力設(shè)定信號，所述反饋信號為壓力反饋信號。

作為上訴方案的改進(jìn)，所述設(shè)定信號為速度設(shè)定信號，所述反饋信號為速度反饋信號。

作為上訴方案的改進(jìn)，所述設(shè)定信號為電流設(shè)定信號，所述反饋信號為電流反饋信號。

作為上訴方案的改進(jìn)，將擠壓生產(chǎn)過程按順序劃分為模缸過程、機(jī)械手送錠過程、推進(jìn)過程及擠壓過程，每一過程對應(yīng)一組伺服控制子系統(tǒng)。

作為上訴方案的改進(jìn)，所述擠壓過程所對應(yīng)的伺服控制子系統(tǒng)通過獨(dú)立的柱塞油泵進(jìn)行控制，所述柱塞油泵的輸出端連接伺服閥的輸入端。

實(shí)施本發(fā)明，具有如下有益效果：

本發(fā)明基于擠壓生產(chǎn)工藝的伺服控制系統(tǒng)通過研究伺服驅(qū)動技術(shù)、自動控制系統(tǒng)綜合控制技術(shù)和噪聲控制技術(shù)，將原系統(tǒng)改造成為伺服電機(jī)液壓驅(qū)動系統(tǒng)。改造后的基于擠壓生產(chǎn)工藝的伺服控制系統(tǒng)為傳遞信息為主，傳遞動力為輔，采用伺服閥等控制閥，成為閉環(huán)控制系統(tǒng)。該套系統(tǒng)利用反饋信號與設(shè)定信號相比較得出偏差信號，該偏差信號控制液壓能源輸入到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向減小偏差的方向變化，直至偏差等于零或足夠小，從而使系統(tǒng)的實(shí)際輸出與希望值相等。

具體地，本發(fā)明基于擠壓生產(chǎn)工藝的伺服控制系統(tǒng)具有以下有益效果：

（1）伺服擠壓機(jī)電耗降低20%-30%，效率提高3%-10%；

（2）伺服擠壓機(jī)快響應(yīng)、高精密控制特性；

（3）壓力恒定，可靠保壓性能，按需流量供應(yīng)；

（4）高響應(yīng)特性，從0-1500r/min僅需0.05s；

（5）噪音，整機(jī)運(yùn)行噪音低于68分貝。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于擠壓生產(chǎn)工藝的伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。僅此聲明，本發(fā)明在文中出現(xiàn)或即將出現(xiàn)的上、下、左、右、前、后、內(nèi)、外等方位用詞，僅以本發(fā)明的附圖為基準(zhǔn)，其并不是對本發(fā)明的具體限定。

參見圖1，圖1顯示了本發(fā)明基于擠壓生產(chǎn)工藝的伺服控制系統(tǒng)的具體地結(jié)構(gòu)，其包括液壓泵及至少一組伺服控制子系統(tǒng)，每一組伺服控制子系統(tǒng)包括信號輸出端、pid調(diào)節(jié)器、伺服閥、液壓缸、工作臺及檢測反饋元件；

所述pid調(diào)節(jié)器的輸出端及液壓泵的輸出端分別連接伺服閥的輸入端，所述伺服閥的輸出端連接液壓缸的輸入端，所述液壓缸的輸出端分別連接工作臺及檢測反饋元件的輸入端，所述檢測反饋元件的輸出端及信號輸出端分別連接pid調(diào)節(jié)器的輸入端，構(gòu)成閉環(huán)控制；

工作時，所述信號輸出端輸出設(shè)定信號至pid調(diào)節(jié)器，所述檢測反饋元件將實(shí)時采集的反饋信號輸出至pid調(diào)節(jié)器，所述pid調(diào)節(jié)器將設(shè)定信號與反饋信號進(jìn)行比較以得出偏差信號并將偏差信號輸出至伺服閥，所述伺服閥根據(jù)偏差信號驅(qū)動液壓缸運(yùn)動。

因此，本發(fā)明鑒于擠壓機(jī)原液壓傳動系統(tǒng)存在的問題，通過研究伺服驅(qū)動技術(shù)、自動控制系統(tǒng)綜合控制技術(shù)和噪聲控制技術(shù)，將原系統(tǒng)改造成為伺服電機(jī)液壓驅(qū)動系統(tǒng)。

改造后的基于擠壓生產(chǎn)工藝的伺服控制系統(tǒng)為傳遞信息為主，傳遞動力為輔，采用伺服閥等控制閥，成為閉環(huán)控制系統(tǒng)。該套系統(tǒng)利用反饋信號與設(shè)定信號相比較得出偏差信號，該偏差信號控制液壓能源輸入到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向減小偏差的方向變化，直至偏差等于零或足夠小，從而使系統(tǒng)的實(shí)際輸出與希望值相等。換句話說，系統(tǒng)是這樣工作的，在輸入作用（閥芯位移x）的開始階段，輸出元件（液壓缸）還沒有運(yùn)動，輸入和輸出間有“差”，這個“差”使輸出元件運(yùn)動，運(yùn)動反過來使“差”減小，直至“差”為零（或接近于零）為止。

相應(yīng)地，將擠壓生產(chǎn)過程按順序劃分為模缸過程、機(jī)械手送錠過程、推進(jìn)過程及擠壓過程，每一過程對應(yīng)一組伺服控制子系統(tǒng)。

具體地，所述設(shè)定信號為壓力設(shè)定信號，所述反饋信號為壓力反饋信號，所述壓力設(shè)定信號、壓力反饋信號與伺服控制子系統(tǒng)相結(jié)合構(gòu)成壓力閉環(huán)控制。所述設(shè)定信號為速度設(shè)定信號，所述反饋信號為速度反饋信號，所述速度設(shè)定信號、速度反饋信號與伺服控制子系統(tǒng)相結(jié)合構(gòu)成速度閉環(huán)控制。所述設(shè)定信號為電流設(shè)定信號，所述反饋信號為電流反饋信號，所述電流設(shè)定信號、電流反饋信號與伺服控制子系統(tǒng)相結(jié)合構(gòu)成電流閉環(huán)控制。

需要說明的是，本發(fā)明采用伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、組合油泵以及壓力、速度、電流閉環(huán)控制，采取模缸、機(jī)械手送錠、推進(jìn)、擠壓等分段順序控制；同時，本發(fā)明采用分段順序獨(dú)立液壓驅(qū)動控制，多組伺服系統(tǒng)匹配油泵按動作順序分開控制，油路關(guān)閉泄壓閥，利用伺服本身的壓力反饋來調(diào)節(jié)油壓變化量，根據(jù)設(shè)定壓力調(diào)節(jié)實(shí)際工作壓力，減少能量損耗。

所述擠壓過程所對應(yīng)的伺服控制子系統(tǒng)通過獨(dú)立的柱塞油泵進(jìn)行控制，所述柱塞油泵的輸出端連接伺服閥的輸入端。

需要說明的是，本發(fā)明中，擠壓過程所對應(yīng)的伺服控制子系統(tǒng)采用柱塞油泵單獨(dú)控制，輸出功率隨負(fù)載變化而變化，不工作時停止，減少能量的浪費(fèi)。

由上可知，本發(fā)明基于擠壓生產(chǎn)工藝的伺服控制系統(tǒng)具有以下有益效果：

（1）伺服擠壓機(jī)電耗降低20%-30%，效率提高3%-10%；

（2）伺服擠壓機(jī)快響應(yīng)、高精密控制特性；

（3）壓力恒定，可靠保壓性能，按需流量供應(yīng)；

（4）高響應(yīng)特性，從0-1500r/min僅需0.05s；

（5）噪音，整機(jī)運(yùn)行噪音低于68分貝。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。