КШО Бочаров (1244845), страница 87
Текст из файла (страница 87)
Бовыкин, 1977) и муфтового винтового пресса (М.Е. Маркушин, !990), гидровннтового пресса с адаптацией по температуре заготовки (В.П. Перевертов, 1981). В процессе объемной штамповки на молотах необходимо обеспечить высотный размер поковки в пределах допуска и избежать соударения штампов. Для решения этой проблемы в МГТУ им. Н. Э. Баумана разработана компьютерная система программно-адаптивного управления циклами многоударной штамповки на газогидравлическом молоте (рис. 40.1). Автоматически обеспечивается коррекция программ и необходимая для каждого цикла величина кинетической энергии рабочих частей.
Управление формируется внутри каждого цикла штамповки на основе обратной связи по информации о текущих значениях высоты поковки. При этом управляющий алгоритм позволяет косвенно учесть комплексное влияние всех дестабилизирующих факторов технологического цикла. Функциональная схема содержит две взаимодействующие подсистемы: управления циклом штамповки и управления приводом молота.
Подсистема управления циклом штамповки решает задачи определения управляющих воздействий (расчет величины кинетической энергии и количества ударов) и измерения высоты поковки. Подсистема управления приводом молота является подчиненной по отношению к первой подсистеме и включена в ее контур. Управляющее воздействие, сформированное на выходе первой подсистемы в виде заданного значения энергии удара, поступает на вход второй подсистемы, задачей которой является дозированне кинетической энергии ударной массы молота.
При каждом ударе поковка деформируется с соответствующим изменением высоты. Измеренное значение высоты поковки поступает 461 Рис. 40.1. Структурная схема системы управления газогидравлическим молотом: 1 — блок сигнююв управления молотом„2, 9, 11 — нараиезтьные программируемые интерфейсы; 3 — оперативное загюмннаюпгее устройство; 4 — таймер; 5 — контроллер; 6 — постоянное запоминающее устройство; 7 — последовательный программируемый интерфейс; 8 — микропроцессор; 10 — цувьт управленил микропроцессорной системой; 12 — пульт управления молотом; Х ХХ вЂ”. ДатЧИКИ ВЕРхиЕГО И НИЛГЦЕГО ПОЛОЗКЕНИа УДаРНОй Маеем; ХХХ вЂ” ДатЧИК ДсфОРМаЦИИ ПОКОВКИ ПО ВЬГСОГЕ: ХГ, 1' — ПЕДаЛИ РУЧНОГсг Узйгвв$6нЦЯ, ПРиз ХГЩйдгсй на вход подсистемы управления циклом штамповки.
Функционирование подсистем основано на анализе взаимодействия динамических моделей молота и формоизменения поковки. Анализ динамических и кинематических параметров молота во временной области, расчет графиков дозирования энергии и проектирование подсистемы программного управления приводом проявлены на основе разработанной двухмассовой динамической и упрощенной математической моделях пневмогидравлического молота, подходящих для целей управления (Ю.А. Бочаров, В.А.
Антимонов, 2001). При текущем расстоянии между штампами У! ~ У~пах ~а где у„,„— максимальное расстояние между штампами; л„— начальная высота поковки, сила технологического сопротивления представлена зависимостью Р— иауо 1' 1п — -г (40.1) где и — скоростной коэффициент (для штамповки на молотах— 2„5); у — масштабный коэффициент; а, — предел текучести материала поковки; ~ — площадь проекции поковки; р — коэффициент трения деформируемого металла о поверхности штампов; л„и л, 4 и д — соответственно начальные и текущие значения высоты и диаметра поковки. Модель молота реализована в виде программы для 1ВМ РС. Программа лопускает многовариантные расчеты с учетом 26 параметров молота на всех этапах машинного цикла.
Переменной интегрирования является координата закрытия сливного и открытия напорного клапанов. На модели рассчитан график дозирования энергии удара по времени и введен в память ПЛК Гезго-404 (программируемого логического контроллера). Цикл штамповки обеспечивается необходимым числом ударов и регулированием кинетической энергии каждого удара. В автоматическом режиме эту функцию выполняет система программно- адаптивного управления в соответствии с алгоритмом управления циклом штамповки, который обеспечивает реализацию заданной программы штамповки и адаптацию к изменяющимся условиям протекания процесса.
Структурная схема устройства управления штамповочными молотами солержит ПЛК, с которым связаны пульт управления, блок сопряжения с исполнительными элементами управления приводом молота и датчики контроля параметров поковки и оборудования (см. рис. 40.1). 4бЗ 40.2. Программно-адаптивное управление газогидравлическим бесшаботным молотом На основе структурной схемы конструкции молота (рис, 40.2, а) представлена динамическая модель (рис. 40.2, б), исследованием которой установлены три возможных способа дозирования кинетической энергии: изменением объема энергоносителя ~азота) посредством отключения ресиверов; изменением давления 9 10 энергоносителя; изменением гидравлического сопротивления сливной гидролинии. На основе анализа этих вариантов для системы адаптивного управления молотом использован способ изменения гидравлического сопротивления сливной гидролинии с помощью дросселя, оснащенного электродвигателем постоянного тока.
Для горячештамповочного комплекса ГШК на базе молота МШ4А с системой ЧПУ (рис. 40.3) принята стратегия управления машиной (молотом) (см. табл. 38.4) с адаптацией по измеряемым переменным заготовки: массе (объему) и температуре 1101. В состав комплекса входят бесшаботный молот 1 типа МШ-4А с выталкивателем; индуктор (вместимостью не менее двух заготовок) с управтяемым отсекателем 2 и толкателем-пневмоцилиндром 4 для выталкивания заготовки из индуктора; загрузочное устройство 8 с пневмоцилиндром; устройство б устранения окалины и смазывания штампов; бункер 9 для приема готовых поковок. В подсистему контроля системы ЧПУ входят конечные выключатели 13, 17, датчики 7температуры нагрева заготовки в индукторе, и массы заготовки 5, датчик максимальной силы 1б, датчик высоты поковки 14, датчики исходного положения ударных масс и окончания рабочего хода.
Система ЧПУ 12 включает в себя блоки контроллера Рек(о Р).С-404, блок АЦП, три блока 16Е, два блока входов/выходов, портативный прибор индикации, центральный блок, а также табло мониторинга технологического процесса. Алгоритм управления реализован на процессорах, представленных в работах (1О, 5 Ц. Процедура считается отработавшей, Рис. 40.2.
Структура конструкции (а) и динамическая модель (б) газогидравлнческого бесшаботного молота МШ-4А: 1 — станина; 2 — аерхняя ударная масса; 5 — нижняя ударная масса; 4 — сливной клапан; 5 — центральный шток; б — поршень гилроцилиндра; 2 — поршень пнеамокомпенсатора; 8 — боковые штоки; 9 — ресиаер с гаюм (азотом); 10— плунжер; Мн М, — аерхняя и нижняя ударные массы; М, — масса бокового штока; М, — масса центрального штока; М, — масса поршня пнеамогидрокомненсатора; ̄— масса плунжера пнеамоцилиндра; х,— хь — перемещения масс; Ь,— Ь, — коэффициенты демпфироаания; Я,— ߄— силы сопротиаления даижению масс; Ки ܄— коэффициенты жесткости и демпФирования гидросаязи ударных масс; К„, Ко — коэффициенты жесткости бокового и центрального шейко; Ке, — коэффициент жесткости плунжера пнсамоцилиндра; Кн Кз — коэффициенты жесткости аеРхнепз и низкнего штампов (пРинлто К, = Кз); )ь )з — псРедаточные отношения от бокоаых штоков к центральному и ог бокоаых штоков к поршню пнеамгиидрокомпенсатара; г„(б хь хь) — Функция энергоносителя( Ф-- функционгшьный преобразоают:ль абсолютного перемещения поршня пнеамогилрокомпснсатора а функцию лааления энергоносителя Рис.
40.3. Схема системы ЧПУ газогицравлического бесшаботного молота в составе горячештамповочного комплекса: 1 — верхняя ударная масса бесшаботного молота; 2 — злсктромагнитный отсекатсль заготовок; 3 — инцуктор; 4 — толкагель-пневмоцнлинлр; 5 — датчик массы заюговкн; б — устройспю устранения окачины и смазывания штампов; 7 — латчнк температуры ззпповки; 8 — механизм загрузки заготовки; 9 — бункер поковок; 10 — цнлинлр гилросвязи; 11 — монитор; 12 —. блоки программируемого логического контроллера Реьто РЕС-404 (центральный блок ЦБ, АЦП, три блока 16Е, лва блока входа и выхода, ннликации КПИ); 13, 17 — конечные выключатели; 14- датчик высоты поковки; 15 — датчик окончания рабочего хода; 1б— латчик максимальной силы при штамповке; К — конечные выключатели если в очищенном от окалины н смазанном нижнем штампе находится нагретая до заданной температуры заготовка н загрузочное устройство выведено из штампового пространства.
После этого запускается программа управления молотом (Ю.А.Бочаров, А.В. Герасимов, 1990). 40.3. Программно-адаптивное управление криаошипными горячештамповочными прессами и комплексами Стратегия и структура управления. Горячештамповочные комплексы на базе кривошипных горячештамповочных прессов (КГШП) применяют на заводах крупносерийного и массового производства. Работа по проверке алгоритмов, отладке программ и тестировании эффективности работы комштексов с системами ЧПУ на реальном оборудовании очень трудоемка, требует больших финансовых затрат и во многих случаях невозможна в производственных условиях. Разработка достоверных компьютерных имитационных моделей комплексов с ЧПУ дает возможность избежать этих трудностей и проводить отладку систем ЧПУ в процессе проектирования на стендах.
Имитационные модезш систем ЧПУ можно применять в процессе отладки оборудования в тестовом режиме, а в операционном режиме осуществлять управление и мониторинг параметров технологического процесса и работы оборудования. В перспективе на основе таких моделей фирмы-изготовители могут осуществлять дистанционную диагностику и мониторинг работы комплексов и линий у потребителей. Горячештамповочный комплекс конструкции ЗАО «ТМП» (г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
