申请/专利权人：山西金瑞高压环件有限公司

申请日：2018-02-07

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN108052071B

主分类号：G05B19/05

分类号：G05B19/05;B21H1/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2018.06.12#实质审查的生效;2018.05.18#公开

摘要：一种数控辗环机抱臂伺服控制系统，属于卧式径轴向辗环设备的控制装置技术领域，解决辗环机整圆困难的技术问题，本系统包括电磁换向阀、比例溢流阀、减压阀以及PLC控制器，电磁换向阀包括四位四通伺服电磁换向阀、6通径二位四通电磁换向阀、三位四通先导式电磁换向阀、10通径二位四通电磁换向阀以及用于控制抱臂位置的抱臂控制油缸，抱臂控制油缸包括大腔室与小腔室，抱臂控制油缸中设置的活塞杆贯穿小腔室与抱臂铰接，活塞杆上安装有位置传感器，位置传感器通过信号线与PLC控制器电气连接，液压控制系统控制活塞杆的位置。本发明用带位置传感器的油缸代替抱臂的同步齿轮，通过液压控制系统实现抱臂位置精确控制，保证了碾环机轧制后环件的椭圆度。

主权项：1.一种数控辗环机抱臂伺服控制系统，它包括电磁换向阀、比例溢流阀3、减压阀5以及PLC控制器，所述电磁换向阀包括四位四通伺服电磁换向阀1、6通径二位四通电磁换向阀2、三位四通先导式电磁换向阀4和10通径二位四通电磁换向阀6，其特征在于：抱臂伺服控制系统中还包括用于控制抱臂位置的抱臂控制油缸7，抱臂控制油缸7包括大腔室71与小腔室72，抱臂控制油缸7中设置的活塞杆贯穿小腔室72与抱臂铰接，活塞杆上安装有位置传感器，位置传感器通过信号线与PLC控制器电气连接，液压控制系统控制活塞杆的位置；所述液压控制系统包括主进油口P与主回油口T，主进油口P分别与减压阀5的进油口和四位四通伺服电磁换向阀1的主进油口P1连通，四位四通伺服电磁换向阀1的主回油口T1与主回油口T连通，减压阀5的出油口与三位四通先导式电磁换向阀4的主进油口P4连通，三位四通先导式电磁换向阀4的工作进油口A4与所述大腔室71连通，三位四通先导式电磁换向阀4的工作回油口B4与所述小腔室72连通，三位四通先导式电磁换向阀4的主回油口T4分别与比例溢流阀3的主进油口P3和10通径二位四通电磁换向阀6的主进油口P6连通，比例溢流阀3的主回油口T3与主回油口T连通，10通径二位四通电磁换向阀6的主回油口T6亦与主回油口T连通，10通径二位四通电磁换向阀6的工作进油口A6分别与所述大腔室71与6通径二位四通电磁换向阀2的工作进油口A2连通，6通径二位四通电磁换向阀2的工作回油口B2与所述小腔室72连通，6通径二位四通电磁换向阀2的主进油口P2与四位四通伺服电磁换向阀1的工作进油口A1连通，6通径二位四通电磁换向阀2的主回油口T2与四位四通伺服电磁换向阀1的工作回油口B1连通。

全文数据：一种数控辗环机抱臂伺服控制系统技术领域[0001]本发明属于卧式径轴向辗环设备的控制装置技术领域，特别涉及一种数控辗环机抱臂伺服控制系统。背景技术[0002]辗环机是利用主辊、芯辊径向挤压，锥辊轴向挤压工件，导致工件局部塑性变形，进而实现工件直径变大，再通过抱臂整形，实现金属成型的加工方法，属于压力加工，具有设备吨位小，材料利用率高，产品质量好等优点，其中辗环机又分为卧式和立式辗环机，卧式辗环机又细分为径轴向和径向辗环机。[0003]环件的主要几何尺寸由PLC控制器和机械精度保证，如图1所示，环件的内径和高度尺寸可测量，内径由PLC计算，但椭圆度主要靠机械精度保证，具体为辗环机的抱臂精度，但目前抱臂存在的问题有：[0004]1、无法精确控制:抱臂由扇形齿轮控制同步，如图2所示，抱臂的工作动作，即前进和后退由比例流量阀和比例压力阀调节，控制抱臂的前进速度和背压，为提高抱臂的移动速度，比例阀都是大通径，且相对相应速度没有伺服阀快，所以很难做到精确控制；[0005]2、环件椭圆时整圆困难:因抱臂为扇形齿轮同步，抱臂会随着椭圆而摆动，整圆需要人为的、主要靠经验计数调整抱臂的前进和后退，整圆困难，且锻造需要控制工件在相应的温度区间，趁热打铁，目前合理的解决办法就是增加余量，但这样就导致了材料的浪费。发明内容[0006]为了克服现有技术存在的不足，解决现有技术中辗环机整圆困难的技术问题，本发明由原先的人工干涉整圆改为数控伺服控制整圆、人工为辅的控制方式，提供一种数控辗环机抱臂伺服控制系统。[0007]本发明通过以下技术方案予以实现。[0008]—种数控辗环机抱臂伺服控制系统，它包括电磁换向阀、比例溢流阀、减压阀以及PLC控制器，所述电磁换向阀包括四位四通伺服电磁换向阀、6通径二位四通电磁换向阀、三位四通先导式电磁换向阀和1〇通径二位四通电磁换向阀，其中：抱臂伺服控制系统中还包括用于控制抱臂位置的抱臂控制油缸，抱臂控制油缸包括大腔室与小腔室，抱臂控制油缸中设置的活塞杆贯穿小腔室与抱臂铰接，活塞杆上安装有位置传感器，位置传感器通过信号线与PLC控制器电气连接，液压控制系统控制活塞杆的位置；[0009]所述液压控制系统包括主进油口P与主回油口T，主进油口P分别与减压阀的进油口和四位四通伺服电磁换向阀的主进油口P1连通，四位四通伺服电磁换向阀的主回油口T1与主回油口T连通，减压阀的出油口与三位四通先导式电磁换向阀的主进油口P4连通，三位四通先导式电磁换向阀的工作进油口A4与所述大腔室连通，三位四通先导式电磁换向阀的工作回油口B4与所述小腔室连通，三位四通先导式电磁换向阀的主回油口T4分别与比例溢流阀的主进油口P3和1〇通径二位四通电磁换向阀的主进油口P6连通，比例溢流阀的主回油口T3与主回油口T连通，10通径二位四通电磁换向阀的主回油口T6亦与主回油口T连通，10通径二位四通电磁换向阀的工作进油口A6分别与所述大腔室与6通径二位四通电磁换向阀的工作进油口A2连通，6通径二位四通电磁换向阀的工作回油口B2与所述小腔室连通，6通径二位四通电磁换向阀的主进油口P2与四位四通伺服电磁换向阀的工作进油口A1连通，6通径二位四通电磁换向阀的主回油口T2与四位四通伺服电磁换向阀的工作回油口B1连通。[0010]进一步地，所述减压阀为20通径直动式减压阀。[0011]与现有技术相比本发明的有益效果为：[0012]本发明提供的一种数控辗环机抱臂伺服控制系统，去掉抱臂的同步齿轮，与传统的同步控制存在本质上的不同，用带位置传感器的油缸代替，通过液压控制系统实现抱臂位置的精确控制，保证了碾环机轧制后环件的椭圆度。[0013]根据改造后对环件的椭圆度测量，及不合格比例的统计分析，以外径4440mm，内径3904mm、高度120mm的法兰为例:其原先的内外径余量为30mm，本发明使加工余量下降了4mm至26mm，每件法兰的下料重量可降低49.4kg，以每天产量50件法兰计算，钢材QM5E按现刚才每吨妨00元计算，每天可节约成本11361元;不合格比例由原先的4%。，下降到2%〇，按每年3万吨的产量，即由原来的120吨废品下降至60吨，工序费按每吨4000元计算，可节约费用516000元，总共可节约费用为527361元。附图说明[0014]图1为环件主要几何尺寸的检测与计算方式示意图。[0015]图2为现有技术中抱臂结构示意图。[0016]图3为本发明抱臂结构示意图。[0017]图4为液压控制系统液压原理图。[0018]图中，1为四位四通伺服电磁换向阀，2为6通径二位四通电磁换向阀，3为比例溢流阀，4为三位四通先导式电磁换向阀，5为减压阀，6为10通径二位四通电磁换向阀，7为抱臂控制油缸，71为大腔室，72为小腔室。具体实施方式[0019]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。[0020]如图3和图4所示的一种数控辗环机抱臂伺服控制系统，它包括电磁换向阀、比例溢流阀3、减压阀5以及PLC控制器，所述电磁换向阀包括四位四通伺服电磁换向阀1、6通径二位四通电磁换向阀2、三位四通先导式电磁换向阀4和10通径二位四通电磁换向阀6,其中：抱臂伺服控制系统中还包括用于控制抱臂位置的抱臂控制油缸7,抱臂控制油缸7包括大腔室71与小腔室72,抱臂控制油缸7中设置的活塞杆贯穿小腔室72与抱臂铰接，活塞杆上安装有位置传感器，位置传感器通过信号线与PLC控制器电气连接，液压控制系统控制活塞杆的位置；[0021]所述液压控制系统包括主进油口P与主回油口T，主进油口P分别与减压阀5的进油口和四位四通伺服电磁换向阀1的主进油口n连通，四位四通伺服电磁换向阀1的主回油口T1与主回油口T连通，减压阀5的出油口与三位四通先导式电磁换向阀4的主进油口P4连通，三位四通先导式电磁换向阀4的工作进油口A4与所述大腔室71连通，三位四通先导式电磁换向阀4的工作回油口B4与所述小腔室72连通，三位四通先导式电磁换向阀4的主回油口T4分别与比例溢流阀3的主进油口P3和10通径二位四通电磁换向阀6的主进油口P6连通，比例溢流阀3的主回油口T3与主回油口T连通，10通径二位四通电磁换向阀6的主回油口T6亦与主回油口T连通，10通径二位四通电磁换向阀6的工作进油口A6分别与所述大腔室71与6通径二位四通电磁换向阀2的工作进油口A2连通，6通径二位四通电磁换向阀2的工作回油口B2与所述小腔室72连通，6通径二位四通电磁换向阀2的主进油口P2与四位四通伺服电磁换向阀1的工作进油口A1连通，6通径二位四通电磁换向阀2的主回油口T2与四位四通伺服电磁换向阀1的工作回油口B1连通。[0022]进一步地，所述减压阀5为20通径直动式减压阀。[0023]本发明的工作过程及原理如下：[0024]主进油口P供油，液压油经减压阀5至三位四通先导式电磁换向阀4,左电磁换向阀电磁铁得电，即工作回油口B4出油，抱臂控制油缸7的小腔室72供油，抱臂回退;右电磁阀电磁铁得电，则工作进油口A4口出油，抱臂控制油缸7的大腔室71供油，抱臂前进，如需加快大腔室71进油速度，可控制二位四通电磁换向阀6,使小腔室72的回油经二位四通电磁换向阀6进入大腔室71，实现快进。[0025]无论大腔室71还是小腔室72的回油，在主进油口T设置比例溢流阀3,控制回油压力，工作时始终小腔室72供油，通过主进油口T处的比例溢流阀3来设定对环件的作用力，但比例溢流阀3响应速度慢，只能单向调节，无法实现对抱臂控制油缸7的精确控制，所以增加四位四通伺服电磁换向阀1后，利用6通径二位四通电磁换向阀2阀芯的不同工作位置，可实现快速的大腔室71和小腔室72供油切换，且响应速度加快，利用位置传感器的反馈信号，迅速实现对大腔室71和小腔室72液压供油的切换，达到对抱臂位置的精确控制。[0026]以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

权利要求：1.一种数控辗环机抱臂伺服控制系统，它包括电磁换向阀、比例溢流阀（3、减压阀（5以及PLC控制器，所述电磁换向阀包括四位四通伺服电磁换向阀⑴、6通径二位四通电磁换向阀（2、三位四通先导式电磁换向阀⑷和10通径二位四通电磁换向阀6，其特征在于：抱臂伺服控制系统中还包括用于控制抱臂位置的抱臂控制油缸7，抱臂控制油缸7包括大腔室71与小腔室72，抱臂控制油缸⑺中设置的活塞杆贯穿小腔室72与抱臂铰接，活塞杆上安装有位置传感器，位置传感器通过信号线与PLC控制器电气连接，液压控制系统控制活塞杆的位置；所述液压控制系统包括主进油口P与主回油口T，主进油口P分别与减压阀（5的进油口和四位四通伺服电磁换向阀（1的主进油口P1连通，四位四通伺服电磁换向阀⑴的主回油口T1与主回油口T连通，减压阀⑸的出油口与三位四通先导式电磁换向阀⑷的主进油口P4连通，三位四通先导式电磁换向阀⑷的工作进油口A4与所述大腔室71连通，二位四通先导式电磁换向阀⑷的工作回油口B4与所述小腔室7¾连通，三位四通先导式电磁换向阀⑷的主回油口T4分别与比例溢流阀⑶的主进油口P3和10通径二位四通电磁换向阀⑹的主进油口P6连通，比例溢流阀⑶的主回油口T3与主回油口T连通，1〇通径二位四通电磁换向阀⑹的主回油口T6亦与主回油口T连通，1〇通径二位四通电磁换向阀⑹的工作进油口A6分别与所述大腔室71与6通径二位四通电磁换向阀⑵的工作进油口A2连通，6通径二位四通电磁换向阀⑵的工作回油口B2与所述小腔室72连通，6通径二位四通电磁换向阀（2的主进油口P2与四位四通伺服电磁换向阀⑴的工作进油nA1连通，6通径二位四通电磁换向阀⑵的主回油口T2与四位四通伺服电磁换向阀⑴的工作回油口B1连通。2.根据权利要求1所述的一种数控辗环机抱臂伺服控制系统，其特征在于:所述减压阀5为20通径直动式减压阀。

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