В горизонтальных формовочных машинах горячий стержень с температурой около 1250 ° C прижимается к неподвижному упору с помощью подающих роликов. Положение остановки головки должно оставаться регулируемым, чтобы обеспечить правильный объем сечения для процесса формования. Регулировка длины секции обычно выполняется сервомеханическим приводом. Любое улучшение в процессе сдвига оказывает существенное влияние, учитывая высокую производительность миллионов деталей в год.
Картинная галерея
В настоящее время формируются детали с определенными участками, которые не требуют дальнейшего механического формования после процесса холодной калибровки. В дополнение к другим проблемам, связанным с качеством сечения, возникает вопрос о том, как можно улучшить прямоугольность сечения посредством конструкции упора. Из-за ограниченного пространства для установки, по причинам стоимости и времени, а также из-за выраженной динамики машины, действующих сил и желаемой простой регулировки, инженеры-специалист по формовке Hatebur разработали следующие упорные устройства и другие функции в качестве сервогидравлических осей:
- одна ось для регулировки длины сечения (здесь называется осью X)
- ось как последующая функция бритвенной головки (называемая здесь осью Y)
О работе металлообрабатывающих станков
Ось Y должна двигаться как можно быстрее назад, прежде чем бритвенная головка достигнет максимального отклонения, чтобы избежать столкновений с поперечными транспортными клещами. Обе оси предназначены для горячего прессования среднего размера, специально для AMP30, который способен формовать детали весом до 0,7 кг со скоростью 140 деталей в минуту. Для дизайна и самих испытаний скорость производства была установлена на уровне 120 ударов в минуту.
На рис. 1 (см. Галерею изображений) показано состояние максимальной динамики, поскольку ось Y начинается с задержкой, как только бритвенная головка завершает ход холостого хода 5 мм из-за конструкции ножа сечения. Ось Y ускоряется при отклонении на 3 мм, чтобы догнать положение бритвенной головки.
Срезание стержня диаметром 32 мм и частотой хода 120 деталей в минуту занимает около 25 мс с ножом с открытым сечением, как видно на рис. 1. Чтобы минимизировать трение между горячим стержнем и упором, два движения бритвенной головки и оси Y должны выполняться почти синхронно в кратчайшие сроки.
Предельные ошибки в движении
Задача состояла в том, чтобы спроектировать сервогидравлическую систему таким образом, чтобы она могла ограничить погрешность управления положением во время десмодромного движения машины на ± 0,25 мм при следующих общих условиях: подвижная масса 70 кг, максимальное время для Расширение и втягивание оси Y может занять 0,15 с с ходом 45 мм.
Подробности о симуляции
На основе первоначального аналитического подхода для номинального объемного расхода сервоклапана, размеров цилиндра, перемещаемой массы, нагрузки и максимальной скорости перемещения была создана имитационная модель с использованием параметров для цилиндра от производителя Hänchen и сервоклапана от Moog (рис. 2).
Инструментальный зал горячего пресса был полностью переработан для экспериментальных испытаний. Установив новое устройство на отдельной плите, вся система может быть введена в эксплуатацию без реальной машины, что снижает затраты на производство.
Структура контроллера в основном представляет собой типичный замкнутый контур управления (блок контроллера P). Дополнительная функция блокировки скорости (v командный блок) отвечает требованиям динамики машины. Функция блокировки скорости вычисляет сигнал как производную от сигнала управления положением, который добавляется к сигналу управления P-контроллера блоком Sum1.
Симуляция повышает надежность системы
Новый управляющий сигнал проходит через специальную функцию (блок «Load_comp»). Этот блок значительно повышает надежность системы путем расчета зависимого от нагрузки управляющего сигнала от клапана. Отклонение положения в пределах ± 0,15 мм может быть достигнуто во время процесса сдвига, что находится в пределах требуемого допуска. Модуль компенсации нагрузки оказывает решающее влияние на производительность сервогидравлической системы во время работы. Записи на рисунке 3 ясно показывают, что модуль компенсации нагрузки значительно уменьшает следующую ошибку; фактическое значение положения практически идентично сигналу управления положением.
Практический тест пройден
Задача состояла в том, чтобы протестировать новую функцию машины формовочной машины с дезодромным управлением. Основной проблемой во время испытаний был тот факт, что граничные условия, такие как нагрузка и трение, постоянно меняются в процессе производства. Эти параметры трудно - если не невозможно - реализовать в имитационной модели. Поэтому модуль компенсации нагрузки выявляет свои сильные стороны только в производственных условиях на реальной машине, поскольку сигнал управления клапаном там автоматически регулируется для поддержания требуемого объемного расхода, который рассчитывается структурой контроллера.
Дополнительная информация по теме Как можно рассчитать динамику гидроприводов независимо от нагрузки
Для многих гидравлических приводов необходимо движение с регулируемой и независимой от нагрузки скоростью. Согласно правилам физики апертуры, существует два технических варианта:
- Перепад давления поддерживается постоянным по краю управления с помощью регулирующих клапанов.
- Гидравлическое сопротивление (отверстие) постоянно изменяется с помощью электрического сигнала, так что объемный расход становится независимым от нагрузки. Этот процесс часто называют «электронным компенсатором давления», но термин «компенсатор давления» здесь на самом деле неверен. Этот вариант используется для сплошных клапанов. По технической аналогии это решение соответствует регулятору электрического тока.
Системное моделирование как надежный инструмент
Гидротехники адекватно выполнили задачу показать, насколько реалистичны результаты моделирования, при условии, что модель построена с максимальной тщательностью и с учетом всех известных параметров управляемой системы. Программное обеспечение Simulation X от ESI ITI GmbH успешно зарекомендовало себя как надежный инструмент для моделирования высокодинамичных сервогидравлических приводов. (Mz)
моделирование
Освоить сложные задачи по разработке с помощью Simulation X
* Доктор Михай Вулкан, Хатебур Умформмашинен АГ, Рейнах Б. Л., Швейцария