锻造液压机同步控制方法研究

刘彻

【摘要】在工业水平快速提升的过程中，对大吨位锻造液压机的依赖性越来越强，受大吨位锻造液压机工作原理的影响，其多液压缸同步和耦合的问题越来越受到关注，在此背景下，本文针对锻造液压机同步控制方法展开研究，为提升锻造液压机的性能做出努力。

【关键词】锻造液压机；同步控制；方法

1锻造液压机同步控制原因分析

锻造液压机液压缸同步驱动滑块压制胚料是保证获取高精度锻件的基本前提，但在锻造液压机对强度较大的胚料进行压制时，胚料在变形的过程中会产生一定的分布不均匀的抗力，使锻造液压机与设定的锻造线路相偏离，进而影响锻件的精度，这对锻造液压机自身的使用寿命也会有较大的影响，虽然在理论上将等量的压力油向工作面积相同的液压缸输入可以保证锻造液压机同步运行，但实际上运行中的锻造液压机会受到摩擦阻力、制造精度、结构弹性变形等多方面因素的影响，使同步控制的难度加大。现阶段同步控制的方式较多，如机械同步、电气反馈同步、液压同步等。

2锻造液压机同步控制方法分析

2.1常规控制方法

现阶段针对多液压缸的锻造液压机进行同步控制的常规方法主要包括以下几种：

（1）并联调速阀方法。此方法即在将调速阀串接于液压缸回油路的基础上再进行并联，进而使两个液压缸的运动速度实践同步，此种控制方法直接针对液压缸的运行速度进行调控，在可操作性和针对性方面优势明显，但受到不同调速阀性能的差异以及载荷等因素的影响，此种控制方法在控制液压缸运行速度的同时又被其他因素影响，控制的精度较低。（2）分流集流阀方法。此方法即利用分流集流阀在负载变化补偿方面的性能，可以使工作面积相同的液压缸的流量一致，进而实现同步的目的，在应用的过程中虽然在操作和荷载变化的适应性等方面优势明显，但同步回路的精确度仍较低。（3）同步马达方法。此方法是在将结构和排量相同的液压马达轴刚性连接的基础上，将同等油液向同等工作面积的液压缸输入，进而实现同步。然后，带补偿装置的液压缸串联方法，此方法是在对多个液压缸串联的基础上，保证液压缸工作腔的工作面积、进出流量等相同，进而实现液压缸升降运动的同步。（4）机械同步控制方法。此方法是直接利用导向轨道使制几个油缸强制同步，可见此方法直接针对液压缸的运行速度进行控制，而且采用的方式直接、有效，所以现阶段应用的范围较广泛，但此控制方法对导向轨道的性能依赖性較强，同时在机械强制控制的过程中会产生较大的摩擦，使机械自身的性能受到影响，控制的精准性会受到控制时间的影响，对针对性的设备维护、调试等具有较强烈的依赖。（5）比例调速阀方法。此方法是将普通的调速阀与比例调速阀共同构成同步回路，分别对液压缸进行控制，在液压缸的位置发生偏差的情况下，可以得到及时有效的检测，进而通过对比例调速阀的开口大小的针对性调节，保证同步的效果，此控制方法的控制精度较高，所以应用的范围相对较广泛。以上方法现阶段的应用技术均较成熟，但由于其各有优缺点，在具体应用的过程中应结合实际情况进行灵活的选择，实践证明在必要的情况下将两种以上控制方法结合应用也具有一定的可行性。

2.2多智能协调控制方法

多智能协调控制方法使在对虚拟轴进行跟踪的基础上，对多个移动平台进行控制，使其达到协调运动水平，或在使多个液压缸之间进行信息的有效交换，使液压缸的运行状态保持一致，或通过以行为信息为基础的多个机器人实现对液压缸的“队列”控制。此方法将计算机的数据处理能力与仿真系统、常规同步控制方法等结合应用，所以其具备智能、自动、准确等性能特点，但对控制专业性的依赖性较强，在锻造液压机中应用多智能协调控制方法，需要先对其运行过程中的滑块四角位移曲线、滑块四角位移偏差响应曲线、四个比例方向阀开度响应曲线、滑块四角速度曲线、四个液压缸压力曲线等进行确定，实现空载状态下的仿真，然后对带载状态和参数不断发生变化是的状态进行仿真，进而使锻造液压机多液压缸的运行状态可以在仿真环境中进行预测，利用仿真环境实现对控制方法的不断优化，是现代工业设计水平提升的具体体现。

3锻造液压机同步控制方法的发展趋势分析

截至目前同步控制的方法经历了经典控制、现代控制和智能控制三个阶段。

3.1神经网络同步控制

神经网络快速逼近非线性多输入多输出系统模型的机理，在一定程度上保证控制系统可以结合锻造液压机的工作环境、工作状态等方面的变化，实施调整对液压机运动速度的控制，神经网络学习算法的抗干扰能力保证控制系统可以在环境中存在噪声、干扰等不利因素的条件下对被测参数准确的提取，保证自动控制的准确性。此方法并未广泛应用，仍需进一步完善，但可以将智能化、自动控制的神经网络控制法作为锻造液压机同步控制方法的发展趋势之一。

3.2 PLC控制系统

现阶段PLC控制系统在液压同步控制中已经得到应用，而且效果较显著，所以未来锻造液压机同步控制可利用相关的设计和应用经验，对此种控制方法进行优化和应用，PLC具有体积小、可操作性强等优点，而且在应用的过程中可以对数字量和模拟量进行双向控制，所以在同步控制方面应用具有可行性。

结论

通过上述分析可以发现，现阶段人们已经认识到，锻造液压机同步控制对保证锻造精度的重要性，并有意识的对锻造液压机同步控制方法进行探索，这是锻造液压机满足锻造工艺要求的必然选择，所以相关研究应深化开展。

参考文献

[1]刘忠伟，青先麒.巨型模锻液压机同步系统的模糊PID控制研究[J].锻压技术，2015，04：89-96.