鍛造液壓機同步控制方法研究

劉徹

【摘要】在工業水平快速提升的過程中，對大噸位鍛造液壓機的依賴性越來越強，受大噸位鍛造液壓機工作原理的影響，其多液壓缸同步和耦合的問題越來越受到關注，在此背景下，本文針對鍛造液壓機同步控制方法展開研究，為提升鍛造液壓機的性能做出努力。

【關鍵詞】鍛造液壓機；同步控制；方法

1鍛造液壓機同步控制原因分析

鍛造液壓機液壓缸同步驅動滑塊壓制胚料是保證獲取高精度鍛件的基本前提，但在鍛造液壓機對強度較大的胚料進行壓制時，胚料在變形的過程中會產生一定的分布不均勻的抗力，使鍛造液壓機與設定的鍛造線路相偏離，進而影響鍛件的精度，這對鍛造液壓機自身的使用壽命也會有較大的影響，雖然在理論上將等量的壓力油向工作面積相同的液壓缸輸入可以保證鍛造液壓機同步運行，但實際上運行中的鍛造液壓機會受到摩擦阻力、制造精度、結構彈性變形等多方面因素的影響，使同步控制的難度加大。現階段同步控制的方式較多，如機械同步、電氣反饋同步、液壓同步等。

2鍛造液壓機同步控制方法分析

2.1常規控制方法

現階段針對多液壓缸的鍛造液壓機進行同步控制的常規方法主要包括以下幾種：

（1）并聯調速閥方法。此方法即在將調速閥串接于液壓缸回油路的基礎上再進行并聯，進而使兩個液壓缸的運動速度實踐同步，此種控制方法直接針對液壓缸的運行速度進行調控，在可操作性和針對性方面優勢明顯，但受到不同調速閥性能的差異以及載荷等因素的影響，此種控制方法在控制液壓缸運行速度的同時又被其他因素影響，控制的精度較低。（2）分流集流閥方法。此方法即利用分流集流閥在負載變化補償方面的性能，可以使工作面積相同的液壓缸的流量一致，進而實現同步的目的，在應用的過程中雖然在操作和荷載變化的適應性等方面優勢明顯，但同步回路的精確度仍較低。（3）同步馬達方法。此方法是在將結構和排量相同的液壓馬達軸剛性連接的基礎上，將同等油液向同等工作面積的液壓缸輸入，進而實現同步。然后，帶補償裝置的液壓缸串聯方法，此方法是在對多個液壓缸串聯的基礎上，保證液壓缸工作腔的工作面積、進出流量等相同，進而實現液壓缸升降運動的同步。（4）機械同步控制方法。此方法是直接利用導向軌道使制幾個油缸強制同步，可見此方法直接針對液壓缸的運行速度進行控制，而且采用的方式直接、有效，所以現階段應用的范圍較廣泛，但此控制方法對導向軌道的性能依賴性較強，同時在機械強制控制的過程中會產生較大的摩擦，使機械自身的性能受到影響，控制的精準性會受到控制時間的影響，對針對性的設備維護、調試等具有較強烈的依賴。（5）比例調速閥方法。此方法是將普通的調速閥與比例調速閥共同構成同步回路，分別對液壓缸進行控制，在液壓缸的位置發生偏差的情況下，可以得到及時有效的檢測，進而通過對比例調速閥的開口大小的針對性調節，保證同步的效果，此控制方法的控制精度較高，所以應用的范圍相對較廣泛。以上方法現階段的應用技術均較成熟，但由于其各有優缺點，在具體應用的過程中應結合實際情況進行靈活的選擇，實踐證明在必要的情況下將兩種以上控制方法結合應用也具有一定的可行性。

2.2多智能協調控制方法

多智能協調控制方法使在對虛擬軸進行跟蹤的基礎上，對多個移動平臺進行控制，使其達到協調運動水平，或在使多個液壓缸之間進行信息的有效交換，使液壓缸的運行狀態保持一致，或通過以行為信息為基礎的多個機器人實現對液壓缸的“隊列”控制。此方法將計算機的數據處理能力與仿真系統、常規同步控制方法等結合應用，所以其具備智能、自動、準確等性能特點，但對控制專業性的依賴性較強，在鍛造液壓機中應用多智能協調控制方法，需要先對其運行過程中的滑塊四角位移曲線、滑塊四角位移偏差響應曲線、四個比例方向閥開度響應曲線、滑塊四角速度曲線、四個液壓缸壓力曲線等進行確定，實現空載狀態下的仿真，然后對帶載狀態和參數不斷發生變化是的狀態進行仿真，進而使鍛造液壓機多液壓缸的運行狀態可以在仿真環境中進行預測，利用仿真環境實現對控制方法的不斷優化，是現代工業設計水平提升的具體體現。

3鍛造液壓機同步控制方法的發展趨勢分析

截至目前同步控制的方法經歷了經典控制、現代控制和智能控制三個階段。

3.1神經網絡同步控制

神經網絡快速逼近非線性多輸入多輸出系統模型的機理，在一定程度上保證控制系統可以結合鍛造液壓機的工作環境、工作狀態等方面的變化，實施調整對液壓機運動速度的控制，神經網絡學習算法的抗干擾能力保證控制系統可以在環境中存在噪聲、干擾等不利因素的條件下對被測參數準確的提取，保證自動控制的準確性。此方法并未廣泛應用，仍需進一步完善，但可以將智能化、自動控制的神經網絡控制法作為鍛造液壓機同步控制方法的發展趨勢之一。

3.2 PLC控制系統

現階段PLC控制系統在液壓同步控制中已經得到應用，而且效果較顯著，所以未來鍛造液壓機同步控制可利用相關的設計和應用經驗，對此種控制方法進行優化和應用，PLC具有體積小、可操作性強等優點，而且在應用的過程中可以對數字量和模擬量進行雙向控制，所以在同步控制方面應用具有可行性。

結論

通過上述分析可以發現，現階段人們已經認識到，鍛造液壓機同步控制對保證鍛造精度的重要性，并有意識的對鍛造液壓機同步控制方法進行探索，這是鍛造液壓機滿足鍛造工藝要求的必然選擇，所以相關研究應深化開展。

參考文獻

[1]劉忠偉，青先麒.巨型模鍛液壓機同步系統的模糊PID控制研究[J].鍛壓技術，2015，04：89-96.