一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法，具體包括如下步驟：建立鍛錘下打過程的基于機理模型的軟儀表模型，其中把液壓缸下腔的壓力值作為輔助變量即軟儀表模型輸入變量，把錘頭的速度值作為主導變量，建立兩者之間的數(shù)學關系模型；通過壓力傳感器采集鍛錘下打過程中液壓缸下腔的壓力值，通過磁柵尺采集下打過程中錘頭的位移量；通過壓力傳感器和磁柵尺采集得到的數(shù)據(jù)，結合建立的軟儀表模型，對模型中未知參數(shù)進行參數(shù)優(yōu)化辨識；經過仿真分析，得到液壓鍛錘的錘頭速度。本發(fā)明采用基于機理模型的鍛錘錘頭速度軟儀表構造方法，實現(xiàn)了對鍛錘中難以通過物理傳感器直接測量的速度值構造軟儀表進行測量。
【專利說明】一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法，屬于金屬成型設備中的液壓鍛錘速度檢測領域。
【背景技術】
[0002]液壓鍛錘是指以液壓油為工作介質，利用液壓傳動來帶動錘頭作上下運動，完成鍛壓工藝的鍛壓設備。用鍛錘鍛出的鍛件具有生產率高、材料力學性能好、尺寸穩(wěn)定、成本較小等優(yōu)點，被廣泛應用于汽車、礦山、工程等行業(yè)中。
[0003]液壓鍛錘錘頭速度檢測是實現(xiàn)精確能量打擊的重要基礎。如果能夠實時檢測到錘頭的打擊速度，可以為優(yōu)化打擊能量建立基礎，從而達到節(jié)能降耗，延長模具工作壽命的效果。然而，由于鍛壓現(xiàn)場存在振動強、溫度高、粉塵多等問題，現(xiàn)有速度傳感器很難長期可靠的檢測鍛錘錘頭速度。
【發(fā)明內容】
[0004]針對現(xiàn)有技術中液壓鍛錘錘頭速度檢測技術存在的上述問題，本發(fā)明提供一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法。
[0005]本發(fā)明的技術方案是:
一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法，具體包括如下步驟:
A、通過分析液壓鍛錘打擊時刻的工作原理，建立鍛錘下打過程的基于機理模型的軟儀表模型，其中把液壓缸下腔的壓力值作為輔助變量即軟儀表模型輸入變量，把錘頭的速度值作為主導變量，建立兩者之間的數(shù)學關系模型`；所述鍛錘下打過程包括打擊閥開啟階段和打擊閥關閉階段。
[0006]B、通過壓力傳感器采集鍛錘下打過程中液壓缸下腔的壓力值，通過磁柵尺采集下打過程中錘頭的位移量；
C、通過壓力傳感器和磁柵尺采集得到的數(shù)據(jù)，結合步驟A中建立的軟儀表模型，對模型中未知參數(shù)進行參數(shù)優(yōu)化辨識，從而得到一個更加符合實際工況的軟儀表模型；
D、將參數(shù)優(yōu)化辨識后的未知參數(shù)值再代入到步驟A中建立的軟儀表模型中，經過仿真分析，得到液壓鍛錘的錘頭速度。
[0007]進一步，所述液壓鍛錘系統(tǒng)包括液壓泵、蓄能器、液壓缸、打擊閥、壓力傳感器、磁條、錘頭、磁柵傳感器、鍛錘機架；液壓泵和蓄能器組合構成傳動系統(tǒng)，液壓缸上腔和液壓缸下腔均通液壓油，液壓缸下腔始終與蓄能器相通，打擊閥單獨對液壓缸上腔進行控制，壓力傳感器與液壓缸下腔連接，液壓泵分別與蓄能器和液壓缸下腔相連，磁條直接粘貼在錘頭側面，磁柵傳感器固定在鍛錘機架上，磁條與磁柵傳感器之間的距離以磁條經過磁柵傳感器時能產生穩(wěn)定的脈沖為準。
[0008]進一步，在所述打擊閥開啟階段，來自液壓泵、蓄能器及液壓缸下腔的三部分液壓油進入液壓缸上腔，從而推動錘頭加速下打，這一階段的數(shù)學模型如下:
【權利要求】
1.一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法，具體包括如下步驟: A、通過分析液壓鍛錘打擊時刻的工作原理，建立鍛錘下打過程的基于機理模型的軟儀表模型，其中把液壓缸下腔的壓力值作為輔助變量即軟儀表模型輸入變量，把錘頭的速度值作為主導變量，建立兩者之間的數(shù)學關系模型；所述鍛錘下打過程包括打擊閥開啟階段和打擊閥關閉階段； B、通過壓力傳感器采集鍛錘下打過程中液壓缸下腔的壓力值，通過磁柵尺采集下打過程中錘頭的位移量； C、通過壓力傳感器和磁柵尺采集得到的數(shù)據(jù)，結合步驟A中建立的軟儀表模型，對模型中未知參數(shù)進行參數(shù)優(yōu)化辨識，從而得到一個更加符合實際工況的軟儀表模型； D、將參數(shù)優(yōu)化辨識后的未知參數(shù)值再代入到步驟A中建立的軟儀表模型中，經過仿真分析，得到液壓鍛錘的錘頭速度。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法，其特征在于:所述液壓鍛錘系統(tǒng)包括液壓泵(I)、蓄能器(2)、液壓缸、打擊閥(5)、壓力傳感器(6)、磁條(8)、錘頭(7)、磁柵傳感器(9)、鍛錘機架(10);液壓泵(I)和蓄能器(2)組合構成傳動系統(tǒng)，液壓缸上腔(3)和液壓缸下腔(4)均通液壓油，液壓缸下腔(4)始終與蓄能器(2)相通，打擊閥(5 )單獨對液壓缸上腔(3 )進行控制，壓力傳感器(6 )與液壓缸下腔(4 )連接，液壓泵(I)分別與蓄能器(2)和液壓缸下腔(4)相連，磁條(8)直接粘貼在錘頭(7)側面，磁柵傳感器(9)固定在鍛錘機架(10)上，磁條(8)與磁柵傳感器(9)之間的距離以磁條(8)經過磁柵傳感器(9)時能產生穩(wěn)定的脈沖為準。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法，其特征在于:在所述打擊閥開啟階段 ，來自液壓泵、蓄能器及液壓缸下腔的三部分液壓油進入液壓缸上腔，從而推動錘頭加速下打，這一階段的數(shù)學模型如下:
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于軟儀表的液壓鍛錘系統(tǒng)錘頭速度測量方法，其特征在于:在所述打擊閥關閉階段，錘頭減速向下，液壓缸下腔排出的油和液壓泵打出的油進入蓄能器，這一階段的數(shù)學模型如下:
【文檔編號】G01P3/00GK103558406SQ201310457293
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權日:2013年9月30日
【發(fā)明者】梅從立, 薛斌斌, 李天博, 廖志凌, 陳子國 申請人:江蘇大學