复合材料压机高压注射工艺下的滑块定位控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种复合材料压机高压注射工艺下的滑块定位控制系统，属于复合材料液压机工艺控制技术领域，包括四角调平控制系统，四角调平控制系统包括总控运动控制器、调平缸双向压力传感器、位移传感器、控制调平缸双向运动的高频率响应流量控制伺服阀；用于检测滑块位置的位移传感器，位移传感器与PLC实现数据交互；用于闭环控制压机主缸压力的电液伺服控制卡，电液伺服控制卡的输入接口与PLC模拟量模块连接，电液伺服控制卡的输出接口与压机主伺服电机驱动器连接，并在压力环控制的基础上开发出的位置环控制；用于为压机提供动力源的伺服驱动泵组，伺服驱动泵组提供流量稳定且无极调节的液压油，用于驱动压机滑块的下行加压及回程动作。压及回程动作。压及回程动作。

【技术实现步骤摘要】
复合材料压机高压注射工艺下的滑块定位控制系统


[0001]本专利技术属于复合材料液压机工艺控制
，特别是涉及到一种复合材料压机高压注射工艺下的滑块定位控制系统。
技术背景
[0002]随着汽车、高铁、地铁及农用机械车辆等行业轻量化不断发展过程中，碳纤维模压制品是主要途径之一，RTM(高压树脂传递模压)工艺逐渐兴起，大致工艺流程如下：
[0003]模腔内放置纤维预制体
→
压机滑块解锁
→
快速下行
→
慢速下行
→
接触调平缸同步下行
→
合模加压至零点吨位
→
主缸吨位降至微开模吨位
→
四角调平微开模
→
抽真空
→
注射机枪头打开注胶
→
二次缓慢加压
→
多段保压固化成型
→
泄压脱模
→
滑块慢速回程
→
快速回程
→
减速回程
→
滑块安全锁紧
→
取出制件；
[0004]在上述微开模环节中，需要滑块保持平行且精准停在预设位置，否则将会影响制件厚度，严重影响合格率。
[0005]在上述注射机注射环节中，随着注射时间的增长，模腔内压力逐渐增大，对滑块会产生一个逐渐增大的反作用力，此时主缸上腔必须同时施加与之实时匹配的加压力，即锁模力，防止滑块位置失稳，保证制件精度。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对上述问题，提供了一种复合材料压机高压注射工艺下的滑块定位控制系统，微开模阶段利用四角调平控制器响应快、精度高且自带位置闭环定位控制功能的优势，同步驱动四个调平缸顶出以实现滑块到达指定位置；注射阶段，利用电液伺服控制卡的压力闭环控制功能，在此基础上开发出位置闭环功能，实现此阶段的滑块位置精准定位。
[0007]一种基于复合材料压机高压注射工艺下的滑块定位控制系统，包括：
[0008](1)用于精确微开模的四角调平控制系统，包括：
[0009]1)总控运动控制器D，包含D1、D2、D3、D4四个轴模块；
[0010]2)调平缸双向压力传感器A及位移传感器B；
[0011]3)控制调平缸双向运动的高频率响应流量控制伺服阀C；
[0012]4)为四角调平系统提供稳定液压动力的蓄能器E及控制开闭的开关阀F；
[0013]上述调平缸双向压力传感器A、位移传感器B、高频率响应流量控制伺服阀C通过数据线与总控运动控制器D的I/O端子连接。
[0014](2)用于检测滑块位置的位移传感器,通过以太网与压机PLC通讯；
[0015](3)用于闭环控制压机主缸压力的电液伺服控制卡，输入接口与PLC模拟量模块连接，输出接口与压机主伺服电机驱动器连接，并在压力环控制的基础上开发出的位置环控制。
[0016]用于为压机提供动力源的伺服驱动泵组可提供流量稳定且能无极调节的液压油，用于驱动压机滑块的下行加压及回程动作等。
[0017]本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0018]本专利技术通过采取上述技术方案，微开模及高压注射工艺环节中，滑块在受多重且实时变化的外力作用情况下，滑块仍能精准定位及保持位置恒定、精准。包括：用于精确微开模的四角调平控制系统、用于实时监测滑块位置的高精度位移传感器、用于闭环控制压机主缸压力的电液伺服控制卡、用于控制压机整体运行的PLC及其相应模块、用于为压机提供动力源的伺服驱动泵组系统等；
[0019]本专利技术充分利用原有的液压系统及电控系统，无需额外硬件增加，现有硬件配置及软件搭接好后，一次成型，无需反复测试，最大限度通过软件开发，在微开模及高压注射工艺动作时的控制精度可达
±
0.01mm。
附图说明：
[0020]图1是本专利技术用于微开模的四角调平控制系统构成图；
[0021]图2是本专利技术中电液伺服控制卡压力环接线图；
[0022]图3是本专利技术中基于压力环专利技术的位置环接线图。
具体实施方式
[0023]为能进一步了解本专利技术的内容、特点及实施效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
[0024]一种基于复合材料压机高压注射工艺下的滑块定位控制系统，包括：
[0025](1)用于精确微开模的四角调平控制系统，所述四角调平控制系统包括：总控运动控制器D、调平缸双向压力传感器A及位移传感器B、控制调平缸双向运动的高频率响应流量控制伺服阀C；其中：调平缸双向压力传感器A、位移传感器B、高频率响应流量控制伺服阀C 通过数据线与总控运动控制器D的I/O端子连接；
[0026](2)用于检测滑块位置的位移传感器,通过以太网与压机PLC通讯
[0027](3)用于闭环控制压机主缸压力的电液伺服控制卡，输入接口与PLC模拟量模块连接，输出接口与压机主伺服电机驱动器连接，并在压力环控制的基础上开发出的位置环控制。
[0028]请参阅图1，A为调平缸双向压力传感器；B为位移传感器；C为控制调平缸双向运动的高频率响应流量控制伺服阀；D为总控运动控制器，D包括模块D1、D2、D3、D4；为四角调平系统提供稳定液压动力的蓄能器E及开关阀F；
[0029]本专利技术的工作原理为：
[0030]1、微开模阶段：
[0031]S1、如图1所示，为该专利技术应用的四角位置同步闭环控制系统组成，在滑块第一次下压至零点吨位时(通常以模具密封圈压实合模到底为准)，此时同时采集滑块和调平油缸的合模位置，再根据人机交互界面预设的微开模间隙高度，由此可推算出调平缸和滑块的目标位置，例如，滑块和调平缸的合模位置分别为0.05mm和0.02mm，预设的微开模间隙为1mm，那么滑块目标位置为0.05+1＝1.05mm，
[0032]S2、在上述1之后主缸吨位降至微开模吨位(一般取压机满吨位的5％且不超过最大调平吨位)，此时再采集滑块压力降之后的瞬时位置，例如由压降之前的0.05mm变为压降
之后的0.07mm，此时滑块只需再提高1.05
‑
0.07＝0.98mm便可到达目标位置，由此调平缸的目标位置为合模时的位置加上滑块需要提高的高度，即0.02+0.98＝2mm，
[0033]S3、根据上述2确定调平缸目标位置后，利用四角调平位置闭环控制定位功能，同步驱动四个调平油缸并托举滑块微开模，当调平缸到达目标位置时，滑块位置也恰好到达需要的工艺参数位置，之后进入下一工艺动作环节。
[0034]2、高压注射阶段
[0035]S1、电液伺服压力闭环控制卡及其原理
[0036]如图2所示，为目前电液伺服压机上广泛采用闭环控制卡及其与PLC之间的连接图，用于精确控制压机主缸加压压力，控制精度可达
±
0.1Mpa。
[0037]QV1模拟量输出通道0
‑
10V，对应0
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料压机高压注射工艺下的滑块定位控制系统，其特征在于，至少包括：用于精确微开模的四角调平控制系统，包括总控运动控制器，所述总控运动控制器的I/O端子分别与调平缸双向压力传感器、位移传感器、控制调平缸双向运动的高频率响应流量控制伺服阀连接；用于检测滑块位置的位移传感器，所述位移传感器通过以太网与PLC实现数据交互；用于闭环控制压机主缸压力的电液伺服控制卡，所述电液伺服控制卡的输入接口与PLC模拟量模块连接，所述电液伺服控制卡的输出接口与压机主伺服电机驱动器连接，并在压力环控制的基础上开发出的位置环控制；用于为压机提供动力源的伺服驱动泵组，所述伺服驱动泵组提供流量稳定且能无极调节的液压油，用于驱动压机滑块的下行加压及回程动作。2.根据权利要求1所述复合材料压机高压注射工艺下的滑块定位控制系统，其特征在于，在微开模阶段，执行如下工艺：S1、在滑块第一次下压至零点吨位时，同时采集滑块和调平油缸的合模位置，再根据人机交互界面预设的微开模间隙高度，由此推算出调平缸和滑块的目标位置；S2、在主缸吨位降至微开模吨位时，采集滑块压力降之后的瞬时位置，确定调平缸目标位置；S3、利用四角调平位置闭环控制定位功能，同步驱动四个调平油缸并托举滑块微开模，当调平缸到达目标位置时，滑块位置也恰好到达需要的工艺参数位置，之后进入下一工艺动作环节。3.根据权利要求2所述复合材料压机高压注射工艺下的滑块定位控制系统，其特征在于，在高压注射阶段，执行如下工艺：S11、电液伺服压力闭环控制卡工作；将闭环控制卡及其与PLC连接，用于精确控制压机主缸加压压力，控制精度范围是
±
0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡振新，赵庆元，米新征，
申请(专利权)人：天津市天锻压力机有限公司，
类型：发明
国别省市：