CN107939785A - 一种用于气缸动作控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于气缸动作控制方法，包括以下步骤：步骤A：对气缸动作控制装置输入使能输入信号；步骤B：对气缸动作控制装置输入动作信号，气缸动作控制装置中的动作阀根据动作信号控制气缸做出动作，动作信号为气缸动作控制装置中控制气缸的动作阀的直接输出点信号；步骤C：对气缸动作控制装置输入动作时间信号；判定动作时间信号是否等于动作时间设定值；若不等于设定值，则继续执行步骤B、步骤C；若等于设定值，则执行步骤D；步骤D：对气缸动作控制装置输入动作位置信号；步骤E：气缸动作控制装置根据动作位置信号输出状态信号。

Description

一种用于气缸动作控制方法

技术领域

本发明气缸控制领域，尤其涉及到多气缸联动控制或依靠时间控制的气缸动作控制方法。

背景技术

气缸在工程应用中非常普遍，它可以实现机构的快速直线循环运动，结构简单，维护方便，还可以在有防爆要求等苛刻环境中使用。在实际运用中气缸伸出和缩回的保持时间难以调节，导致机构的顺序性动作时容易出现干涉、交叉情形，可能发生碰撞挤压等危险状况；同时气缸的伸出和缩回是否到位的检测依靠传感器，当传感器安装出现松动或脱落检测会不够稳定可靠，更无法实时知晓气缸的动作状态，当某些场合没有检测传感器时难以对气缸进行可靠控制，难以满足日益增长的工程使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于气缸动作控制方法，提出了依赖于时间和动作是否到位的双重控制气缸的方法，同时设置了其合理的逻辑关系成功解决不设置时间或不设置动作是否到位信号情况下也能使用的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于气缸动作控制方法，包括以下步骤：

步骤A：对气缸动作控制装置输入使能输入信号；

步骤B：对气缸动作控制装置输入动作信号，气缸动作控制装置中的动作阀根据动作信号控制气缸做出动作，动作信号为气缸动作控制装置中控制气缸的动作阀的直接输出点信号；

步骤C：气缸动作的同时、利用气缸动作控制装置根据动作时间信号判定动作时间信号是否等于动作时间设定值；若不等于设定值，则继续执行步骤B、步骤C；若等于设定值，则执行步骤D；动作时间设定值的大小需根据实际气缸伸出或者缩回需要的时间来设定，值太小起不到时间保护作用，频繁报错，太大时间保护作用过长，降低设备生产效率；

步骤D：对气缸动作控制装置输入动作位置信号；

步骤E：气缸动作控制装置根据动作位置信号输出状态信号。

本发明中，输入使能输入信号通俗点说就是一个"允许"信号，气缸动作控制装置获得输入使能输入信号时，其整个工作才开始进行，动作信号相当于外部给的一个动作驱动信号，一般来说，当需要对气缸伸出控制时，输入的为高电平信号，用1表示，当需要对气缸缩回控制时，输入的为低电平信号，用0表示，在动作信号启动时，利用获得的动作时间信号来判定气缸动作的时间是否满足预定的时间，一般这个预定的时间内，气缸都会完成预定的伸出或缩回动作，也就是说，只要检测到动作时间信号等于动作时间设定值时，就可以视为伸出或缩回动作到位，本发明的优势在于，不仅仅依赖单一的时间判定，还在时间判定后，增加了外部到位检测，即动作位置信号，动作位置信号是依赖外部器件检测气缸伸缩端的位置，从而形成是动作否到位的信号，时间判定不一定代表伸缩移动到位，因此再次基础了设置了动作位置信号，最后依赖动作位置信号做出最终的状态分析后给出了状态信号输出，因此，最终的状态信号是依赖于动作时间信号和动作位置信号双重计算得出的，且可以通过状态信号可以准确的知道气缸的当前动作状态，同时这样在故障判断和处理时变得简单易行并且非常可靠。当依赖于动作时间信号和动作位置信号双重分析判定气缸是否存在故障，提醒工作人员进行处理。同时，由于存在，只需要外部器件检测动作位置信号或没有外部器件检测动作位置信号的情况，本发明也能快速的调整参数达到适用的目的，由于本发明的判定顺序按照上述方式进行，当只需要外部器件检测动作位置信号时，可以直接默认动作时间信号为0，即可，不需要改动逻辑顺序，仅仅依赖动作位置信号就可以给出最终状态信号，当没有外部器件检测动作位置信号时，可以直接默认动作位置信号为1，表示动作到位，此时只依靠动作时间信号也可以对气缸动作进行控制。总的来说，本发明在有顺序性要求的动作过程中可以依据保持时间和传感器信号进行双重限制，确保单个气缸的运行正常，从而确保多个气缸的动作不干涉，在某些动作要求不高的场合里可以只依据保持时间进行处理，不需要传感器检测，降低成本。

优选的，所述动作信号为伸出动作信号或缩回动作信号，

当动作信号为伸出动作信号时，动作时间信号为伸出动作时间信号，动作位置信号为伸出动作位置信号；

当动作信号为缩回动作信号时，动作时间信号为缩回动作时间信号，动作位置信号为缩回动作位置信号。

优选的，气缸动作控制装置根据动作时间信号和动作位置信号双重计算输出状态信号，具体算法是：当气缸做伸出动作后，检测到动作时间信号等于动作时间设定值时，再检测动作位置信号，若动作位置信号为1，则认为气缸伸出到位，状态信号为1，若动作位置信号为0，则认为气缸伸出不到位，状态信号为3；当气缸做缩回动作后，检测到动作时间信号等于动作时间设定值时，再检测动作位置信号，若动作位置信号为1，则认为气缸缩回到位，状态信号为0，若动作位置信号为0，则认为气缸缩回不到位，状态信号为2。

则所述状态信号的值有四种情形：1、3、0、2；其中1表示气缸伸出状态到位，3表示气缸伸出状态未到位，0表示气缸缩回状态到位，2表示气缸缩回状态未到位；

其中，当伸出动作位置信号的值为0时，表示伸出位置未到位，此时状态信号的值为3；当伸出动作位置信号的值为1时，表示伸出位置到位，此时状态信号的值为1；当缩回动作位置信号的值为0时，表示缩回位置未到位，此时状态信号的值为2，当缩回动作位置信号的值为1时，表示缩回位置到位，此时状态信号的值为0。

基于上述原理，当面对多个气缸联动时，即当气缸数量为至少2个，且气缸的动作存在先后顺序情况时，后动作的气缸为气缸B，先动作的气缸为气缸A，则先对气缸A执行步骤A、步骤B、步骤C、步骤D、步骤E，后对气缸B执行步骤A、步骤B，当在对气缸B在执行步骤B时，需要进行前置条件判定，前置条件判定的方法为：

步骤E、获得气缸A的气缸动作控制装置输出的状态信号；

步骤F、当状态信号的值0或1时，则继续对气缸B执行步骤B、步骤C、步骤D、步骤E，当状态信号的值2或3时，则停止对气缸B执行步骤B、步骤C、步骤D、步骤E。

通过上述方法，我们可以看出，本发明中任意一个气缸在步骤A、步骤B、步骤C、步骤D、步骤E后都可以从时间、位置两个方向得到气缸运行正常，且按照了时间要求完成了规定的动作，在2个气缸之间，采用了前置条件判定，也即利用了上一级气缸的状态信号来规定下一级气缸是否执行动作信号，这样也就控制了下一级气缸在上一级气缸故障的情况下不动作的要求，因此从而确保多个气缸的动作不干涉。

优选的，所述动作位置信号由检测气缸动作位置并能产生0、1信号变换的元器件检测给出，1表示动作到位，0表示动作不到位。

优选的，动作位置信号由光检测气缸动作位置的光纤传感器或光电传感器或磁环开关检测给出。

优选的，当没有设置动作位置信号检测装置或动作位置信号检测装置故障时，步骤D具体为：气缸动作控制装置默认输入动作位置信号的值为1，表示动作到位。此时仅依靠动作时间信号来判断气缸到位状态。

优选的，当没有设置动作时间信号检测装置或动作时间信号检测装置故障时，步骤C具体为：气缸动作控制装置默认动作时间信号的值为0，并设置动作时间设定值为0。此时仅依靠动作位置信号来判断气缸到位状态。

本发明与现有技术相比有如下优点：

1、可以根据需要任意调节气缸的伸出和缩回保持时间，满足任意气缸在动作过程中对保持时间的要求；

2、在有顺序性要求的动作过程中可以依据保持时间和传感器信号进行双重限制，确保机构动作不干涉，在某些动作要求不高的场合里可以只依据保持时间进行处理，不需要传感器检测，降低成本；

3、编程方法通用性强，可以适用于二位阀或者三位阀控制的气缸；

4、气缸动作是否到位的故障检测和处理在程序上实现简单、易行、可靠。

5、设备无关性。驱动程序应适应各种类似的设备。如二位三通阀、二位五通阀、气缸上有2、1、0个到位开关等设备类型。

6、黑盒性。用户可只关心输入输出参数，不关心具体实现过程。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是信号标记图。

图2是气缸伸出执行流程图

图3是气缸缩回执行流程图。

图中，1、使能输入信号，2、动作信号，3、伸出动作位置信号，4、缩回动作位置信号，5、伸出动作时间信号，6、缩回动作时间信号，7、使能输出信号，8、状态信号。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例一

如图1、图2、图3所示，

一种用于气缸动作控制方法，包括以下步骤：

步骤A：对气缸动作控制装置输入使能输入信号1；

步骤B：对气缸动作控制装置输入动作信号2，气缸动作控制装置中的动作阀根据动作信号2控制气缸做出动作，动作信号2为气缸动作控制装置中控制气缸的动作阀的直接输出点信号；

步骤C：对气缸动作控制装置输入动作时间信号；气缸动作的同时、利用气缸动作控制装置根据动作时间信号判定动作时间信号是否等于动作时间设定值；若不等于设定值，则继续执行步骤B、步骤C；若等于设定值，则执行步骤D；

步骤D：对气缸动作控制装置输入动作位置信号；

步骤E：气缸动作控制装置根据动作位置信号输出状态信号8。

本发明中，输入使能输入信号通俗点说就是一个"允许"信号，气缸动作控制装置获得输入使能输入信号时，其整个工作才开始进行，动作信号相当于外部给的一个动作驱动信号，一般来说，当需要对气缸伸出控制时，输入的为高电平信号，用1表示，当需要对气缸缩回控制时，输入的为低电平信号，用0表示，在动作信号启动时，利用获得的动作时间信号来判定气缸动作的时间是否满足预定的时间，一般这个预定的时间内，气缸都会完成预定的伸出或缩回动作，也就是说，只要检测到动作时间信号等于动作时间设定值时，就可以视为伸出或缩回动作到位，本发明的优势在于，不仅仅依赖单一的时间判定，还在时间判定后，增加了外部到位检测，即动作位置信号，动作位置信号是依赖外部器件检测气缸伸缩端的位置，从而形成是动作否到位的信号，时间判定不一定代表伸缩移动到位，因此再次基础了设置了动作位置信号，最后依赖动作位置信号做出最终的状态分析后给出了状态信号输出，因此，最终的状态信号是依赖于动作时间信号和动作位置信号双重计算得出的，且可以通过状态信号可以准确的知道气缸的当前动作状态，同时这样在故障判断和处理时变得简单易行并且非常可靠。当依赖于动作时间信号和动作位置信号双重分析判定气缸是否存在故障，提醒工作人员进行处理。同时，由于存在，只需要外部器件检测动作位置信号或没有外部器件检测动作位置信号的情况，不发明也能快速的调整参数达到适用的目的，由于本发明的判定顺序按照上述方式进行，当只需要外部器件检测动作位置信号时，可以直接默认动作时间信号为0，即可，不需要改动逻辑顺序，仅仅依赖动作位置信号就可以给出最终状态信号，当没有外部器件检测动作位置信号时，可以直接默认动作位置信号为1，表示动作到位，此时只依靠动作时间信号也可以对气缸动作进行控制。总的来说，本发明在有顺序性要求的动作过程中可以依据保持时间和传感器信号进行双重限制，确保单个气缸的运行正常，从而确保多个气缸的动作不干涉，在某些动作要求不高的场合里可以只依据保持时间进行处理，不需要传感器检测，降低成本。

优选的，所述动作信号2为伸出动作信号或缩回动作信号，

当动作信号2为伸出动作信号时，动作时间信号为伸出动作时间信号5，动作位置信号为伸出动作位置信号3；

当动作信号2为缩回动作信号时，动作时间信号为缩回动作时间信号6，动作位置信号为缩回动作位置信号4。

优选的，所述状态信号8的值有四种情形：1、3、0、2；其中1表示气缸伸出状态到位，3表示气缸伸出状态未到位，0表示气缸缩回状态到位，2表示气缸缩回状态未到位；

其中，当伸出动作位置信号3的值为0时，表示伸出位置未到位，此时状态信号8的值为3；当伸出动作位置信号3的值为1时，表示伸出位置到位，此时状态信号8的值为1；当缩回动作位置信号4的值为0时，表示缩回位置未到位，此时状态信号8的值为2，当缩回动作位置信号4的值为1时，表示缩回位置到位，此时状态信号8的值为0。

实施例2

基于上述实施例，当面对多个气缸联动时，即当气缸数量为至少2个，且气缸的动作存在先后顺序情况时，后动作的气缸为气缸B，先动作的气缸为气缸A，则先对气缸A执行步骤A、步骤B、步骤C、步骤D、步骤E，后对气缸B执行步骤A、步骤B，当在对气缸B在执行步骤B时，需要进行前置条件判定，前置条件判定的方法为：

步骤E、获得气缸A的气缸动作控制装置输出的状态信号8；

步骤F、当状态信号8的值0或1时，则继续对气缸B执行步骤B、步骤C、步骤D、步骤E，当状态信号8的值2或3时，则停止对气缸B执行步骤B、步骤C、步骤D、步骤E。

通过上述方法，我们可以看出，本发明中任意一个气缸在步骤A、步骤B、步骤C、步骤D、步骤E后都可以从时间、位置两个方向得到气缸运行正常，且按照了时间要求完成了规定的动作，在2个气缸之间，采用了前置条件判定，也即利用了上一级气缸的状态信号来规定下一级气缸是否执行动作信号，这样也就控制了下一级气缸在上一级气缸故障的情况下不动作的要求，因此从而确保多个气缸的动作不干涉。

优选的，所述动作位置信号由检测气缸动作位置并能产生0、1信号变换的元器件检测给出，1表示动作到位，0表示动作不到位。

优选的，动作位置信号由光检测气缸动作位置的光纤传感器或光电传感器或磁环开关检测给出。

实施例3

基于上述实施例优选的，当没有设置动作位置信号检测装置或动作位置信号检测装置故障时，步骤D具体为：气缸动作控制装置默认输入动作位置信号的值为1，表示动作到位。

实施例4

基于上述实施例优选的，当没有设置动作时间信号检测装置或动作时间信号检测装置故障时，步骤C具体为：气缸动作控制装置默认动作时间信号的值为0，并设置动作时间设定值为0。

实施例5

当动作信号2为伸出动作信号时，动作时间信号为伸出动作时间信号5，动作位置信号为伸出动作位置信号3；

当动作信号2为缩回动作信号时，动作时间信号为缩回动作时间信号6，动作位置信号为缩回动作位置信号4。

基于上述实施例的原理的情况下：

某机构的气爪升降和抓取由两个气缸控制，气爪的横向移动由一个无杆气缸控制。按照动作顺序要求，气爪需要按照下降到位-抓取到位-上升到位-横向左到位-松气爪-横向右到位的流程动作，其中抓取到位和横向左到位有交叉干涉，若抓取到位后没有上升到位就横向左到位将会造成气爪的损坏。利用本发明的动作流程可有效避免这种情况的发生。

具体的动作流程如下：

下降到位：气爪下降设置时间T1，先给伸出动作信号，气爪开始下降，获得伸出动作时间信号T，伸出动作时间信号T为T1时，开始检测伸出动作位置信号，伸出动作位置信号为1时，下降动作的状态信号为1，

抓取到位：气爪抓取设置时间T2，先给伸出动作信号，气爪开始抓取，获得伸出动作时间信号T，伸出动作时间信号T为T2时，开始检测伸出动作位置信号，伸出动作位置信号为1时，抓取动作的状态信号为1，

上升到位：气爪上升设置时间T3，先给缩回动作信号，气爪开始上升，获得缩回动作时间信号T，缩回动作时间信号T为T3时，开始检测缩回动作位置信号，缩回动作位置信号为1时，上升动作的状态信号为0，

横向左到位：气爪横向左移动设置时间T4，先给伸出动作信号，无杆气缸横向向左伸出，获得伸出动作时间信号T，伸出动作时间信号T为T4时，开始检测伸出动作位置信号，伸出动作位置信号为1时，横向左到位动作的状态信号为1，

松气爪：松气爪设置时间T5，先给缩回动作信号，气爪开始松开，获得缩回动作时间信号T，缩回动作时间信号T为T5时，开始检测缩回动作位置信号，缩回动作位置信号为1时，松气爪的状态信号为0，

横向右到位：气爪横向右移动设置时间T6，先给缩回动作信号，无杆气缸横向向右缩回，获得缩回动作时间信号T，缩回动作时间信号T为T6时，开始检测缩回动作位置信号，缩回动作位置信号为1时，横向右到位动作的状态信号为0，之后下一个循环流程。

在此过程中，如果状态信号为3则判断气缸伸出不到位，状态信号为2则判断缩回不到位，这两种情形认为气缸存在故障，系统进行报警，提示工作人员采取相应措施，故障未消除之前禁止进入下一个动作。

实施例6

某机构执行压紧动作时，导向气缸先下降到位，增压气缸再下降，上升时增压气缸先上升到位，导向气缸再上升到位。由于增压气缸的力远大于导向气缸，若导向气缸未下将到位先执行增压气缸下降将会把导向气缸压坏甚至压爆。利用本发明的动作流程可有效避免这种情况的发生。

具体的动作流程如下：

导向气缸下降设置时间T1，当执行时间T1后检测伸出动作位置信号，伸出动作位置信号为1时，则状态信号为1，状态信号为1时、执行增压气缸下降动作，增压气缸下降设置时间T2，当执行时间T2后检测伸出动作位置信号为1，则状态信号为1，状态信号为1时、执行增压气缸上升动作，增压气缸上升设置时间T3，当执行时间T3后检测缩回动作位置信号，缩回动作位置信号为1，则状态信号为0，状态信号为0时、执行导向气缸上升动作，导向气缸上升设置时间T4，当执行时间T4后检测缩回动作位置信号，缩回动作位置信号为1，则状态信号为0，状态信号为0时进入下一个循环流程。

在此过程中，如果状态信号为3则判断气缸伸出不到位，状态信号为2则判断缩回不到位，这两种情形认为气缸存在故障，系统进行报警，提示工作人员采取相应措施，故障未消除之前禁止进入下一个动作。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于气缸动作控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：对气缸动作控制装置输入使能输入信号(1)；

步骤B：对气缸动作控制装置输入动作信号(2)，气缸动作控制装置中的动作阀根据动作信号(2)控制气缸做出动作，动作信号(2)为气缸动作控制装置中控制气缸的动作阀的直接输出点信号；

步骤C：气缸动作的同时、利用气缸动作控制装置根据动作时间信号判定动作时间信号是否等于动作时间设定值；若不等于设定值，则继续执行步骤B、步骤C；若等于设定值，则执行步骤D；

步骤D：对气缸动作控制装置输入动作位置信号；

步骤E：气缸动作控制装置根据动作位置信号输出状态信号(8)。

2.根据权利要求1所述的一种用于气缸动作控制方法，其特征在于，

所述动作信号(2)为伸出动作信号或缩回动作信号，

当动作信号(2)为伸出动作信号时，动作时间信号为伸出动作时间信号(5)，动作位置信号为伸出动作位置信号(3)；

当动作信号(2)为缩回动作信号时，动作时间信号为缩回动作时间信号(6)，动作位置信号为缩回动作位置信号(4)。

3.根据权利要求2所述的一种用于气缸动作控制方法，其特征在于，

所述状态信号(8)的值有四种情形：1、3、0、2；其中1表示气缸伸出状态到位，3表示气缸伸出状态未到位，0表示气缸缩回状态到位，2表示气缸缩回状态未到位；

其中，当伸出动作位置信号(3)的值为0时，表示伸出位置未到位，此时状态信号(8)的值为3；当伸出动作位置信号(3)的值为1时，表示伸出位置到位，此时状态信号(8)的值为1；当缩回动作位置信号(4)的值为0时，表示缩回位置未到位，此时状态信号(8)的值为2，当缩回动作位置信号(4)的值为1时，表示缩回位置到位，此时状态信号(8)的值为0。

4.根据权利要求3所述的一种用于气缸动作控制方法，其特征在于，

当气缸数量为至少2个，且气缸的动作存在先后顺序情况时，后动作的气缸为气缸B，先动作的气缸为气缸A，则先对气缸A执行步骤A、步骤B、步骤C、步骤D、步骤E，后对气缸B执行步骤A、步骤B，当在对气缸B在执行步骤B时，需要进行前置条件判定，前置条件判定的方法为：

步骤E、获得气缸A的气缸动作控制装置输出的状态信号(8)；

步骤F、当状态信号(8)的值0或1时，则继续对气缸B执行步骤B、步骤C、步骤D、步骤E，当状态信号(8)的值2或3时，则停止对气缸B执行步骤B、步骤C、步骤D、步骤E。

5.根据权利要求1所述的一种用于气缸动作控制方法，其特征在于，

所述动作位置信号由检测气缸动作位置并能产生0、1信号变换的元器件检测给出，1表示动作到位，0表示动作不到位。

6.根据权利要求1所述的一种用于气缸动作控制方法，其特征在于，动作位置信号由光检测气缸动作位置的光纤传感器或光电传感器或磁环开关检测给出。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种用于气缸动作控制方法，其特征在于，当没有设置动作位置信号检测装置或动作位置信号检测装置故障时，步骤D具体为：气缸动作控制装置默认输入动作位置信号的值为1，表示动作到位。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种用于气缸动作控制方法，其特征在于，当没有设置动作时间信号检测装置或动作时间信号检测装置故障时，步骤C具体为：气缸动作控制装置默认动作时间信号的值为0，并设置动作时间设定值为0。