CN108223481A - 数控摆动油缸及控制方法 - Google Patents

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孙迎顺
于海青
李卫华
闫秀侠
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    • F15B15/12—Characterised by the construction of the motor unit of the oscillating-vane or curved-cylinder type
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Abstract

本发明公开了一种数控摆动油缸及控制方法。数控摆动油缸包括液压摆动油缸，液压摆动油缸具有摆动输出轴，还设有编码器，用于检测摆动输出轴的角度；还包括控制系统，控制系统与编码器相连接以读取输出轴的角度；还包括液压系统，用于控制液压摆动油缸的启停和摆动方向；控制系统与液压系统相连接以实现对液压系统的控制。本发明能够实时获取摆动输出轴的角度，并通过控制系统对角度进行精确的控制，满足现代机械设备越来越多、越来越复杂的角度控制要求。

Description

数控摆动油缸及控制方法
技术领域
本发明涉及一种数控数控摆动油缸，还涉及一种数控摆动油缸的控制方法。
背景技术
液压齿轮齿条摆动油缸以其结构简单，输出扭矩大，稳定可靠等优点，在各种机械领域被广泛应用。其摆动角度通常采用各种开关或挡块进行调整和控制。但是，在许多现代机械设备中，需要随时不断地变换各种角度，来满足工艺要求。而现有的齿轮齿条摆动油缸无法满足这些要求。
发明内容
本发明提出了一种数控摆动油缸及控制方法，其目的在于：对摆动油缸的角度进行监测，并对摆动油缸的角度进行精准控制，满足角度控制要求。
本发明技术方案如下：
一种数控摆动油缸，包括液压摆动油缸，所述液压摆动油缸具有摆动输出轴，还设有编码器，用于检测摆动输出轴的角度；
还包括控制系统，所述控制系统与所述编码器相连接以读取输出轴的角度；
还包括液压系统，用于控制液压摆动油缸的启停和摆动方向；
所述控制系统与所述液压系统相连接以实现对液压系统的控制。
作为本发明的进一步改进：所述液压摆动油缸包括缸体，还包括设置在缸体中相对于缸体往复运动的活塞杆组件，所述活塞杆组件包括齿条，所述液压摆动油缸还包括安装在缸体侧部的箱体，所述箱体中安装有所述输出轴，所述输出轴上安装有与所述齿条相啮合的第一齿轮；
所述编码器安装在箱体上，编码器的转轴上安装有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮相啮合。
作为本发明的进一步改进：所述第二齿轮的齿数小于第一齿轮的齿数。
作为本发明的进一步改进：所述编码器外侧安装有护罩。
作为本发明的进一步改进：所述编码器通过固定卡安装在箱体上。
作为本发明的进一步改进：所述液压系统包括油泵、油箱以及液压阀；
所述液压阀为三位四通液压阀或二位四通液压阀；
所述液压阀的P端与所述油泵输出口相连接，T端与所述油箱相连接，A端和B端分别与液压摆动油缸的正向油腔和反向油腔一一对应连接。
一种用于控制上述数控摆动油缸的方法，循环进行如下步骤：
（A）控制系统读取编码器输出的角度，根据编码器旋转轴与摆动输出轴之间的传动比计算出摆动输出轴的角度；
（B）将当前摆动输出轴的角度与目标角度位置相比较：如果摆动输出轴沿当前摆动方向还未到达目标角度位置，则保持液压阀状态不变，输出轴继续向目标角度位置摆动；如果摆动输出轴到达目标角度位置，若使用的是三位四通液压阀，则切换三位四通液压阀至中间位置，使摆动输出轴停止动作，若使用的是二位四通液压阀，则断开液压系统向液压摆动油缸的供油，使摆动输出轴停止动作。
相对于现有技术，本发明具有以下积极效果：（1）本装置能够实时获取摆动输出轴的角度，并通过控制系统对角度进行精确的控制，满足现代机械设备越来越多、越来越复杂的角度控制要求；（2）在通过齿轮传动方式对角度进行检测的方案中，通过齿轮啮合将输出轴的角度放大，然后使用编码器检测，可以提高检测精度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案：
如图1，一种数控摆动油缸，包括液压摆动油缸，所述液压摆动油缸具有摆动输出轴，还设有角度编码器4，用于检测摆动输出轴的角度。
所述编码器可以是直接安装在缸体上对输出轴进行检测，还可以采用如下优选的间接检测方式：
所述液压摆动油缸包括筒状的缸体1，还包括设置在缸体1中相对于缸体1往复运动的活塞杆组件8，所述活塞杆组件8包括两组与所述缸体1内孔相配合的活塞，两只活塞之间连接有齿条9，所述液压摆动油缸还包括安装在缸体1侧部的箱体7，所述箱体7中安装有所述输出轴，所述输出轴上安装有与所述齿条9相啮合的第一齿轮6；
所述编码器4通过半圆形的固定卡5安装在箱体7上，编码器4的转轴上安装有第二齿轮3，所述第一齿轮6与第二齿轮3相啮合。所述第二齿轮3的齿数小于第一齿轮6的齿数，从而将输出轴的角度放大后再由编码器4采集，提高检测精度。
所述编码器4外侧还安装有护罩2。
所述数控摆动油缸还包括控制系统，所述控制系统与所述编码器4相连接以读取输出轴的角度；
所述数控摆动油缸还包括液压系统，用于控制液压摆动油缸的启停和摆动方向；
所述控制系统与所述液压系统相连接以实现对液压系统的控制。
所述液压系统包括油泵10、油箱11以及液压阀；
所述液压阀为三位四通液压阀12或二位四通液压阀；
所述液压阀的P端与所述油泵10输出口相连接，T端与所述油箱11相连接，A端和B端分别与液压摆动油缸的正向油腔和反向油腔一一对应连接。控制系统通过切换液压阀的工位，实现油缸换向控制。
控制系统循环进行如下步骤：
（A）控制系统读取编码器4输出的角度，根据编码器4旋转轴与摆动输出轴之间的传动比计算出摆动输出轴的角度；
（B）将当前摆动输出轴的角度与目标角度位置相比较：如果摆动输出轴沿当前摆动方向还未到达目标角度位置，则保持液压阀状态不变，输出轴继续向目标角度位置摆动；如果摆动输出轴到达目标角度位置，若使用的是三位四通液压阀12，则切换三位四通液压阀12至中间位置，使摆动输出轴停止动作，若使用的是二位四通液压阀，则断开液压系统向液压摆动油缸的供油，使摆动输出轴停止动作。

Claims (7)

1.一种数控摆动油缸，包括液压摆动油缸，所述液压摆动油缸具有摆动输出轴，其特征在于：还设有编码器（4），用于检测摆动输出轴的角度；
还包括控制系统，所述控制系统与所述编码器（4）相连接以读取输出轴的角度；
还包括液压系统，用于控制液压摆动油缸的启停和摆动方向；
所述控制系统与所述液压系统相连接以实现对液压系统的控制。
2.如权利要求1所述的数控摆动油缸，其特征在于：所述液压摆动油缸包括缸体（1），还包括设置在缸体（1）中相对于缸体（1）往复运动的活塞杆组件（8），所述活塞杆组件（8）包括齿条（9），所述液压摆动油缸还包括安装在缸体（1）侧部的箱体（7），所述箱体（7）中安装有所述输出轴，所述输出轴上安装有与所述齿条（9）相啮合的第一齿轮（6）；
所述编码器（4）安装在箱体（7）上，编码器（4）的转轴上安装有第二齿轮（3），所述第一齿轮（6）与第二齿轮（3）相啮合。
3.如权利要求2所述的数控摆动油缸，其特征在于：所述第二齿轮（3）的齿数小于第一齿轮（6）的齿数。
4.如权利要求2所述的数控摆动油缸，其特征在于：所述编码器（4）外侧安装有护罩（2）。
5.如权利要求2所述的数控摆动油缸，其特征在于：所述编码器（4）通过固定卡（5）安装在箱体（7）上。
6.如权利要求1至5任一所述的数控摆动油缸，其特征在于：所述液压系统包括油泵（10）、油箱（11）以及液压阀；
所述液压阀为三位四通液压阀（12）或二位四通液压阀；
所述液压阀的P端与所述油泵（10）输出口相连接，T端与所述油箱（11）相连接，A端和B端分别与液压摆动油缸的正向油腔和反向油腔一一对应连接。
7.一种用于控制如权利要求6所述的数控摆动油缸的方法，其特征在于循环进行如下步骤：
（A）控制系统读取编码器（4）输出的角度，根据编码器（4）旋转轴与摆动输出轴之间的传动比计算出摆动输出轴的角度；
（B）将当前摆动输出轴的角度与目标角度位置相比较：如果摆动输出轴沿当前摆动方向还未到达目标角度位置，则保持液压阀状态不变，输出轴继续向目标角度位置摆动；如果摆动输出轴到达目标角度位置，若使用的是三位四通液压阀（12），则切换三位四通液压阀（12）至中间位置，使摆动输出轴停止动作，若使用的是二位四通液压阀，则断开液压系统向液压摆动油缸的供油，使摆动输出轴停止动作。
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