CN114109963B - 组角机油缸运行控制方法及液压系统 - Google Patents
组角机油缸运行控制方法及液压系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114109963B CN114109963B CN202111373859.3A CN202111373859A CN114109963B CN 114109963 B CN114109963 B CN 114109963B CN 202111373859 A CN202111373859 A CN 202111373859A CN 114109963 B CN114109963 B CN 114109963B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oil cylinder
- oil
- total
- measurement
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 346
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 56
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 19
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000010721 machine oil Substances 0.000 claims description 3
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 claims description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 12
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012840 feeding operation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
- F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
- F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/08—Servomotor systems incorporating electrically operated control means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
本发明涉及组角机油缸运行控制方法及液压系统,将油缸运行过程分为空行、工作和停止三个阶段,空行阶段控制油缸先加速运行,然后匀速运行,最后减速运行;工作阶段控制油缸按PID控制规律运行,当u(t)=Q设时,油缸结束工作阶段,进入停止阶段;停止阶段控制油缸按u(t)=Q设缓慢运行,当Sx=S‑S提n时,停止给油缸供油,让油缸依靠惯性滑行停止。组角机液压系统包括伺服油泵,伺服油泵通过油路分别与组角油缸和定位油缸连接,组角油缸和定位油缸分别内置有检测油缸运行距离的磁栅传感器,所述伺服油泵、磁栅传感器分别与PLC控制器连接。实现油缸的柔性控制、运行精度高、冲击小、油路设计合理、采用伺服油泵调压、生热少、响应快、能耗低、使用寿命长等优点。
Description
技术领域:
本发明涉及组角机液压系统技术领域,具体涉及组角机油缸运行控制方法及液压系统。
背景技术:
组角机是高档断桥铝合金门窗生产专用设备,适用于角码结构型铝门窗90度角连接。
液压系统是组角机驱动核心,现有组角机液压系统(如图7所示)主要包括液压泵(油泵),油泵通过油路分别给组角油缸和定位油缸进行供油,油路中设计调节压力的溢流阀,液压系统主要实现组角和定位两个动作。现有组角机液压系统基本能够实现组角和定位动作。
但是,在实践应用过程中,仍发现存在着深层次技术难题亟待进一步在技术结构和控制方法上深入研究解决,一是现有的组角机液压系统主要依靠溢流阀进行调压,而溢流阀在调压时会导致油温快速升高,油温升高受热胀冷缩的影响不仅会导致组角油缸和定位油缸的运行精度下降,而且严重影响液压泵、阀及密封件的寿命。二是为了确保油路压力,液压泵工作时始终以设定功率工作,这不仅影响液压泵寿命,而且能耗高,不节能。三是现有组角油缸(组角油缸前端安装组角刀)和定位油缸(定位油缸前端安装定位板)的动作一般采用匀速进给工作,然后依靠接近开关确定目标位置,这种控制方法不仅冲击大,而且运行精度也不高,尤其是组角刀或定位板与型材接触时因受到阻力造成很大的冲击波动,这严重影响运行精度和油缸使用寿命,运行误差一般在几十丝左右。因此,针对现有液压系统存在的深层次技术问题,有必要重新对组角液压系统进行设计,同时还要对组角油缸和定位油缸的运行进行柔性控制。
需要说明的是,上述内容属于发明人的技术认知范畴,并不必然构成现有技术。
发明内容:
本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题,提供组角机油缸运行控制方法及液压系统,实现对油缸的柔性控制,具有运行精度高、冲击小、油路设计合理、采用伺服油泵调压、生热少、响应快、能耗低、使用寿命长等优点。
本发明通过采取以下技术方案实现上述目的:
组角机油缸运行控制方法,包括:
将油缸运行过程分为空行、工作和停止三个阶段,所述油缸为组角油缸或定位油缸,设定油缸需要运行的距离为S总,空行阶段运行距离为S空,工作阶段运行距离为S工;停止阶段运行距离为S停;实时检测油缸的运行距离为Sx,维持油缸运行的最小流量百分比转化数值为Q最小,Q设为设定的驱动油缸运行流量百分比转换数值,且Q设>Q最小;
(1)空行阶段
控制所述油缸先加速运行,然后匀速运行,最后减速运行;当Sx等于S空时,油缸的运行速度大于0,油缸空行阶段结束,油缸进入工作阶段;
(2)工作阶段
控制油缸按PID控制规律运行,PID控制规律为:
e(t)=r(t)-c(t)
其中,r(t)为设定值,c(t)为实际值,e(t)为设定值与实际值偏差,Kp为比例系数,Ti为积分时间常数,Td为微分时间常数,u(t)为输出信号,在本申请中r(t)设定值为S总,c(t)实际值为Sx,u(t)输出信号代表控制进入油缸流量的百分比转换数值,将u(t)数值传递给控制器,控制器按百分比调控进入油缸的流量;当u(t)=Q设时,油缸结束工作阶段,进入停止阶段;
(3)停止阶段
控制油缸按u(t)=Q设缓慢运行,当Sx=S总-S提n时,停止给油缸供油,让油缸依靠惯性滑行停止;S提n是为了消除惯性影响设定的提前量。
所述S提n是通过对组角机液压系统进行实测计算获得,具体计算方法如下:
实测1:S差1=S测1-S总,S提1=S差1;当Sx=S总时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测1;
实测2:S差2=S测2-S总,S提2=S提1+S差2;当Sx=S总-S提1时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测2;
实测3:S差3=S测3-S总,当Sx=S总-S提2时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测3;
……
实测n:S差n=S测n-S总,当Sx=S总-S提n-1时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测n;
或者,
实测1:S差1=S测1-S总,S提1=S差1;当Sx=S总时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测1;
实测2:S差2=S测2-S总,当Sx=S总时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测2;
实测3:S差3=S测3-S总,当Sx=S总时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测3;
……
实测n:S差n=S测n-S总,当Sx=S总时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测n。
所述油缸在空行阶段的行程分为加速行程、匀速行程和减速行程,加速行程用S空加表示,匀速行程用S空匀表示,减速行程用S空减表示;
(1)所述油缸加速行程的加速度及速度按如下方式进行:
其中,a为油缸运行加速度,k为设定常数,t为时间,其中t1、t2和t3为设定时间数值;
(2)油缸匀速行程按如下方式进行:
V=kt1t2;t3≤t≤t4;t4为设定时间数值;
(3)油缸减速行程按如下方式进行;
其中,t7=t6+(t5-t4);t5-t4=t1;t6-t5=t2-t1;
当油缸运行行程sx=s空时,对应的时间设定为t空,所述t空<t7。
通过改变油缸的匀速行程改变油缸整个空行阶段的行程。
所述油缸为组角油缸,所述组角油缸上的组角刀到型材表面的距离为l1,组角刀穿过型材需要运行的距离为l2,所述l1+l2=S总,所述l1>S空,所述l2>S工。
所述油缸为定位油缸,所述定位油缸上的定位板到型材表面的距离为l,所述S空+S工<l。
组角机液压系统,包括伺服油泵,所述伺服油泵通过油路分别与组角油缸和定位油缸连接,所述伺服油泵与组角油缸连接的油路上设有电磁阀A,所述伺服油泵与定位油缸的连接油路上设有电磁阀B,所述组角油缸和定位油缸分别内置有检测油缸运行距离的磁栅传感器,所述磁栅传感器包括静磁栅尺,所述静磁栅尺一端固定在缸底上,另一端插入活塞杆内,所述活塞杆内设有容纳静磁栅尺的安装孔,所述静磁栅尺上活动设有游标磁环,所述游标磁环内置在活塞上,所述伺服油泵、磁栅传感器分别与PLC控制器连接,所述PLC控制器按上述油缸运行控制方法通过伺服油泵对组角油缸和定位油缸的运行进行控制。
本发明采用上述结构,能够带来如下有益效果:
(1)对油缸的运行方式进行重新设计,分成空行阶段、工作阶段和停止阶段三部分,其中空行阶段主要以平稳快速运行为主,而工作阶段首先与空行阶段的速度相近,然后逐渐减少运行,停止阶段解决惯性带来的误差,显著提高停止位置的精准度,整体运行更加平稳、兼顾运行效率和运行精度。(2)将空行阶段分成先加速、后均匀和最后减速的运行方式,这种运行方式的优点是加速和减少都比较平顺,同时可以实现只需改变匀速阶段的型材即可调节空心阶段的行程,能够满足不同型材的加工需求,调节起来非常方便;另外可以很好地在减速过程中找到与PID调节初始相匹配的速度,这样从空心阶段进入工作阶段可以更加平顺,不会因速度相差较大而造成较大的冲击。(3)PID调节理想状态是逐渐接近目标直至为零,但在组角机液压系统中由于有负载,因此当PID调节输出小于维持系统运行最小流量时就会不起作用,而本申请需要提前结束PID调节,然后以恒定数值继续运行,这样使PID调节能够应用在本申请的液压系统中。(4)以往停止都是依靠接近开关进行停止,但由于惯性的作用以及信息传递延迟等问题,最终导致油缸的实际运行距离与要求的运行距离存在较大的偏差,这直接影响产品加工精度,为了解决这一问题,利用液压系统进行实测,通过对数据进行处理,可以得到一个提前关停量,能够有效消除惯性的影响,显著提高油缸的运行精度。(5)采用伺服油泵替代现有的液压泵,同时在组角油缸和定位油缸上设置磁栅传感器实时检测位置,进而可以通过伺服油泵调节流量(改变油压),进而改变油缸的运行状态,具有生热少、热量低、能量消耗低、使用寿命长等优点。
附图说明:
图1为本发明油缸空行阶段运行的加速度曲线图;
图2为本发明油缸空行阶段运行的速度曲线图;
图3为本发明油缸空行阶段运行的行程曲线图;
图4为组角油缸与定位油缸的安装示意图;
图5为本发明组角机液压系统的结构示意图;
图6为本发明磁栅传感器的安装结构示意图;
图7为现有组角机液压系统的结构示意图;
图中,1、油缸,2、组角油缸,3、定位油缸,4、伺服油泵,5、PLC控制器,6、磁栅传感器,601、静磁栅尺,602、游标磁环,7、缸底,8、活塞,9、活塞杆,10、安装孔,11、型材,12、定位板,13、组角刀,14、安全阀,15、电磁阀A,16、 电磁阀B,17、液压泵,18、溢流阀。
具体实施方式:
为了更清楚的阐释本发明的整体构思,下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施, 因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
此外,术语“油路”、“入口”、“出口”、“A”、“B”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的位置。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“设有”、“设置”、“连接”等术语应做广义理解,本申请中的连接主要是指油路连接。
在本发明中,需要说明的是, 附图中只给出了液压系统给一个组角油缸供压力油的示意图,实际使用时根据组角机中组角油缸的个数进行并联设计即可,一般单头组角机需要两个组角油缸,双头组角机需要四个组角油缸,四通组角机需要八个组角油缸。
如图1-6所示,组角机油缸运行控制方法, 包括:
将油缸1运行过程分为空行、工作和停止三个阶段,所述油缸1为组角油缸2或定位油缸3,设定油缸1需要运行的距离为S总,空行阶段运行距离为S空,工作阶段运行距离为S工;停止阶段运行距离为S停;实时检测油缸的运行距离为Sx,维持油缸1运行的最小流量百分比转化数值为Q最小(不同的液压系统是有区别的,一般组角机用的液压系统Q最小的范围1%-3%),Q设为设定的驱动油缸1运行流量百分比转换数值(一般设定4%-6%),且Q设>Q最小;
(1)空行阶段
控制所述油缸先加速运行,然后匀速运行,最后减速运行;当Sx等于S空时,油缸的运行速度大于0,油缸空行阶段结束,油缸进入工作阶段;
(2)工作阶段
控制油缸1按PID控制规律运行,PID控制规律为:
e(t)=r(t)-c(t)
其中,r(t)为设定值,c(t)为实际值,e(t)为设定值与实际值偏差,Kp为比例系数(一般选用0.05-0.15),Ti为积分时间常数(一般选用0.4-0.6),Td为微分时间常数(一般选用0-0.05),u(t)为输出信号,在本申请中r(t)设定值为S总,c(t)实际值为Sx,u(t)输出信号代表控制进入油缸流量的百分比转换数值,将u(t)数值传递给控制器,控制器按百分比调控进入油缸的流量,控制器可以通过调节伺服油泵或比例阀实现调节进入油缸内的流量;当u(t)=Q设时,油缸结束工作阶段,进入停止阶段;
(3)停止阶段
控制油缸按u(t)=Q设缓慢运行,当Sx=S总-S提n时,停止给油缸供油(可以通过油路中的电磁阀控制实现),让油缸依靠惯性滑行停止;S提n是为了消除惯性影响设定的提前量。
所述S提n是通过对组角机液压系统进行实测计算获得,具体计算方法如下:
实测1:S差1=S测1-S总,S提1=S差1;当Sx=S总时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测1;
实测2:S差2=S测2-S总,S提2=S提1+S差2;当Sx=S总-S提1时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测2;
实测3:S差3=S测3-S总,当Sx=S总-S提2时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸1实际运行距离为S测3;
……
实测n:S差n=S测n-S总,当Sx=S总-S提n-1时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测n。一般选用5组及以上实测数据算得需要的提前量(S提n)。这种算法能够有效消除不利因素的影响,使得提前量更加精准。
或者,
实测1:S差1=S测1-S总,S提1=S差1;当Sx=S总时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测1;
实测2:S差2=S测2-S总,当Sx=S总时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测2;
实测3:S差3=S测3-S总,当Sx=S总时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测3;
……
实测n:S差n=S测n-S总,当Sx=S总时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测n。
所述油缸在空行阶段的行程分为加速行程、匀速行程和减速行程,加速行程用S空加表示,匀速行程用S空匀表示,减速行程用S空减表示;
(1)所述油缸加速行程的加速度及速度按如下方式进行:
其中t1=t3-t2;
其中,a为油缸运行加速度,k为设定常数(可以选用2-5),t为时间(单位为s),其中t1、t2和t3为设定时间数值;
(2)油缸匀速行程按如下方式进行:
V=kt1t2;t3≤t≤t4;t4为设定时间数值;
(3)油缸减速行程按如下方式进行;
其中,t7=t6+(t5-t4);t5-t4=t1;t6-t5=t2-t1;
当油缸运行行程sx=s空时,对应的时间设定为t空,所述t空<t7。
通过改变油缸的匀速行程改变油缸整个空行阶段的行程。
所述油缸1为组角油缸2,所述组角油缸2上的组角刀13到型材11表面的距离为l1,组角刀13穿过型材需要运行的距离为l2,所述l1+l2=S总,所述l1>S空,所述l2>S工。
所述油缸1为定位油缸3,所述定位油缸3上的定位板12到型材11表面的距离为l,所述S空+S工<l。
组角机液压系统,包括伺服油泵4(又叫伺服油泵一体机,伺服油泵自带的伺服电机可以通过调节其扭矩来改变液压系统的油压,通过调节其转速来改变进油量),所述伺服油泵4通过油路分别与组角油缸2和定位油缸3连接,所述伺服油泵4与组角油缸2连接的油路上设有电磁阀A15(可以选用三位四通电磁阀),所述伺服油泵4与定位油缸3的连接油路上设有电磁阀B16(可以选用三位四通电磁阀),所述组角油缸2和定位油缸3分别内置有检测油缸运行距离的磁栅传感器6,所述磁栅传感器6包括静磁栅尺601,所述静磁栅尺601一端固定在缸底7上,另一端插入活塞杆9内,所述活塞杆9内设有容纳静磁栅尺601的安装孔10,所述静磁栅尺601上活动设有游标磁环602,所述游标磁环602内置在活塞8上,所述伺服油泵4、磁栅传感器6分别与PLC控制器5连接,所述PLC控制器5按上述油缸运行控制方法通过伺服油泵4对组角油缸2和定位油缸3的运行进行控制。
本申请以控制组角油缸运行为例进行控制说明:
设定:组角刀需要运行的总行程为100mm,即S总=100mm;组角刀到型材表面的距离为l1=97mm,S空=95mm,k=3,t1=4s,t2=1s,t3=9s,PID中的Kp=0.1,Ti=0.5,Td=0.01;Q最小=2%;Q设=5%;为了求得提前量进行的实测数据(如下表),最终求得的s提5=0.52mm。
s提5的实测数据表:
序号 | S总 | S总-S提n-1 | S测n | S差n | S提n(单位:mm) |
1 | 100 | 100 | 100.50 | 0.00 | 0.50 |
2 | 100 | 99.5 | 99.98 | -0.02 | 0.48 |
3 | 100 | 99.52 | 100.03 | 0.03 | 0.52 |
4 | 100 | 99.48 | 100.02 | 0.02 | 0.52 |
5 | 100 | 99.48 | 100.01 | 0.01 | 0.52 |
组角时,首先根据型材加工要求通过调节伺服油泵中伺服电机的扭矩来调节液压系统压力,系统压力调节好后,开始组角动作。PLC控制器通过控制伺服油泵的转速来改变进油量,进而改变组角油缸的运行速度,磁栅传感器实时检测组角油缸的运行距离并传输给PLC控制器,首先驱动组角油缸按空行阶段进行运行(即先加速,后匀速,最后减速),当Sx=95mm时,空行阶段结束,进入工作阶段,然后组角油缸按PID调节逐渐减速运行,当u(t)=Q设=5%时,PID调节失效,进入停止阶段,组角油缸继续按u(t)=5%控制进行运行,当Sx=99.48mm时,关闭电磁阀A停止给组角油缸供油,组角油缸依靠惯性及系统自身属性继续运行,直至停止。通过磁栅传感器实际测得的组角油缸运行距离为99.99mm。误差为0.01mm(1丝),而现有的组角油缸运行误差通常在几十丝。显著提高组角油缸的运行精度。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制,对于本技术领域的技术人员来说,对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处,均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (6)
1.组角机油缸运行控制方法,其特征在于,包括:
将油缸运行过程分为空行、工作和停止三个阶段,所述油缸为组角油缸或定位油缸,设定油缸需要运行的距离为S总,空行阶段运行距离为S空,工作阶段运行距离为S工;停止阶段运行距离为S停;实时检测油缸的运行距离为Sx,维持油缸运行的最小流量百分比转化数值为Q最小,Q设为设定的驱动油缸运行流量百分比转换数值,且Q设>Q最小;
(1)空行阶段
控制所述油缸先加速运行,然后匀速运行,最后减速运行;当Sx等于S空时,油缸的运行速度大于0,油缸空行阶段结束,油缸进入工作阶段;
(2)工作阶段
控制油缸按PID控制规律运行,PID控制规律为:
e(t)=r(t)-c(t)
其中,r(t)为设定值,c(t)为实际值,e(t)为设定值与实际值偏差,Kp为比例系数,Ti为积分时间常数,Td为微分时间常数,u(t)为输出信号,在本申请中r(t)设定值为S总,c(t)实际值为Sx,u(t)输出信号代表控制进入油缸流量的百分比转换数值,将u(t)数值传递给控制器,控制器按百分比调控进入油缸的流量;当u(t)=Q设时,油缸结束工作阶段,进入停止阶段;
(3)停止阶段
控制油缸按u(t)=Q设缓慢运行,当Sx=S总-S提n时,停止给油缸供油,让油缸依靠惯性滑行停止;S提n是为了消除惯性影响设定的提前量;
所述S提n是通过对组角机液压系统进行实测计算获得,具体计算方法如下:
实测1:S差1=S测1-S总,S提1=S差1;当Sx=S总时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测1;
实测2:S差2=S测2-S总,S提2=S提1+S差2;当Sx=S总-S提1时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测2;
实测3:S差3=S测3-S总,当Sx=S总-S提2时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测3;
……
实测n:S差n=S测n-S总,当Sx=S总-S提n-1时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测n;
或者,
实测1:S差1=S测1-S总,S提1=S差1;当Sx=S总时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测1;
实测2:S差2=S测2-S总,当Sx=S总时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测2;
实测3:S差3=S测3-S总,当Sx=S总时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测3;
……
实测n:S差n=S测n-S总,当Sx=S总时,停止给油缸供油,油缸依靠惯性继续运行直至停止,油缸实际运行距离为S测n。
2.根据权利要求1所述的组角机油缸运行控制方法,其特征在于,所述油缸在空行阶段的行程分为加速行程、匀速行程和减速行程,加速行程用S空加表示,匀速行程用S空匀表示,减速行程用S空减表示;
(1)所述油缸加速行程的加速度及速度按如下方式进行:
其中t1=t3-t2;
其中,a为油缸运行加速度,k为设定常数,t为时间,其中t1、t2和t3为设定时间数值;
(2)油缸匀速行程按如下方式进行:
V=kt1t2;t3≤t≤t4;t4为设定时间数值;
(3)油缸减速行程按如下方式进行;
其中,t7=t6+(t5-t4);t5-t4=t1;t6-t5=t2-t1;
当油缸运行行程sx=s空时,对应的时间设定为t空,所述t空<t7。
3.根据权利要求2所述的组角机油缸运行控制方法,其特征在于,通过改变油缸的匀速行程改变油缸整个空行阶段的行程。
4.根据权利要求3所述的组角机油缸运行控制方法,其特征在于,所述油缸为组角油缸,所述组角油缸上的组角刀到型材表面的距离为l1,组角刀穿过型材需要运行的距离为l2,所述l1+l2=S总,所述l1>S空,所述l2>S工。
5.根据权利要求4所述的组角机油缸运行控制方法,其特征在于,所述油缸为定位油缸,所述定位油缸上的定位板到型材表面的距离为l,所述S空+S工<l。
6.组角机液压系统,其特征在于,包括伺服油泵,所述伺服油泵通过油路分别与组角油缸和定位油缸连接,所述伺服油泵与组角油缸连接的油路上设有电磁阀A,所述伺服油泵与定位油缸的连接油路上设有电磁阀B,所述组角油缸和定位油缸分别内置有检测油缸运行距离的磁栅传感器,所述磁栅传感器包括静磁栅尺,所述静磁栅尺一端固定在缸底上,另一端插入活塞杆内,所述活塞杆内设有容纳静磁栅尺的安装孔,所述静磁栅尺上活动设有游标磁环,所述游标磁环内置在活塞上,所述伺服油泵、磁栅传感器分别与PLC控制器连接,所述PLC控制器通过控制伺服油泵根据如权利要求1-5任一项所述的组角机油缸运行控制方法控制组角油缸和定位油缸运行。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111373859.3A CN114109963B (zh) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | 组角机油缸运行控制方法及液压系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111373859.3A CN114109963B (zh) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | 组角机油缸运行控制方法及液压系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114109963A CN114109963A (zh) | 2022-03-01 |
CN114109963B true CN114109963B (zh) | 2023-12-15 |
Family
ID=80396609
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111373859.3A Active CN114109963B (zh) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | 组角机油缸运行控制方法及液压系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114109963B (zh) |
Citations (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02119705A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-07 | Iseki & Co Ltd | トラクターの油圧制御装置 |
JPH0552303U (ja) * | 1991-12-20 | 1993-07-13 | 住友建機株式会社 | 油圧機器に於ける慣性体制御装置 |
JPH06341408A (ja) * | 1993-06-01 | 1994-12-13 | Kayaba Ind Co Ltd | 液圧アクチュエータの同期制御回路 |
JPH1096401A (ja) * | 1996-09-24 | 1998-04-14 | Nireco Corp | アクチュエータの制御装置 |
JPH1113089A (ja) * | 1997-06-24 | 1999-01-19 | Kubota Corp | 旋回作業機操作用油圧制御装置 |
JP2001336621A (ja) * | 2000-05-31 | 2001-12-07 | Unisia Jecs Corp | 車両用自動変速機の油圧制御装置 |
KR20040071536A (ko) * | 2003-02-06 | 2004-08-12 | 주식회사수산중공업 | 유압식 작업 장치의 유압 제어 시스템 및 제어 방법 |
CN1737381A (zh) * | 2004-08-19 | 2006-02-22 | Smc株式会社 | 气缸的控制方法及装置 |
JP2006132783A (ja) * | 2006-01-16 | 2006-05-25 | Daikin Ind Ltd | 液圧回路装置 |
CN101054154A (zh) * | 2007-05-31 | 2007-10-17 | 上海交通大学 | 船尾液压工作平台升降的同步控制方法 |
CN101539784A (zh) * | 2009-04-28 | 2009-09-23 | 中国重型机械研究院有限公司 | 大型油缸超低恒速液压控制系统 |
CN102114517A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-07-06 | 浙江大学 | 锻造操作机位移-力复合控制提升系统 |
CN203335520U (zh) * | 2013-07-04 | 2013-12-11 | 苏州三基铸造装备股份有限公司 | 缸筒侧壁设置油孔组的液压油缸 |
JP2014210510A (ja) * | 2013-04-19 | 2014-11-13 | 三菱電機株式会社 | ブレーキ制御装置およびブレーキ制御方法 |
CN104454692A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-03-25 | 贵州精立航太科技有限公司 | 一种滚丝机液压系统 |
CN204591851U (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-26 | 南京埃尔法电液技术有限公司 | 多段流量压力复合控制系统 |
CN105275903A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-01-27 | 上海电气液压气动有限公司 | 一种超大重型设备的油缸高精度同步控制液压系统 |
CN106151127A (zh) * | 2016-08-10 | 2016-11-23 | 武汉钢铁股份有限公司 | 去毛刺机双油缸同步升降控制方法及装置 |
CN106286485A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-01-04 | 李伟 | 直线运动工件、物品精确定位和重复定位方法和装置 |
CN106763006A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-05-31 | 南京航空航天大学 | 一种液压伺服驱动系统的控制方法 |
CN107575425A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-01-12 | 东北林业大学 | 具有同步速度、位置与压力控制的多层热压机液压伺服系统 |
CN108087349A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-05-29 | 天水锻压机床(集团)有限公司 | 一种油缸伺服同步控制系统 |
CN210799586U (zh) * | 2019-10-15 | 2020-06-19 | 山东倍速智能科技有限公司 | 一种铝机设备定位缸保压液压回路 |
CN111608973A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-01 | 晋中中意德电子液压有限公司 | 一种高浓度打浆磨控制系统及控制方法 |
WO2021073215A1 (zh) * | 2019-10-14 | 2021-04-22 | 广东精铟海洋工程股份有限公司 | 一种海洋平台油缸升降控制方法、系统 |
CN213235588U (zh) * | 2020-10-13 | 2021-05-18 | 济南悉通液压设备配套有限公司 | 组角机液压系统 |
CN213235585U (zh) * | 2020-10-13 | 2021-05-18 | 济南悉通液压设备配套有限公司 | 组角机组角液压系统 |
CN112975334A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-06-18 | 山东明美数控机械有限公司 | 一种数控四头自动组角生产线 |
WO2021169175A1 (zh) * | 2020-02-26 | 2021-09-02 | 浙江迦南科技股份有限公司 | 用于实现双作用油缸精确控制的油路结构 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1329725C (zh) * | 2002-05-22 | 2007-08-01 | 动态系统公司 | 采用伺服控制液压活塞的伺服控制整体制动 |
CN107503996B (zh) * | 2017-09-08 | 2019-04-09 | 王少斌 | 一种电动机精确同步控制液压油与流体排量的集成装置 |
-
2021
- 2021-11-19 CN CN202111373859.3A patent/CN114109963B/zh active Active
Patent Citations (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02119705A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-07 | Iseki & Co Ltd | トラクターの油圧制御装置 |
JPH0552303U (ja) * | 1991-12-20 | 1993-07-13 | 住友建機株式会社 | 油圧機器に於ける慣性体制御装置 |
JPH06341408A (ja) * | 1993-06-01 | 1994-12-13 | Kayaba Ind Co Ltd | 液圧アクチュエータの同期制御回路 |
JPH1096401A (ja) * | 1996-09-24 | 1998-04-14 | Nireco Corp | アクチュエータの制御装置 |
JPH1113089A (ja) * | 1997-06-24 | 1999-01-19 | Kubota Corp | 旋回作業機操作用油圧制御装置 |
JP2001336621A (ja) * | 2000-05-31 | 2001-12-07 | Unisia Jecs Corp | 車両用自動変速機の油圧制御装置 |
KR20040071536A (ko) * | 2003-02-06 | 2004-08-12 | 주식회사수산중공업 | 유압식 작업 장치의 유압 제어 시스템 및 제어 방법 |
CN1737381A (zh) * | 2004-08-19 | 2006-02-22 | Smc株式会社 | 气缸的控制方法及装置 |
JP2006132783A (ja) * | 2006-01-16 | 2006-05-25 | Daikin Ind Ltd | 液圧回路装置 |
CN101054154A (zh) * | 2007-05-31 | 2007-10-17 | 上海交通大学 | 船尾液压工作平台升降的同步控制方法 |
CN101539784A (zh) * | 2009-04-28 | 2009-09-23 | 中国重型机械研究院有限公司 | 大型油缸超低恒速液压控制系统 |
CN102114517A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-07-06 | 浙江大学 | 锻造操作机位移-力复合控制提升系统 |
JP2014210510A (ja) * | 2013-04-19 | 2014-11-13 | 三菱電機株式会社 | ブレーキ制御装置およびブレーキ制御方法 |
CN203335520U (zh) * | 2013-07-04 | 2013-12-11 | 苏州三基铸造装备股份有限公司 | 缸筒侧壁设置油孔组的液压油缸 |
CN104454692A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-03-25 | 贵州精立航太科技有限公司 | 一种滚丝机液压系统 |
CN204591851U (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-26 | 南京埃尔法电液技术有限公司 | 多段流量压力复合控制系统 |
CN105275903A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-01-27 | 上海电气液压气动有限公司 | 一种超大重型设备的油缸高精度同步控制液压系统 |
CN106151127A (zh) * | 2016-08-10 | 2016-11-23 | 武汉钢铁股份有限公司 | 去毛刺机双油缸同步升降控制方法及装置 |
CN106286485A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-01-04 | 李伟 | 直线运动工件、物品精确定位和重复定位方法和装置 |
CN106763006A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-05-31 | 南京航空航天大学 | 一种液压伺服驱动系统的控制方法 |
CN107575425A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-01-12 | 东北林业大学 | 具有同步速度、位置与压力控制的多层热压机液压伺服系统 |
CN108087349A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-05-29 | 天水锻压机床(集团)有限公司 | 一种油缸伺服同步控制系统 |
WO2021073215A1 (zh) * | 2019-10-14 | 2021-04-22 | 广东精铟海洋工程股份有限公司 | 一种海洋平台油缸升降控制方法、系统 |
CN210799586U (zh) * | 2019-10-15 | 2020-06-19 | 山东倍速智能科技有限公司 | 一种铝机设备定位缸保压液压回路 |
WO2021169175A1 (zh) * | 2020-02-26 | 2021-09-02 | 浙江迦南科技股份有限公司 | 用于实现双作用油缸精确控制的油路结构 |
CN111608973A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-01 | 晋中中意德电子液压有限公司 | 一种高浓度打浆磨控制系统及控制方法 |
CN213235588U (zh) * | 2020-10-13 | 2021-05-18 | 济南悉通液压设备配套有限公司 | 组角机液压系统 |
CN213235585U (zh) * | 2020-10-13 | 2021-05-18 | 济南悉通液压设备配套有限公司 | 组角机组角液压系统 |
CN112975334A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-06-18 | 山东明美数控机械有限公司 | 一种数控四头自动组角生产线 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
SWZ系列自动组框组角机设计;张翔卫;李敦信;;太阳能(第11期);44-46 * |
基于激光测距的过隧移动车辆自动导航系统;王冬梅;游向荣;;工业控制计算机(第12期);77-78 * |
运用PID算法的电液伺服位置控制系统实验;喜冠南;吴楝华;孙春亚;李健;徐加辉;;现代制造工程(第06期);36+160-163 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114109963A (zh) | 2022-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102502411B (zh) | 起重机精确自动定位控制系统及方法 | |
CN107102537B (zh) | 一种基于虚拟主轴的双丝杆同步控制方法 | |
CN110702361A (zh) | 一种直流暂冲式跨声速风洞的流场精确控制系统及控制方法 | |
CN103611734B (zh) | 一种层流冷却温度控制方法及系统 | |
CN101477354B (zh) | 位置s型指令产生方法 | |
CN111130271A (zh) | 一种自动循环散热式直线电机运动控制平台及控制方法 | |
CN101091968A (zh) | 轧机液压压下系统 | |
Kato et al. | Force control for ultraprecision hybrid electric-pneumatic vertical-positioning device | |
CN100402233C (zh) | 一种基于pmac的高速精密数控磨削加工装置 | |
CN104772653A (zh) | 基于油温补偿的液体静压导轨油膜厚度控制系统及方法 | |
CN108087349A (zh) | 一种油缸伺服同步控制系统 | |
CN114109963B (zh) | 组角机油缸运行控制方法及液压系统 | |
CN204926089U (zh) | 精密液体静压导轨的预见控制系统 | |
CN105179314A (zh) | 一种新型轴流风机静叶调节系统 | |
EP2514880A2 (en) | Hydraulic system for construction machinery | |
CN105570238A (zh) | 无阀液压伺服同步系统 | |
CN105117598B (zh) | 精密液体静压导轨的预见控制方法、装置及系统 | |
CN108480583B (zh) | 一种步进翻转冷床的铸坯对中装置 | |
CN1067619C (zh) | 轧辊磨床数控系统和方法 | |
CN211116877U (zh) | 一种一体式双向泵控高速双缸同步液压控制系统 | |
CN110886732B (zh) | 一种基于plc的多级多缸液压同步控制方法及系统 | |
CN114749700A (zh) | 一种针对非导磁材料枪钻加工直线度误差磁力辅助控制方法 | |
CN102192217A (zh) | 基于多控制策略全数字电液位置控制系统 | |
CN115007938B (zh) | 一种多模式分段拉削工艺 | |
CN1142084C (zh) | 计算流量反馈控制的电梯液压系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |