CN115929276A - 一种旋挖钻机复合动作控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋挖钻机复合动作控制系统及控制方法，其中，控制方法通过压力传感器获取各执行单元执行动作时对应的压力信号，CPU处理单元根据各执行单元对应的压力大小，确定进行复合动作的各执行单元，控制各继电器的输出，通过继电器的动作控制电控阀的电流通断，关断复合动作执行元件控制比例阀的一个或几个，从而能对流入各执行单元的液压油流量进行合理分配，从而能更精确的控制旋挖钻机执行复合动作；本发明的旋挖钻机复合动作控制方法，提高了旋挖钻机的工作效率，适用性更广，可用性更强，实现起来简单，发热小，能量损失小，而且提高了系统元件可靠性和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，具体涉及一种旋挖钻机复合动作控制系统及控制方法。
背景技术
旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械，被广泛应用于城市高层建筑、铁路、公路、桥梁等桩基础工程的钻孔灌注桩成孔的施工，具有成桩速度快、施工效率高、环保节能等优点。
旋挖钻机施工中，主卷扬、动力头和回转会实行复合动作。旋挖钻机在进行复合动作时，需要多个执行单元同时完成规定的动作。由于各液压泵输出的驱动压力相同，在多个液压泵分别驱动每一执行单元时，需要较大驱动压力的执行单元获取到的驱动力不足，而需要较小驱动力的执行单元获取到的驱动力过大，从而导致各执行单元完成预设的动作的速度过慢或过快，旋挖钻机完成的复合动作不协调。难以对旋挖钻机的复合动作进行精确控制。
鉴于上述问题的存在，已有本领域的技术人员研究出了，例如申请号为202110482617.1的发明专利申请公开了一种复合动作控制系统、旋挖钻机及复合动作控制方法，并具体公开了旋挖钻机在进行复合动作时，液压系统中每一执行单元都由电控比例阀控制，CPU处理单元通过调节PWM的占空比，向每一电控比例阀输出控制电流，每一电控比例阀根据输入的控制电流控制该电控比例阀阀芯的开度，从而实现流量分配，实现旋挖钻机复合动作的执行。但该方法中，由于通过直接调节控制比例阀的控制电流来调节阀芯的开度，液压的节流会导致液压系统发热严重，液压元件的可靠性和寿命降低，能量损耗也严重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能旋挖钻机复合动作实现方法，用以解决现有技术中难以对旋挖钻机的实现复合动作的技术问题，不但能克服已有技术控制的缺陷，而且能够更精确的对旋挖钻机复合动作进行控制。
为实现上述目的，本发明提供了一种旋挖钻机复合动作控制系统，包括电源模块和与所述电源模块连接的CPU处理单元，所述电源模块和所述CPU处理单元均分别与动力头压力传感器、主卷扬压力传感器、回转压力传感器、主卷扬降继电器、动力头正转继电器和动力头反转继电器，所述动力头压力传感器、主卷扬压力传感器、回转压力传感器还分别与所述主卷扬降继电器、右动力头正转继电器和右动力头反转继电器连接，所述主卷扬降继电器、右动力头正转继电器和右动力头反转继电器分别与主卷扬降比例阀、右动力头正转比例阀和右动力头反转比例阀连接，所述主卷扬降比例阀与主卷扬连接，所述右动力头正转比例阀和右动力头反转比例阀均与右动力头连接；还包括有液晶显示屏，所述液晶显示屏分别与所述电源模块和CPU处理单元连接。
进一步的，所述液晶显示屏与所述CPU处理单元CAN通讯连接。
本发明还提供一种如上述的旋挖钻机复合动作控制系统的控制方法，包括如下步骤：
S1、施工时，动力头压力传感器、主卷扬压力传感器、回转压力传感器分别采集旋挖钻机的动力头、主卷扬和回转装置的压力，并将所采集到的各执行单元的压力传输给CPU处理单元；
S2、通过压力传感器获取主卷扬、动力头和回转装置的压力后，CPU处理单元通过A/D模块转换为数字量，计算处理器根据获得的数字量大小和压力传感器的量程，通过直线插补的方法，求出各执行单元对应的液压压力大小；
S3、CPU处理单元通过逻辑运算，确定进行复合动作的各个执行单元，并控制继电器的输出，通过各继电器的通断动作控制相应电控比例阀的控制电流的通断，对流入各执行单元的液压油流量进行分配，从而控制旋挖钻机执行各种复合动作。
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)、本发明的旋挖钻机复合动作控制系统，包括电源模块、CPU处理单元、动力头压力传感器、主卷扬压力传感器、回转压力传感器、主卷扬降继电器、动力头正转继电器、动力头反转继电器、卷扬降比例阀、右动力头正转比例阀和右动力头反转比例阀，压力传感器获取各执行单元执行动作时对应的压力信号传输给CPU处理单元，本发明的控制系统能够有效提高系统元件的可靠性和使用寿命。
(2)、本发明的旋挖钻机复合动作控制方法，通过压力传感器获取各执行单元执行动作时对应的压力信号，CPU处理单元根据各执行单元对应的压力大小，确定进行复合动作的各执行单元，控制各继电器的输出，通过继电器的动作控制电控阀的电流通断，关断复合动作执行元件控制比例阀的一个或几个，从而能对流入各执行单元的液压油流量进行合理分配，从而能更精确的控制旋挖钻机执行复合动作，提高旋挖钻机的工作效率，适用性更广，可用性更强，实现起来简单，发热小，能量损失小，而且提高了系统元件可靠性和使用寿命。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明一种旋挖钻机复合动作控制系统的结构示意图；
图2是本发明一种旋挖钻机复合动作控制方法的流程图；
其中，1-电源模块；2-CPU处理单元；3-动力头压力传感器；4-主卷扬压力传感器；5-回转压力传感器；6-主卷扬降继电器；7-右动力头正转继电器；8-右动力头反转继电器；9-卷扬降比例阀；10-右动力头正转比例阀；11-右动力头反转比例阀；12-主卷扬；13-右动力头；14-液晶显示屏。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
请参见图1，本实施例提供一种旋挖钻机复合动作控制系统，包括电源模块1和与电源模块1连接的CPU处理单元2，电源模块1和CPU处理单元2均分别与动力头压力传感器3、主卷扬压力传感器4、回转压力传感器5、主卷扬降继电器6、右动力头正转继电器7和右动力头反转继电器8，动力头压力传感器3、主卷扬压力传感器4、回转压力传感器5还分别与主卷扬降继电器6、右动力头正转继电器7和右动力头反转继电器8连接，主卷扬降继电器6、动力头正转继电器7和动力头反转继电器8分别与主卷扬降比例阀9、右动力头正转比例阀10和右动力头反转比例阀11连接，主卷扬降比例阀9与主卷扬12连接，右动力头正转比例阀10和右动力头反转比例阀11均与右动力头13连接；还包括有液晶显示屏14，液晶显示屏14与CPU处理单元2CAN通讯连接，液晶显示屏14分别与电源模块1电信号连接。
请参见图2，本发明还提供一种如权利要求1或2的旋挖钻机复合动作控制系统的控制方法，包括如下步骤：
S1、施工时，动力头压力传感器3、主卷扬压力传感器4、回转压力传感器5分别采集动力头、主卷扬和回转装置的压力，并将所采集到的各执行单元的压力传输给CPU处理单元2。
S2、通过压力传感器获取主卷扬、动力头和回转装置的压力后，CPU处理单元2通过A/D模块将压力值转换为数字量，计算处理器根据获得的数字量大小和压力传感器的量程，通过直线插补的方法，求出各执行单元对应的液压压力大小；
S3、CPU处理单元2通过逻辑运算，确定进行复合动作的各个执行单元，并控制继电器的输出，通过继电器的通断动作控制电控比例阀的控制电流的通断，对流入各执行单元的液压油流量进行更精确的分配，从而控制旋挖钻机执行各种复合动作，提高旋挖钻机的操作便利性和工作效率。
旋挖钻机施工中，主卷扬和动力头实行双泵合流，主卷扬马达由四片电控比例阀控制，两个主泵的每一个主泵有两片电控比例阀分别控制主卷扬的升降，同理动力头马达也是由四片电控比例阀控制动力头的正反共，回转由一个主泵通过两片电控比例阀控制。因施工工艺的需求，主卷扬、动力头和回转装置必须具有实行复合动作的功能，具体如下：
1、主卷扬提升和动力头反转同时动作(起钻提升工况使用，机手在钻机每打完一斗土后，必须把钻斗提升出地面，把斗里的土掉到。开始提钻时，如果只做主卷扬提升动作的话，系统会逼压提不动钻斗，主卷扬和动力头必须同时动作才能提动钻斗，动力头反转的同时，主卷扬往上做提升的动作，提升助力变小，这样钻斗就慢慢的往上提升了)；
2、主卷扬、动力头和回转三个同时动作(开钻斗门工况使用，机手倒土时，左右回转平台到合适位置过程中，下放主卷扬，使动力头上的圆盘撞击钻斗弹簧，击发触针，打开钻斗门倒土)；
3、主卷扬和回转同时动作(开合钻斗门和对孔工况使用，合钻头门时，必须操作动力头保证钻斗门的轴线朝向机手，再回转平台到合适位置，下放主卷扬的同时，回转平台，使钻斗门快速碰触地面，使之合上钻斗门。对孔时，主卷扬下放和左右回转同时动作，提高效率并方便精准对孔)；
4、动力头和回转同时动作(甩土、倒土工况使用，通过动力头高速旋转钻斗甩土，甩土时，为了提高工作效率，甩土的同时可以回转平台到合适位置倒土)。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种旋挖钻机复合动作控制系统，其特征在于，包括电源模块(1)和与所述电源模块(1)连接的CPU处理单元(2)，所述电源模块(1)和所述CPU处理单元(2)均分别与动力头压力传感器(3)、主卷扬压力传感器(4)、回转压力传感器(5)、主卷扬降继电器(6)、右动力头正转继电器(7)和右动力头反转继电器(8)，所述动力头压力传感器(3)、主卷扬压力传感器(4)、回转压力传感器(5)还分别与所述主卷扬降继电器(6)、动力头正转继电器(7)和动力头反转继电器(8)连接，所述主卷扬降继电器(6)、右动力头正转继电器(7)和右动力头反转继电器(8)分别与主卷扬降比例阀(9)、右动力头正转比例阀(10)和右动力头反转比例阀(11)连接，所述主卷扬降比例阀(9)与主卷扬(12)连接，所述右动力头正转比例阀(10)和右动力头反转比例阀(11)均与右动力头(13)连接；还包括有液晶显示屏(14)，所述液晶显示屏(14)分别与所述电源模块(1)和CPU处理单元(2)连接。
2.根据权利要求1所述的旋挖钻机复合动作控制系统，其特征在于，所述液晶显示屏(14)与所述CPU处理单元(2)CAN通讯连接。
3.一种如权利要求1或2所述的旋挖钻机复合动作控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、施工时，动力头压力传感器(3)、主卷扬压力传感器(4)、回转压力传感器(5)分别采集旋挖钻机的动力头、主卷扬和回转装置的压力，并将所采集到的各执行单元的压力传输给CPU处理单元(2)；
S2、通过压力传感器获取主卷扬、动力头和回转装置的压力后，CPU处理单元(2)通过A/D模块转换为数字量，计算处理器根据获得的数字量大小和压力传感器的量程，通过直线插补的方法，求出各执行单元对应的液压压力大小；
S3、CPU处理单元(2)通过逻辑运算，确定进行复合动作的各个执行单元，并控制继电器的输出，通过各继电器的通断动作控制相应电控比例阀的控制电流的通断，对流入各执行单元的液压油流量进行分配，从而控制旋挖钻机执行各种复合动作。
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