CN220667973U - 一种带伺服控制的总段数控对中液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种带伺服控制的总段数控对中液压系统，应用于船台小车，在总段数控对中液压系统中，电机泵组与油箱相连，并通过管路与压力过滤器、伺服控制阀组、垂直顶升油缸和水平横移油缸相连接；伺服控制阀组包括集成设于块体上的比例伺服阀、电磁换向阀、溢流阀和液压锁，伺服控制阀组通过管路与回油过滤器和油箱相连接；伺服控制阀组中的溢流阀所设定的压力，决定总段数控对中液压系统的最高压力；当接收到动作信号时，液压系统的控制模块基于动作信号控制垂直顶升油缸上升或下降到预定位置并锁定，以及控制水平横移油缸移动至设定位置并锁定，完成对总段、分段与基准段的接触轴线在对中合拢，以及对全船位置姿态的总体调整。

Description

一种带伺服控制的总段数控对中液压系统

技术领域

本发明涉及船台液压控制设备技术领域，特别是一种带伺服控制的总段数控对中液压系统。

背景技术

电液伺服阀的产生主要依靠在二十世纪初期全球范围的世界大战中，由于各个先进武器需要更高的性能以及更好的作战条件，催生出了液压技术中的电液伺服阀的产生，进而随着时间的推移逐渐运用到了其他工业产业中。随着时代的进步，工业不断发展，各领域的装备制造对于闭环控制的要求越来越高，而且随着液压各项技术的不断创新，产生了适用于当代工业制造中的比例伺服阀，无死区，滞环小，响应快速，能够利用比例电磁铁根据输入信号成比例控制液压系统。

在当代我国工业生产中，液压技术已经有着越来越大的影响力，随着各个高精尖产业要求的不断改进，更多的液压闭环控制系统得到了创新与应用，而在液压控制系统中，比例伺服阀已经越来越成为一个主要的技术手段，来实现更为高精度的控制过程中去，使得液压控制技术有了更为广泛的应用，有了长足的进步。在我国高精度液压控制中使用的比例伺服阀大部分依靠进口，所需要的成本也比较高。由于比例伺服阀的成本以及维护的困难度，所以其主要应用于控制要求较高，以及高精尖的产业中。

船台小车是船舶工业中的重要生产设备。工作时设备中的垂直顶升油缸和水平横移油缸所承受的负载较大，而且液压缸活塞杆的位移和速度精度以及船台小车的同步控制精度要求较高。为了满足生产实际需要，保证设备稳定运行，实现船台小车的这些技术要求，就需要靠液压技术来完成，所以需要设计一套合理的液压控制系统方案才能使船台小车带动分段船体的运动指标达到预期效果。

发明内容

有鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供一种带伺服控制的总段数控对中液压系统，用于对所载船舶、总段、分段的位姿调整及总段、分段数控对中，能够实现总段、分段与基准段的接触轴线在对中合拢时精确重合，另外，还能够对全船位置姿态进行总体调整，实现全船水平调整和中心线调整。

本发明实施例提供一种带伺服控制的总段数控对中液压系统，应用于船台小车，所述总段数控对中液压系统包括：油箱、电机泵组、压力过滤器、压力表、伺服控制阀组、回油过滤器、垂直顶升油缸和水平横移油缸，其中，

所述电机泵组与所述油箱相连，并通过管路与所述压力过滤器、所述伺服控制阀组、所述垂直顶升油缸和所述水平横移油缸相连接；

所述伺服控制阀组包括集成设于块体上的比例伺服阀、电磁换向阀、溢流阀和液压锁，所述伺服控制阀组通过管路与所述回油过滤器和所述油箱相连接；

所述伺服控制阀组中的溢流阀所设定的压力，决定总段数控对中液压系统的最高压力；

当接收到动作信号时，所述总段数控对中液压系统的控制模块基于所述动作信号控制所述垂直顶升油缸上升或下降到预定位置并锁定，以及控制所述水平横移油缸移动至设定位置并锁定，完成对总段、分段与基准段的接触轴线在对中合拢，以及对全船位置姿态的总体调整。

在本发明的一些实施例中，所述电机泵组、所述压力过滤器、所述伺服控制阀组和所述回油过滤器均集成设于所述油箱上。

在本发明的一些实施例中，所述油箱采用钢板焊接而成，所述油箱焊接在车体机架上。

在本发明的一些实施例中，当总段数控对中液压系统置于自动控制模式时，通过远程控制垂直顶升油缸与纵梁连接并顶升船体，水平横移油缸带动垂直顶升油缸沿小车车体横向移动；

在本发明的一些实施例中，当总段数控对中液压系统置于手动控制模式时，通过操纵手动控制系统来控制垂直顶升油缸与纵梁连接并顶升船体，水平横移油缸带动垂直顶升油缸沿小车车体横向移动。

在本发明的一些实施例中，所述船台小车为多台，且多台船台小车上的总段数控对中液压系统均通过计算机进行集中控制。

与现有技术相比，本发明实施例提供的带伺服控制的总段数控对中液压系统的有益效果在于：其设计了一套合理的液压控制系统方案能够使船台小车带动分段船体的运动指标达到预期效果，围绕船台小车的液压控制系统，综合运用了现代控制理论工程和液压学科伺服控制技术，电液比例控制技术等知识，同时，根据船台小车的实际情况，以及工作环境和负载的状态来进行船台小车液压闭环位置控制系统的方案设计；能够对所载船舶、总段、分段的位姿调整及总段、分段数控对中，能够实现总段、分段与基准段的接触轴线在对中合拢时精确重合，另外，能对全船位置姿态进行总体调整，实现全船水平调整和中心线调整。小车与纵梁铰接，左右对称布置，通过计算机的集中控制使主、副梁产生相对位置的变化，从而提供船舶、总段、分段的六自由度调整。通过设置适当的参数，获得对应的各项性能指标，从而分析所得到的结果，优化系统模型的参数，确保整个液压控制系统首先在理论层面能够达到预想目标，做好预想预测，从而才能在生产实践的过程中运用可靠的理论数据作为参照，来实现实际设备的开发及生产运行。

附图说明

图1为本发明实施例提供的带伺服控制的总段数控对中液压系统的原理图；

图2为本发明实施例提供的带伺服控制的总段数控对中液压系统的三维结构示意图。

附图标记

1、油箱；2、电机泵组；3、压力过滤器；4、压力表；5、伺服控制阀组；6、回油过滤器。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其它方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以根据用户的历史的操作，判明真实的意图，避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其它实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。

本发明实施例提供一种带伺服控制的总段数控对中液压系统，应用于船台小车，如图1和2所示，所述总段数控对中液压系统包括：油箱1、电机泵组2、压力过滤器3、压力表4、伺服控制阀组5、回油过滤器6、垂直顶升油缸和水平横移油缸，其中，

所述电机泵组2与所述油箱1相连，并通过管路与所述压力过滤器3、所述伺服控制阀组5、所述垂直顶升油缸和所述水平横移油缸相连接；

所述伺服控制阀组5包括集成设于块体上的比例伺服阀、电磁换向阀、溢流阀和液压锁，所述伺服控制阀组5通过管路与所述回油过滤器6和所述油箱1相连接；

所述伺服控制阀组5中的溢流阀所设定的压力，决定总段数控对中液压系统的最高压力；

当接收到动作信号时，所述总段数控对中液压系统的控制模块基于所述动作信号控制所述垂直顶升油缸上升或下降到预定位置并锁定和/或控制所述和所述水平横移油缸移动至设定位置并锁定，完成对总段、分段与基准段的接触轴线在对中合拢，以及对全船位置姿态的总体调整。

在上述实施例中，船台小车为多台，分别与船体的纵梁铰接，且多台船台小车关于纵梁进行左右对称设置，并均通过计算机进行集中控制，以使得船体的主梁和副梁产生相对位置的变化，从而提供船舶、总段、分段的六自由度调整，其中，通过计算机对多台船台小车进行集中控制，能够使得多台船台小车上的总段数控对中液压系统实现动作上的同步，进而提高垂直顶升油缸和水平横移油缸进行船体的总段、分段与基准段的接触轴线对中合拢时重合精度，以及对全船位置姿态进行总体调整的精度。

通过上述技术方案可知，在船台小车工作的过程中，当接收到动作信号时，所述总段数控对中液压系统的控制模块基于所述动作信号控制所述垂直顶升油缸上升或下降到预定位置并锁定和/或控制所述和所述水平横移油缸移动至设定位置并锁定，具体为，当需要船体上升或者下降时，计算机会给定一个信号，进而在控制模块接收到动作信号后，控制垂直顶升油缸上升或者下降，进而通过推动船体的纵梁将船体抬升或下降到预定的位置并锁定；当在船体对中合拢过程中需要船体左右移动时，控制模块基于接收的给定的控制水平横移油缸的动作信号，使得水平横移油缸左移或者右移带动垂直顶升油缸到达预定位置并锁定；当船台小车需要移动时，计算机给定移动信号，船台小车通过伺服驱动器驱动伺服电机带动轮系旋转，控制船台小车前后移动。其中，垂直顶升油缸负责与纵梁连接并顶升船体，水平横移油缸负责带动垂直顶升油缸沿船台小车车体横向移动。带伺服控制的总段数控为垂直顶升油缸和水平横移油缸提供动力。进而满足总段、分段与基准段的接触轴线在对中合拢时精确重合，另外能对全船位置姿态进行总体调整，实现全船水平调整和中心线调整。

在本实施例中，所述电机泵组2、所述压力过滤器3、所述伺服控制阀组5和所述回油过滤器6均集成设于所述油箱1上。同时，所述油箱1采用钢板焊接而成，所述油箱1焊接在车体机架上。

在本发明的一些实施例中，当总段数控对中液压系统置于自动控制模式时，通过远程控制垂直顶升油缸与纵梁连接并顶升船体，水平横移油缸带动垂直顶升油缸沿小车车体横向移动；当总段数控对中液压系统置于手动控制模式时，通过操纵手动控制系统来控制垂直顶升油缸与纵梁连接并顶升船体，水平横移油缸带动垂直顶升油缸沿小车车体横向移动。总段数控对中液压系统可以精准控制垂直顶升油缸和水平横移油缸的运动速度和位移，实现总段、分段与基准段的接触轴线在对中合拢时精确重合，另外，能对全船位置姿态进行总体调整，实现全船水平调整和中心线调整。

结合上述实施例可知，上述带伺服控制的总段数控对中液压系统设于船台小车上，由于船台小车工作环境的特殊性，其配设有两个动作油缸，分别为垂直顶升油缸和水平横移油缸，船体的主要负载需要垂直顶升油缸来承载，而且其对于技术指标有一定的要求；因此，在系统设计过程中需要用到液压伺服技术和电液比例技术来构成闭环位置控制系统实现技术要求。同时，考虑到垂直顶升油缸在较大的背压环境中进行工作，所以设计方案必须，既能保证油缸活塞杆的稳定移动又要保证油缸无杆腔的压力变化在其可承受的范围内。船台小车在承载分段船体的过程中不是一台船台小车能够完成工作的，需要几台设备共同进行动作，这就使得在研究论证方案过程中还要必须考虑到几个数控小车液压控制系统的输出的同步性的问题，以及在研究设计的系统中可能出现的干扰等因素，需要据此作出改进方案，最终实现一个正确的、可行的液压控制系统。

上述带伺服控制的总段数控对中液压系统的工作过程如下：

1)准备过程简述

①油箱1充油

检查总段数控对中液压系统上的所有阀件及元件，打开油箱1上的空气滤清器，通过滤油小车向油箱1内充油，将油液充至设定液位。

②垂直顶升油缸充油

启动电机泵组2，设定溢流阀压力，电磁换向阀得电换向，垂直顶升油缸控制回路比例伺服阀通电、液压锁打开、油液通过压力过滤器3、单向阀、比例伺服阀、液压锁和管道进入垂直顶升油缸无杆腔，反之，油液通过压力过滤器3、单向阀、比例伺服阀、液压锁和管道进入垂直顶升油缸有杆腔。

③水平横移油缸充油

启动电机泵组2，设定溢流阀压力，电磁换向阀得电，水平横移油缸控制回路比例伺服阀通电，液压锁打开，油液通过压力过滤器3、单向阀、比例伺服阀、液压锁和管道进入水平横移油缸的油缸无杆腔，反之，油液通过压力过滤器3、单向阀、比例伺服阀、液压锁和管道进入水平横移油缸有杆腔。

2)使用过程简述

①手动使用模式

使控制模式处于“手动”状态，手动开启电机泵组2，打开液压锁，比例伺服阀换向至上升位置，通过手动操纵可以控制垂直顶升油缸与纵梁连接并顶升船体，水平横移油缸带动垂直顶升油缸沿小车车体横向移动。

②自动使用模式

使控制模式处于“自动”状态，远程开启电机泵组2，打开液压锁，比例伺服阀换向至上升位置，通过远程操作可以控制垂直顶升油缸与纵梁连接并顶升船体，水平横移油缸带动垂直顶升油缸沿小车车体横向移动。

通过上述技术方案可知，本发明上述实施例提供的带伺服控制的总段数控对中液压系统提高了船舶分段合拢控制系统对中精度：系统设计分段同步对接精度可达±0.1毫米；比例伺服阀融合了比例阀和伺服阀的优点，无死区，滞环小，响应快速，能够利用比例电磁铁根据输入信号成为比例控制液压系统。

同时，还提高系统模块化和通用化程度：通过选用工业可编程逻辑控制器及相应模块代替专用模块，提供控制系统的可靠性、可维护性和通用扩展能力；使用工业标准化压力变送器和高精度光栅尺等测量装置等代替传统元件，提高数据采集系统的采集精度，为控制系统提供更可靠的实时数据以提高控制精度；引入分布式过程现场总线标准整合控制网络，提高控制网络数据传递的实时性和准确性，保证控制运行的稳定性。

进一步地，完善系统综合功能：该总段数控对中液压系统集成度高、体积小，利用比例伺服阀控制系统可以精准控制垂直顶升油缸和水平横移油缸的运动速度和位移，实现总段、分段与基准段的接触轴线在对中合拢时精确重合，另外，能对全船位置姿态进行总体调整，实现全船水平调整和中心线调整。总段数控对中液压系统操作方式有程序自动控制、联机交互控制、脱机手动控制三种。

总段数控对中小车具有独立运动PLC控制单元(控制模块)，具有前后行走，上下及左右移动三个自由度调整功能，可以单独使用，也可以联机在操作台的控制下联动使用；总段数控对中小车有一套独立的液压伺服控制单元，可实现单车开环控制，也可以联机实现位置闭环控制。

上述实施例提供的带伺服控制的总段数控对中液压系统在造船厂总段数控对中系统中，能够对所载船舶、总段、分段的位姿调整及总段、分段数控对中，能够实现总段、分段与基准段的接触轴线在对中合拢时精确重合，另外，能对全船位置姿态进行总体调整，实现全船水平调整和中心线调整。小车与纵梁铰接，左右对称布置，通过计算机的集中控制使主、副梁产生相对位置的变化，从而提供船舶、总段、分段的六自由度调整。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种带伺服控制的总段数控对中液压系统，应用于船台小车，其特征在于，所述总段数控对中液压系统包括：油箱、电机泵组、压力过滤器、压力表、伺服控制阀组、回油过滤器、垂直顶升油缸和水平横移油缸，其中，

所述电机泵组与所述油箱相连，并通过管路与所述压力过滤器、所述伺服控制阀组、所述垂直顶升油缸和所述水平横移油缸相连接；

所述伺服控制阀组包括集成设于块体上的比例伺服阀、电磁换向阀、溢流阀和液压锁，所述伺服控制阀组通过管路与所述回油过滤器和所述油箱相连接；

所述伺服控制阀组中的溢流阀所设定的压力，决定总段数控对中液压系统的最高压力；

当接收到动作信号时，所述总段数控对中液压系统的控制模块基于所述动作信号控制所述垂直顶升油缸上升或下降到预定位置并锁定，以及控制所述水平横移油缸移动至设定位置并锁定，完成对总段、分段与基准段的接触轴线在对中合拢，以及对全船位置姿态的总体调整。

2.根据权利要求1所述的带伺服控制的总段数控对中液压系统，其特征在于，

所述电机泵组、所述压力过滤器、所述伺服控制阀组和所述回油过滤器均集成设于所述油箱上。

3.根据权利要求1所述的带伺服控制的总段数控对中液压系统，其特征在于，

所述油箱采用钢板焊接而成，所述油箱焊接在车体机架上。

4.根据权利要求1所述的带伺服控制的总段数控对中液压系统，其特征在于，

当总段数控对中液压系统置于自动控制模式时，通过远程控制垂直顶升油缸与纵梁连接并顶升船体，水平横移油缸带动垂直顶升油缸沿小车车体横向移动。

5.根据权利要求1所述的带伺服控制的总段数控对中液压系统，其特征在于，

当总段数控对中液压系统置于手动控制模式时，通过操纵手动控制系统来控制垂直顶升油缸与纵梁连接并顶升船体，水平横移油缸带动垂直顶升油缸沿小车车体横向移动。

6.根据权利要求1所述的带伺服控制的总段数控对中液压系统，其特征在于，

所述船台小车为多台，且多台船台小车上的总段数控对中液压系统均通过计算机进行集中控制。