一种车门折边机胎膜顶升液压缸压力/位置控制方法与流程

1.本发明涉及液压控制系统领域，特别涉及一种车门折边机胎膜顶升液压缸压力/位置控制方法。


背景技术：

2.原有的顶升液压缸的运动精度最好的状态是5mm,还不稳定，累计误差大，对同步精度要求高的场合，厂家不得不额外安装机械限位来保证同步，这样就增加了设备的机械部分，使得机械设备体积庞大，重量也大；如果设备存在偏载情况，还会造成重载的一侧磨损加剧，设备寿命降低；尤其是安装距离长的顶升液压缸，同步精度不高的情况对设备的影响非常大，严重者会造成安全事故。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种体积小并可以重复长期进行高精度运动的一种车门折边机胎膜顶升液压缸压力/位置控制方法，本发明的技术方案是这样实施的：
4.一种车门折边机胎膜顶升液压缸压力/位置控制方法，包括伺服电机泵模块、方向控制阀模块、油箱模块和胎膜顶升液压缸模块，伺服电机泵模块与油箱模块相连接，方向控制阀模块与伺服电机泵模块相连接，胎膜顶升液压缸模块设置在方向控制阀模块上方，还包括控制箱模块，控制箱模块设置在油箱模块上方，控制箱模块内部设置有运动控制模块、伺服驱动器、可编程控制器和低压电气元件模块，伺服驱动器通过屏蔽电缆与伺服电机泵模块相连接，可编程控制器上设置有控制系统软件，方向控制阀模块控制胎膜顶升液压缸模块的运动方向，伺服电机泵模块结合方向控制阀模块控制胎膜顶升液压缸模块的位置，方向控制阀模块包括压力传感器，压力传感器与伺服电机泵模块相连接。
5.优选地，伺服电机泵模块包括内啮合齿轮泵、钟罩联轴器和伺服电机，内啮合齿轮泵和伺服电机通过钟罩联轴器，内啮合齿轮泵与压力传感器相连接。
6.优选地，方向控制阀模块包括电液换向阀、电磁球阀、平衡阀、单向阀、蓄能器、阀块、溢流阀、耐震压力表和液压接头，蓄能器用于吸收冲击力和稳定压力。
7.优选地，低压电气元件模块包括电机电路保护器和继电器，电机电路保护器和继电器控制伺服电机的功率。
8.优选地，油箱模块上设置有空气过滤器，空气过滤器过滤空气中的杂质。
9.优选地，油箱模块的底部设置有油球阀。
10.优选地，胎膜顶升液压缸模块上设置有位移反馈传感器，位移反馈器输出ssi信号。
11.优选地，油箱模块上还设置有回油过滤器。
12.优选地，方向控制阀模块上设置有冷却器，冷却器设置在方向控制阀模块和所述回油过滤器之间。
13.实施本发明的技术方案可解决现有技术中控制系统设备的体积较大以及油缸运动误差较大的技术问题；实施本发明的技术方案，通过形成伺服控制系统，设置控制箱模块在控制箱模块上设置控制软件形成闭环控制系统，可实现的技术效果：减小设备的体积，同时可以实现持续稳定的运动。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
16.图1为运动控制系统原理示意图；
17.图2为系统主视结构示意图；
18.图3为系统侧视结构示意图。
19.在上述附图中，各图号标记分别表示：
20.1伺服电机泵模块
21.1-1内啮合齿轮泵
22.1-2钟罩联轴器
23.1-3伺服电机
24.2方向控制阀模块
25.2-1压力传感器
26.2-2蓄能器
27.2-3电液换向阀
28.2-4电磁球阀
29.2-5平衡阀
30.2-6单向阀
31.2-7溢流阀
32.3油箱模块
33.4胎膜顶升液压缸模块
34.5控制箱模块
35.6回油过滤器
36.7冷却器
37.8空气过滤器
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.实施例
40.在一个优选的具体实施例中，如图1、图2和图3所示，一种车门折边机胎膜顶升液压缸压力/位置控制方法，包括伺服电机泵模块1、方向控制阀模块2、油箱模块3和胎膜顶升液压缸模块4，伺服电机泵模块1与油箱模块3相连接，方向控制阀模块2与伺服电机泵模块1相连接，胎膜顶升液压缸模块4设置在方向控制阀模块2上方，还包括控制箱模块5，控制箱模块5设置在油箱模块3上方，控制箱模块5内部设置有运动控制模块、伺服驱动器、可编程控制器和低压电气元件模块，伺服驱动器通过屏蔽电缆与伺服电机泵模块1相连接，可编程控制器上设置有控制系统软件，方向控制阀模块2控制胎膜顶升液压缸模块4的运动方向，伺服电机泵模块1结合方向控制阀模块2控制胎膜顶升液压缸模块4的位置，方向控制阀模块2包括压力传感器2-1，压力传感器2-1与伺服电机泵模块1相连接。
41.在该具体的实施例中，一种车门折边机胎膜顶升液压缸压力/位置控制方法，包括伺服电机泵模块1、方向控制阀模块2、油箱模块3、控制箱模块5和胎膜顶升液压缸模块4，胎膜顶升液压缸模块4 上设置有位移反馈器传感器，位移反馈传感器可以发出ssi信号，ssi 信号的接口具有安装成本少，线路简化的优点，它只通过二个信号“时钟和数据”的串行方式来传输而与编码器的精度无关。编码器数据同步读取是根据ssi计数部分给出的时钟频率进行的。时钟频率取决于编码器类型(单圈还是多圈)和规定的专用位配置。为了多重转换(存储值被多次成功读出)每次转换需要的固定时钟速率必须被保持(如，单圈13位需要14个时钟，多圈25位需要26个时钟)。胎膜顶升液压缸模块4可以精准实时的输出位置信息，控制箱模块5采用的是西门子simotion系列的s1200。方向控制阀模块2控制胎膜顶升液压缸模块4的方向，方向控制阀模块2包括压力传感器2-1、电液换向阀 2-3、电磁球阀2-4、平衡阀2-5、单向阀2-6、蓄能器2-2、阀块、溢流阀2-7、耐震压力表和液压接头，通过不同阀模块的结合实现对胎膜顶升液压缸模块4的方向进行控制，通过不同的阀门实现对管路中的液压的调整实现对胎膜顶升液压缸模块方向的精准控制。电液换向阀2-3、电磁球阀2-4、平衡阀2-5、单向阀2-6、溢流阀2-7通过对管路中的液压的控制实现对胎膜顶升液压缸模块4的位置的控制，蓄能器2-2吸收冲击力以及稳定压力，防止胎膜顶升液压缸模块4以及方向控制阀模块2中的液压过大。伺服电机1-3结合方向控制阀模块2 控制胎膜顶升液压缸模块4的位置，压力传感器2-1与伺服电机泵模块1相连接。分别控制胎膜顶升液压缸模块4的多个位置的精准停顿和加载，位置精确度达到0.2mm，压力精度达到2bar；运算速度是每毫秒运算一次，根据胎膜顶升液压缸模块4外置位移传感器的反馈位置，由控制箱模块5内的运动控制模块分别控制多个位置，从而调整胎膜顶升液压缸模块4的速度、位置、压力参数，使折边机的胎膜能随着上模的运动位置实现加载、咬合零件的作用。控制箱模块5内设置伺服驱动器，伺服驱动器通过屏蔽电缆与伺服电机1-3和可编程控制器相连接，屏蔽电缆可以有效的防止传输的信号遭受干扰继而影响对胎膜顶升液压缸模块4的位置的控制而影响系统的精度。可编程控制器、控制箱模块5、方向控制阀模块2、伺服电机1-3和内啮合齿轮泵1-1形成了一套完整的伺服液压控制系统，形成的该控制系统具有节能、环保、降噪、以及占地面积大大减少、发热少的优良特性。控制箱模块5内设置有运动控制模块及低压电气元件模块，压力传感器2-1输出0～10v模拟量信号，跟输入信号对比，通过运动控制模块运算，控制
伺服电机1-3的转速，内啮合齿轮泵1-1的吸油口插入油箱模块3的内部，内啮齿轮泵1-1的出油口与方向控制阀模块2相连接，实现对胎膜顶升液压缸模块4的伸出和缩回动作进行控制。可编程控制器上设置有压力闭环的控制系统软件。依据压力传感器2-1和伺服驱动器设置伺服液压控制系统的闭环控制回路。控制箱模块5内还设置有低压电气元件模块，包括电机电路保护器和继电器，电机电路保护器和继电器控制伺服电机1-3的功率，利用低压电气元件模块的快速响应控制伺服电机1-3功率消耗，再使用蓄能器2-2吸收冲击、稳定压力，即达到节能目的，又能稳定系统工作压力；油箱模块3是
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普通液压系统的1/3；因此占地少，布置灵活。伺服电机1-3的驱动转速能够随着液压系统的需求流量变化而变化，调节范围是0～1500 转/分钟，从而最大范围的达到节能控制的要求，从能量消耗上说，电机的转速*驱动扭矩*时间＝能耗；当伺服电机1-3转速很低甚至为零的时候，液压系统的能耗也低甚至为零。普通电机的液压系统的很大一部分能耗都用来发热，因此使用伺服电机1-3的液压控制系统最直接的好处是：在保证压力流量满足工作要求的前提下,最大限度实现节能、降低液压系统发热率的效果。具体实施例中的系统的具体结构如图2和图3所示。
42.在一种优选的实施方式中，伺服电机泵模块1包括内啮合齿轮泵 1-1、钟罩联轴器1-2和伺服电机1-3，内啮合齿轮泵1-1和伺服电机 1-3通过钟罩联轴器1-2，内啮合齿轮泵1-1与压力传感器2-1相连接。
43.在本实施方式中，内啮合齿轮泵1-1的吸油口插入油箱模块3的内部，内啮齿轮泵1-1的出油口与方向控制阀模块2相连接，实现对胎膜顶升液压缸模块4的伸出和缩回动作进行控制，伺服电机1-3的驱动转速能够随着液压系统的需求流量变化而变化，调节范围是 0～1500转/分钟，从而最大范围的达到节能控制的要求，从能量消耗上说，电机的转速*驱动扭矩*时间＝能耗；当伺服电机1-3转速很低甚至为零的时候，液压系统的能耗也低甚至为零。普通电机的液压系统的很大一部分能耗都用来发热，因此使用伺服电机1-3的液压控制系统最直接的好处是：在保证压力流量满足工作要求的前提下,最大限度实现节能、降低液压系统发热率的效果。钟罩联轴器1-2可以高效率的将伺服电机1-3产生的动力传输至内啮齿轮泵1-1上。
44.在一种优选的实施方式中，方向控制阀模块2包括电液换向阀 2-3、电磁球阀2-4、平衡阀2-5、单向阀2-6、蓄能器2-2、阀块、溢流阀、耐震压力表和液压接头，蓄能器2-2用于吸收冲击力和稳定压力。
45.在本实施方式中，方向控制阀模块2包括压力传感器2-1、电液换向阀2-3、电磁球阀2-4、平衡阀2-5、单向阀2-6、蓄能器2-2、阀块、溢流阀2-7、耐震压力表和液压接头，通过不同阀模块的结合实现对胎膜顶升液压缸模块4的方向进行控制，通过不同的阀门实现对管路中的液压的调整实现对胎膜顶升液压缸模块方向的精准控制。电液换向阀2-3、电磁球阀2-4、平衡阀2-5、单向阀2-6、溢流阀2-7 通过对管路中的液压的控制实现对胎膜顶升液压缸模块4的位置的控制，蓄能器2-2吸收冲击力以及稳定压力，防止胎膜顶升液压缸模块4以及方向控制阀模块2中的液压过大。
46.在一种优选的实施方式中，电气元器件包括电机电路保护器和继电器，电机电路保护器和继电器控制伺服电机的功率。
47.在本实施方式中，控制箱模块5内还设置有低压电气元件模块，包括电机电路保护器和继电器，电机电路保护器和继电器控制伺服电机1-3的功率，利用低压电气元件模块的
快速响应控制伺服电机1-3 功率消耗，再使用蓄能器2-2吸收冲击、稳定压力，即达到节能目的，又能稳定系统工作压力。
48.在一种优选的实施方式中，油箱模块3上设置有空气过滤器8，空气过滤器8过滤空气中的杂质。
49.在本实施方式中，油箱模块3上设有空气过滤器8能够使油箱模块3内空气与大气流通，避免空气中杂质进入油箱模块3的内部。
50.在一种优选的实施方式中，油箱模块3的底部设置有油球阀。
51.在本实施方式中，油箱模块3的底部设置有油球阀，便于对油箱模块3的清洗。
52.在一种优选的实施方式中，胎膜顶升液压缸模块4上设置有位移反馈传感器，位移反馈器输出ssi信号。
53.在本实施方式中，根据胎膜顶升液压缸模块4外置位移传感器的反馈位置，由控制箱模块5内的运动控制模块分别控制多个位置，从而调整胎膜顶升液压缸模块4的速度、位置、压力参数，使折边机的胎膜能随着上模的运动位置实现加载、咬合零件的作用。位移反馈传感器可以发出ssi信号，ssi信号的接口具有安装成本少，线路简化的优点，它只通过二个信号“时钟和数据”的串行方式来传输而与编码器的精度无关。
54.在一种优选的实施方式中，油箱模块3上还设置有回油过滤器6。
55.在本实施方式中，回油过滤器6可以对油路中的杂质进行过滤防止液压油中带有杂质而对控制系统的零部件造成堵塞继而影响工作寿命。
56.在一种优选的实施方式中，方向控制阀模块2上设置有冷却器7，冷却器7设置在方向控制阀模块2和所述回油过滤器6之间。
57.在本实施方式中，冷却器7对管路中的液压油进行降温防止液压有的温度过高对压力传感器2-1以及低压电气元件模块的测量和功能产生影响。
58.需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。