[发明专利]数控油缸闭环控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及液压领域，特别是涉及一种油缸控制系统及控制方法。

背景技术

我们都知道，油缸对于液压机械来说是非常重要的一个部件，在整个液压机械中扮演一个执行元件的角色，整个过程中油缸就是把液压能转换成机械能，根据使用压力的范围我们可以把油缸分为轻压、中压、重压三类，大型筒状结构件的对接，在飞机装配、管线对接、武器系统装填、飞船太空对接等领域广泛应用，某些产品需要多次实现分离与对接过程。在大型筒状结构件的对接过程中，要保证其可靠连接，首先需要解决其同心问题，即通过其自身姿态调节消除初始误差，使两筒状结构件的同心度满足对接要求。传统的调姿对中过程通过液压系统的调整均采用人工测量、调整的系统，效率较低，误差高，对操作人员依赖性强。液压系统的效率与精度主要取决于对油缸的高精度高可靠性控制，因此急需一种高可靠性、高精度的油缸控制系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种数控油缸闭环控制系统，用于提高液压系统工作的高可靠性和高精度。

本发明数控油缸闭环控制系统包括上位机、步进电机控制单元、移位传感器、步进电机、数控油缸、压力继电器，上位机与步进电机控制单元之间通过CAN总线连接，步进电机控制单元与步进电机之间电连接，步进电机与数控油缸之间机械连接，位移传感器与压力继电器安装在数控油缸上并且信号输出端连接步进电机控制单元。

数控油缸结构包括压力继电器、进油口、出油口、连接耳、缸杆、位移传感器、缸体、安装支架、步进电机，缸体安装固定在安装支架上，安装支架位于缸体的中下部，缸杆5套接与缸体内，缸杆的上部安装有连接耳，缸杆的下部与步进电机相连接，缸体的下部位于安装支架的下方开有出油口；缸体的上部开有进油口，进油口的管道上安装有压力继电器，缸体上安装有位移传感器。

所述位移传感器采用的时型号为D8.6A1.0025的拉线式位移传感器。

所述压力继电器型号为511.943603743。

所述步进电机控制单元采用的主控制芯片为XC164。

利用数控油缸控制系统的控制方法包括如下步骤：

S1、油缸闭环工步号为0时，上位机根据压力继电器采集的油压数值判断工作油压是否正常，如果正常则将油缸闭环工步号置1；如果工作油压不正常这时可以有人工判断油压故障原因，如果是因为压力继电器故障造成的则人工选择“继续”将油缸闭环工步号置1，如果是因为油路本身故障造成的则人工选择“停止”将油缸闭环工步号置13。

S2、油缸闭环工步号为1时，上位机记录油缸初始位置，之后将油缸闭环工步号置2。

S3、油缸闭环工步号为2时，上位机根据预设位移X的长度计算步进电机相应的运动步数，同时判断累计补偿运动是否超差，如果判断累计补偿运动超差则将油缸闭环工步号置10，如果判断累计补偿运动没有超差，则将油缸闭环工步号置3。

S4、油缸闭环工步号为3时，上位机向步进电机控制单元发送运动控制指令，然后将油缸闭环工步号置4。

S5、油缸闭环工步号为4时，上位机判断是否正在进行补偿运动，如果正在进行补偿运动则将油缸闭环工步号置12，如果没有正在进行补偿运动，则将油缸闭环工步号置5。

S6、油缸闭环工步号为5时，上位机判断过程误差是否超差，如果判断超差则向步进电机控制单元发送停机指令并且将油缸闭环工步号置7，如果判断不超差则将油缸闭环工步号置6。

S7、油缸闭环工步号为6时，上位机判断数控油缸是由运动到位，如果判断已经运动到位则将油缸闭环工步号置9，如果判断运动不到位则将油缸闭环工步号置5。

S8、油缸闭环工步号为7时，上位机保存步进电机已经运动的步数，然后将油缸闭环工步号置8。

S9、油缸闭环工步号为8时，上位机判断10s内过程误差是否消除，如果在10s内过程误差消除了则将油缸闭环工步号置2，如果10s内过程误差没有消除则向步进电机控制单元发送停机指令，并将油缸闭环工步号置13。

S10、油缸闭环工步号为9时，上位机控制延时1s，之后判断结果误差是否超差，如果结果误差超差则开始补偿运动，并将油缸闭环工步号置2，如果结果误差没有超差则将油缸闭环工步号置11。

S11、油缸闭环工步号为10时，上位机向步进电机控制单元发送停机指令，并将油缸闭环工步号置13。

S12、油缸闭环工步号为11时，上位机控制延时1s，之后将油缸闭环工步号置13。