[实用新型]一种双气缸同步驱动控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及同步驱动控制领域，具体涉及一种双气缸同步驱动控制装置。

背景技术

随着科技的发展，现代制造业的发展出现了新的动力，标志着更加复杂的生产任务和高精度的生产要求。人们对机械设备的质量和产品性能要求越来越高，在某些场合针对单一驱动装置进行控制已经不能满足工作需求。在设备控制过程中，常需要对多个运动单元进行协调同步控制以满足工作需求。在新的制造发展形势下，机械系统的同步控制方法不断发展，规模不断扩大，广泛应用于各个领域。机械系统的同步重点在于实现平稳运动，考虑到稳定性，低加速度，无抖动运动和低振动。对于同步系统，按其驱动方式可以分为机械驱动的同步系统、电气驱动的同步系统、气体驱动的同步系统和液压驱动的同步系统。其中气体驱动的系统成本低、易于维护、功率高，但是由于复杂的非线性动力学使系统同步成为一个难题。

现有的气体驱动的同步系统多采用以气缸驱动机械机构，利用机械机构实现同步的方式来达到的同步目的，这实际上可以算是机械驱动的同步方式，但是由于机械传动间隙、难以调节传动比、受总轴弹性模量制约等原因同步精度受到极大影响。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种双气缸同步驱动控制装置。

本实用新型考虑到了传统气体驱动的同步系统的主要误差来源，直接使用气缸进行驱动，比例控制阀和拉压力传感器辅助进行同步驱动控制，提高了同步精度，能在运动不同步时快速恢复同步，使两气缸输出的力能够快速、准确、稳定地同步。

本实用新型采用如下技术方案：

一种双气缸同步驱动控制装置，包括气缸驱动检测部分及控制部分；

所述气缸驱动检测部分包括输出杆，所述输出杆固定在旋转杆的中点位置，所述旋转杆固定在实验台上，所述旋转杆的两端分别安装一个气缸驱动单元，两个气缸驱动单元结构相同，均包括气缸、活塞杆及拉压力传感器，所述拉压力传感器一端通过连接件与活塞杆连接，其另一端通过转轴与旋转杆的一端连接，所述气缸通过控制作用于活塞杆的气体推拉与活塞杆相连接的连接件；

所述控制部分，包括A/D转换卡、数据采集卡、D/A转换卡、气动控制单元及工控计算机；

拉压力传感器检测有负载状态下旋转杆的受力信号，传输到A/D转换卡，然后经过数据采集卡输入到工控计算机，工控计算机根据受力信号输出控制指令经过D/A转换卡输出给气体控制单元控制两气缸的同步驱动。

所述气动控制单元包括气动三联件、气泵、调压阀及比例控制阀，气源通过气泵和气动三联件得到高压气体，然后通过调压阀得到稳定电压输出到比例控制阀控制气缸驱动，所述比例控制阀与工控计算机连接。

两个气缸平行固定在实验台上，初始状态为一个气缸的活塞杆完全伸出，另一个气缸的活塞杆完全缩回。

所述旋转杆具体是通过轴承座固定在两个气缸距离的中轴线上，当两个活塞杆运动一半时，旋转杆分别与两个活塞杆垂直。

旋转杆的中央孔与转轴配合，转轴另一端与带止推轴承的轴承座配合，所述轴承座固定在实验台上。

拉压力传感器的另一端通过连接件与铰链螺栓连接，所述铰链螺栓与转轴配合，进一步与旋转杆的一端连接。

一种双气缸同步驱动控制装置的控制方法，包括如下步骤：

第一步气源通过气泵和气动三联件得到洁净的高压气体，通过调压阀后得到稳定气压，通过比例控制阀后气体作用于气缸的活塞杆，使活塞杆向外输出力；

第二步拉压力传感器检测受力信号由A/D转换卡转换成数字信号输入数据采集卡，进一步输入到工控计算机进行相应的处理后得到两气缸的力反馈信号；

第三步将第二步的反馈信号经过工控计算机处理后生成控制比例控制阀的脉冲信号，该信号通过D/A转换卡转换为模拟信号后输出给两个比例控制阀以调节输入气缸的气压、流量及方向，进而控制气缸输出的力，使两气缸同步驱动，实现对双气缸输出力的闭环控制。

本实用新型的有益效果：

(1)本拉压力检测装置由拉压力传感器加旋转杆构成，由于采样频率快、测量精度高，能够实时动态地检测旋转杆的受力状态，并将信号反馈给工控计算机进行调控，使气缸输出的力随时保持同步，实现了双气缸的同步驱动控制。

(2)本装置的旋转杆长度远远大于气缸活塞杆行程，工作过程中旋转杆转动角度很小，拉压力传感器允许一定的变形，所以活塞杆和拉压力传感器可以近似为直线运动，两气缸可以直接固定在实验台上而不用考虑转动，装置处于同步状态时两拉压力传感器测得的力大小相等、方向相反。