[发明专利]数控油缸闭环控制系统及方法

摘要

一种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。本发明的数控油缸闭环控制系统及方法精度高，安全性高，动作稳定可靠。

主权项

一种数控油缸闭环控制系统，其特征在于，包括上位机(A)、步进电机控制单元(B)、位移传感器(6)、步进电机(C)、数控油缸(D)、压力继电器(1)，上位机(A)与步进电机控制单元(B)之间通过CAN总线连接，步进电机控制单元(B)与步进电机(C)之间电连接，步进电机(C)与数控油缸(D)之间机械连接，位移传感器(6)与压力继电器(1)安装在数控油缸(D)上并且信号输出端连接步进电机控制单元(B)；数控油缸结构包括压力继电器(1)、进油口(2)、出油口(3)、连接耳(4)、缸杆(5)、位移传感器(6)、缸体(7)、安装支架(8)、步进电机(9)，缸体(7)安装固定在安装支架(8)上，安装支架(8)位于缸体(7)的中下部，缸杆(5)套接与缸体(7)内，缸杆(5)的上部安装有连接耳，缸杆(5)的下部与步进电机(9)相连接，缸体的下部位于安装支架(8)的下方开有出油口(3)；缸体(7)的上部开有进油口(2)，进油口(2)的管道上安装有压力继电器(1)，缸体(7)上安装有位移传感器(6)；所述位移传感器(6)采用的是型号为D8.6A1.0025的拉线式位移传感器；所述压力继电器(1)型号为511.943603743；所述步进电机控制单元(B)采用的主控制芯片为XC164；数控油缸闭环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(A)根据压力继电器(1)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有人工判断油压故障原因，如果是因为压力继电器(1)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(A)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(A)根据预设位移X的长度计算步进电机(C)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(A)向步进电机控制单元(B)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(A)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(A)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(B)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(A)判断数控油缸(D)是否运动到位，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(A)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(A)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(B)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(A)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(A)向步进电机控制单元(B)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(A)控制延时1s，之后将油缸闭环工步号置13；S13、油缸闭环工步号为12时，上位机(A)判断补偿运动是否到位，如果到位则将油缸闭环工步号置9，如果不到位则将油缸闭环工步号置12；S14、油缸闭环工步号为13时，上位机(A)将过程参数清零，闭环工步号置0，油缸闭环控制结束。