CN102797715B - 一种油缸控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油缸控制方法，先由控制器控制马达的转动，同时，旋转编码器检测出马达的实际转速或者转动圈数并反馈给控制器；马达带动定量泵工作，定量泵排出的油液；定量泵排出的油液经控制阀后进入进油腔，油液推动活塞向左移动。本发明采用控制器对马达的转速控制，进而控制变量泵或定量泵的输出量，能精确控制油缸的位移，简化了机械结构，降低成本。

Description

一种油缸控制方法

技术领域

本发明涉及机械设备的油缸控制领域，特别是涉及一种油缸控制方法。

背景技术

油缸在现在的机械设备中得到广泛的应用，一般对油缸的控制都是闭环式的，即油缸的出杆上装有位移传感器，油缸的控制是通过位移传感器发讯号给控制器然后控制器完成对油缸的控制，但是在实际中有许多需要做旋转运动的油缸，在这些油缸上安装位移传感器变得很困难，甚至无法安装，这样就无法实现对油缸的精确控制。

根据2011年12月28日公开的专利号为201120128975.4，名称为注塑机伺服控制***的实用新型专利中提到如图1所示的控制***，包括油缸、油泵、马达和控制器，所述的油缸的油缸体的中间安装有活塞，所述的活塞将油缸体分隔为进油腔和出油腔，所述的活塞的左侧居中连接有左活塞杆，右侧居中连接有右活塞杆，所述的进油腔通过管路与控制阀相连接，所述的控制阀与定量泵相连，所述的定量泵分别与马达和油液箱相连，所述的出油腔通过管路与油液箱连通，所述的马达的一侧连接安装有旋转编码器，所述的马达和旋转编码器都与控制器相连。只有控制***的具体结构，并没有公开该控制***的控制方法，而控制方法对油缸的精确移动有很重要的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种油缸控制方法，能精确控制油缸的位移，效果明显。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种油缸控制方法，步骤如下。

(a)控制器控制马达的转动，同时，旋转编码器检测出马达的实际转速或者转动圈数并反馈给控制器；

(b)马达带动定量泵工作，定量泵排出油液；

(c)定量泵排出的油液经控制阀后进入进油腔，油液推动活塞向左移动。

所述的步骤(a)中将马达的工作分为M个时间段，T_M为马达的运行时间，则T_M＝t₁+t₂+t₃+...+t_M，n_X为t_X时间段内马达的转速，N_M为马达经过M段的时间累积成最终所需的转过的圈数，则N_M＝n₁*t₁+n₂*t₂+n₃*t₃+...+n_M*t_M。

如果控制器控制马达保持一定的转速n，则N_M＝n*T_M。

所述的步骤(b)中定量泵排出的油液体积为V，V＝N_M*V₀，其中V₀为定量泵转一圈所排出的油液量。

所述的步骤(c)中进油腔的截面积为S_q＝π*(A²-B²)/4，A为右活塞杆的截面直径，B为左活塞杆的截面直径，活塞向左移动的距离：L＝V/S_q＝4N_M*V₀/[π*(A²-B²)]。

所述的控制器可通过旋转编码器的反馈控制马达转过的圈数N_M，活塞的移动距离L可以由公式L＝V/S_q＝4N_M*V₀/[π*(A²-B²)]得出。

所述的定量泵可以替换为变量泵，所述的控制器可控制变量泵的排量V_X，V_X为t_X时间段内变量泵转一圈所排出的量的平均值，T_M为总时间，T_M时间内的变量泵的总排量为V，V＝ΔV₁+ΔV₂+ΔV₃+...+ΔV_M＝V₁*n₁*t₁+V₂*n₂*t₂+V₃*n₃*t₃+...+V_M*n_M*t_M，马达的转速n_X可由控制器来控制，故活塞向左移动的距离：L＝V/S_q就可以精确控制。

有益效果

本发明涉及一种油缸控制方法，采用控制器对马达的转速控制，进而控制变量泵或定量泵的输出量，能精确控制油缸的位移，简化了机械结构，降低成本。

附图说明

图1是本发明所述的装置的一种原理图；

图2是本发明所述的装置的另一种原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种油缸控制方法，如图1-2所示，相对应的装置包括油缸、油泵、马达4和控制器6，所述的油缸的油缸体11的中间安装有活塞12，所述的活塞12将油缸体11分隔为进油腔15和出油腔16，所述的活塞12的左侧居中连接有左活塞杆14，右侧居中连接有右活塞杆13，所述的进油腔15通过管路与控制阀2相连接，所述的控制阀2与定量泵3相连，所述的定量泵3分别与马达4和油液箱1相连，所述的出油腔16通过管路直接与油液箱1连通，所述的马达4的一侧连接安装有旋转编码器5，所述的马达4和旋转编码器5都与控制器6相连。

实施例1

设控制器6控制马达4的转速是恒定的n，油缸的右侧活塞杆13的直径B＝300mm，活塞12的直径A＝600mm，定量泵3的排量V₀＝16000mm³/r，如果要控制油缸在往左移动L＝10mm，那么马达4转过的圈数为：N＝(A²-B²)π/4*L/V₀＝(600²-300²)π/4*10/16000＝132.5，就是说马达4要转过132.5圈，那么控制器6可以控制马达4的在恒定转速n为2000r/min，经过3.98秒就完成对油缸的位移控制了。

实施例2

油缸的右侧活塞杆13的直径B＝300mm，活塞12的直径A＝600mm，定量泵3的排量V₀＝16000mm³/r，如果要控制油缸12往左移动L＝10mm，只需要控制马达转过一定的圈数就可以使油缸12实现精确的位移，那么马达4需要转过的圈数为：N＝(A²-B²)π/4*L/V₀＝(600²-300²)π/4*10/16000＝132.5圈，那么控制器6控制马达4旋转，同时旋转编码器5会把马达4转过的圈数信息反馈给控制器6，等转过的圈数达到所需值时即完成对油缸位移的控制。

Claims (3)

1.一种油缸的控制方法，包括下列步骤：

(a)控制器(6)控制马达(4)的转动，同时，旋转编码器(5)检测出马达(4)的实际转速或者转动圈数并反馈给控制器(6)，马达(4)的工作分为M个时间段，T_M为马达(4)的运行时间，则T_M＝t₁+t₂+t₃+...+t_M，n_X为t_X时间段内马达(4)的平均转速，N_M为马达(4)经过M段的时间累积成最终所需的转过的圈数，则N_M＝n₁*t₁+n₂*t₂+n₃*t₃+...+n_M*t_M；

(b)马达(4)带动定量泵(3)工作，定量泵(3)排出油液，定量泵(3)排出的油液体积为V，V＝N_M*V₀，其中V₀为定量泵(3)转一圈所排出的油液量；

(c)定量泵(3)排出的油液经控制阀(2)后进入进油腔(15)，油液推动活塞(12)向左移动，进油腔(15)的截面积为S_q＝π*(A²-B²)/4，A为右活塞杆(13)的截面直径，B为左活塞杆(14)的截面直径，活塞(12)向左移动的距离：L＝V/S_q＝4N_M*V₀/[π*(A²-B²)]，所述的控制器(6)可通过旋转编码器(5)的反馈控制马达(4)转过的圈数N_M。

2.根据权利要求1所述的一种油缸控制方法，其特征在于：如果控制器(6)控制马达(4)保持一定的转速n，则N_M＝n*T_M。

3.根据权利要求1所述的一种油缸控制方法，其特征在于：所述的定量泵(3)可以替换为变量泵(7)，所述的控制器(6)可控制变量泵(7)的排量V_X，V_X为t_X时间段内变量泵(7)转一圈所排出的量的平均值，T_M为总时间，T_M时间内的变量泵(7)的总排量为V，V＝ΔV₁+ΔV₂+ΔV₃+...+ΔV_M＝V₁*n₁*t₁+V₂*n₂*t₂+V₃*n₃*t₃+...+V_M*n_M*t_M，马达(4)的转速n_X可由控制器(6)来控制，故活塞(12)向左移动的距离：L＝V/S_q就可以精确控制。