CN108150482A - 自适应式往复运动油缸控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应式往复运动油缸控制方法，用于解决现有往复运动油缸控制方法实用性差的技术问题。技术方案是将传感器(6)安装在油缸筒(7)两端，传感器(6)安装位置距离连接体(5)的距离为s，满足s＞Δt·vmax。油缸活塞(8)运行时间为不定值，油缸活塞(8)每次运行时间都依前一次运动起始时传感器(6)是否感应到信号作为判断依据，对前一次运动时长增大或减小一个修正时长Δt作为本次运动的时长。这样就解决了原有压气油缸中产生的持续撞缸现象，减小了撞缸噪音，使设备整体噪音下降，实用性好。

Description

自适应式往复运动油缸控制方法
技术领域
本发明涉及一种往复运动油缸控制方法，特别涉及一种自适应式往复运动油缸控制方法。
背景技术
参照图2。现有的往复运动油缸控制方法中往复运动采用位置传感器感应控制换向。该方法中两个位置传感器6分别安置在油缸筒7两端靠近缸底处，当油缸筒7一侧的位置传感器6感应到油缸活塞8后，此时电液换向阀开始换向，使得油缸活塞8带动气缸活塞3开始反向运动，当油缸筒7另一侧位置传感器6感应到油缸活塞8后，电液换向阀再次换向，油缸活塞8带动气缸活塞3开始返程，如此反复。在这种换向方式中传感器6位置固定后，只能在某一进气压力固定的特定工况下，保证活塞运行到极限位置且不产生撞缸现象，在其余大部分进气阶段，都会产生持续撞缸现象，产生撞缸噪音，增大设备整体噪音，实用性差。
发明内容
为了克服现有往复运动油缸控制方法实用性差的不足，本发明提供一种自适应式往复运动油缸控制方法。该方法将传感器6安装在油缸筒两端，传感器6安装位置距离连接体5的距离为s，满足s＞Δt·vmax。油缸活塞运行时间为不定值，油缸活塞每次运行时间都依前一次运动起始时传感器是否感应到信号作为判断依据，对前一次运动时长增大或减小一个修正时长Δt作为本次运动的时长。这样就解决了原有压气油缸中产生的持续撞缸现象，减小了撞缸噪音，使设备整体噪音下降，实用性好。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种自适应式往复运动油缸控制方法，其特点是包括以下步骤：
步骤一、将传感器6安装在油缸筒7两端，传感器6安装位置距离连接体5的距离为s，满足s＞Δt·vmax。
式中，s为传感器6安装位置距离连接体5的距离；Δt为修正时长，vmax为进气压力不相同时匀速排气过程中速度的最大值。
步骤二、液压缸通过行程控制，计算出油缸活塞8从一端连接体5运动到另一端连接体5的时长t1，即一端传感器6感应不到油缸活塞8的时刻到另一端传感器6能感应到油缸活塞8的时刻，之间所需要的时间，以时长t1作为油缸活塞后一次运动所需时长t2的基础时长。
步骤三、在后续运动过程中，判断前一次油缸活塞8运动起始时，如果传感器6能感应到油缸活塞8，说明油缸活塞8距离连接体5的距离L满足：L≤s，则本次运动时长tn＝tn-1-Δt，即在前一次运动时长tn-1的基础上减少一个修正时长Δt，作为本次运动所需时长tn，tn＝tn-1-Δt；如果传感器6没有感应到油缸活塞8，说明油缸活塞8距离连接体5的距离L满足：L＞s，则本次运动时长tn＝tn-1+Δt，即在前一次运动时长tn-1的基础上增大一个修正时长值Δt，作为本次运动所需时长tn，tn＝tn-1+Δt。
具体判断依据如下：
1)当前一次运动开始时，油缸活塞8距离连接体5的距离L满足：L＝0，满足：L≤s，且油缸活塞8与连接体5接触时刻到再反向运动时刻之间的时长T满足：T≥Δt，说明传感器6能感应到油缸活塞8，油缸活塞8与连接体5接触，产生碰撞，且油缸活塞8在该侧停止一段时间后再开始反向运动，则本次运动油缸活塞8运动时长减小Δt，则油缸活塞8与连接体5接触时间为T-Δt≥0，碰撞时速度降低，减小撞缸噪音。
2)当前一次运动开始时，油缸活塞8距离连接体5的距离L满足：L＝0，满足：L≤s，且油缸活塞8与连接体5接触时刻到再反向运动时刻之间的时长T满足：T≤Δt，说明传感器6能感应到油缸活塞8，油缸活塞8与连接体5接触，产生碰撞，且油缸活塞8在该侧停止一段时间后再开始反向运动，则本次运动油缸活塞8运动时长减小Δt，因为Δt≥T，所以本次油缸活塞8不会与连接体5接触，不发生碰撞，不会产生撞缸噪音。
3)当前一次运动起始时，油缸活塞8距离连接体5的距离L满足：0＜L≤s-Δt·v，满足：L≤s，说明传感器6能感应到油缸活塞8，则本次运动油缸活塞8运动时长减小Δt，运动油缸活塞8运动距离较上一次减小Δt·v，本次油缸活塞8运动终止时，油缸活塞8距离连接体5的距离L为：Δt·v＜L≤s，本次运动终止时传感器能够感应到活塞体，油缸活塞8没有与连接体5产生接触，没有撞缸噪音。
4)当前一次运动起始时，油缸活塞8距离连接体5的距离L满足：s-Δt·v＜L≤s，说明传感器6能感应到油缸活塞8，则本次运动油缸活塞8运动时长减小Δt，运动油缸活塞8运动距离较上一次减小Δt·v，本次油缸活塞8运动终止时，油缸活塞8距离连接体5的距离L为：s＜L≤s+Δt·v，本次运动终止时传感器没有感应到活塞体，油缸活塞8没有与连接体5产生接触，没有撞缸噪音。
5)当前一次运动起始时，油缸活塞8距离连接体5的距离L满足：L＞s，说明传感器6没有感应到油缸活塞8，则本次运动油缸活塞8运动时长增加Δt，运动油缸活塞8运动距离较上一次增加Δt·v，本次油缸活塞8运动终止时，油缸活塞8距离连接体5的距离L为：L＞s-Δt·v＞0，本次运动终止时传感器能够感应到活塞体，油缸活塞8没有与连接体5产生接触，没有撞缸噪音。
工作中，通过步骤4)和步骤5)，使油缸活塞8在运动结束时距离连接体5的距离满足：s-Δt·v＜L≤s+Δt·v。
步骤四、压缩机中间停止工作再次启动后，油缸活塞8的运动时长按照停机前最后一次完整运动的运动时长tn-1作为本次运动的基础时长，按照步骤三进行判断对基础时长进行增大或者减小，作为本次运动的时长tn。
本发明的有益效果是：该方法将传感器6安装在油缸筒7两端，传感器6安装位置距离连接体5的距离为s，满足s＞Δt·vmax。油缸活塞8运行时间为不定值，油缸活塞8每次运行时间都依前一次运动起始时传感器6是否感应到信号作为判断依据，对前一次运动时长增大或减小一个修正时长Δt作为本次运动的时长。这样就解决了原有压气油缸中产生的持续撞缸现象，减小了撞缸噪音，使设备整体噪音下降，实用性好。
经过多种机型验证，当修正时间Δt等于0.01s时，传感器6安装位置距离连接体5的距离s大小从8mm减小到3mm，传感器6安装位置距离连接体5的距离s也即气缸平均余隙，因此压气油缸的运动行程从600mm提高到610mm，单条压气油缸的额定排气量从750Nm3提高到800Nm3，使槽车卸气时间减小8％；将撞缸现象控制在每槽车10次以内，且只出现在刚接入槽车气源开始阶段，压气油缸在正常工作时撞缸现象完全消除，液压缸噪音从98dB降至80dB，设备整体噪音从101dB降至92dB。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
附图说明
图1是本发明自适应式往复运动油缸控制方法中压气油缸传感器安装示意图。
图2是背景技术往复运动油缸控制方法中压气油缸传感器安装示意图。
图中，1-气缸盖；2-气缸筒；3-气缸活塞；4-活塞杆；5-连接体；6-传感器；7-油缸筒；8-油缸活塞；9-活塞。
具体实施方式
参照图1。本发明自适应式往复运动油缸控制方法具体步骤如下：
压气油缸的运动过程分为三步：加速增压过程，匀速排气过程和减速过程。
油缸活塞8通过活塞杆4带动气缸活塞3，从速度为0开始作加速运动，此过程气缸内气体压力不断增大，当增大到设定排气压力时，开始排气；由于排气压力恒定，所以在进气压力一定时，排气过程为油缸活塞8通过活塞杆4带动气缸活塞3在由气缸盖1、气缸筒2、气缸活塞3和连接体5组成的两个单独的腔体内进行压气，作匀速运动，速度为v；排气末了阶段，作减速运动，速度从v一直到减到速度为0。
当单次运动时长增大或减小修正时长Δt后，由于加速增压和减速过程时长不变，且匀速过程速度v也不变，只增大或减小了排气的时长，使油缸活塞8的运动距离增大或减小Δt·v，当进气压力不同时，匀速排气过程中油缸活塞8的运动速度v大小也不同。修正时长Δt根据油缸行程或型式进行设定，且数值较小。
步骤一、将传感器6安装在油缸两端，传感器6安装位置距离连接体5的距离为s，满足s＞Δt·vmax。
步骤二、当加气站进气***接入新的槽车气源后，液压缸通过行程控制，计算出油缸活塞8从一端连接体5运动到另一端连接体5的时长t1，即一端传感器6感应不到油缸活塞8的时刻到另一端传感器6能感应到油缸活塞8的时刻，之间所需要的时间即为t1，以此作为油缸活塞后一次运动所需时长t2的基础时长。
步骤三、在后续运动过程中，判断前一次油缸活塞8运动起始时，如果传感器6能感应到油缸活塞8，说明油缸活塞8距离连接体5的距离L满足：L≤s，则本次运动时长tn＝tn-1-Δt，即在前一次运动时长tn-1的基础上减少一个修正时长值Δt，作为本次运动所需时长tn，tn＝tn-1-Δt；如果传感器6没有感应到油缸活塞8，说明油缸活塞8距离连接体5的距离L满足：L＞s，则本次运动时长tn＝tn-1+Δt，即在前一次运动时长tn-1的基础上增大一个修正时长值Δt，作为本次运动所需时长tn，tn＝tn-1+Δt。
具体判断依据如下：
1)当前一次运动开始时，油缸活塞8距离连接体5的距离L满足：L＝0，满足：L≤s，且油缸活塞8与连接体5接触时刻到再反向运动时刻之间的时长T满足：T≥Δt，说明传感器6能感应到油缸活塞8，油缸活塞8与连接体5接触，产生碰撞，且油缸活塞8在该侧停止一段时间后再开始反向运动，则本次运动油缸活塞8运动时长减小Δt，则油缸活塞8与连接体5接触时间为T-Δt≥0，碰撞时速度降低，减小撞缸噪音。
2)当前一次运动开始时，油缸活塞8距离连接体5的距离L满足：L＝0，满足：L≤s，且油缸活塞8与连接体5接触时刻到再反向运动时刻之间的时长T满足：T≤Δt，说明传感器6能感应到油缸活塞8，油缸活塞8与连接体5接触，产生碰撞，且油缸活塞8在该侧停止一段时间后再开始反向运动，则本次运动油缸活塞8运动时长减小Δt，因为Δt≥T，所以本次油缸活塞8不会与连接体接触，不发生碰撞，不会产生撞缸噪音。
3)当前一次运动起始时，油缸活塞8距离连接体5的距离L满足：0＜L≤s-Δt·v，满足：L≤s，说明传感器6能感应到油缸活塞8，则本次运动油缸活塞8运动时长减小Δt，运动油缸活塞8运动距离较上一次减小Δt·v，本次油缸活塞8运动终止时，油缸活塞8距离连接体5的距离L为：Δt·v＜L≤s，所以，本次运动终止时传感器能够感应到活塞体，油缸活塞8没有与连接体5产生接触，没有撞缸噪音。
4)当前一次运动起始时，油缸活塞8距离连接体5的距离L满足：s-Δt·v＜L≤s，说明传感器6能感应到油缸活塞8，则本次运动油缸活塞8运动时长减小Δt，运动油缸活塞8运动距离较上一次减小Δt·v，本次油缸活塞8运动终止时，油缸活塞8距离连接体5的距离L为：s＜L≤s+Δt·v，所以，本次运动终止时传感器没有感应到活塞体，油缸活塞8没有与连接体5产生接触，没有撞缸噪音。
5)当前一次运动起始时，油缸活塞8距离连接体5的距离L满足：L＞s，说明传感器6没有感应到油缸活塞8，则本次运动油缸活塞8运动时长增加Δt，运动油缸活塞8运动距离较上一次增加Δt·v，本次油缸活塞8运动终止时，油缸活塞8距离连接体5的距离L为：L＞s-Δt·v＞0，所以本次运动终止时传感器能够感应到活塞体，油缸活塞8没有与连接体5产生接触，没有撞缸噪音。
步骤四、压缩机中间停止工作再次启动后，油缸活塞8的运动时长按照停机前完整的一次运动时长作为本次运动的基础时长，按照步骤三进行判断对基础时长进行增大或者减小，作为本次运动的时长
正常工作中，主要进行判断4)和判断5)，使油缸活塞8在运动结束时距离连接体5的距离满足：s-Δt·v＜L≤s+Δt·v。
由于进气压力连续变化，液压***压力也连续变化，泵流量发生连续变化，使得油缸活塞8在匀速排气时的速度大小也连续变化，当该速度变化引起油缸活塞8撞缸或者距离连接体的距离过大，也会连续进行数次判断4)或者判断5)，对油缸活塞8的运行时长进行增大或减小，以保证油缸活塞8在运动结束时距离连接体5的距离满足：s-Δt·v＜L≤s+Δt·v。

Claims (1)

1.一种自适应式往复运动油缸控制方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、将传感器(6)安装在油缸筒(7)两端，传感器(6)安装位置距离连接体(5)的距离为s，满足s＞Δt·vmax；
式中，s为传感器(6)安装位置距离连接体(5)的距离；Δt为修正时长，vmax为进气压力不相同时匀速排气过程中速度的最大值；
步骤二、液压缸通过行程控制，计算出油缸活塞(8)从一端连接体(5)运动到另一端连接体(5)的时长t1，即一端传感器(6)感应不到油缸活塞(8)的时刻到另一端传感器(6)能感应到油缸活塞(8)的时刻，之间所需要的时间，以时长t1作为油缸活塞后一次运动所需时长t2的基础时长；
步骤三、在后续运动过程中，判断前一次油缸活塞(8)运动起始时，如果传感器(6)能感应到油缸活塞(8)，说明油缸活塞(8)距离连接体(5)的距离L满足：L≤s，则本次运动时长tn＝tn-1-Δt，即在前一次运动时长tn-1的基础上减少一个修正时长Δt，作为本次运动所需时长tn，tn＝tn-1-Δt；如果传感器(6)没有感应到油缸活塞(8)，说明油缸活塞(8)距离连接体(5)的距离L满足：L＞s，则本次运动时长tn＝tn-1+Δt，即在前一次运动时长tn-1的基础上增大一个修正时长值Δt，作为本次运动所需时长tn，tn＝tn-1+Δt；
具体判断依据如下：
1)当前一次运动开始时，油缸活塞(8)距离连接体(5)的距离L满足：L＝0，满足：L≤s，且油缸活塞(8)与连接体(5)接触时刻到再反向运动时刻之间的时长T满足：T≥Δt，说明传感器(6)能感应到油缸活塞(8)，油缸活塞(8)与连接体(5)接触，产生碰撞，且油缸活塞(8)在该侧停止一段时间后再开始反向运动，则本次运动油缸活塞(8)运动时长减小Δt，则油缸活塞(8)与连接体(5)接触时间为T-Δt≥0，碰撞时速度降低，减小撞缸噪音；
2)当前一次运动开始时，油缸活塞(8)距离连接体(5)的距离L满足：L＝0，满足：L≤s，且油缸活塞(8)与连接体(5)接触时刻到再反向运动时刻之间的时长T满足：T≤Δt，说明传感器(6)能感应到油缸活塞(8)，油缸活塞(8)与连接体(5)接触，产生碰撞，且油缸活塞(8)在该侧停止一段时间后再开始反向运动，则本次运动油缸活塞(8)运动时长减小Δt，因为Δt≥T，所以本次油缸活塞(8)不会与连接体(5)接触，不发生碰撞，不会产生撞缸噪音；
3)当前一次运动起始时，油缸活塞(8)距离连接体(5)的距离L满足：0＜L≤s-Δt·v，满足：L≤s，说明传感器(6)能感应到油缸活塞(8)，则本次运动油缸活塞(8)运动时长减小Δt，运动油缸活塞(8)运动距离较上一次减小Δt·v，本次油缸活塞(8)运动终止时，油缸活塞(8)距离连接体(5)的距离L为：Δt·v＜L≤s，本次运动终止时传感器能够感应到活塞体，油缸活塞(8)没有与连接体(5)产生接触，没有撞缸噪音；
4)当前一次运动起始时，油缸活塞(8)距离连接体(5)的距离L满足：s-Δt·v＜L≤s，说明传感器(6)能感应到油缸活塞(8)，则本次运动油缸活塞(8)运动时长减小Δt，运动油缸活塞(8)运动距离较上一次减小Δt·v，本次油缸活塞(8)运动终止时，油缸活塞(8)距离连接体(5)的距离L为：s＜L≤s+Δt·v，本次运动终止时传感器没有感应到活塞体，油缸活塞(8)没有与连接体(5)产生接触，没有撞缸噪音；
5)当前一次运动起始时，油缸活塞(8)距离连接体(5)的距离L满足：L＞s，说明传感器(6)没有感应到油缸活塞(8)，则本次运动油缸活塞(8)运动时长增加Δt，运动油缸活塞(8)运动距离较上一次增加Δt·v，本次油缸活塞(8)运动终止时，油缸活塞(8)距离连接体(5)的距离L为：L＞s-Δt·v＞0，本次运动终止时传感器能够感应到活塞体，油缸活塞(8)没有与连接体(5)产生接触，没有撞缸噪音；
工作中，通过步骤4)和步骤5)，使油缸活塞(8)在运动结束时距离连接体(5)的距离满足：s-Δt·v＜L≤s+Δt·v；
步骤四、压缩机中间停止工作再次启动后，油缸活塞(8)的运动时长按照停机前最后一次完整运动的运动时长tn-1作为本次运动的基础时长，按照步骤三进行判断对基础时长进行增大或者减小，作为本次运动的时长tn。
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