CN116902612B - 一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法 - Google Patents

一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法 Download PDF

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CN116902612B CN202311169319.2A CN202311169319A CN116902612B CN 116902612 B CN116902612 B CN 116902612B CN 202311169319 A CN202311169319 A CN 202311169319A CN 116902612 B CN116902612 B CN 116902612B
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Abstract

本发明涉及储料布料技术领域,尤其涉及一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法,包括储料箱,所述储料箱的底部均匀铺设有步进地板,所述步进地板的数目为八个,所述步进地板的底部安装有油缸支撑横梁。通过将微步驱动装置连接在步进电机上,利用同步传感器将步进电机与液压油缸进行电连接,使得步进电机与液压油缸的速度相适配,当液压油缸运行带动步进地板移动时,使得步进地板内的物料一齐移动,利用主控制电路与PWM细分驱动装置对步进电机进行PWM细分驱动,可控制步进电机转动的速度与角速度,对步进电机进行调速,从而避免了避免出现过快或过慢的给料速度,不会导致物料堆积或稀疏。

Description

一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法
技术领域
本发明涉及储料布料技术领域,尤其涉及一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法。
背景技术
为提高秸秆综合利用率,秸秆利用处理需要大量的输送设备,特别是初始的喂料阶段,需要一个既能输送又能承载贮存大量秸秆的设备,这就对该设备的承载和输送能力提出了很高的要求。
对于承载并贮存散料的料仓式输送设备,通常采用料斗以及其底部配备的链板输送机,对料斗内的物料进行承载输送。本申请人的在先发明申请中:中国专利,申请号为:202010640866.4,公开号为:CN111776776A的发明专利中,其名称为箱式料仓步进地板及其送料方法,该申请中采用地板组件支承和输送物料,由于地板组件不易变形,具有较好的支承能力,实现足够大的承载能力,在各油缸带动对应的各工位地板往复移动过程中,不易造成料物的晃动,解决了带载启动的风险,使料仓具有输送和存储的功能,解决了贮存物料的体积及承载输送能力受到很大限制的问题。但是,该设备实际使用过程中仍存在一定的缺陷,由于物料是跟随着地板运动出料,当在出料的过程中,如果不控制地板移动的速度与卸料辊转动的速度,从而会导致物料在地板上分布不均匀,无法跟随地板一起运动,进而造成堵料的后果,使得后面的物料全部堆积在地板上,无法出料,导致输送的效率较低,而当步进电机的运行速度过高时,会导致步进电机的扭矩随着提高的提高而快速下降,如果控制不当,可能会产生共振与噪音。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种能均匀布料的智能型物料步进***,包括储料箱,所述储料箱的底部均匀铺设有步进地板,所述步进地板的数目为八个,所述步进地板的底部安装有油缸支撑横梁,所述油缸支撑横梁上设置有可供步进地板移动的液压油缸,所述储料箱的一侧固定连接有安装架,所述安装架上设置有步进电机,所述步进电机的输出端连接至液压油缸上且还连接有微步驱动装置;
其中微步驱动装置包括定时器,所述定时器连接着计算机存储器,所述计算机存储器连接着D/A转换器,所述D/A转换器连接着电流控制***,所述电流控制***连接着PWM细分驱动装置,所述PWM细分驱动装置连接着主控制电路,所述主控制电路的输出端连接在步进电机上,所述步进电机还连接有同步传感器,所述主控制电路的输出端还与电流控制***连接;
所述PWM细分驱动装置包括单片机***,所述单片机***的输出端连接有两个D/A转换器,两个所述D/A转换器分别连接有电压比较器U1,所述电压比较器U1的输出端连接有PWM驱动芯片,所述PWM驱动芯片连接有功率驱动级,所述功率驱动级的一端连接有电阻Rt,所述电阻Rt的输出端与电源VCC连接,所述功率驱动级还连接在电压比较器U1的输入端上,两个所述功率驱动级的输出端依次连接在步进电机上。
优选的,所述主控制电路包括主控芯片U2,所述主控芯片U2的第1、2、3、4引脚依次连接在定时器J1上,所述主控芯片U2的第5引脚依次连接第6、7、8引脚后并接地,主控芯片U2的第10引脚与第11、12引脚连接后并与电流控制***连接,主控芯片U2的第13、14、15、16引脚依次与步进电机的第3、4、5、6引脚连接后并依次连接有二极管D1、二极管D2、二极管D3与二极管D4,步进电机的第1引脚与第2引脚连接后并与电源VCC连接,步进电机的第10、11、12引脚依次连接在同步传感器上,所述二极管D1、二极管D2、二极管D3与二极管D4依次连接有电阻R1、电阻R2、电阻R3与电阻R4,所述电阻R4依次与电阻R3、电阻R2、电阻R1连接后并与电源VCC连接;
所述主控制电路还包括主电源J2,所述主电源J2的输出端连接有二极管D5,所述二极管D5的负极连接有电容C2,所述主电源J2与二极管D5、电容C2组成串联电路,且该串联电路并联有电容C1,所述电容C1一端与电源VCC连接,另一端与接地端GND连接。
优选的,所述电流控制***包括运算放大器U3,所述运算放大器U3的反向输入端连接有电容C3,所述电容C3的负极接地,所述电容C3的正极连接有电阻R5,所述电阻R5的一端连接有电压传感器VS1,所述电压传感器VS1的一端接地,所述运算放大器U3的输出端连接有三极管Q1,所述三极管Q1的集电极连接有发光二极管D6,所述发光二极管D6的一端连接有电阻R6,所述电阻R6的输出端连接在主控芯片U2的引脚上,所述三极管Q1的集电极连接的发射极连接有电阻R7,所述电阻R7的一端连接在运算放大器U3的同相输入端上,所述电阻R7还连接有电容C4,所述电容C4与电阻R7组成并联电路,且该并联电路接地。
优选的,所述储料箱上等间距设置有齿轮减速机,所述齿轮减速机的输出端连接有卸料辊,所述储料箱的侧壁底部固定连接有下头板,所述下头板倾斜设置在储料箱的内部,且下头板与储料箱之间设置有出料口,所述卸料辊位于出料口的正上方。
优选的,所述储料箱的底部与步进地板之间设置有加强杆,所述加强杆上且靠近液压油缸的一端依次设置有油缸换向阀与油缸调速阀,通过油缸换向阀控制液压油缸的启停与运动方向,通过油缸调速阀调节液压油缸的流量与压力。
一种能均匀布料的智能型物料步进控制方法,包括以下步骤:
步骤S1、设备初始化/停机复位:对设备进行起机,设备初始化,通过启动步进电机与油缸换向阀,将所有液压油缸收缩回到后退到位状态,并对液压油缸进行编程,从1-n循环检查液压油缸是否在尾部,否则则后退,每次仅后退1根步进地板,n为步进地板的根数;
步骤S2、地板运动:从初始状态开始,按间隔从1-n依次启动步进地板使其前进,每个步进地板前进到头后即后退,后退到头后即前进,在步进地板的后退期间仅限定1次最多1根步进地板后退,从而避免液压油缸运行偏差导致多根步进地板同时后退,在启动阶段时延时启动1-n号步进地板,在循环运行阶段时检测各个步进地板前端并接近开关并得电,从而进行后退,后退至尽头时并再次前进;
步骤S3、参数校准:当步进地板在运行的过程中,对每根步进地板进行前进与后退时长的自动统计与显示,如时长偏差超差,则发出参数校准指令,该指令掉电保存,并对液压油缸的运行时长与运行速度进行检测与调节;
步骤S4、半仓、满仓出料控制:将步进地板起始编号记为n1,默认为1,步进地板结束编号为n2,默认为n,则步进地板的根数n应满足n=n2-n1+1。
优选的,在步骤S3、参数校准中对液压油缸的运行时长与运行速度进行检测与调节时包括以下步骤:
步骤A、油缸运行时长检测方法:油缸换向阀接通指令输出后,记录从前接近开关得电到后接近开关得电的时长则为后退时长,同理和记录可前进时长;
步骤B、油缸运行速度调节方法:根据比例油缸调速阀阀芯的特性曲线,同时根据开度所在范围和偏差,如果时间过长则开度逐渐增大,再记录时间,经多轮循环调整,将开度和运行时间调整至理想状态。
优选的,将物料置于步进地板上,步进地板与液压站控制各个液压油缸同步动作,液压油缸运动时同时带动了8根步进地板依次前进,当8根步进地板同时前进时,此时最多只有3根步进地板同时后退;
当8根步进地板波浪前进时,同时只有1根步进地板后退,依次循环,将步进地板上的物料连续向出料口方向输送,随后启动齿轮减速机,齿轮减速机带动卸料辊滚动,进而对物料进行推料,将物料通过出料口落出,卸料辊运行速度与步进地板的行进速度匹配,避免堵料,应满足T后=△t-1,T前=(n-1)△t的关系,其中:n为步进地板的根数,△t为延时时长,T前为单根步进地板的前进时长,T后为单根步进地板的后退时长。
本发明的有益效果是:
通过将微步驱动装置连接在步进电机上,利用同步传感器将步进电机与液压油缸进行电连接,使得步进电机与液压油缸的速度相适配,当液压油缸运行带动步进地板移动时,使得步进地板内的物料一齐移动,利用主控制电路与PWM细分驱动装置对步进电机进行PWM细分驱动,可控制步进电机转动的速度与角速度,对步进电机进行调速,从而避免了避免出现过快或过慢的给料速度,不会导致物料堆积或稀疏。
利用两个PWM驱动芯片将步进电机的转子转动周期分为24个微步,同时将步进电机线圈中的电流细分,由常规的矩形波供电改为阶梯波供电,此时线圈中的电流经过若干个阶梯上升至额定值,或以同样的方式下降到零,减小了步进电机的步进角,减小了步进误差,从而提高了步进电机的分辨率与步距精度,减弱或消除了振荡,有益于降低步进电机运行时的噪音,保持其平稳。
当液压油缸带动步进地板前进时,使其内部的物料移动至出料口内,通过齿轮减速机带动卸料辊滚动,进而对物料进行推料,可使得物料由出料口落出,卸料辊运行速度与步进地板的行进速度匹配,从而避免了物料堵料。
附图说明
图1为本发明提出的一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法的总结构示意图;
图2为本发明提出的一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法的俯视结构示意图;
图3为本发明提出的一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法的底部结构示意图;
图4为本发明提出的一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法的图3中A点放大处结构示意图;
图5为本发明提出的一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法的微步驱动装置原理图;
图6为本发明提出的一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法的PWM细分驱动装置原理图;
图7为本发明提出的一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法的主控制电路原理图;
图8为本发明提出的一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法的电流控制***原理图;
图9为本发明提出的一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法的步进地板同时前进示意图;
图10为本发明提出的一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法的步进地板波浪前进示意图。
图中:
1、储料箱;2、步进地板;3、液压站;4、油缸支撑横梁;5、液压油缸;6、下头板;7、出料口;8、齿轮减速机;9、卸料辊;10、步进电机;11、加强杆;12、油缸换向阀;13、油缸调速阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段,机械、零件和设备均采用现有技术中,常规的型号,加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式,在此不再详述。
实施例一:参照图1-8,一种能均匀布料的智能型物料步进***,包括储料箱1,储料箱1的底部均匀铺设有步进地板2,步进地板2的数目为八个,步进地板2的底部安装有油缸支撑横梁4,油缸支撑横梁4上设置有可供步进地板2移动的液压油缸5,储料箱1的一侧固定连接有安装架,安装架上设置有步进电机10,步进电机10的输出端连接至液压油缸5上且还连接有微步驱动装置;
其中微步驱动装置包括定时器,定时器连接着计算机存储器,计算机存储器连接着D/A转换器,D/A转换器连接着电流控制***,电流控制***连接着PWM细分驱动装置,PWM细分驱动装置连接着主控制电路,主控制电路的输出端连接在步进电机10上,步进电机10还连接有同步传感器,主控制电路的输出端还与电流控制***连接;
PWM细分驱动装置包括单片机***,单片机***的输出端连接有两个D/A转换器,两个D/A转换器分别连接有电压比较器U1,电压比较器U1的输出端连接有PWM驱动芯片,PWM驱动芯片连接有功率驱动级,功率驱动级的一端连接有电阻Rt,电阻Rt的输出端与电源VCC连接,功率驱动级还连接在电压比较器U1的输入端上,两个功率驱动级的输出端依次连接在步进电机10上。
主控制电路包括主控芯片U2,主控芯片U2的第1、2、3、4引脚依次连接在定时器J1上,主控芯片U2的第5引脚依次连接第6、7、8引脚后并接地,主控芯片U2的第10引脚与第11、12引脚连接后并与电流控制***连接,主控芯片U2的第13、14、15、16引脚依次与步进电机10的第3、4、5、6引脚连接后并依次连接有二极管D1、二极管D2、二极管D3与二极管D4,步进电机10的第1引脚与第2引脚连接后并与电源VCC连接,步进电机10的第10、11、12引脚依次连接在同步传感器上,二极管D1、二极管D2、二极管D3与二极管D4依次连接有电阻R1、电阻R2、电阻R3与电阻R4,电阻R4依次与电阻R3、电阻R2、电阻R1连接后并与电源VCC连接;
主控制电路还包括主电源J2,主电源J2的输出端连接有二极管D5,二极管D5的负极连接有电容C2,主电源J2与二极管D5、电容C2组成串联电路,且该串联电路并联有电容C1,电容C1一端与电源VCC连接,另一端与接地端GND连接。
电流控制***包括运算放大器U3,运算放大器U3的反向输入端连接有电容C3,电容C3的负极接地,电容C3的正极连接有电阻R5,电阻R5的一端连接有电压传感器VS1,电压传感器VS1的一端接地,运算放大器U3的输出端连接有三极管Q1,三极管Q1的集电极连接有发光二极管D6,发光二极管D6的一端连接有电阻R6,电阻R6的输出端连接在主控芯片U2的引脚上,三极管Q1的集电极连接的发射极连接有电阻R7,电阻R7的一端连接在运算放大器U3的同相输入端上,电阻R7还连接有电容C4,电容C4与电阻R7组成并联电路,且该并联电路接地。
储料箱1上等间距设置有齿轮减速机8,齿轮减速机8的输出端连接有卸料辊9,储料箱1的侧壁底部固定连接有下头板6,下头板6倾斜设置在储料箱1的内部,且下头板6与储料箱1之间设置有出料口7,卸料辊9位于出料口7的正上方。
储料箱1的底部与步进地板2之间设置有加强杆11,加强杆11上且靠近液压油缸5的一端依次设置有油缸换向阀12与油缸调速阀13,通过油缸换向阀12控制液压油缸5的启停与运动方向,通过油缸调速阀13调节液压油缸5的流量与压力。
本实施方案中,当将把物料放置在步进地板2上,随后依次启动步进电机10与液压油缸5,液压油缸5运动时依次带动了8根步进地板2依次移动,当8根步进地板2同时前进时,此时可最多3根步进地板2同时向后退,如图9所示;当8根步进地板2呈波浪前进时,此时只有1根步进地板2向后退,如图10所示,此时带动了处于步进地板2内的物料移动,当步进地板2内部的物料不均匀时,通过主控制电路中的主控芯片U2的输出信号,当主控芯片U2发出一个脉冲信号,脉冲信号传递给步进电机10,此时步进电机10接收到该脉冲信号,并将该脉冲信号转化为角位移,从而可使得步进电机10按设定的方向转动一个固定的角度,即步进角,进而通过控制该脉冲频率来控制步进电机10转动的速度与加速度,达到对步进电机10进行调速,当物料在储料箱1的前侧堆积较多时,通过对步进电机10进行调慢设置,从而使得液压油缸5移动的速度较慢,使得步进地板2移动缓慢,防止了后侧的物料持续出料的现象,物料在储料箱1的前侧堆积较少时,对步进电机10进行调快设置,从而使得液压油缸5移动的速度较快,使得步进地板2移动加快,进而加快了后侧物料移动的速度,当步进电机10运行速度过快时,通过电流控制***控制步进电机10中的线圈,当步进电机10发出的信号,经过电阻R5与电容C1时组成一个低通滤波器,后送至运算放大器U3,运算放大器U3在深度反馈的条件下具有虚短的特性,信号进入运算放大器U3的同相输入端后,运算放大器U3控制输出,通过反馈回路使得反相端输入端的电压逼近同相输入端电压,最后保持相等,同时在此过程中,三极管Q1进入线性区,流过电阻R7的电流增大,同时电阻R3两端的电压也随即增大,最终运算放大器U3反向输入端电压等于同相输入端电压,此时二极管D6发出稳定的亮光,电路进入稳定状态,当流过的电流大小不同时,会导致步进电机10中的线圈所产生的磁场强度不同,进而导致了步进电机10中转子的平衡位置发生变化,利用PWM细分驱动装置可使得步进电机10中的动态闭环响应较快,对线圈负载变化时的动态响应较快,同时利用两个PWM驱动芯片将步进电机10的转子转动一圈为1个周期,并将该周期分为24个微步,同时将步进电机10线圈中的电流细分,由常规的矩形波供电改为阶梯波供电,此时线圈中的电流经过若干个阶梯上升至额定值,或以同样的方式下降到零,从而减小了步进电机10的步进角,减小了步进误差,进而提高了步进电机10的分辨率与步距精度,经过PWM细分驱动后,使得步进电机10的变化幅度大大减少,所以当转子到达平衡时的过剩能量也大大减小,远离转子的低频谐振频率,从而使得步进电机10运行平稳,减弱或消除了振荡,降低了步进电机10运行时的噪音。
实施例二:参照图1-4,在实施例一的基础上,提供一种能均匀布料的智能型物料步进***及其控制方法技术方案,包括以下步骤:
步骤S1、设备初始化/停机复位:对设备进行起机,设备初始化,通过启动步进电机10与油缸换向阀12,将所有液压油缸5收缩回到后退到位状态,并对液压油缸5进行编程,从1-n循环检查液压油缸5是否在尾部,否则则后退,每次仅后退1根步进地板2,n为步进地板2的根数;
步骤S2、地板运动:从初始状态开始,按间隔从1-n依次启动步进地板2使其前进,每个步进地板2前进到头后即后退,后退到头后即前进,在步进地板2的后退期间仅限定1次最多1根步进地板2后退,从而避免液压油缸5运行偏差导致多根步进地板2同时后退,在启动阶段时延时启动1-n号步进地板2,在循环运行阶段时检测各个步进地板2前端并接近开关并得电,从而进行后退,后退至尽头时并再次前进;
步骤S3、参数校准:当步进地板2在运行的过程中,对每根步进地板2进行前进与后退时长的自动统计与显示,如时长偏差超差,则发出参数校准指令,该指令掉电保存,并对液压油缸5的运行时长与运行速度进行检测与调节;
步骤S4、半仓、满仓出料控制:将步进地板2起始编号记为n1,默认为1,步进地板2结束编号为n2,默认为n,则步进地板2的根数n应满足n=n2-n1+1。
在步骤S3、参数校准中对液压油缸5的运行时长与运行速度进行检测与调节时包括以下步骤:
步骤A、油缸运行时长检测方法:油缸换向阀12接通指令输出后,记录从前接近开关得电到后接近开关得电的时长则为后退时长,同理和记录可前进时长;
步骤B、油缸运行速度调节方法:根据比例油缸调速阀13阀芯的特性曲线,同时根据开度所在范围和偏差,如果时间过长则开度逐渐增大,再记录时间,经多轮循环调整,将开度和运行时间调整至理想状态。
将物料置于步进地板2上,步进地板2与液压站3控制各个液压油缸5同步动作,液压油缸5运动时同时带动了8根步进地板2依次前进,当8根步进地板2同时前进时,此时最多只有3根步进地板2同时后退;
当8根步进地板2波浪前进时,同时只有1根步进地板2后退,依次循环,将步进地板2上的物料连续向出料口7方向输送,随后启动齿轮减速机8,齿轮减速机8带动卸料辊9滚动,进而对物料进行推料,将物料通过出料口7落出,卸料辊9运行速度与步进地板2的行进速度匹配,避免堵料,应满足T后=△t-1,T前=(n-1)△t的关系,其中:n为步进地板2的根数,△t为延时时长,T前为单根步进地板2的前进时长,T后为单根步进地板2的后退时长。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种能均匀布料的智能型物料步进***,包括储料箱(1),其特征在于,所述储料箱(1)的底部均匀铺设有步进地板(2),所述步进地板(2)的数目为八个,所述步进地板(2)的底部安装有油缸支撑横梁(4),所述油缸支撑横梁(4)上设置有可供步进地板(2)移动的液压油缸(5),所述储料箱(1)的一侧固定连接有安装架,所述安装架上设置有步进电机(10),所述步进电机(10)的输出端连接至液压油缸(5)上且还连接有微步驱动装置;
其中微步驱动装置包括定时器,所述定时器连接着计算机存储器,所述计算机存储器连接着D/A转换器,所述D/A转换器连接着电流控制***,所述电流控制***连接着PWM细分驱动装置,所述PWM细分驱动装置连接着主控制电路,所述主控制电路的输出端连接在步进电机(10)上,所述步进电机(10)还连接有同步传感器,所述主控制电路的输出端还与电流控制***连接;
所述PWM细分驱动装置包括单片机***,所述单片机***的输出端连接有两个D/A转换器,两个所述D/A转换器分别连接有电压比较器U1,所述电压比较器U1的输出端连接有PWM驱动芯片,所述PWM驱动芯片连接有功率驱动级,所述功率驱动级的一端连接有电阻Rt,所述电阻Rt的输出端与电源VCC连接,所述功率驱动级还连接在电压比较器U1的输入端上,两个所述功率驱动级的输出端依次连接在步进电机(10)上;
所述主控制电路包括主控芯片U2,所述主控芯片U2的第1、2、3、4引脚依次连接在定时器J1上,所述主控芯片U2的第5引脚依次连接第6、7、8引脚后并接地,主控芯片U2的第10引脚与第11、12引脚连接后并与电流控制***连接,主控芯片U2的第13、14、15、16引脚依次与步进电机(10)的第3、4、5、6引脚连接后并依次连接有二极管D1、二极管D2、二极管D3与二极管D4,步进电机(10)的第1引脚与第2引脚连接后并与电源VCC连接,步进电机(10)的第10、11、12引脚依次连接在同步传感器上,所述二极管D1、二极管D2、二极管D3与二极管D4依次连接有电阻R1、电阻R2、电阻R3与电阻R4,所述电阻R4依次与电阻R3、电阻R2、电阻R1连接后并与电源VCC连接;
所述主控制电路还包括主电源J2,所述主电源J2的输出端连接有二极管D5,所述二极管D5的负极连接有电容C2,所述主电源J2与二极管D5、电容C2组成串联电路,且该串联电路并联有电容C1,所述电容C1一端与电源VCC连接,另一端与接地端GND连接;
所述电流控制***包括运算放大器U3,所述运算放大器U3的反向输入端连接有电容C3,所述电容C3的负极接地,所述电容C3的正极连接有电阻R5,所述电阻R5的一端连接有电压传感器VS1,所述电压传感器VS1的一端接地,所述运算放大器U3的输出端连接有三极管Q1,所述三极管Q1的集电极连接有发光二极管D6,所述发光二极管D6的一端连接有电阻R6,所述电阻R6的输出端连接在主控芯片U2的引脚上,所述三极管Q1的集电极连接的发射极连接有电阻R7,所述电阻R7的一端连接在运算放大器U3的同相输入端上,所述电阻R7还连接有电容C4,所述电容C4与电阻R7组成并联电路,且该并联电路接地;
所述储料箱(1)上等间距设置有齿轮减速机(8),所述齿轮减速机(8)的输出端连接有卸料辊(9),所述储料箱(1)的侧壁底部固定连接有下头板(6),所述下头板(6)倾斜设置在储料箱(1)的内部,且下头板(6)与储料箱(1)之间设置有出料口(7),所述卸料辊(9)位于出料口(7)的正上方;
所述储料箱(1)的底部与步进地板(2)之间设置有加强杆(11),所述加强杆(11)上且靠近液压油缸(5)的一端依次设置有油缸换向阀(12)与油缸调速阀(13),通过油缸换向阀(12)控制液压油缸(5)的启停与运动方向,通过油缸调速阀(13)调节液压油缸(5)的流量与压力;
所述一种能均匀布料的智能型物料步进***的使用方法包括以下步骤:
步骤S1、设备初始化/停机复位:对设备进行起机,设备初始化,通过启动步进电机(10)与油缸换向阀(12),将所有液压油缸(5)收缩回到后退到位状态,并对液压油缸(5)进行编程,从1-n循环检查液压油缸(5)是否在尾部,否则则后退,每次仅后退1根步进地板(2),n为步进地板(2)的根数;
步骤S2、地板运动:从初始状态开始,按间隔从1-n依次启动步进地板(2)使其前进,每个步进地板(2)前进到头后即后退,后退到头后即前进,在步进地板(2)的后退期间仅限定1次最多1根步进地板(2)后退,从而避免液压油缸(5)运行偏差导致多根步进地板(2)同时后退,在启动阶段时延时启动1-n号步进地板(2),在循环运行阶段时检测各个步进地板(2)前端并接近开关并得电,从而进行后退,后退至尽头时并再次前进;
步骤S3、参数校准:当步进地板(2)在运行的过程中,对每根步进地板(2)进行前进与后退时长的自动统计与显示,如时长偏差超差,则发出参数校准指令,该指令掉电保存,并对液压油缸(5)的运行时长与运行速度进行检测与调节;
步骤S4、半仓、满仓出料控制:将步进地板(2)起始编号记为n1,默认为1,步进地板(2)结束编号为n2,默认为n,则步进地板(2)的根数n应满足n=n2-n1+1。
2.根据权利要求1所述的一种能均匀布料的智能型物料步进***,其特征在于,在步骤S3、参数校准中对液压油缸(5)的运行时长与运行速度进行检测与调节时包括以下步骤:
步骤A、油缸运行时长检测方法:油缸换向阀(12)接通指令输出后,记录从前接近开关得电到后接近开关得电的时长则为后退时长,同理和记录可前进时长;
步骤B、油缸运行速度调节方法:根据比例油缸调速阀(13)阀芯的特性曲线,同时根据开度所在范围和偏差,如果时间过长则开度逐渐增大,再记录时间,经多轮循环调整,将开度和运行时间调整至理想状态。
3.根据权利要求1所述的一种能均匀布料的智能型物料步进***,其特征在于,将物料置于步进地板(2)上,步进地板(2)与液压站(3)控制各个液压油缸(5)同步动作,液压油缸(5)运动时同时带动了8根步进地板(2)依次前进,当8根步进地板(2)同时前进时,此时最多只有3根步进地板(2)同时后退;
当8根步进地板(2)波浪前进时,同时只有1根步进地板(2)后退,依次循环,将步进地板(2)上的物料连续向出料口(7)方向输送,随后启动齿轮减速机(8),齿轮减速机(8)带动卸料辊(9)滚动,进而对物料进行推料,将物料通过出料口(7)落出,卸料辊(9)运行速度与步进地板(2)的行进速度匹配,避免堵料,应满足T后=△t-1,T前=(n-1)△t的关系,其中:n为步进地板(2)的根数,△t为延时时长,T前为单根步进地板(2)的前进时长,T后为单根步进地板(2)的后退时长。
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