本實(shí)用新型涉及一種對(duì)工件物品位置進(jìn)行精確定位的液壓傳動(dòng)控制技術(shù)，尤其是涉及一種對(duì)直線運(yùn)動(dòng)工件、物品進(jìn)行精確定位和重復(fù)定位的裝置。

背景技術(shù)：

目前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)體質(zhì)改革已經(jīng)達(dá)到一定程度，現(xiàn)在正處于社會(huì)轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要時(shí)期。當(dāng)前勞動(dòng)力成本升高、生產(chǎn)效率低的問(wèn)題已嚴(yán)重制約了實(shí)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化可以大大的提高生產(chǎn)效率。

在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)工件、物品的精確定位、重復(fù)定位直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率，關(guān)系到生產(chǎn)的可持續(xù)進(jìn)行。自動(dòng)化生產(chǎn)線對(duì)工件、物品的精確定位要求相當(dāng)普遍，且精度要求比較高，有的要求在0.1mm以內(nèi)，有的精度0.1mm-2mm就能滿足使用要求。對(duì)于高于在0.1mm以內(nèi)高精度的定位要求，需要使用伺服控制才能滿足定位精確度要求。

伺服控制大體分為兩種方式：一種伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)渦輪蝸桿的開(kāi)環(huán)控制，一種是利用位移傳感器檢測(cè)油缸活塞桿運(yùn)行距離、通過(guò)伺服閥控制油缸運(yùn)行速度、運(yùn)行距離的閉環(huán)控制。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)渦輪蝸桿的開(kāi)環(huán)控制存在機(jī)械磨損，特別是在控制重量大、上、下運(yùn)行使用時(shí)，磨損情況特別嚴(yán)重，導(dǎo)致精度短時(shí)間內(nèi)大幅降低，無(wú)法滿足要求，現(xiàn)在的解決辦法是定期成套更換，造成后期的保養(yǎng)成本增加、維護(hù)工期長(zhǎng)。利用位移傳感器檢測(cè)油缸活塞桿運(yùn)行距離、通過(guò)伺服閥控制油缸運(yùn)行的閉環(huán)控制存在著元件采購(gòu)成本很高，液壓系統(tǒng)制作要求、使用環(huán)境要求苛刻、使用維修技能要求高等缺點(diǎn)。滿足同樣定位精度伺服控制系統(tǒng)，利用位移傳感器檢測(cè)油缸活塞桿運(yùn)行距離、通過(guò)伺服閥控制油缸運(yùn)行的閉環(huán)控制比伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)渦輪蝸桿的開(kāi)環(huán)控制成本高出2.5倍以上。

生產(chǎn)實(shí)際中，在2mm至0.1mm范圍內(nèi)的定位精度要求相當(dāng)普遍，概率很高。而要求在這個(gè)精度范圍內(nèi)的精確定位、重復(fù)定位辦法，目前依舊采用伺服控制：在使用頻率不高的使用場(chǎng)合，一般選用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)渦輪蝸桿的開(kāi)環(huán)控制，雖能降低前期設(shè)備投入成本，但后期維護(hù)、保養(yǎng)、使用成本高；在使用頻率高的條件下，一般選用利用位移傳感器檢測(cè)油缸活塞桿運(yùn)行距離、通過(guò)伺服閥控制油缸運(yùn)行的閉環(huán)控制，雖然使用壽命長(zhǎng)、定位精度能長(zhǎng)期保證，但前期設(shè)備投入大，經(jīng)濟(jì)效益差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提出了一種直線移動(dòng)工件、物品精確定位和重復(fù)定位裝置，利用普通液壓元件對(duì)在二維平面內(nèi)直線移動(dòng)的物品、工件等做精確位置定位。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案：

一種直線運(yùn)動(dòng)工件、物品精確定位和重復(fù)定位裝置，包括液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)（8）以及液壓減速裝置（3），所述液壓系統(tǒng)包括液壓油泵（1）、電磁換向閥（2）以及液壓油缸（5），所述定位裝置還包括位移檢測(cè)模塊（6）以及液控單向閥（4），位移檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)工件或物品的位移數(shù)據(jù)信息并送入控制系統(tǒng)；所述控制系統(tǒng)（8）控制連接液壓系統(tǒng)以及液壓減速裝置（3），所述液壓系統(tǒng)通過(guò)減速裝置（3）和液控單向閥（4）連接液壓油缸（5）。

本實(shí)用新型的有益效果：

1、本實(shí)用新型直線運(yùn)動(dòng)工件、物品精確定位、重復(fù)定位裝置，利用普通液壓油缸（使用常規(guī)的液壓元件，而不是使用成本很高的比例伺服控制）對(duì)在二維平面內(nèi)、直線移動(dòng)的物品、工件等做精確位置定位，不僅克服了伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)渦輪蝸桿的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)使用磨損快、壽命短、后期維護(hù)成本高的缺陷，而且制造、使用、維護(hù)成本遠(yuǎn)低于利用位移傳感器檢測(cè)油缸活塞桿運(yùn)行距離、通過(guò)伺服閥控制油缸運(yùn)行距離的閉環(huán)控制，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

2、本實(shí)用新型直線運(yùn)動(dòng)工件、物品精確定位、重復(fù)定位裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本、無(wú)復(fù)雜精密液壓元件、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定可靠、便于技術(shù)掌握及維修，使用范圍廣的特點(diǎn)，也可以使用總線方式控制數(shù)量眾多的設(shè)備進(jìn)行位置的精確定位、重復(fù)定位。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型直線運(yùn)動(dòng)工件、物品精確定位、重復(fù)定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型定位裝置電磁單向閥工作原理圖；

圖3是本實(shí)用新型中使用的液壓減速裝置原理圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

參見(jiàn)圖1，本發(fā)明直線運(yùn)動(dòng)工件、物品精確定位和重復(fù)定位裝置，包括液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)8以及液壓減速裝置3，所述液壓系統(tǒng)包括液壓油泵1、電磁換向閥2以及液壓油缸5，所述定位裝置還包括位移檢測(cè)模塊6以及液控單向閥4，位移檢測(cè)模塊6實(shí)時(shí)檢測(cè)工件或物品的位移數(shù)據(jù)信息并送入控制系統(tǒng)8；所述控制系統(tǒng)8控制連接液壓系統(tǒng)以及液壓減速裝置3，所述液壓系統(tǒng)通過(guò)液壓減速裝置3和液控單向閥4連接液壓油缸5。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的直線運(yùn)動(dòng)工件、物品精確定位和重復(fù)定位裝置，與實(shí)施例1不同的是：參見(jiàn)圖3，液壓減速裝置3包含電磁單向閥15、雙向節(jié)流閥16，所述電磁單向閥15、雙向節(jié)流閥16并聯(lián)構(gòu)成液壓減速裝置。

電磁單向閥型號(hào)可采用DHF08-227。如圖2所示，電磁單向閥的電磁線圈不通電時(shí)，液壓油流經(jīng)電磁單向閥DHF08-227的B通路，P1到P2、P2到P1可以雙向?qū)?，液壓油可以通過(guò)；當(dāng)電磁單向閥DHF08-227電磁線圈通電時(shí)，電磁單向閥DHF08-227置于A通路，P1到P2、P2到P1雙向關(guān)閉，截?cái)嘁簤河徒?jīng)過(guò)電磁單向閥的B通路，液壓油不可以通過(guò)電磁單向閥。

液壓減速裝置工作原理如下：當(dāng)電磁單向閥DHF08-227電磁線圈不通電，液壓油流經(jīng)電磁單向閥DHF08-227的B通路、雙向節(jié)流閥LF8-00/4GN05，可以雙向全流速通過(guò)，液壓油缸5活塞桿高速運(yùn)行；當(dāng)電磁單向閥DHF08-227電磁線圈通電，電磁單向閥DHF08-227轉(zhuǎn)換到A路截?cái)嘁簤河土鹘?jīng)電磁單向閥DHF08-227的通路，僅經(jīng)雙向節(jié)流閥LF8-00/4GN05通過(guò)，減少液壓油缸5的供油量，降低液壓油缸5活塞桿的運(yùn)行速度。

實(shí)施例3

參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的直線運(yùn)動(dòng)工件、物品精確定位和重復(fù)定位裝置，所述控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、可控編程器或微處理器以及執(zhí)行單元；位移檢測(cè)模塊輸出工件或物品的位移數(shù)據(jù)信息并通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊送入可控編程器或微處理器，可控編程器或微處理器通過(guò)執(zhí)行單元控制連接液壓系統(tǒng)及減速裝置；所述位移檢測(cè)模塊采用模擬量位移傳感器或脈沖高速計(jì)數(shù)器。

可控編程器或微處理器將輸入的模擬量、高速脈沖進(jìn)行分析、運(yùn)算，將油缸活塞桿的運(yùn)行距離時(shí)時(shí)和設(shè)定的定位點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)對(duì)比結(jié)果，在工件、物品接近定位點(diǎn)前1mm-5mm范圍內(nèi)控制減速裝置的動(dòng)作，在工件、物品到達(dá)設(shè)定的定位點(diǎn)時(shí)，關(guān)閉液壓系統(tǒng)中的換向閥，停止油缸活塞桿的運(yùn)行，同時(shí)鎖閉液控單向閥，鎖定工件、物品的停留位置。

實(shí)施例4

參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的直線運(yùn)動(dòng)工件、物品進(jìn)行精確定位和重復(fù)定位裝置，液壓減速裝置3包含電磁單向閥15、雙向節(jié)流閥16；控制系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)采集模塊7、可控編程器9、控制交流接觸器10的中間繼電器11、控制電磁換向閥2 a端電磁鐵線圈的中間繼電器13、控制電磁換向閥2 b端電磁線圈的中間繼電器14、控制電磁單向閥15電磁線圈的中間繼電器12、控制電機(jī)的交流接觸器10及其輔助電路。位移檢測(cè)模塊輸出信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊7接入可控編程器9，所述可控編程器9控制連接各中間繼電器。

液壓減速裝置是降低液壓系統(tǒng)介質(zhì)流量的遠(yuǎn)程可控裝置，用于降低液壓系統(tǒng)的介質(zhì)流量。在接到可控編程器的指令時(shí)，開(kāi)關(guān)減速裝置的電磁閥電源，減少液壓油的通過(guò)量，降低油缸活塞桿的運(yùn)行速度。

液壓減速裝置品種很多，型號(hào)千變?nèi)f化。可以使用電磁調(diào)速閥、電磁減速閥、電磁節(jié)流閥或電磁流量控制閥等，生產(chǎn)廠家不一樣，名稱和型號(hào)也不一樣。

實(shí)施例5

如圖1所示，本實(shí)用新型控制系統(tǒng)中的可控編程器CPU 224XP 6ES7 214-2BD23-OXB8西門子PLC通過(guò)中間繼電器JQX-13F(D)/006-2Z6導(dǎo)通交流接觸器CJ20-25、啟動(dòng)液壓油泵CBW-F210-AFPR，同時(shí)通過(guò)中間繼電器JQX-13F(D)/006-2Z6使電磁換向閥4WE6J-60B/W220-50NZ4a端電磁線圈得電，電磁換向閥2置于左側(cè)位置，導(dǎo)通液壓油泵1、經(jīng)電磁單向閥DHF08-227 B通路和雙向節(jié)流閥LF8-00/4GN05、液控單向閥Z2S6到液壓油缸5 A側(cè)的油路，推動(dòng)液壓油缸5活塞桿帶動(dòng)工件、物品向右高速運(yùn)行，同時(shí)位移測(cè)量模塊6實(shí)時(shí)檢測(cè)物品的位移距離，通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊C2000-A2-5MX2800-AC1將實(shí)時(shí)位移數(shù)據(jù)送入西門子CPU 224XP 6ES7 214-2BD23-OXB8進(jìn)行運(yùn)算、比較，當(dāng)工件或物品接近設(shè)定位置點(diǎn)1mm-5mm時(shí)，西門子CPU 224XP 6ES7 214-2BD23-OXB8通過(guò)中間繼電器JQX-13F(D)/006-2Z6導(dǎo)通電磁單向閥DHF08-227電磁線圈電路，電磁單向閥DHF08-227置于A通路，截?cái)嘁簤河徒?jīng)過(guò)電磁單向閥DHF08-227通路，僅流經(jīng)雙向節(jié)流閥LF8-00/4GN05向液壓油缸1 A側(cè)供油，減少液壓油缸5 A側(cè)的供油量，降低液壓油缸5活塞桿帶動(dòng)工件、物品的運(yùn)行速度，以很低的速度向設(shè)定點(diǎn)運(yùn)行，當(dāng)工件或物品到達(dá)西門子CPU 224XP 6ES7 214-2BD23-OXB8內(nèi)預(yù)設(shè)定位點(diǎn)時(shí)，西門子CPU 224XP 6ES7 214-2BD23-OXB8通過(guò)中間繼電器JQX-13F(D)/006-2Z6停止液壓油泵CBW-F210-AFPR 運(yùn)行、同時(shí)斷開(kāi)電磁換向閥4WE6J-60B/W220-50NZ4 a端電磁鐵線圈電路，電磁換向閥4WE6J-60B/W220-50NZ4置于中位，斷開(kāi)液壓油向液壓油缸5 A端的通路，停止向液壓油缸5供油，工件或物品停止向右移動(dòng)，并通過(guò)液控單向閥Z2S6將工件或物品鎖定在設(shè)置點(diǎn)。

控制系統(tǒng)通過(guò)電磁換向閥改變液壓油缸活塞桿的行進(jìn)方向，使工件或物品正向運(yùn)行或反方向運(yùn)行。

本實(shí)用新型中所述的液壓系統(tǒng)包含油泵電機(jī)組、壓力溢流閥、電磁換向閥、調(diào)速閥、油箱、濾油器、過(guò)濾器、壓力表、液位計(jì)及其連接管路。其中電磁換向閥用于油缸的供油、并根據(jù)位置的不同改變油缸活塞桿的運(yùn)行方向。根據(jù)可控編程器的指令，相應(yīng)的電磁鐵通電，打開(kāi)通往油缸相應(yīng)一側(cè)的供油油路，高壓油推動(dòng)油缸活塞桿以一定的方向帶動(dòng)工件、物品的運(yùn)行。當(dāng)接到可控編程器的停止指令時(shí)，斷開(kāi)電磁換向閥的電路，切斷油缸的供油，促使油缸的活塞桿停止運(yùn)行。

本實(shí)用新型利用低成本的液壓裝置，通過(guò)控制液壓油缸活塞桿的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在油缸活塞桿運(yùn)動(dòng)中，不做限速，在工件、物品接近定位點(diǎn)前，通過(guò)電磁調(diào)速閥降低油缸活塞桿的運(yùn)行速度，消除因液壓油管的膨脹收縮、控制系統(tǒng)的命令延時(shí)、液壓閥關(guān)閉的滯后、液壓油內(nèi)少量空氣的彈性而造成的油缸活塞桿停止運(yùn)行滯后，沖過(guò)定位點(diǎn)，而是在將液壓油缸活塞桿的運(yùn)行速度降低到很低，慢慢地靠近定位點(diǎn)，到達(dá)定位點(diǎn)時(shí)，停止油缸活塞桿的運(yùn)行，并通過(guò)液控單向閥鎖閉液壓油路，就能將油缸活塞桿固定在定位點(diǎn)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，容易實(shí)現(xiàn)。