虛實(shí)結(jié)合的多缸同步定位數(shù)控系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種虛實(shí)結(jié)合的多缸同步定位數(shù)控系統(tǒng)，其包括控制器以及位置傳感器，所述位置傳感器與控制器連接，控制器還與控制每個(gè)油缸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的比例方向閥連接；在控制器內(nèi)預(yù)置油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)，控制器根據(jù)相應(yīng)位置傳感器獲取對(duì)應(yīng)油缸的實(shí)時(shí)位置信息；在獲取對(duì)應(yīng)油缸的實(shí)時(shí)位置信息后，控制器將每個(gè)油缸對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)位置信息與油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上相應(yīng)的動(dòng)態(tài)位置進(jìn)行比較，并根據(jù)位置比較結(jié)果控制對(duì)應(yīng)比例方向閥的開(kāi)口狀態(tài)，以實(shí)時(shí)控制對(duì)應(yīng)油缸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使得每個(gè)油缸的當(dāng)前位置與控制器內(nèi)油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上相應(yīng)的動(dòng)態(tài)位置保持一致。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，能實(shí)現(xiàn)多缸同步定位，自動(dòng)化程度高，同步定位精度高，安全可靠。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
虛實(shí)結(jié)合的多缸同步定位數(shù)控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種定位數(shù)控系統(tǒng)，尤其是一種虛實(shí)結(jié)合的多缸同步定位數(shù)控系統(tǒng)， 屬于定位數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]數(shù)控油壓機(jī)、折彎?rùn)C(jī)是一類(lèi)精度較高的鈑金加工設(shè)備，其應(yīng)用非常廣泛，如汽車(chē)、 機(jī)械、船舶、家電等行業(yè)。近年來(lái)大噸位、多液壓缸數(shù)控油壓機(jī)、折彎?rùn)C(jī)發(fā)展迅速，但核心的高端數(shù)控系統(tǒng)都是依靠國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格高，維護(hù)成本高、周期長(zhǎng)，且大多是基于PC的一體式系統(tǒng)，系統(tǒng)參數(shù)不透明，部分功能使用受限，開(kāi)放性不高。
[0003]隨著工業(yè)自動(dòng)化、信息化的深入，以智慧工廠(chǎng)和智能生產(chǎn)為主題的工業(yè)4.0時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，對(duì)設(shè)備提出了的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化的發(fā)展要求，研發(fā)一種自主、開(kāi)放、智能化的數(shù)控系統(tǒng)勢(shì)在必行。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種虛實(shí)結(jié)合的多缸同步定位數(shù)控系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)緊湊，能實(shí)現(xiàn)多缸同步定位，自動(dòng)化程度高，同步定位精度高，安全可靠。
[0005]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述虛實(shí)結(jié)合的多缸同步定位數(shù)控系統(tǒng)，包括用于控制多個(gè)油缸保持同步定位的控制器以及用于獲取每個(gè)油缸實(shí)時(shí)位置信息的位置傳感器， 所述位置傳感器與控制器連接，控制器還與控制每個(gè)油缸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的比例方向閥連接；在控制器內(nèi)預(yù)置油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)，控制器根據(jù)相應(yīng)位置傳感器獲取對(duì)應(yīng)油缸的實(shí)時(shí)位置信息;在獲取對(duì)應(yīng)油缸的實(shí)時(shí)位置信息后，控制器將每個(gè)油缸對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)位置信息與油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上相應(yīng)的動(dòng)態(tài)位置進(jìn)行比較，并根據(jù)位置比較結(jié)果控制對(duì)應(yīng)比例方向閥的開(kāi)口狀態(tài)，以實(shí)時(shí)控制對(duì)應(yīng)油缸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使得每個(gè)油缸的當(dāng)前位置與控制器內(nèi)油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上相應(yīng)的動(dòng)態(tài)位置保持一致。
[0006]所述控制器采用PLC，控制器與人機(jī)界面連接;通過(guò)人機(jī)界面向控制器內(nèi)設(shè)置運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)。
[0007]所述位置傳感器的數(shù)量與油缸的數(shù)量對(duì)應(yīng)一致，位置傳感器采用光柵尺，位置傳感器通過(guò)計(jì)數(shù)器模塊與控制器連接。
[0008]所述比例方向閥的數(shù)量與油缸的數(shù)量對(duì)應(yīng)一致，比例方向閥通過(guò)模擬量模塊與控制器連接，所述模擬量模塊上還設(shè)置用于壓力比例閥。
[0009]所述控制器通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器與伺服電機(jī)連接。
[0010]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn):在控制器內(nèi)預(yù)置油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)，通過(guò)位置傳感器獲取油缸的實(shí)時(shí)位置信息，控制器將每個(gè)油缸的實(shí)時(shí)位置信息與油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上的動(dòng)態(tài)位置比較， 并通過(guò)比例方向閥控制對(duì)應(yīng)油缸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使得油缸運(yùn)動(dòng)后的當(dāng)前位置與油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)的動(dòng)態(tài)位置保持一致，從而實(shí)現(xiàn)多油缸的同步定位，結(jié)構(gòu)緊湊，同步定位精度高，安全可靠?！靖綀D說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0012]附圖標(biāo)記說(shuō)明:卜控制器、2-人機(jī)界面、3-計(jì)數(shù)器模塊、4-模擬量模塊、5-比例壓力閥、6-比例方向閥、7-位置傳感器、8-伺服驅(qū)動(dòng)器以及9-伺服電機(jī)?！揪唧w實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]如圖1所示:為了能實(shí)現(xiàn)多缸同步定位，提高自動(dòng)化程度以及同步定位精度，本發(fā)明包括用于控制多個(gè)油缸保持同步定位的控制器1以及用于獲取每個(gè)油缸實(shí)時(shí)位置信息的位置傳感器7,所述位置傳感器7與控制器1連接，控制器1還與控制每個(gè)油缸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的比例方向閥6連接；在控制器1內(nèi)預(yù)置油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)，控制器1根據(jù)相應(yīng)位置傳感器7獲取對(duì)應(yīng)油缸的實(shí)時(shí)位置信息;在獲取對(duì)應(yīng)油缸的實(shí)時(shí)位置信息后，控制器1將每個(gè)油缸對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)位置信息與油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上相應(yīng)的動(dòng)態(tài)位置進(jìn)行比較，并根據(jù)位置比較結(jié)果控制對(duì)應(yīng)比例方向閥6的開(kāi)口狀態(tài)，以實(shí)時(shí)控制對(duì)應(yīng)油缸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使得每個(gè)油缸的當(dāng)前位置與控制器1 內(nèi)油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上相應(yīng)的動(dòng)態(tài)位置保持一致。
[0015]具體地，油缸的數(shù)量與具體的加工設(shè)備相關(guān)，對(duì)于具體的加工設(shè)備，油缸的數(shù)量為確定值，如數(shù)控油壓機(jī)、折彎?rùn)C(jī)對(duì)應(yīng)需要同步定位的油缸數(shù)量能夠有效確定。通過(guò)與每個(gè)油缸對(duì)應(yīng)配合的位置傳感器7獲取對(duì)應(yīng)油缸的實(shí)時(shí)位置信息，通過(guò)與每個(gè)油缸對(duì)應(yīng)配合的比例方向閥6能控制對(duì)應(yīng)油缸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0016]通過(guò)對(duì)任一油缸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的測(cè)量，能夠獲取油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn);在對(duì)油缸過(guò)程測(cè)量時(shí)，具體可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度、位移量等數(shù)據(jù)獲取;對(duì)于確定的加工設(shè)備，加工設(shè)備內(nèi)需要同步的多個(gè)油缸的運(yùn)動(dòng)軌跡相同，即能夠有效獲取對(duì)應(yīng)的油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)，具體過(guò)程為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。
[0017]具體工作時(shí)，位置傳感器7將對(duì)應(yīng)油缸的實(shí)時(shí)位置信息傳輸至控制器1內(nèi)，控制器1 將每個(gè)油缸對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)位置信息與油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)位置進(jìn)行比較，所述位置比較結(jié)果一般可以為相同或不同；在比較時(shí)，控制器1利用PID運(yùn)算等方式獲取位置比較結(jié)果，具體比較過(guò)程可以采用本技術(shù)領(lǐng)域常用的方式，可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，此處不再贅述。
[0018]控制器1根據(jù)位置比較結(jié)果控制比例方向閥6的開(kāi)口，即控制對(duì)應(yīng)油缸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使得油缸運(yùn)動(dòng)后的當(dāng)前位置與控制器1的油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上的動(dòng)態(tài)位置保持一致;當(dāng)所有油缸的當(dāng)前位置與油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上的動(dòng)態(tài)位置均保持一致時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)所有油缸的同步定位，定位精度高。本發(fā)明實(shí)施例中，油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上相應(yīng)的動(dòng)態(tài)位置是指控制器1根據(jù)油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)的得到對(duì)應(yīng)的位置信息，由于將所有油缸的當(dāng)前位置與控制器1 內(nèi)的油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上的動(dòng)態(tài)位置保持一致，能使得所有油缸的運(yùn)動(dòng)軌跡與油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)一致。
[0019]進(jìn)一步地，所述控制器1采用PLC，人機(jī)界面2采用觸摸屏，控制器1與人機(jī)界面2連接;通過(guò)人機(jī)界面2向控制器1內(nèi)設(shè)置油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例中，在測(cè)量獲取任一油缸的油缸運(yùn)動(dòng)軌跡后，通過(guò)人機(jī)界面2能生成油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)，并能將所述油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)傳輸至控制器1內(nèi)，在控制油缸同步定位時(shí)，由于需要對(duì)油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)的位置點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)照，因此，油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上的位置點(diǎn)作為動(dòng)態(tài)位置。具體實(shí)施時(shí)，控制器1還可以通過(guò)人機(jī)界面2顯示預(yù)置的油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)，也能實(shí)時(shí)顯示每個(gè)油缸的運(yùn)動(dòng)軌跡。
[0021]所述位置傳感器7的數(shù)量與油缸的數(shù)量對(duì)應(yīng)一致，位置傳感器7采用光柵尺，位置傳感器7通過(guò)計(jì)數(shù)器模塊3與控制器1連接。所述比例方向閥6的數(shù)量與油缸的數(shù)量對(duì)應(yīng)一致，比例方向閥6通過(guò)模擬量模塊4與控制器1連接，所述模擬量模塊4上還設(shè)置用于壓力比例閥5。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例中，位置傳感器7、比例方向閥6均與油缸呈一一對(duì)應(yīng)，當(dāng)控制器1采用PLC，位置傳感器7采用光柵尺時(shí)，位置傳感器7通過(guò)計(jì)數(shù)器模塊3與控制器1連接，比例方向閥6通過(guò)模擬量模塊4與控制器1連接，計(jì)數(shù)器模塊3、模擬量模塊4均可以采用本技術(shù)領(lǐng)域常用的結(jié)構(gòu)形式，具體為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。通過(guò)壓力比例閥5能控制油缸輸出的壓力。此外，所述控制器1通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器8與伺服電機(jī)9連接。
[0023]本發(fā)明不僅可以在電液比例折彎?rùn)C(jī)中使用、也可以在伺服栗控折彎?rùn)C(jī)、多缸如四缸、六缸油壓機(jī)中使用，其性能穩(wěn)定、可靠，精度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0024]本發(fā)明在控制器1內(nèi)預(yù)置油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)，通過(guò)位置傳感器7獲取油缸的實(shí)時(shí)位置信息，控制器1將每個(gè)油缸的實(shí)時(shí)位置信息與油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上的動(dòng)態(tài)位置比較，并通過(guò)比例方向閥6控制對(duì)應(yīng)油缸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使得油缸運(yùn)動(dòng)后的當(dāng)前位置與油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)的動(dòng)態(tài)位置保持一致，從而實(shí)現(xiàn)多油缸的同步定位，結(jié)構(gòu)緊湊，同步定位精度高，安全可A+-.與巨O
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種虛實(shí)結(jié)合的多缸同步定位數(shù)控系統(tǒng)，其特征是:包括用于控制多個(gè)油缸保持同 步定位的控制器(1)以及用于獲取每個(gè)油缸實(shí)時(shí)位置信息的位置傳感器(7)，所述位置傳感 器(7)與控制器(1)連接，控制器(1)還與控制每個(gè)油缸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的比例方向閥(6)連接；在控制器(1)內(nèi)預(yù)置油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)，控制器(1)根據(jù)相應(yīng)位置傳感器(7)獲取對(duì)應(yīng) 油缸的實(shí)時(shí)位置信息;在獲取對(duì)應(yīng)油缸的實(shí)時(shí)位置信息后，控制器(1)將每個(gè)油缸對(duì)應(yīng)的實(shí) 時(shí)位置信息與油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上相應(yīng)的動(dòng)態(tài)位置進(jìn)行比較，并根據(jù)位置比較結(jié)果控制對(duì) 應(yīng)比例方向閥(6)的開(kāi)口狀態(tài)，以實(shí)時(shí)控制對(duì)應(yīng)油缸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使得每個(gè)油缸的當(dāng)前位置 與控制器(1)內(nèi)油缸運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上相應(yīng)的動(dòng)態(tài)位置保持一致。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛實(shí)結(jié)合的多缸同步定位數(shù)控系統(tǒng)，其特征是:控制器(1)與 人機(jī)界面(2)連接;通過(guò)人機(jī)界面(2)向控制器(1)內(nèi)設(shè)置運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛實(shí)結(jié)合的多缸同步定位數(shù)控系統(tǒng)，其特征是:所述位置傳感 器(7)的數(shù)量與油缸的數(shù)量對(duì)應(yīng)一致，位置傳感器(7)采用光柵尺，位置傳感器(7)通過(guò)計(jì)數(shù) 器模塊(3)與控制器(1)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛實(shí)結(jié)合的多缸同步定位數(shù)控系統(tǒng)，其特征是:所述比例方向 閥(6 )的數(shù)量與油缸的數(shù)量對(duì)應(yīng)一致，比例方向閥(6 )通過(guò)模擬量模塊(4 )與控制器(1)連 接，所述模擬量模塊(4)上還設(shè)置用于壓力比例閥(5)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛實(shí)結(jié)合的多缸同步定位數(shù)控系統(tǒng)，其特征是:所述控制器 (1)通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器(8)與伺服電機(jī)(9)連接。
【文檔編號(hào)】G05B19/19GK105955196SQ201610421265
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】陶云輝
【申請(qǐng)人】無(wú)錫金球機(jī)械有限公司