一種擴管比例缸的控制系統及控制方法

2023-07-30 05:38:56 1

專利名稱：一種擴管比例缸的控制系統及控制方法
技術領域：

本發明涉及設備的機電技術領域，具體地講是一種擴管比例缸控制的方法，主要用於比例缸、各種需要位移檢測的液壓缸、氣缸等，還可用於其它距離、位移檢測等自動化控制中的被測設備。
背景技術：
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隨著自動化技術的不斷提高，大量的液壓及氣動執行元件(液壓缸或氣缸)採用了位移檢測，以實現其準確定位、速度控制等自動化控制，目前所有的液壓缸(包括比例缸、伺服缸)、氣缸的位移檢測都是採用插入其缸杆內的位移傳感器檢測。例如，擴管小車比例缸(有效工作行程為2400mm)由比例閥來驅動，簡單的說就是通過比例缸的不同位置來產生不同的給定從而控制比例閥的開口度即控制液壓油的流量，從而來控制比例缸的啟動、高速、低速、停止；而不同位置的檢測就是由插入比例缸活塞杆(即缸杆)中的內置位移傳感器及其附件(配套磁環、插頭等)來實現的；其工作原理是磁致伸縮原理；因各種原因導致比例缸位移傳感器多次損壞，產生了大量的停機時間和掉隊管掉隊鋼，並造成了較高的備修費用；存在問題:1、當比例缸震動過大導致缸杆內位移傳感器傳輸數據異常；2、比例缸震動過大導致位移傳感器線路板損壞、插頭損壞、磁環破損；3、比例缸震動過大導致位移傳感器檢測杆變形磨損。上述問題是目前制約擴管生產順利進行的瓶頸問題。發明內容:
本發明目的是克服上述已有技術的不足，而提供一種擴管比例缸控制的方法，主要解決現有的內置式位移傳感器不適應現場工況及工藝需求，易出現故障、影響設備正常運行、不利提高經濟效益等問題。本發明的技術方案是:一種擴管比例缸的控制系統，其特殊之處在於它由擴管小車、比例缸、比例缸缸杆、頂杆、小車滑動基座、伺服缸缸杆、伺服缸組成，擴管小車一端由比例缸的比例缸缸杆驅動，另一端與頂杆連接，在比例缸下方設伺服缸，二者固定為一整體，伺服缸通過伺服缸缸杆驅動小車滑動基座，小車滑動基座上設擴管小車；在比例缸上設雷射傳感器，雷射傳感器發出的雷射束始終跟隨擴管小車的前後動作，並產生不斷變化的信號；在擴管小車上設鎖舌。本發明的控制系統的控制方法，其特殊之處在於包括如下工藝步驟:
a首先將系統安裝好，伺服缸缸杆6前進後退距離與固定在伺服缸5之上並連成一體的比例缸3和擴管小車8就同時被動前進後退相同距離，這樣就可以不用考慮伺服缸缸杆6伸縮時產生的位移量；擴管小車8由比例缸3的比例缸缸杆4驅動，比例缸缸杆4前後動作驅動擴管小車8前後動作，那麼安裝於比例缸3上的雷射傳感器I所發出的雷射束2即始終跟隨擴管小車8的前後動作，並產生不斷變化的4-20mA信號；
b該信號傳入S7300 PLC的Al模塊，在PLC的CPU中轉換為0-27648的數字量，CPU通過程序邏輯運算，從而控制擴管小車8的前進、後退、高速、低速、到位停止；
c當雷射傳感器I發出的雷射束2檢測到擴管小車8前進到位，立即停止擴管小車8，鎖舌9自動落下鎖住擴管小車8，那麼雷射傳感器I的工作就暫時結束，此時軋擴機後臺準備好，鋼管進行擴軋時再大的震動對雷射傳感器I已經沒有任何影響；
d鋼管擴軋結束後，擴管小車8恢復了平穩，鎖舌9升起打開，擴管小車8回退，當雷射傳感器I發出的雷射束2檢測到擴管小車8回退到位時，立即停止擴管小車8，等待下一個循環。本發明所述的一種擴管比例缸的控制系統及控制方法與已有技術相比具有突出的實質性特點和顯著進步，1、將現有的內置式改為外置式檢測，看得見摸得著，設備狀態一目了然，與比例缸缸杆沒有任何接觸，且沒有磁環等相關的配套附件，採購、備修成本大大降低，極大便於維護；2、直接安裝在比例缸缸體上，大大簡化了安裝結構，減少了安裝配件，節約了安裝成本，同時解決了比例缸後缸蓋內置式位移傳感器安裝絲孔漏油的問題；3、解決了長期影響設備安全順行的瓶頸問題，鋼管擴軋時再大的震動也不會影響雷射傳感器的正常運行，徹底解決了內置式位移傳感器因震動而導致的2400mm的檢測杆彎曲變形，磁環碎裂，電路板損壞 ，插頭鬆動，數據傳輸異常等問題。


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圖1是本發明的結構連接示意圖。圖面說明:
I雷射傳感器2雷射束3比例缸4比例缸缸杆5伺服缸6伺服缸缸杆7小車滑動基座8擴管小車9鎖舌10頂杆。
具體實施方式
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為了更好地理解與實施，下面結合附圖給出具體實施例，詳細說明本發明，所舉實施例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。實施例1，參見圖1，擴管小車8由比例缸3的比例缸缸杆4驅動，並與頂杆10連接，在比例缸3下方安裝伺服缸5，二者通過機械機構固定為一整體，伺服缸5通過伺服缸缸杆6驅動小車滑動基座7，小車滑動基座7上安裝擴管小車8 ;在比例缸3上安裝雷射傳感器1，雷射傳感器I發出的雷射束2始終跟隨擴管小車8的前後動作，並產生不斷變化的信號；在擴管小車8上安裝鎖舌9 ;形成本發明的擴管比例缸的控制系統。實施例2，擴管小車8由比例缸3的比例缸缸杆4驅動；先將雷射傳感器I安裝在擴管比例缸3缸體上，之所以這樣安裝是因為，比例缸3是安裝於伺服缸5上方，通過機械機構將比例缸3和伺服缸5連成一整體，而伺服缸5通過伺服缸缸杆6驅動小車滑動基座7整體前後位移進行頂杆10前伸量的伺服補償，也就說伺服缸缸杆6前進後退的距離與伺服缸5上方連成一體的比例缸3和擴管小車8就同時被動前進後退相同距離，那麼這樣安裝，就可以不用考慮伺服缸缸杆6伸縮時產生的位移量，編程相對要簡單些；比例缸缸杆4前後動作驅動擴管小車8前後動作，那麼安裝於比例缸3上的雷射傳感器I所發出的雷射束2即始終跟隨擴管小車8的前後動作，並產生不斷變化的4-20mA信號，該信號傳人S7300 PLC的Al模塊，在PLC的CPU中轉換為0-27648的數字量，CPU通過(編寫好)程序邏輯運算，從而控制擴管小車8的前進、後退、高速、低速、到位停止；只要雷射傳感器I發出的雷射束2檢測到擴管小車8前進到位，立即停止擴管小車8，鎖舌9自動落下鎖住擴管小車8，那麼雷射傳感器I的工作就暫時結束(不參與控制)，此時軋擴機後臺準備好，鋼管進行擴軋時再大的震動對雷射傳感器I已經沒有任何影響，鋼管擴軋結束後，擴管小車8就恢復了平穩，鎖舌9升起打開，擴管小車8回退，當雷射傳感器I發出的雷射束2檢測到擴管小車8回退到位時， 立即停止擴管小車8，等待下一個循環。
權利要求
1.一種擴管比例缸的控制系統，其特徵在於它由擴管小車(8)、比例缸(3)、比例缸缸杆(4)、頂杆(10)、小車滑動基座(7)、伺服缸缸杆(6)、伺服缸(5)組成,擴管小車(8) —端由比例缸(3)的比例缸缸杆(4)驅動，另一端與頂杆(10)連接，在比例缸(3)下方設伺服缸(5)，二者固定為一整體，伺服缸(5)通過伺服缸缸杆(6)驅動小車滑動基座(7)，小車滑動基座(7 )上設擴管小車(8 );在比例缸(3 )上設雷射傳感器(I)，雷射傳感器(I)發出的雷射束(2)始終跟隨擴管小車(8)的前後動作，並產生不斷變化的信號；在擴管小車(8)上設鎖舌(9)。
2.採用權利要求1的控制系統的控制方法，其特徵在於包括如下工藝步驟: a首先將系統安裝好，伺服缸缸杆6前進後退距離與固定在伺服缸5之上並連成一體的比例缸3和擴管小車8就同時被動前進後退相同距離，這樣就可以不用考慮伺服缸缸杆6伸縮時產生的位移量；擴管小車8由比例缸3的比例缸缸杆4驅動，比例缸缸杆4前後動作驅動擴管小車8前後動作，那麼安裝於比例缸3上的雷射傳感器I所發出的雷射束2即始終跟隨擴管小車8的前後動作，並產生不斷變化的4-20mA信號； b該信號傳入S7300 PLC的Al模塊，在PLC的CPU中轉換為0-27648的數字量，CPU通過程序邏輯運算，從而控制擴管小車8的前進、後退、高速、低速、到位停止； c當雷射傳感器I發出的雷射束2檢測到擴管小車8前進到位，立即停止擴管小車8，鎖舌9自動落下鎖住擴管小車8，那麼雷射傳感器I的工作就暫時結束，此時軋擴機後臺準備好，鋼管進行擴軋時再大的震動對雷射傳感器I已經沒有任何影響； d鋼管擴軋結束後，擴管小車8恢復了平穩，鎖舌9升起打開，擴管小車8回退，當雷射傳感器I發出的雷射束2檢測到擴管小車8回退到位時，立即停止擴管小車8，等待下一個循環。
全文摘要
本發明公開了一種擴管比例缸的控制系統，其特點是由擴管小車(8)、比例缸(3)、比例缸缸杆(4)、頂杆(10)、小車滑動基座(7)、伺服缸缸杆(6)、伺服缸(5)組成，在比例缸(3)上設雷射傳感器(1)，在擴管小車(8)上設鎖舌(9)；其控制方法，包括如下工藝步驟系統安裝好後，雷射傳感器所發出的雷射束即始終跟隨擴管小車的前後動作，並產生不斷變化的4-20mA信號，該信號在PLC的CPU中轉換為0-27648的數字量，通過程序邏輯運算，從而控制擴管小車的前進、後退、高速、低速、到位停止；將現有的內置式改為外置式檢測，便於維護，節約了成本，鋼管擴軋時再大的震動也不會影響雷射傳感器的正常運行，徹底解決了內置式位移傳感器因震動而導致的檢測杆彎曲變形、磁環碎裂、電路板損壞、插頭鬆動、數據傳輸異常等問題。
文檔編號F15B15/28GK103212644SQ20131012346
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月11日 優先權日2013年4月11日
發明者成進軍, 王仁波, 馬正, 姜玉敏, 王俊強, 李京軍, 朱毅勇 申請人:煙臺魯寶鋼管有限責任公司