一种全液压铣刨机数字控制系统的制作方法

本发明涉及一种全液压铣刨机数字控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

近年来，随着中国公路建设的蓬勃发展，公路的养护工作也越来越多，铣刨机已经成为公路维护和保养中不可缺少的工具。随着现代公路养护技术的进步和现代交通对路面质量要求的不断提高，对铣刨机的各种性能也提出了比较高的要求，使得智能控制技术、微电子技术和局域网络通讯技术在现代铣刨机中得到了越来越广泛的应用。基于嵌入式微处理器或者单片机的数字控制系统在现代铣刨机中正逐渐被普及，并成为铣刨机工作质量的重要保证。铣刨机的电控系统在很大程度上决定了整台铣刨机的工作效率和质量。

技术实现要素：

本发明提出了一种全液压铣刨机数字控制系统，该系统是基于微电子技术、智能控制技术和CAN通讯技术的数字控制系统，可以实现铣刨机铣刨过程中功率自动分配、行走控制及铣刨深度控制；其良好的人机界面。可以实现铣刨机整机重要运行状态参数的图画和汉字显示,以及整机运行状态参数的实时监控和故障报警。

本发明所采用的技术方案是：所述铣刨机数字控制系统实现的功能主要包括发动机转速及功率分配控制、行走及转向控制、铣刨深度控制、碎屑回收控制、整机运行参数过程监视、故障自诊断及报警、按键状态实时控制。

所述控制系统采用了集散式的计算机管理体系结构，以便于实现铣刨机整机系统的集中管理及处理更多复杂工况，提高了系统的智能化水平及可靠性。

所述铣刨机控制系统的发动机选用的是电喷式发动机，其转速由发动机内置的控制器依据负载状况进行实时调控。功率分配控制器的作用是在铣刨机作时，保持发动机转速在额定转速附近，使发动机保持额定功率。铣刨机的行走及原地转向功能是由行走控制器来实现的。铣刨深度控制器是根据声纳传感器实时检测到的路面状况来实现刀具铣刨深度的控制。碎屑回收控制器是在铣刨的过程中，利用负压的原理将铣刨碎屑进行回收。整台铣刨机的状态参数及运行故障报警等信息是由监控器检测并显示的。由于CAN总线局域网通讯技术具有灵活、可靠、实时的特点，因此控制系统中各模块之间采用CAN总线技术通讯。

所述铣刨机数字控制系统的控制器均采用MPCIl8控制器，该控制器是专为筑路机械设计的产品，它有3路CAN接口，通过了各种严格的测试，符合欧盟的温湿度、机械强度、电磁兼容和安全性等标准，因此特别适用于机电液一体化系统。

所述刨铣机行驶控制模块的行驶机构是由2套独立的变量泵和变量马达构成的闭环液压驱动系统组成。行驶控制器通过电信号来控制电磁阀，进而驱动液压泵来控制履带行走，在进行铣刨工作时，其行走速度决定了进刀量，所以行走速度还受发动机功率分配器控制；在没有进行铣刨工作时，行驶系统由行驶控制器控制。另外转弯半径也是铣刨机行驶系机动性的一个重要参数。当左、右履带的电磁阀接到控制器大小相等、幅值相反的信号时，两履带一条正转，一条反转，那么铣刨机将原地转向，这时转弯半径为零。行驶控制器也是通过CAN总线和其余控制器及电位器相连接进行信号的交换和传递。

所述控制系统的显示器模块主要完成整机重要运行参数的显示、故障自诊断及报警、CAN总线通讯及控制系统所需控制参数的在线设定等功能。CAN总线主要是完成各控制器发送的铣刨机运行状态参数、故障自诊断及报警信息的接收和控制系统中所需设定参数的传递。显示模块采用了图画和汉字的显示方式，取代了传统电控系统的诸多仪表，使操作者能实时观察到整机的各重要运行参数，大大提高了整台机器的可操作性和人机友好性。

本发明的有益效果是：该数字控制系统可以在不改变硬件电路的基础上，通过改变程序软件来实现不同控制策略，可以使镜刨机电控系统的升级更加经济和方便，这样便可以大大缩短新产品的设计周期。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的铣刨机数字控制系统结构图。

图2是本发明的铣刨机行驶控模块硬件原理图。

图3是本发明的铣刨机人机交互界面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，铣刨机数字控制系统实现的功能主要包括发动机转速及功率分配控制、行走及转向控制、铣刨深度控制、碎屑回收控制、整机运行参数过程监视、故障自诊断及报警、按键状态实时控制。

控制系统采用了集散式的计算机管理体系结构，以便于实现铣刨机整机系统的集中管理及处理更多复杂工况，提高了系统的智能化水平及可靠性。

铣刨机控制系统的发动机选用的是电喷式发动机，其转速由发动机内置的控制器依据负载状况进行实时调控。功率分配控制器的作用是在铣刨机作时，保持发动机转速在额定转速附近，使发动机保持额定功率。铣刨机的行走及原地转向功能是由行走控制器来实现的。铣刨深度控制器是根据声纳传感器实时检测到的路面状况来实现刀具铣刨深度的控制。碎屑回收控制器是在铣刨的过程中，利用负压的原理将铣刨碎屑进行回收。整台铣刨机的状态参数及运行故障报警等信息是由监控器检测并显示的。由于CAN总线局域网通讯技术具有灵活、可靠、实时的特点，因此控制系统中各模块之间采用CAN总线技术通讯。

铣刨机数字控制系统的控制器均采用MPCIl8控制器，该控制器是专为筑路机械设计的产品，它有3路CAN接口，通过了各种严格的测试，符合欧盟的温湿度、机械强度、电磁兼容和安全性等标准，因此特别适用于机电液一体化系统。

如图2，刨铣机行驶控制模块的行驶机构是由2套独立的变量泵和变量马达构成的闭环液压驱动系统组成。行驶控制器通过电信号来控制电磁阀，进而驱动液压泵来控制履带行走，在进行铣刨工作时。其行走速度决定了进刀量，所以行走速度还受发动机功率分配器控制；在没有进行铣刨工作时，行驶系统由行驶控制器控制。另外转弯半径也是铣刨机行驶系机动性的一个重要参数。当左、右履带的电磁阀接到控制器大小相等、幅值相反的信号时，两履带一条正转，一条反转，那么铣刨机将原地转向，这时转弯半径为零。行驶控制器也是通过CAN总线和其余控制器及电位器相连接进行信号的交换和传递。

如图3，控制系统的显示器模块主要完成整机重要运行参数的显示、故障自诊断及报警、CAN总线通讯及控制系统所需控制参数的在线设定等功能。CAN总线主要是完成各控制器发送的铣刨机运行状态参数、故障自诊断及报警信息的接收和控制系统中所需设定参数的传递。显示模块采用了图画和汉字的显示方式，取代了传统电控系统的诸多仪表，使操作者能实时观察到整机的各重要运行参数，大大提高了整台机器的可操作性和人机友好性。