一种四缸同步运动控制系统总成的制作方法

1.本实用新型涉及液压控制系统领域，特别涉及一种四缸同步运动控制系统总成。


背景技术：

2.目前的四缸同步运动控制的精度仅有5mm左右，还不稳定，累计误差大，在同步精度要求高的场合，厂家不得不额外安装机械限位来保证同步，这样就增加了设备的机械部分，使得机械设备体积庞大，重量也大；如果设备存在偏载情况，还会造成重载的一侧磨损加剧，设备寿命降低；尤其是安装距离长的油缸，同步精度不高的情况对设备的影响非常大，严重者会造成安全事故。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本实用新型中披露了一种解决了传统液压传动系统精度低、噪声大、体积大、内泄漏大的弊端，同时提供profinet总线接口，并可扩展无线接收器，适应重载设备的远程操作和无线操控的四缸同步运动控制液压系统，本实用新型的技术方案是这样实施的：
4.一种四缸同步运动控制系统总成，包括电机泵组、比例伺服阀组、油箱总成、执行机构油缸、回油过滤器、空气过滤器和压力传感器，还包括电气控制柜，电气控制柜内部设置有运动控制器、高速模块和人机界面，人机界面与运动控制器相连，电机泵组设置在所述油箱总成上方，回油过滤器与电机泵组相连接，空气过滤器与油过滤器相连接，空气过滤器与执行机构油缸相连接，空气过滤器与执行机构油缸之间设置压力传感器，执行机构油缸包括4个液压油缸，执行机构油缸设置位置反馈传感器，位置反馈传感器与电气控制柜相连接，比例伺服阀组与执行机构油缸相连接，执行机构油缸与油箱总成相连接，电气控制柜设置在油箱总成的上部。
5.优选地，比例伺服阀组包括六通径比例伺服阀、电磁阀、溢流阀、单向阀、阀块和液压接头。
6.优选地，电机泵组包括柱塞泵、钟罩联轴器和电机，柱塞泵与电机通过钟罩联轴器相连接。
7.优选地，电气控制柜还包括低压电气元件。
8.优选地，位置传感器与电气控制柜通过屏蔽电缆相连接。
9.优选地，人机界面通过屏蔽电缆与电气控制柜相连接。
10.优选地，油箱总成包括油箱和附件结构，附件结构设置在油箱和执行机构油缸之间。
11.优选地，还包括冷却器，冷却器设置在所述油箱总成上部。
12.优选地，电气控制柜、运动控制器和人机界面内设置有应用软件，应用软件利用积分算法和比例算法。
13.实施本实用新型的技术方案可解决现有技术中四缸同步运动控制液压系统精度
较低、累计误差大机械设备较大的问题；实施本实用新型的技术方案，通过使用高速运动控制模块，使用先进的算法，使用可靠的线性比例伺服阀，构成可靠的电气控制闭环，并能根据外部压力设定、采集传感器信号并进行比对，反馈至运动控制器，建立闭环控制算法，可实现对四组液压缸的升降运动能达到很高的同步精度、提高了液压传动的高精度及可控制性、为万物互联互通提供了无缝衔接的profinet接口，并能实现远距离操作和遥控操作的技术效果。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
16.图1为液压系统主视结构示意图；
17.图2为液压系统侧视结构示意图；
18.图3为液压系统俯视结构示意图。
19.图4为液压系统电路连接结构示意图。
20.在上述附图中，各图号标记分别表示：
21.1 电机泵组
22.1-1 柱塞泵
23.1-2 钟罩联轴器
24.1-3 电机
25.2 液压控制阀组
26.2-1 比例伺服阀组
27.2-2 执行机构油缸
28.2-2-1 液压油缸
29.3 冷却器
30.4 压力传感器
31.5 空气过滤器
32.6 回油过滤器
33.7 电气控制柜
34.8 油箱总成
35.8-1 油箱
36.8-2 附件结构
37.9 人机界面
具体实施方式
38.下面将结合本实用新型实施例中的附图，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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.实施例
40.在一个优选的具体实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，一种四缸同步运动控制系统总成，包括电机泵组1、比例伺服阀组2-1、油箱总成8、执行机构油缸2-2、回油过滤器6、空气过滤器5和压力传感器4，还包括电气控制柜7，电气控制柜7内部设置有运动控制器、高速模块和人机界面9，人机界面9与运动控制器相连，电机泵组1设置在油箱总成8上方，回油过滤器6与电机泵组1相连接，回油过滤器6对回油进行过滤防止回油中带有杂质对电机泵组1造成损坏，增加维护的时间成本以及人力成本。空气过滤器5与回油过滤器6相连接，空气过滤器5与执行机构油缸2-2相连接，空气过滤器5与执行机构油缸2-2之间设置压力传感器4，空气过滤器5对进入执行机构油缸2-2液压油中的空气进行过滤，防止执行机构油缸2-2在高速运转过程中造成液压油的损耗以及发生危险。执行机构油缸2-2设置位置反馈传感器，位置反馈传感器与电气控制柜7相连接，比例伺服阀组2-1与执行机构油缸2-2相连接，执行机构油缸2-2与油箱总成8相连接，电气控制柜7设置在油箱总成8的上部。冷却器3设置在油箱总成8的上部，冷却器3可以对液压油进行冷却，防止温度过高产生危险的同时降低系统的使用寿命和工作精度。各个结构的电路连接如图4所示，电机泵组1包括柱塞泵1-1、钟罩联轴器1-2和电机1-3组成，电机1-3与柱塞泵1-1通过钟罩联轴器相连接，电机1-3产生的动力通过钟罩联轴器1-2传输到柱塞泵1-1上。液压控制阀组2包括比例伺服阀组2-1和执行机构油缸2-2，比例伺服阀组2-1包括六通径比例伺服阀、电磁阀、溢流阀、单向阀、阀块和液压接头。执行机构油缸2-2包括四个液压油缸2-2-1，执行机构油缸2-2上设置有位置反馈传感器，位置反馈传感器与电气控制柜7通过屏蔽电缆相连接。电气控制柜7内部设置有运动控制器、低压电气元件、高速模块和人机界面9，运动控制器采用西门子simotion系列的是s1200可编程运动控制器，比例伺服阀组2-1通过运动控制器的运算，控制执行机构油缸2-2伸出和缩回的同步动作，运动控制器可以对执行机构油缸2-2的运动轨迹进行设定，执行机构油缸2-2依据设定的运动轨迹进行运动，依照每毫秒一次的运算速度进行，根据执行机构油缸2-2内设置的位置反馈传感器的反馈信息，运动控制器对比例伺服阀组2-1进行控制，从而对液压缸2-2-1的速度、位置进行调整，实现执行机构油缸2-2进行精准的运动，将液压油缸2-2-1的精度在0.1mm内。伸出和缩回的速度维持在25mm/s，对于液压油缸2-2-1的运动精度可以在人机界面9上进行设定，设定的幅度大小为0.05-0.1mm之间，人机界面9通过屏蔽电缆与电气控制柜7相连接。人机界面9、运动控制器和电气控制柜7内设置有二次开发应用软件，该二次开发应用软件采用通用设计，利用比例算法和积分算法保证控制程序具有广泛的通用性，通过对压力、速度、同步精度等参数进行外部输入，二次开发应用软件根据外设参数进行自动运算，满足客户的各项要求。不仅仅适用于行程650mm液压油缸2-2-1，也可以适用于其他行程的液压油缸2-2-1，只要对应用软件中的行程设定的距离进行相应的调整就可以实现对不同行程的液压油缸2-2-1进行相应的控制。除了对不同行程的液压油缸2-2-1进行高精度的同步运动控制外，可以对多达36缸的液压油缸进行同步运动控
制。压力传感器4输出的信号为4-20ma，压力控制的范围0-210bar，输入电压为24v，压力传感器4的输入电压值较低实现整个系统具有较低耗能，同时可以输出范围较大信号，保证系统具有较大的使用范围。位置反馈传感器的有效行程为665mm，实现对液压油缸2-2-1的整个运动行程进行监控和反馈，位置反馈传感器输出ssi信号，并通过屏蔽电缆与所述电气控制柜7相连接，屏蔽电缆能够保证在有电磁干扰环境下系统的传输性能，ssi信号接口具有安装成本较少，线路简化的优点，使得系统结构简单且具有高效的信号传输效率，实现对液压油缸2-2-1进行高精度的同步控制。柱塞泵1-1的额定流量为16l/min，电机1-3为5.5kw，保证了液压油缸2-2-1能够持续高效的进行运动。液压油缸2-2-1的参数为：d45/d32-st650，即缸径45，杆径32，行程650mm。压力传感器4、液压油缸2-2-1、电气控制柜7、人机界面构成压力位置闭环控制，从而达到精度高、运动速度稳定、压力稳定可靠的同步控制效果。二次开发应用软件具有先进的算法。通过对二次开发应用软件算法的特殊设计以及对相关硬件的选择，实现了同步运动控制精度的提高。该系统可以根据外部压力设定、采集传感器信号并进行比对，反馈至运动控制器，建立闭环控制算法，使得四组液压油缸2-2-1的升降运动都能达到很高的同步精度；提高了液压传动的高精度及可控制性、为万物互联互通提供了无缝衔接的profinet接口，并能实现远距离操作和遥控操作。
41.需要指出的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。