[发明专利]一种油缸伺服同步控制系统

说明书

本发明公开了一种油缸伺服同步控制系统，它包括数组液压油缸，每组液压油缸均配置有单独的伺服电机控制其油缸压力，所述液压油缸的活塞端设有位移检测光栅尺，位移检测光栅尺的输出端与高速计数模块相连接，高速计数模块的输出端与主控制器相连接，主控制器通过数模转换D/A模块控制伺服驱动电机的转速。本发明以可编程控制器为主控制器，结合PID调节技术，通过PID调节技术控制模拟量信号的输出大小，以实现对伺服电机转速的精确控制，进而达到对液压油缸运行速度的控制，适用于正反双向转动的油泵驱动油缸速度、位移同步的精准控制。本发明使液压控制系统变得简单，在保证设备精度的同时，增强了设备的适用性和开放性，成本大幅度降低。

技术领域

本发明涉及液压设备控制技术领域，具体的说是一种油缸伺服同步控制系统。

背景技术

液压设备中对于液压油缸速度、位移的同步控制方式主要有机械扭轴同步结构和电液比例同步控制系统以及伺服泵控同步控制系统。机械同步结构由于结构复杂，精度较低，适用范围小等诸多缺陷，在实际应用中已不常见。电液比例同步控制系统是通过数控系统调节比例方向阀的开口大小，以控制进入油缸的液压油的流量来实现油缸速度和位置的控制，该系统精度较高，长期以来得到行业内的广泛应用，但其成本也高，液压系统复杂，对操作和维修人员的综合素质要求相对较高。伺服泵控同步控制系统是通过伺服电机控制可正反双向转动的油泵使液流换向，并可同时进行油缸的同步控制，完全摒弃了电液比例系统所用比例伺服阀、比例压力阀，完全没有了比例阀节流和比例压力阀的溢流损失，最大限度减少了机床空闲时的能量损失。

随着国内人工成本和能耗支出成本的上涨，生产安全条件的要求提升，节能、环保的日益重视，制造商面临着制造模式的变革和能耗成本的节约，核心就是以伺服为主的油电节能系统的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种油缸伺服同步控制系统，以可编程控制器为主控制器，结合PID调节技术，通过PID调节技术控制模拟量信号的输出大小，以实现对伺服电机转速的精确控制，进而达到对液压油缸运行速度的控制，适用于正反双向转动的油泵驱动油缸速度、位移同步的精准控制。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种油缸伺服同步控制系统，它包括数组液压油缸，每组液压油缸均配置有单独的伺服电机控制其油缸压力，所述液压油缸的活塞端设有位移检测光栅尺，位移检测光栅尺的输出端与高速计数模块相连接，高速计数模块的输出端与主控制器相连接，主控制器通过数模转换D/A模块控制伺服驱动电机的转速；位移检测光栅尺将液压油缸活塞端的位移检测值通过高速计数模块反馈给主控制器，主控制器将液压油缸设定的运行速度和位置值实际值进行比较后，根据比较结果通过数模转换D/A模块控制模拟量信号的输出大小调节伺服电机的转速；位移检测光栅尺检测到的对应液压油缸的位移比设定值大，则主控制器通过PID调节该液压油缸所对应伺服电机的模拟量信号，使其转速减小，液压油缸速度变慢，反之亦然，以保证各个单独运行的液压油缸位移保持一致，达到同步的目的。

优选的，所述主控制器与人机界面相连接，人机界面设定液压油缸的速度、位置、压力参数。

优选的，所述PID调节中模型的建立,以其中任一液压油缸作为主轴，其他液压油缸作为从轴，主轴的实际位置作为从轴的目标值,主轴的目标值提前设定好,主轴的控制通过PID调节的输出值将控制命令以数字量的形式传送给数模转换D/A模块,再由数模转换D/A模块传输给伺服驱动电机输出模拟量命令,最终控制液压油缸的速度和位置；各从轴PID调节以主轴的实际值作为目标值，将PID调节后的输出值与主轴PID调节后的输出值相加，将得到的数字量信号传送给数模转换D/A模块,再由数模转换D/A模块给伺服驱动电机输出模拟量命令；当从轴实际位置大于主轴实际位置时，该从轴PID调节后的输出值为负值，反之为正值，则主控制器运算后传送给该轴对应的伺服驱动电机的命令也会有所变化，使该从轴的运行速度随之变化，达到各组液压油缸都以主轴的实际位置为基准，调整各自对应液压油缸的运行速度，以保证所有运行的液压油缸实现高精度同步运行的目的。