本發(fā)明涉及一種20MN液壓支架試驗(yàn)臺(tái)同步控制系統(tǒng)，適用于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，同步控制要求非常普遍，多液壓缸協(xié)同負(fù)載動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)同步一直是個(gè)比較難解決的問題。雖然，從理論上講，只要各個(gè)液壓缸的活塞有效面積相同，輸入流量也相同，他們的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該同步。但是，由于液壓系統(tǒng)的液體壓縮、泄漏，負(fù)載的不均勻，摩擦阻力的差異等特點(diǎn)，尤其是在外載力較大和外載力不斷變化及設(shè)備運(yùn)動(dòng)行程較大的因素下，實(shí)現(xiàn)多個(gè)液壓缸較高的同步精度有很大困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)液壓支架試驗(yàn)臺(tái)工作中升降液壓缸液壓系統(tǒng)外載力的運(yùn)動(dòng)特性，分析了升降液壓缸的工作狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)特性，本發(fā)明提出一種20MN液壓支架試驗(yàn)臺(tái)同步控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)滿足目前液壓支架試驗(yàn)臺(tái)的同步控制精度，為液壓支架檢測技術(shù)的發(fā)展提供了有力的參考。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

所述試驗(yàn)臺(tái)的液壓系統(tǒng)用于控制和完成試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)高度調(diào)整，并使試驗(yàn)操作整體實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。液壓系統(tǒng)的最高工作壓力為31.5MPa，最大流量為80L/min。其中，上工作臺(tái)的調(diào)整是試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，上工作臺(tái)升降過程中要求4個(gè)升降液壓缸能夠保證一定范圍的同步，并能使插銷機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確的插入門架的銷孔中。高度調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計(jì)成液壓缸節(jié)流調(diào)速控制，并且每個(gè)液壓缸能夠單獨(dú)動(dòng)作，以確保系統(tǒng)的同步性。

所述液壓伺服同步控制系統(tǒng)利用電液比例伺服閥控制伺服缸，液壓缸內(nèi)部裝有磁致伸縮模擬式傳感器用于實(shí)時(shí)檢測液壓缸的位移，缸的反饋位置信號(hào)送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)要求的命令和反饋信號(hào)分析計(jì)算后求得系統(tǒng)的控制信號(hào)分別送給比例閥，同樣閥通過開口的大小控制系統(tǒng)的流量，進(jìn)而將結(jié)果反映在液壓缸的位移變化上來。由于上工作臺(tái)重量和尺寸很大，因而4個(gè)液壓缸的同步是必須的，這樣既可以保證工作平臺(tái)移動(dòng)的平穩(wěn)性，也可以保護(hù)結(jié)構(gòu)件不會(huì)被損壞。從結(jié)構(gòu)受力方面考慮，要求調(diào)高液壓缸在升降的過程中保持平穩(wěn)低速，不能有大的沖擊。調(diào)高液壓缸上安裝的位移傳感器，實(shí)時(shí)檢測調(diào)高液壓缸的位移，用以形成位置閉環(huán)控制系統(tǒng)保證4個(gè)調(diào)高液壓缸能夠同步工作。同時(shí)，為了提高更好的達(dá)到同步要求，擬選用NGl0比例伺服閥，該閥最大通流能力為50 Umin(在閥口3.5 MPa壓差時(shí)的額定流量)，同時(shí)該閥具有40％的非線性功能，也即在0-4V伏的給定信號(hào)范圍內(nèi)，該閥具有較小的流量增益。

所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件主要包括工業(yè)計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、PLC、流量傳感器、信號(hào)調(diào)理裝置。其中模擬量的部分用數(shù)據(jù)采集卡來完成，開關(guān)量的控制由PLC來完成。其中數(shù)據(jù)采集卡選用的PCI.1716板卡兩塊，它有16路16位AD采集通道，每一通道分辨路為16位，主要功能有16路單端或8路差分模擬量輸入，2路模擬量輸出。兩通道同時(shí)刷新、輸出，能在兩個(gè)輸出通道之間及輸入到輸出之間進(jìn)行光電隔離，精度為±0.012％，采樣速率為200ks/s，12bit，2路計(jì)數(shù)，8路數(shù)字FO端。

本發(fā)明的有益效果是：該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)，滿足目前液壓支架試驗(yàn)臺(tái)的同步控制精度，為液壓支架檢測技術(shù)的發(fā)展提供了有力的參考。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的液壓系統(tǒng)原理圖。

圖2是本發(fā)明的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1，試驗(yàn)臺(tái)的液壓系統(tǒng)用于控制和完成試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)高度調(diào)整，并使試驗(yàn)操作整體實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。液壓系統(tǒng)的最高工作壓力為31.5 MPa，最大流量為80L/min。其中，上工作臺(tái)的調(diào)整是試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，上工作臺(tái)升降過程中要求4個(gè)升降液壓缸能夠保證一定范圍的同步，并能使插銷機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確的插入門架的銷孔中。高度調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計(jì)成液壓缸節(jié)流調(diào)速控制，并且每個(gè)液壓缸能夠單獨(dú)動(dòng)作，以確保系統(tǒng)的同步性。

液壓伺服同步控制系統(tǒng)利用電液比例伺服閥控制伺服缸，液壓缸內(nèi)部裝有磁致伸縮模擬式傳感器用于實(shí)時(shí)檢測液壓缸的位移，缸的反饋位置信號(hào)送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)要求的命令和反饋信號(hào)分析計(jì)算后求得系統(tǒng)的控制信號(hào)分別送給比例閥，同樣閥通過開口的大小控制系統(tǒng)的流量，進(jìn)而將結(jié)果反映在液壓缸的位移變化上來。由于上工作臺(tái)重量和尺寸很大，因而4個(gè)液壓缸的同步是必須的，這樣既可以保證工作平臺(tái)移動(dòng)的平穩(wěn)性，也可以保護(hù)結(jié)構(gòu)件不會(huì)被損壞。從結(jié)構(gòu)受力方面考慮，要求調(diào)高液壓缸在升降的過程中保持平穩(wěn)低速，不能有大的沖擊。調(diào)高液壓缸上安裝的位移傳感器，實(shí)時(shí)檢測調(diào)高液壓缸的位移，用以形成位置閉環(huán)控制系統(tǒng)保證4個(gè)調(diào)高液壓缸能夠同步工作。同時(shí)，為了提高更好的達(dá)到同步要求，擬選用NGl0比例伺服閥，該閥最大通流能力為50 Umin(在閥口3.5 MPa壓差時(shí)的額定流量)，同時(shí)該閥具有40％的非線性功能，也即在0-4V伏的給定信號(hào)范圍內(nèi)，該閥具有較小的流量增益。

如圖2，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件主要包括工業(yè)計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、PLC、流量傳感器、信號(hào)調(diào)理裝置。其中模擬量的部分用數(shù)據(jù)采集卡來完成，開關(guān)量的控制由PLC來完成。其中數(shù)據(jù)采集卡選用的PCI．1716板卡兩塊，它有16路16位AD采集通道，每一通道分辨路為16位，主要功能有16路單端或8路差分模擬量輸入，2路模擬量輸出。兩通道同時(shí)刷新、輸出，能在兩個(gè)輸出通道之間及輸入到輸出之間進(jìn)行光電隔離，精度為±0.012％，采樣速率為200ks/s，12bit，2路計(jì)數(shù)，8路數(shù)字FO端。