一种多组液压缸动态同步运动控制方法与流程

本发明涉及一种多组液压缸动态同步运动控制方法，通过此方法可以实现多组液压缸在位移量和运动速度不同的情况下，快速达到较高精度的稳定同步运动状态。

背景技术：

在中、高密度纤维板连续压机生产线中，热压段的油缸运动状态直接关系到纤维板的生产工艺与质量。这种大型的生产线，热压段长25m，宽2.4m，由多块矩形单元热压板拼接而成，其上分布着多组活塞缸和柱塞缸，生产的纤维板厚度在2mm-30mm范围内不等。而这种跨度大且分量重的热压钢板提升和下降并不是容易的事，且下降过程中要求同步运动，同一组液压缸需保持在同一水平高度，否则板坯宽度方向上厚度不均匀，导致生产出废品。更严重的情况下，会影响液压机各个部件的受力状况及液压机的工作寿命，甚至出现责任事故。

多组液压缸的位置同步运动控制多采用主从式控制策略，该策略的前提是液压缸初始位置相同，预先指定主系统和从系统，且主从系统在控制中不可改变。所以在中、高密度纤维板连续压机的控制系统中，难以满足液压缸精度高、响应速度快、工作可靠的控制要求。

因此，如何解决上述问题成为本领域技术人员亟需克服的技术难题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种多组液压缸同步运动控制方法，该方法可以实现热压板在升降过程中保持在同一水平面上，克服了现有技术中存在的不足。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多组液压缸动态同步运动控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

1)筛选出中、高密度纤维板连续压机生产线的热压段中框架单元中的活塞缸，并对每列活塞缸编号，由左至右编为1-N列，每列由上下2个活塞缸构成，其中，上层活塞缸为A号，下层活塞缸为B号，至此完成活塞缸的编号工作；

2)将步骤1)中的N列活塞缸分为X组，X的值与连续压机热压段中热压板单元的数量保持一致；

3)每组活塞缸均采用主从控制方法，即B活塞杆跟随A活塞杆运动，使每列中A、B活塞杆位移量相等；

4)采集每块热压板单元中上层活塞缸的活塞杆位移量，累加后计算平均值，再使上层活塞缸的活塞杆伸缩运动，使其位移量移动至平均数值；

5)调节伺服阀开度，使每块热压板单元中各液压缸活塞杆位移量相同，即每块热压板中液压缸提升至同一水平高度；

6)检测所有热压板单元到目标位置行程，设定热压板下降或上升时间，计算每块热压板下降或上升速率，最终使所有热压板单元同时达到目标位置；

7)当热压板达到目标高度位置后，设置加工的板材厚度，所有热压板单元同步运动，完成压制中、高密度纤维板动作。

进一步，所述活塞杆位移量通过位移传感器测得。

进一步，所述目标位置的数值由操作员设定，所述加工的板材厚度的数值由操作员设定。

本发明具有以下优点：

本申请中由于热压板目标位置相同，热压板间位移量差值逐渐减小，最终趋于同一水平面，可避免位移量在运动过程的积累，最终达到动态同步运动的控制效果。

附图说明

图1为本申请实施例的中、高密度纤维板连续压机生产线热压段液压缸分部示意图；

图2为本申请实施例的中、高密度纤维板连续压机生产线热压板初始位置示意图；

图3为本申请实施例的中、高密度纤维板连续压机生产线热压板达到目标位置示意图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

图1-3所示为本发明的优选实施例，在该实施例中，中、高密度纤维板连续压机生产线的热压段由32组框架单元、板坯进给部分、主动辊、从动辊、钢带、上下链毯、上下热压板、液压油缸等结构组成。其中32组框架单元构成连续压机本体，下热压板安装于框架单元的下支撑面上，且固定不动；多组液压油缸一端连接于框架单元上方，另一端与上热压板相连，通过控制油缸的伸缩实现热压板的上、下运动；上热压板下方顺次为链毯、钢带等部件，且由相应的伺服电机进行驱动。

其中，上热压板由9块热压板单元拼接而成，每块热压板单元上连接1-4列不等的液压缸。上热压板是通过调节与之相连的活塞缸伺服阀开度，控制活塞缸上下伸缩，进而带动热压板上升与下降。

液压缸由具有提升作用的活塞缸，及跟随活塞缸上、下运动的柱塞缸组成。根据共用同一油路的活塞缸看作一个升降系统的设计原理，将其划分为32个升降系统，每个升降系统由活塞缸或柱塞缸构成。位移传感器实时采集活塞杆伸出长度，用于监控热压板移动速度与位移量。

为解决现有技术中存在的问题，本发明采用如下技术方案：

步骤1：筛选出32组框架单元中活塞缸，并对每列活塞缸编号，由左至右编为1-20列，每列由上下2个活塞缸构成，图1中上层活塞缸为A号，下层活塞缸为B号，至此完成40个活塞缸的编号工作。

步骤二：连续压机热压段由9块热压板单元构成，将20列活塞缸分为9组。每组中活塞杆编号为：第一组为1-3列，第二组为4-5列，第三组为6列，第四组为7-8列，第五组为9-11列，第六组为12-15列，第七组为16-17列，第八组为18-19列，第九组为20列。

步骤三：每列活塞缸采用主从控制方法，即B活塞杆跟随A活塞杆运动，使每列中A、B活塞杆位移量相等。

步骤四：采集热压板1中1A号、2A号和3A号活塞缸活塞杆位移量，累加后计算平均值，再使1A号、2A号和3A号油缸活塞杆伸缩运动，使其位移量移动至平均数值，1B号跟随1A号活塞杆运动，2B号跟随2A号活塞杆运动，3B号跟随3A号活塞杆运动。至此，可保证热压板1中各个液压缸活塞杆伸缩量相同。重复以上过程，采集2-9号热压板，即每块热压板中A号液压缸活塞杆位移量。

采集热压板1中1A、2A、3A号活塞缸活塞杆位移量具体为：

采集热压板1中1A、2A、3A号活塞缸活塞杆位移量，分别标记为L1A、L2A、L3A；

计算1A、2A、3A号活塞杆位移量平均值，标记为l1，计算方法如下：

$l_1=\frac{L_{1A}+L_{2A}+L_{3A}}{3}$

热压板1中1A、2A、3A号活塞缸活塞杆移动至位移量l₁位置，B号活塞缸活塞杆跟随对应列A号活塞杆，移动至位移量l₁位置。热压板1中柱塞缸跟随活塞缸活塞杆，移动至位移量l₁位置。至此热压板1中所有液压缸活塞杆处于同一水平面，位移量相同，为l₁。

同理，计算热压板2-9中，每块热压板的活塞杆位移量平均值，计算方法如下：

$l_2=\frac{L_{4A}+L_{5A}}{2}$

l₃＝L_6，A

$l_4=\frac{L_{7A}+L_{8A}}{2}$

$l_5=\frac{L_{9A}+L_{10A}+L_{11A}}{3}$

$l_6=\frac{L_{12A}+L_{13A}+L_{14A}+L_{15A}}{4}$

$l_7=\frac{L_{16A}+L_{17A}}{2}$

$l_8=\frac{L_{18A}+L_{19A}}{2}$

l₉＝L₂₀

其中，l₂为4A、5A号活塞杆位移量平均值；l₃为6A号活塞杆位移量；l₄为7A、8A号活塞杆位移量平均值；l₅为9A、10A、11A号活塞杆位移量平均值；l₆为12A、13A、14A、15A号活塞杆位移量平均值；l₇为16A、17A号活塞杆位移量平均值；l₈为18A、19A号活塞杆位移量平均值；l₉为20A号活塞杆位移量。

热压板2中4A、5A号活塞缸活塞杆移动至位移量l₂位置，热压板3中6A号活塞缸活塞杆位移量不变，仍为L6A，即l₃位置，热压板4中7A、8A号活塞缸活塞杆移动至位移量l₄位置，热压板5中9A、10A、11A号活塞缸活塞杆移动至位移量l₅位置，热压板6中12A、13A、14A、15A号活塞缸活塞杆移动至位移量l₆位置，热压板7中16A、17A号活塞缸活塞杆移动至位移量l₇位置，热压板8中18A、19A号活塞缸活塞杆移动至位移量l₈位置，热压板9中20A号活塞缸活塞杆位移量不变，仍为L20A，即l₉位置。

步骤五：调节伺服阀开度，使每块热压板中各液压缸活塞杆位移量相同，即每块热压板中液压缸提升至同一水平高度。每块热压板中B号活塞缸活塞杆跟随对应列A号活塞缸，移动至位移量平均值位置。柱塞缸同样跟随活塞缸活塞杆，移动至位移量平均值位置。至此，每块热压板中所有液压缸活塞杆处于同一水平面，位移量相同。

步骤六：检测1-9号热压板到目标位置行程，设定热压板下降时间，计算每块热压板下降速率，最终使9块热压板同时达到目标位置，即9块热压板达到同一水平面。

设置上热压板最终达到的目标位置，距离下热压板位距离为L，采集1-9号热压板下降至目标高度位置的位移量，分别标记为L₁、L₂、L₃、L₄、L₅、L₆、L₇、L₈、L₉，设置热压板下降至目标高度位置时间为t，计算1-9号热压板下降速率，分别记为v₁、v₂、v₃、v₄、v₅、v₆、v₇、v₈、v₉。计算方法如下：

$v_1=\frac{L_1}{t}$

$v_2=\frac{L_2}{t}$

$v_3=\frac{L_3}{t}$

$v_4=\frac{L_4}{t}$

$v_5=\frac{L_5}{t}$

$v_6=\frac{L_6}{t}$

$v_7=\frac{L_7}{t}$

$v_8=\frac{L_8}{t}$

$v_9=\frac{L_9}{t}$

已知每块热压板下降或上升速率，调节活塞缸伺服阀开度，控制液压缸活塞缸动作，使1-9号热压板在t时间后，同时达到目标高度位置。

步骤七：当热压板达到目标高度位置后，设置加工的板材厚度为δ(δ<L),9块热压板同步运动，完成压制中、高密度纤维板动作。

上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。