混凝土住宅预制模块翻转平台的数字缸同步控制系统.pdf

● DOI ： 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 9 - 9 4 9 2 ． 2 0 1 3 ． 0 7 ． 0 1 2 混凝土住宅预制模块翻转平台的数字缸同步控制系统 赖 宣 闻 ( 韶关市源昊机械有限公司， 广东韶关 5 1 2 0 2 9 ) 摘要：模块化住宅工厂生产线是在工厂内生产住宅模块产品的专门设备，该生产线的产出部品已完成内外墙 ， 地板，天花的装 修，并已安装了成品门和窗。生产线主要设备包括：混凝土 自 控布料机，模块平移周转车， 模块磨光设备，制成品翻转平台， 半成 品养护室 ，贴 瓷片机 。介绍 了翻转 台的设 计思路和过程 。 关键词：住宅工业化；翻转台；精准同步控制 ； 油缸 中图分类号 ：T P 2 7 3 文献标识码 ：A 文章编号 ：1 0 0 9—9 4 9 2f 2 0 1 3 ) 0 7—0 0 4 5 —0 2 Di g i t a l Cy l i n d e r S y n c h r o n o u s Co n t r o l S y s t e m o f Co n c r e t e Re s i d e n t i a l Pr e f a br i c a t e d M o d ul e s Fl i p Pl a t f o r m LAI Xu a n -we n ( H a o y u a n Ma c h i n e r y C o ． ，L t d ，S h a o g u a n 5 1 2 0 2 9 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：Th e mo d u l a r h o u s i n g f a c t o r y p r o d u c t i o n l i n e i s s p e c i a l i z e d e q u i p me n t p r o d u c i n g i n t h e f a c t o r y r e s i d e n t i a l mo d u l e s ．Th e p r o d u c t i o n l i n e o f o u t p u t pa r t s h a v e b e e n c o mp l e t e d wi t hi n t h e wa l l s ，fl o o r ，c e i l i n g d e c o r a t i o n，a n d h a v e i n s t a l l e d t h e fin i s h e d d o o r s a n d wi n d o ws Pr o d u c t i o n l i n e ma i n e q u i p me n t i n c l u d e s ：Co n c r e t e c o nt r o l l e d f a b r i c ma c h i n e， mo d u l e p a n wo r k i n g v e h i c l e s ， mo du l e p o l i s h e d e q u i p me n t ， fi n i s he d fl i p p i n g p l a t f o r ms ， s e mi —c u r i n g r o o m ， an d a f fi x e d t i l e s ma c hi n e ．Au t h o r s p a r t i c i p a t e d i n t h e d e v e l o p me n t a nd d e s i g n o f t h e s e d e v i c e s ．t h i s p a p e r i n t r o du c e s t h e d e s i g n r o a d ma p o f t h e fl i p pi n g p l a t f o rm ． Ke y wo r d s ：r e s i d e n t i a l i n d u s t r i a l i z a t i o n：fl i p s t a t i o n； pr e c i s e s y n c h r o n i z a t i o n c o n t r o l ；c y l i n d e r 0引言 住宅二 [ 业化 ，住宅产品模块在工厂 内完成生 产 ，对整套生产线设备有较高的要求，其中翻转 台就是关键的一环 ，下面来介绍 翻转 台同步控制 系统。 1 数字缸同步控制系总体方案 混凝土住宅预制模块 的翻转平 台工作原理如 图 1 所示 ，由数 字液压缸 、混凝 土预模块托板组 成 。由液压泵站 向数字缸供驱动压力油 ，推 动数 字缸活塞杆伸 出 ，从而带动预制模块托板转动到 所需位置 ，实现翻转动作 ，但转动过程中必须保 证两个数字液压缸活塞杆同步伸出，否则会导致 预制板损坏。 数字液压缸同步控制系统 由液压泵站 、液压 数字缸 、编码器、具有伺服控制功能的可编程控 制器 ( P L C )组成 ，其控制原 理示意 图如图 2 所 图1 混凝土预制模块的翻转平台工作原理图 示。由P L C 发出控制信号使数字液压阀的步进电 机动作，通过相关控制，使数字液压缸活塞杆产 收稿 日期 ：2 0 1 3 —0 5—0 3 匿至 ]蚕 自动化 图2控制原理框图 生直线位移 ，由编码器测得该直线位移 ，再与给 定位移进行 比较控制 ，实现活塞杆直线位移 的精 确控制 ，最终实现混凝土预制模块 翻转平台数字 液压缸的同步控制u 。 2控制模型 2 ． 1 步进电机 步进电机电路方程和转子的运动方程为 警： ， 警 ： u h】 ( 1 ) 1警 = - B m o) - T L) 其中： 为电机输出电磁转矩 ，有 ： = + + ( 3 ) 式 ( 3 )中 ， 和 分别是 A、B相绕组的电 磁转矩 ； 为电机定位转矩 。 T =- i ( k - k I ／ 2) ’s i n 0 ( 4 ) T 。 = - i b ( k 。 - k l i b I／ 2) ’C O S 0 ( 5 ) = D s i n 4 0 ( 6 ) 式( 1 ) 一 ( 6 ) 中 ， 、 为绕组 端 电压 ； i 、i b 是相电流；R 、R 为绕组 电阻；L 为相绕组电 感 ；u 、 为旋转 电压 ( 是转子 转角和相电流的 函数) ；k t 0 是转矩系数 ( 不饱和值) ；k 。 是磁路饱 和系数 ；D是定 位转矩 幅值 ；0 为 电机 电角度 ， O ,= Z r ，Z为转子齿数 ，r 是转子转速 ；J r ，J L 是转 子及负载折算惯量 ；B 是阻尼系数 ；n为负载转 柜 。 2 ． 2滑阀及机械反馈机构 步进电机带动滑阀阀芯作旋转运动，经螺母 副转变成滑阀的输入位移 ，当阀 口打开 ，液压 缸位移 经大导程丝杆和丝杆螺母反馈 ( 即机械 反馈机构)变成滑阀阀芯反馈位移 最终合成 阀芯绝对位移 ( 即阀口开度 ) 则 ： ( 7 ) Q 。 = Q = 其 中： =t ／ 2 ， f = r／ z ，￡ 是丝杆螺母螺距 ，X p 为 液压缸活塞位移 ， ／ 是机 械 反馈 系数 ，t 。 是 丝杆 导 程 。 2 ． 3阀控 缸 ( 1 )阀口流量方程 ≥ U C do)x v√ p 0 ) 0 c c I> 0 ( 9 ) ~ O C 1( p 2 。) - C ~ p 2 -2 ~ -- A 2C 1 - p C P Q - A < 0 ( p 。) + ， < 0 ( 1 1 ) ( 3 )缸平衡方程 A 。 P 一 A P ： = + ， 。 + ， ( 1 2 ) 联立式 ( 8 )～( 1 2 ) ，取状态变量 = [ ．， 。， ， r ： [ ， ，p 。，p ] ( 1 3 ) 得到阀控缸的非性状态方程 ： 一 X 2 z = 击 ( ， _ A 2 - F L) s= ( 下转 第 1 3 5 页)