專利名稱：雙工位珩磨頭用液壓站溢流閥的卸荷控制方法
技術領域：
本發明涉及的是一種液壓技術領域的方法，具體是一種雙工位珩磨頭用液壓 站溢流閥的卸荷控制方法。
背景技術：
珩磨機是加工汽車汽缸和噴油嘴等高難加工部件的核心裝備，針對高精度加 工的特點，普遍采用粗、精雙工位，由兩套控制器進行單獨控制，對兩工位絎磨 頭的往復沖程運動，采用同一套液壓系統作為動力源。雙工位珩磨頭沖程運動彼 此獨立控制，可以獨自起停，但為節省能源和延長電機、泵、闊等的使用壽命， 目前還沒有技術手段使兩套獨立的控制系統協調動作，使在同一溢流閥控制下的 粗、精珩磨頭的沖程運動的起停既互不影響又可對溢流閥進行協調的卸荷控制， 以進一步降低能耗，提高自動化水平。
經對現有技術的文獻檢索發現，對溢流閥的國內外專利及文獻絕大部分集中 在各種新型溢流閥的結構設計上，如專利號200410053553發明公開了一種純水 卸荷溢流閥，該閥由主壓力控制闊和純水電磁換向球閥組成，通過有較大推力的 電磁鐵、力放大機構等實現快速卸荷；另外，還有專利對溢流閥回路內的卸荷力 大小的控制技術進行了保護，如專利號200310104332發明屬于一種旋回式破碎 機的液壓回路，設有由控制壓力供給管線向其供給控制壓力的液控溢流閥，當液 壓缸內產生異常壓力時，泄放控制壓力使液壓缸內的工作油溢流，而在異常壓力 消除后使控制壓力升高并將液控溢流閥關閉，該專利的溢流閥卸荷技術為被動卸 荷，即在液壓系統內部壓力超限時，依靠溢流閥機械本體的機械設計結構進行自 動卸荷。但對于多工位的液壓系統，如何利用單一溢流閥對多液壓回路進行主動 地卸荷控制，即并非在液壓系統內部壓力超載的情況下進行卸荷控制，還沒有公 開報道。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出了一種雙工位珩磨頭用液壓站
溢流閥的卸荷控制方法，利用單一溢流閥對雙工位的液壓回路進行主動地卸荷控 制，使其同時兼顧了控制上相互獨立的雙工位珩磨頭的往復沖程運動，在沒有珩 磨頭往復運動時，液壓系統自動卸荷，降低了能耗，提高了自動化水平。
本發明是通過以下技術方案實現的本發明采用基于對立控制器的查詢控制 方法，在兩個相互獨立的控制系統之間建立通訊聯絡，通過分別設置珩磨頭的狀 態信號，對共用的溢流閥進行協調、自動的卸荷控制，這樣在同一溢流閥控制下 的粗、精珩磨頭，它們的運動起停能獨立進行，且能對溢流閥進行協調的卸荷控 制，實現了雙工位珩磨機的全自動化控制。
本發明具體包括如下步驟
第一步，粗精珩磨頭的往復運動分別由兩套控制系統進行控制，每套控制系 統均包括數字量輸出單元和數字量輸入單元，其中，數字量輸出單元用于向另一 控制系統的數字量輸入單元輸出珩磨頭運動狀態信號，數字量輸入單元用于輸入 另一控制系統的數字量輸出單元所輸出的珩磨頭運動狀態信號，兩個控制系統的 數字量輸出單元和數字量輸入單元應交叉連接。兩套控制系統分別通過各自的中 間繼電器對溢流閥進行通斷電的開關控制，兩中間繼電器常開觸點并聯，即其中 的任何一個都可使溢流閥卸荷。這里的溢流閥是指在珩磨機液壓主回路上的卸荷 用溢流閥，為粗、精珩磨頭沖程運動所共用。
第二步，當粗珩磨頭或精珩磨頭進行往復運動時，其各自的控制系統使珩磨 頭運動狀態信號置位，并通過其數字量輸出單元輸出該狀態信號，該信號被輸入 到另一控制系統的數字量輸入單元。
第三步，當粗珩磨頭或精珩磨頭停止往復運動時，其控制系統復位珩磨頭運 動狀態信號，同時通過其數字量輸入單元檢測另一珩磨頭的運動狀態信號，即需 對另一工位珩磨頭的狀態進行査詢，若其也為復位狀態，則控制其中間繼電器通 電，使溢流閥工作，對液壓系統卸荷。
本發明可以為每個工位的珩磨頭往復沖程運動建立一個運動狀態標志，在珩 磨頭起停操作時對運動狀態標志進行相應的置位或復位操作。
與手動卸荷液壓系統相比，采用本發明有助于實現雙工位珩磨機的全自動化 控制，杜絕了由于人為誤卸荷液壓系統導致產品報廢的可能，同時節約了能源， 與液壓系統無卸荷相比，可以節省能源8%以上，同時降低液壓系統噪音30%以上， 另外，可延長電機、泵、閥等的使用壽命；與粗、精珩磨頭各自配置溢流閥的方
式相比，可以有效節約液壓系統成本，減小了整機的體積。
具體實施例方式
下面對本發明的實施例作詳細說明本實施例在以本發明技術方案為前提下 進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限 于下述的實施例。
本實施例在數控立式高精度珩磨機上采用，該珩磨機包括粗珩磨和精珩磨兩 個工位，控制系統采用可編程序控制器(PLC)和人機界面(觸摸屏)，通過觸摸 屏設定加工參數和進行手動功能操作，采用變頻電機控制珩磨頭的旋轉，轉速范 圍50-3000r/min;通過步進進給系統控制絎磨砂條的漲縮，最小漲縮量0.02 um;液壓系統包括油泵電機、溢流閥、縮緊閥、電磁比例閥及伺服液壓缸等， 通過伺服液壓缸來驅動珩磨頭的往復運動，往復運動的沖程為0——150mm， 最大速度為24m/min。
珩磨頭的往復沖程運動由液壓伺服閥的PID控制器進行直接控制，采用全閉 環的控制結構，由液壓缸體內的磁性位移傳感器提供位置反饋信號，由可編程控 制器(PLC)系統的D/A單元對位移的設定值進行模擬量控制，通過伺服液壓缸 來驅動珩磨頭的往復運動。
具體實施步驟如下
1、 本實施例采用的控制平臺包括分別控制粗銜磨和精珩磨的兩套獨立的控 制系統，控制系統采用可編程序控制器(PLC)， PLC系統采用德國西門子公司的 小型S7系列產品，CPU為S7-224，整個系統由CPU單元、數字量輸入單元、數 字量輸出單元和D/A單元等部分組成。粗精兩個工位的兩套獨立的PLC系統結構 形式完全相同(稱為PLC1和PLC2)。兩珩磨頭液壓系統共用一個卸荷溢流閥， 通過各自的PLC輸出單元經由中間繼電器對溢流閥進行控制。
PLC1輸出通道中的一個輸出控制信號連接到PLC2的輸入通道，作為粗珩磨 頭的運動狀態信號；PLC2輸出通道中的一個輸出控制信號連接到PLC1的輸入通 道作為精珩磨頭的運動狀態信號。
2、 當粗珩磨頭往復運動時，PLC1置位其狀態信號；并通過其數字量輸出單 元輸出該狀態信號，該信號同時被輸入到PLC2系統的數字量輸入單元；當精珩 磨頭往復運動時，PLC2置位其狀態信號；并通過其數字量輸出單元輸出該狀態 信號，該信號同時被輸入到PLC1系統的數字量輸入單元。
3、當粗珩磨頭往復運動停止時，其控制PLC1復位該狀態信號。同時通過其 數字量輸入單元對精珩磨頭的運動狀態進行查詢，若其為復位狀態，則使其控制 的中間繼電器通電，溢流閥卸荷液壓系統；當精珩磨頭往復運動停止時，其控制 PLC2復位該狀態信號。同時通過其數字量輸入單元對粗珩磨頭的運動狀態進行 査詢，若其為復位狀態，則使其控制的中間繼電器通電，溢流閥卸荷液壓系統。
由于兩個珩磨頭的狀態信號彼此交叉輸入，可以相互協調，確保對共用溢流 閥的自動控制。控制PLC在對溢流閥進行卸荷操作前，需對另一工位珩磨頭的狀 態進行查詢。
本發明采用基于獨立控制器的查詢控制方法，使得在同一溢流閥控制下的 粗、精珩磨頭的運動起停既互不影響又可對溢流閥進行協調的卸荷控制，實現了 雙工位珩磨機的全自動化控制，在全自動模式下，獲得的加工工件的圓度為0.4 ym、圓柱度為lym、直線度為1 y m /90mm、表面粗糙度為RaO. 04 w m。同時， 節省了能源，與溢流閥不卸荷相比，預期可以延長電機、泵、閥等的使用壽命 20%以上；與原計劃采用的雙溢流閥方案相比，液壓系統節約成本5%;同時，有 效減小了整機的體積，提高了液壓系統的可靠性和可維護性；提高了整機的自動 化水平。
權利要求
1、一種雙工位珩磨頭用液壓站溢流閥的卸荷控制方法，其特征在于，在兩個相互獨立的控制系統之間建立通訊聯絡，通過分別設置雙工位珩磨頭的運動狀態信號，對共用的溢流閥進行協調、主動地自動卸荷控制，這樣在單一溢流閥控制下，可對粗、精雙工位的珩磨頭進行主動的卸荷控制，實現了雙工位珩磨機的全自動化控制。
2、 根據權利要求1所述的雙工位珩磨頭用液壓站溢流閥的卸荷控制方法， 其特征是，包括如下步驟第一步，粗精珩磨頭的往復運動分別由兩套控制系統進行控制，每套控制系 統均包括數字量輸出單元和數字量輸入單元，其中，數字量輸出單元用于向另一 控制系統的數字量輸入單元輸出珩磨頭運動狀態信號，數字量輸入單元用于輸入 另一控制系統的數字量輸出單元所輸出的珩磨頭運動狀態信號，兩個控制系統的 數字量輸出單元和數字量輸入單元應交叉連接，兩套控制系統分別通過各自的中 間繼電器對溢流閥進行通斷電的開關控制，兩中間繼電器常開觸點并聯，即其中 的任何一個都可使溢流閥卸荷，這里的溢流閥是指在珩磨機液壓主回路上的卸荷 用溢流閥，為粗、精珩磨頭沖程運動所共用；第二步，當粗珩磨頭或精珩磨頭進行往復運動時，其各自的控制系統使珩磨 頭運動狀態信號置位，并通過其數字量輸出單元輸出該狀態信號，該信號被輸入 到另一控制系統的數字量輸入單元；第三步，當粗珩磨頭或精珩磨頭停止往復運動時，其控制系統復位珩磨頭運 動狀態信號，同時通過其數字量輸入單元檢測另一珩磨頭的運動狀態信號，即對 另一工位珩磨頭的狀態進行查詢，若其也為復位狀態，則控制其中間繼電器通電， 使溢流閥工作，對液壓系統卸荷。
3、 根據權利要求1或者2所述的雙工位珩磨頭用液壓站溢流閥的卸荷控制 方法，其特征是，為每個工位的珩磨頭往復沖程運動建立一個運動狀態標志，在 珩磨頭起停操作時對運動狀態標志進行相應的置位或復位操作。
4、 根據權利要求1或者2所述的雙工位珩磨頭用液壓站溢流閥的卸荷控制 方法，其特征是，所述控制系統采用可編程序控制器。
全文摘要
本發明公開了一種自動控制技術領域的雙工位珩磨頭用液壓站溢流閥的卸荷控制方法，在兩個相互獨立的控制系統之間建立通訊聯絡，通過分別設置珩磨頭的狀態信號，利用共用的單一溢流閥對雙工位的液壓回路進行主動地卸荷控制，這樣，基于同一溢流閥控制的粗、精珩磨頭，它們獨立的運動起停能對共用的溢流閥進行協調控制，實現了雙工位珩磨加工的全自動化。本發明同時兼顧了控制上相互獨立的雙工位珩磨頭的往復沖程運動，在沒有珩磨頭往復運動時，液壓系統自動卸荷，降低了能耗，提高了自動化水平。
文檔編號B24B33/10GK101186026SQ20071017259
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月20日 優先權日2007年12月20日
發明者輪 時, 馬春翔 申請人:上海交通大學