武漢鑫來(lái)福液壓氣動(dòng)設(shè)備有限公司堅(jiān)持“以質(zhì)量求生存，以科技求發(fā)展，以信譽(yù)求市場(chǎng)，以管理求效益”的經(jīng)營(yíng)理念。武漢鑫來(lái)福液壓氣動(dòng)設(shè)備有限公司主要銷(xiāo)售、、產(chǎn)品，品牌擁有一批高素質(zhì)的經(jīng)營(yíng)管理人才并建立了一套完整的管理體系，為客戶得到優(yōu)質(zhì) 服務(wù)提供了堅(jiān)強(qiáng)的后盾。
摘要：針對(duì)某工程應(yīng)用中需要控制執(zhí)行器順序動(dòng)作的情況，設(shè)計(jì)了順序動(dòng)作液壓缸。順序動(dòng)作液壓缸的應(yīng)用可達(dá)到簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)置、提高動(dòng)作可靠性的目的。
關(guān)鍵詞:液壓缸
1 概述
液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行器，隨著液壓缸在液壓傳動(dòng)中的廣泛應(yīng)用，其作用也不僅僅局限于實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)擺動(dòng)，液壓缸的功用在不斷地被開(kāi)發(fā)利用。對(duì)于不同的液壓系統(tǒng)、主機(jī)和機(jī)構(gòu)等，我們需要根據(jù)不同的用途和工作要求選擇或設(shè)計(jì)液壓缸。
隨著液壓用戶對(duì)設(shè)備要求的提高，設(shè)備動(dòng)作可靠性越來(lái)越引起用戶的極大關(guān)注。為保證兩個(gè)或多個(gè)執(zhí)行器按規(guī)定的次序正常動(dòng)作，可以通過(guò)機(jī)械裝置、邏輯電路或液壓回路控制液壓缸以及電磁換向閥等液壓元件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)需求，但這無(wú)疑會(huì)使系統(tǒng)變得更為復(fù)雜，可靠性降低，成本增加。為此，我們結(jié)合某工程設(shè)計(jì)了順序動(dòng)作液壓缸，用以控制液壓系統(tǒng)中相關(guān)執(zhí)行器液壓回路的通斷，達(dá)到各執(zhí)行器按規(guī)定順序動(dòng)作的目的。
2 工作原理
2.1 構(gòu)成及功能順序動(dòng)作液壓缸結(jié)構(gòu)原理見(jiàn)圖1。與普通液壓缸相比，順序動(dòng)作液壓缸有一個(gè)控制油口Ks口，以及在其活塞和上端蓋中分別設(shè)置有單向閥。
當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到上極限位置時(shí)，通過(guò)設(shè)置在活塞及液壓缸上端蓋的機(jī)械結(jié)構(gòu)頂開(kāi)兩單向閥，控制油口與主油路互通，可以完成下一級(jí)執(zhí)行器的動(dòng)作要求；當(dāng)活塞不在上極限位置時(shí)，單向閥組中兩單向閥脫開(kāi)，控制油口與主油路不通，Ks口沒(méi)有壓力油，不能完成下一級(jí)執(zhí)行器的動(dòng)作要求。
順序動(dòng)作液壓缸可以達(dá)到控制下一級(jí)執(zhí)行器油路的通斷，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器順序動(dòng)作的目的。
2.2 順序控制
在某工程應(yīng)用中，啟閉裝置與升降裝置正常工作過(guò)程為：?jiǎn)㈤]裝置“開(kāi)”到位->升降裝置“升”->升降裝置“降”到位->啟閉裝置“關(guān)”。動(dòng)作完成后，控制升級(jí)裝置和啟閉裝置的電磁換向閥分別回中位。工作時(shí)，要求啟閉裝置開(kāi)到位后，升降裝置才能進(jìn)行升降動(dòng)作；只有在升降裝置降到位后，啟閉裝置才能進(jìn)行關(guān)閉動(dòng)作。
3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
該檢測(cè)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要由超聲波換能器、CPLD功能、驅(qū)動(dòng)發(fā)射、接收放大和過(guò)零比較等模塊組成。系統(tǒng)工作時(shí)，單片機(jī)先向CPLD發(fā)送指令，CPLD的內(nèi)部PULSE功能模塊產(chǎn)生600 ns的驅(qū)動(dòng)脈沖，同時(shí)CNT功能模塊開(kāi)始計(jì)時(shí)：驅(qū)動(dòng)脈沖進(jìn)入驅(qū)動(dòng)發(fā)射電路使超聲波換能器1產(chǎn)生超聲波信號(hào)；接收到的信號(hào)比較微弱，需通過(guò)由LF357和LM318組成的三級(jí)接收放大電路對(duì)其放大；將放大信號(hào)再通過(guò)由MAX903組成過(guò)零比較電路，從而為CLPD中的CNT功能模塊提供一個(gè)停止計(jì)時(shí)的高電平信號(hào)。將CNT中所計(jì)時(shí)的數(shù)據(jù)換算為時(shí)間，再由換能器2發(fā)送，換能器1接收。用CNT記錄另外一組時(shí)間數(shù)據(jù)，二者相減得到順流和逆流的聲時(shí)差△t,計(jì)算出系統(tǒng)的流速和流量。該檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵是要得到準(zhǔn)確的驅(qū)動(dòng)脈沖和精確的順逆流時(shí)間。所以，選用Aher公司CPLD的MAXⅡ系列EMP240T100C5N,并配有100 MHz的晶體振蕩器，CPLD功能模塊是該系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的核心。
3.1 CPLD功能模塊
CPLD功能模塊主要由6個(gè)子模塊組成，如圖2所示。它們都是利用VHDL語(yǔ)言編寫(xiě)，各自的功能：DECODER子模塊是將單片機(jī)的指令經(jīng)過(guò)解碼傳輸給CPLD內(nèi)部各個(gè)子模塊；CNT子模塊負(fù)責(zé)計(jì)時(shí)；PULSE子模塊產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖：CNT_SP子模塊產(chǎn)生CNT的停止計(jì)時(shí)信號(hào)；SEL_2用于選取將CNT中的16位數(shù)據(jù)的前8位和后8位；TRIBUFFER可將SEL_2選擇的8位數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)。
其工作流程如下：通過(guò)單片機(jī)的P2端口使CPLD工作。由PULSE子模塊發(fā)送特定脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)超聲波換能器，CPLD在發(fā)射脈沖的同時(shí)CNT子模塊開(kāi)始計(jì)時(shí)，接收放大電路接收信號(hào)并經(jīng)過(guò)零比較后，向CPLD的PULSE_ACT口提供停止計(jì)時(shí)的高電平信號(hào)。然后CPLD就將CNT中計(jì)時(shí)的16位數(shù)據(jù)以8位的形式通過(guò)SEL_2,TRIBUFFER再通
