本發(fā)明涉及一種全程懸浮氣動平衡器控制系統(tǒng)，適用于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在機(jī)械制造、裝配、維修作業(yè)過程中，實現(xiàn)物件提升搬移方便、提高裝配精準(zhǔn)度、減少工作循環(huán)時間、提高操作安全性、降低故障事故的發(fā)生率，是目前車間生產(chǎn)過程中亟待解決的重要問題。目前國內(nèi)應(yīng)用的輕小型吊裝設(shè)備主要是電動葫蘆、氣動葫蘆等，該類設(shè)備故障發(fā)生率普遍較大，并且吊裝精度無法保證。氣動平衡器可以實現(xiàn)物件的快速搬移和精確裝配，但是國內(nèi)的氣動平衡器控制系統(tǒng)出現(xiàn)兩種不足。一種是可實現(xiàn)對物件進(jìn)行全程懸浮的氣動平衡系統(tǒng)，但只能實現(xiàn)恒定重量的物件的精確吊裝搬移，無法實現(xiàn)不同重量的物件的吊裝搬移，從而限制了氣動平衡器的吊裝范圍。另一種是可以實現(xiàn)對不同重量的物件進(jìn)行吊裝的氣動平衡系統(tǒng)，但是無法實現(xiàn)物件的全程懸浮效果，從而限制了物件的吊裝精度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種全程懸浮氣動平衡器控制系統(tǒng)，該氣動控制系統(tǒng)完成了空載全程懸浮功能和重載全程懸浮功能，可對物件進(jìn)行無重力化操作，包括水平移動、上下浮動。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是。

所述氣動平衡器控制系統(tǒng)在氣源正常給氣的情況下，換向閥9處于接通狀態(tài)，執(zhí)行氣缸內(nèi)部的氣體壓力由精密氣控減壓閥8決定?？蛰d起重時，氣體依次經(jīng)氣源1、過濾系統(tǒng)2、匯流板3、空載先導(dǎo)減壓閥5、梭動閥7，然后到達(dá)氣控減壓閥的控制端。

所述精密氣控減壓閥的控制壓力值由空載先導(dǎo)減壓閥的輸出值決定，從而通過精密氣控減壓閥控制了執(zhí)行氣缸內(nèi)的氣體壓力，此時，操作人員可全程上下拖動吊鉤或者夾具，并準(zhǔn)確停留在任意位置。重載起重時，預(yù)先通過手柄控制系統(tǒng)4中的換向鍵C，使微型儲氣瓶6和執(zhí)行氣缸相連通。然后按上升按鍵A，氣體依次經(jīng)氣源1、過濾系統(tǒng)2、匯流板3、手柄控制系統(tǒng)4、雙向節(jié)流閥到達(dá)執(zhí)行氣缸10，使重物上升，同時氣體也到達(dá)微型儲氣瓶6。當(dāng)重物剛離開地面(支撐平臺)，抬起上升按鍵A，此時物件靜止，并且微型儲氣瓶6內(nèi)的氣壓和執(zhí)行氣缸10內(nèi)的氣壓相等。將換向鍵c換到截止?fàn)顟B(tài)，微型儲氣瓶6處于保壓狀態(tài)，并經(jīng)梭動閥7控制氣控減壓閥8的輸出，從而控制執(zhí)行氣缸10內(nèi)部的氣體壓力總是與微型儲氣瓶內(nèi)的氣壓值相等。此時操作人員可輕松全程上下拖動重載，并可以準(zhǔn)確停留在任意位置。

當(dāng)卸載重物時，將換向鍵C切換到接通狀態(tài)，再將換向鍵B切換到接通狀態(tài)。此時執(zhí)行氣缸10和微儲氣瓶6內(nèi)的氣體會通過換向閥B排到大氣中，從而降低了執(zhí)行氣缸和微儲氣瓶內(nèi)部的壓力，使物件下降，并且微儲氣瓶內(nèi)部氣壓變成零，為下一次重載起重過程做準(zhǔn)備。

當(dāng)氣源處發(fā)生意外事故，造成氣源送氣終斷或者送氣不足情況時，換向閥9會及時轉(zhuǎn)換到截止?fàn)顟B(tài)，避免執(zhí)行氣缸10內(nèi)的氣體外泄，防止提升的物件迅速下落，保護(hù)正在施工作業(yè)的工作人員的人身安全。

本發(fā)明的有益效果是：在工業(yè)生產(chǎn)制造過程中運(yùn)用此氣動控制系統(tǒng)，不僅可以降低操作人員的勞動強(qiáng)度，縮短工作循環(huán)時間，而且還極大地提高了物件的吊裝精度，為生產(chǎn)線高精度裝配作業(yè)提供了可靠條件，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本。同時，也為進(jìn)一步研究氣動平衡系統(tǒng)提供了參考依據(jù)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的氣動平衡器氣動控制原理圖。

圖2是本發(fā)明的空載起重過程。

圖3是本發(fā)明的重載起重過程。

圖中：1.氣源；2.過濾系統(tǒng)；3.匯流板；4.手柄控制系統(tǒng)；5.空裁先導(dǎo)減壓閥；6.做型儲氣瓶；7.梭動閥；8.精密氣控減壓閥；9.換向閥；10．執(zhí)行氣缸。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1，氣動平衡器控制系統(tǒng)在氣源正常給氣的情況下，換向閥9處于接通狀態(tài)，執(zhí)行氣缸內(nèi)部的氣體壓力由精密氣控減壓閥8決定。空載起重時，氣體依次經(jīng)氣源1、過濾系統(tǒng)2、匯流板3、空載先導(dǎo)減壓閥5、梭動閥7，然后到達(dá)氣控減壓閥的控制端。精密氣控減壓閥的控制壓力值由空載先導(dǎo)減壓閥的輸出值決定，從而通過精密氣控減壓閥控制了執(zhí)行氣缸內(nèi)的氣體壓力，此時，操作人員可全程上下拖動吊鉤或者夾具，并準(zhǔn)確停留在任意位置。重載起重時，預(yù)先通過手柄控制系統(tǒng)4中的換向鍵c，使微型儲氣瓶6和執(zhí)行氣缸相連通。然后按上升按鍵A，氣體依次經(jīng)氣源1、過濾系統(tǒng)2、匯流板3、手柄控制系統(tǒng)4、雙向節(jié)流閥到達(dá)執(zhí)行氣缸10，使重物上升，同時氣體也到達(dá)微型儲氣瓶6。當(dāng)重物剛離開地面(支撐平臺)，抬起上升按鍵A，此時物件靜止，并且微型儲氣瓶6內(nèi)的氣壓和執(zhí)行氣缸10內(nèi)的氣壓相等。將換向鍵c換到截止?fàn)顟B(tài)，微型儲氣瓶6處于保壓狀態(tài)，并經(jīng)梭動閥7控制氣控減壓閥8的輸出，從而控制執(zhí)行氣缸10內(nèi)部的氣體壓力總是與微型儲氣瓶內(nèi)的氣壓值相等。此時操作人員可輕松全程上下拖動重載，并可以準(zhǔn)確停留在任意位置。

如圖2，當(dāng)卸載重物時，將換向鍵C切換到接通狀態(tài)，再將換向鍵B切換到接通狀態(tài)。此時執(zhí)行氣缸10和微儲氣瓶6內(nèi)的氣體會通過換向閥B排到大氣中，從而降低了執(zhí)行氣缸和微儲氣瓶內(nèi)部的壓力，使物件下降，并且微儲氣瓶內(nèi)部氣壓變成零，為下一次重載起重過程做準(zhǔn)備。

當(dāng)氣源處發(fā)生意外事故，造成氣源送氣終斷或者送氣不足情況時，換向閥9會及時轉(zhuǎn)換到截止?fàn)顟B(tài)，避免執(zhí)行氣缸10內(nèi)的氣體外泄，防止提升的物件迅速下落，保護(hù)正在施工作業(yè)的工作人員的人身安全。

如圖3，目前國內(nèi)氣動平衡器的吊裝形式主要是針對恒定重量的物件進(jìn)行全程懸浮提升，或者是針對不同重量的物件進(jìn)行手動控制提升，無法實現(xiàn)針對不同重量的物件進(jìn)行全程懸浮提升。本研究所設(shè)計的全程懸浮氣動平衡控制系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是實現(xiàn)物件的重量檢測功能，并且根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)對精密氣控減壓閥進(jìn)行實時的控制，從而達(dá)到吊裝物件全程懸浮的效果。

空載起重時，氣動平衡器的所承受的負(fù)載主要是吊鉤、夾具等，其重量是恒定的，即空載起重是針對恒定物件進(jìn)行全程懸浮吊裝的。本研究所設(shè)計的氣控平衡系統(tǒng)通過設(shè)定空載先導(dǎo)減壓閥的輸出壓力，對精密減壓閥進(jìn)行控制，保證了執(zhí)行氣缸內(nèi)氣體壓力為恒定值，并且該氣壓與吊鉤、夾具的重量相適應(yīng)，從而實現(xiàn)了空載全程懸浮吊裝效果。

重載起重時，需預(yù)先對所吊裝物件進(jìn)行重量檢測。為實現(xiàn)物件重量檢測功能，本研究在精密氣控減壓閥和執(zhí)行氣缸之間設(shè)置了微型儲氣瓶，并由換向閥C控制兩者的接通與截止。首先將換向閥C切換到接通狀態(tài)，通過點(diǎn)動換向閥A的按鍵，使氣動平衡器短暫工作，直至物件完全停留在空中。此時執(zhí)行氣缸內(nèi)部與微型儲氣瓶內(nèi)氣壓相等，并且該氣壓值與所提升物件重量相對應(yīng)。然后，將換向閥C切換到截止?fàn)顟B(tài)，從而實現(xiàn)了微型儲氣瓶的保壓功能。通過微型儲氣瓶內(nèi)部的氣體壓力控制精密氣控減壓閥的控制端，則間接的控制了執(zhí)行氣缸內(nèi)部的壓力，從而實現(xiàn)了物件的全程懸浮吊裝。

另外，在換向閥C處于接通狀態(tài)時，操作者可以通過控制換向閥A的接通與截止，實現(xiàn)手動控制物件的提升和搬移。

為確保氣動平衡器的安全作業(yè)，防止在提升物件過程中出現(xiàn)氣源突然斷氣或者送氣不足等意外情況，氣動控制回路設(shè)有安全換向閥。當(dāng)送氣不足時，安全換向閥會自動切換到截止?fàn)顟B(tài)，避免執(zhí)行氣缸快速卸壓造成物件快速下落，從而確保了生產(chǎn)安全和工作人員的人身安全。