陶瓷压机电液控制方法及系统与流程

本发明涉及陶瓷压机电液控制领域，特别是涉及一种陶瓷压机电液控制方法及系统。

背景技术

陶瓷压机自动压制状态依顺序主要有以下几个执行动作：低压一次压制，排气，低压二次压制，排气，中压一次压制，排气，中压二次压制，高压压制，回程，顶出，布料待机，其中，中压二次压制和高压压制需要压力和流量较大。其它步骤的执行动作，所需压力和流量较小，由压机控制元件节流减压设定。如图1所示，现有陶瓷压机电液控制系统包括蓄能器1e、单向阀2e、变量泵3e、油箱4e、压机执行元件5e、压机控制元件6e、阻尼孔7e、压力阀8e、变量活塞9e及调压阀10e。该系统中，压力阀8e右腔弹簧设定压力为pa，调压阀10e设定压力为pb，变量泵3e设定的压力为pc＝pa+pb。当陶瓷压机处于布料待机状态时，如果蓄能器1e的压力小于pc，压力阀8e左腔通过单向阀2e和蓄能器1e连通，因此压力阀8e左腔压力也小于pc，压力阀8e右腔压力为pa+pb＝pc，右腔压力大于左腔，压力阀8e右工位工作，变量活塞9e无杆腔通过压力阀8e和油箱4e连通，因此变量活塞9e无杆腔压力为零，在变量活塞9e有杆腔液压力和弹簧力的作用下，变量活塞9e右移，变量泵3e以最大流量输出，蓄能器1e压力逐渐增大，压力阀8e左腔压力也随之增大，当压力升高到px时(px略大于pc，px-pc＝pu，pu约在0.5到1.2兆帕之间，变量泵3e的变量机构磨损越严重，摩擦力越大，pu的值越大)，压力阀8e左腔压力大于右腔，压力阀8e左工位工作，变量活塞9e无杆腔通过压力阀8e和变量泵3e出口连通，变量活塞9e左移，变量泵3e摆角减小，直到变量泵3e输出为零，单向阀2e关闭，变量泵3e出口压力减小到pc时，压力阀8e左腔和变量泵3e输出口一直连通，此时压力阀8e左腔和右腔压力都是pc，压力阀8e处于左工位和右工位之间状态，变量活塞9e无杆腔液体不增不减，变量活塞9e位置不再改变，变量泵3e维持输出口压力为pc不变，等待布料结束进入压制状态。布料结束后，压机执行元件5e压制动作开始，蓄能器1e压力开始减小，当压力减小过pc时，单向阀2e打开，蓄能器1e和变量泵3e输出口压力继续减小到py(py略小于pc，pc-py＝pw，pw约在0.5到1.2兆帕之间，变量泵3的变量机构磨损越严重，摩擦力越大，pw的值越大)时，压力阀8e左腔压力为py，右腔压力为pc，右腔压力大于左腔，压力阀8e右工位工作，变量活塞9e无杆腔通过压力阀8e和油箱4e连通，因此变量活塞无杆腔压力为零，在变量活塞9e有杆腔液压力和弹簧力的作用下，变量活塞9e右移，变量泵3e排量变至最大，油泵3e最大流量输出，当中压二次压制和高压压制依次结束后，蓄能器压力下降到最小值pi，然后在回程和布料两个状态时，变量泵3e一直最大排量输出，蓄能器1e能量得到补充，压力升高，压力阀8e左腔压力也随之增大，当压力升高到px时，压力阀8e左腔压力大于右腔，压力阀8e左工位工作，变量活塞9e无杆腔通过压力阀8e和变量泵3e出口连通，虽然变量活塞9e有杆腔也是和变量泵3e输出口连通，但是有杆腔截面积远小于无杆腔，加之有杆腔弹簧力较小，变量活塞9e左移，变量泵3e排量减小，直到变量泵3e输出为零，单向阀2e关闭，变量泵3e出口压力减小到pc时，此时压力阀8e左腔和右腔压力都是pc，压力阀8e处于左工位和右工位之间状态，变量活塞9e无杆腔液体不增不减，变量活塞9e位置不再改变，变量泵3e维持输出口压力为pc不变，待布料结束，进行下一次压制。

上述系统中，变量泵3e设定的压力为pc，实际变量泵3e输出口压力变化范围为pi至px，当陶瓷压机处于布料待机状态和低压压制状态时，变量泵3e输出口压力大部分时间处于px与py之间高压，而这两种状态，都不需要高压，造成了能量的浪费。这是由于变量泵3e反应迟钝从而造成，设定的压力为pc，实际压力要达到px，变量泵3e流量才会由大变小；反之，设定的压力为pc，实际压力要减到到py，变量泵3e流量才会由小变大，系统压力便会有较大的波动。

技术实现要素：

基于此，本发明的第一目的在于，提供一种陶瓷压机电液控制方法，能使现有的陶瓷压机电液控制系统的压力最小值不变的情况下，压力波动范围减小，压力更加稳定，避免不必要的高压出现，从而减少油泵输出的能量，最终减少电能；本发明的第二目的在于，提供一种能使现有的陶瓷压机电液控制系统的压力更加稳定且节约电能的陶瓷压机电液控制系统。

本发明的第一目的是通过如下方法实现的：

一种陶瓷压机电液控制方法，包括如下步骤：

获取压制准备信号，根据压制准备信号，提高变量泵(3)设定压力，使变量泵(3)进入大排量输出状态；

获取压制结束信号，根据压制结束信号，恢复变量泵(3)原设定压力，使得变量泵(3)进入待机状态。

本发明所述的陶瓷压机电液控制稳压节能方法使现有的陶瓷压机系统的压力最小值不变的情况下，压力波动范围减小，压力更加稳定，避免不必要的高压出现，从而减少油泵输出的能量，最终减少电能。

进一步地，获取压制准备信号，根据压制准备信号，提高变量泵(3)设定压力，使变量泵(3)进入大排量输出状态，包括：

将压力阀(8)的右腔与调压阀(10)的压力端的直接连通状态切换为压力阀(8)的右腔与调压阀(10)的压力端通过第二阻尼孔(11)连通。

进一步地，获取压制结束信号，根据压制结束信号，恢复变量泵(3)原设定压力，使得变量泵(3)进入待机状态，包括：

将压力阀(8)的右腔与调压阀(10)的压力端通过第二阻尼孔(11)连通状态切换为压力阀(8)的右腔与调压阀(10)的压力端直接连通状态。

进一步地，所述压制准备信号为主缸下移信号或充液阀关闭信号。

进一步地，所述压制结束信号为充液阀打开信号或主缸回程信号。

本发明的第二目的是提供如下陶瓷压机电液控制系统：

一种陶瓷压机电液控制系统，包括蓄能器(1)、单向阀(2)、变量泵(3)、油箱(4)、第一阻尼孔(7)、压力阀(8)、变量活塞(9)和调压阀(10)，变量泵(3)的输出通过单向阀(2)与蓄能器(1)连通，变量泵(3)的输出与压力阀(8)的左腔连通，变量泵(3)的输出通过第一阻尼孔(7)与压力阀(8)的右腔连通，压力阀(8)处于右工位时，变量活塞(9)的无杆腔通过压力阀(8)与油箱(4)连通，还包括电磁阀(12)，所述电磁阀(12)动作使压力阀(8)的右腔与调压阀10的压力端直接连通或通过第二阻尼孔(11)连通。

进一步地，还包括plc(14)，所述plc(14)根据压机控制元件的信号控制所述电磁阀(12)处于得电或失电状态。

进一步地，还包括节流阀(13)，压力阀(8)处于右工位时，变量活塞(9)的无杆腔通过压力阀(8)和节流阀(13)与油箱(4)连通。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为现有技术陶瓷压机电液控制系统示意图；

图2为本发明陶瓷压机电液控制系统示意图。

具体实施方式

首先，本发明提供一种陶瓷压机电液控制方法，在陶瓷压机处理过程中，处于布料待机状态后，包括如下步骤：

步骤1：获取压制准备信号，根据压制准备信号，提高变量泵(3)设定压力，使变量泵(3)进入大排量输出状态；

步骤2：获取压制结束信号，根据压制结束信号，恢复变量泵(3)原设定压力，使得变量泵(3)进入待机状态。

其中，步骤1是通过将压力阀(8)的右腔与调压阀(10)的压力端的直接连通状态切换为压力阀(8)的右腔与调压阀(10)的压力端通过第二阻尼孔(11)连通来完成的，具体的，是通过控制电磁阀(12)完成的，电磁阀(12)动作使压力阀(8)的右腔与调压阀10的压力端从直接连通切换为通过第二阻尼孔(11)连通。

其中，步骤2是通过将压力阀(8)的右腔与调压阀(10)的压力端通过第二阻尼孔(11)连通状态切换为压力阀(8)的右腔与调压阀(10)压力端直接连通状态。具体的，是通过控制电磁阀(12)完成的，电磁阀(12)失电使压力阀(8)的右腔与调压阀(10)压力端通过第二阻尼孔(11)连通状态切换成压力阀(8)的右腔与调压阀(10)压力端直接连通。

其中，压制准备信号为主缸下移信号或充液阀关闭信号。

其中，压制结束信号为充液阀打开信号或主缸回程信号。

请参阅图2，本发明还提供一种实现上述陶瓷压机电液控制方法的系统，包括蓄能器1、单向阀2、变量泵3、油箱4、压机执行元件5、压机控制元件6、第一阻尼孔7、压力阀8、变量活塞9、调压阀10、第二阻尼孔11、电磁阀12、节流阀13及plc14，plc14接收压机控制元件的信号，控制电磁阀12通电或失电，电磁阀12失电时，压力阀8的右腔与调压阀10的压力端连通，电磁阀12通电时，压力阀8的右腔通过第二阻尼孔11与调压阀10的压力端连通。

压机控制元件为陶瓷压机系统中的各个控制元件，包括主缸下移、回程信号、充液阀打开、关闭信号等各种仪表的状态信号，压机执行元件为陶瓷压机系统中的各个机械或电气执行部件。

本发明陶瓷压机自动压制状态依顺序主要有以下几个执行动作：低压一次压制，排气，低压二次压制，排气，中压一次压制，排气，中压二次压制，高压压制，回程，顶出，布料待机，其中，中压二次压制和高压压制需要压力和流量较大。其它步骤的执行动作，所需压力和流量较小。

其中，压力阀8设定的压力为pa，调压阀10设定的压力为pd，则变量泵3设定的压力为pz，pz＝pa+pd。

当陶瓷压机刚进入布料待机状态时，电磁阀12失电，压力阀8的右腔通过电磁阀12与调压阀10的压力端连通，此时蓄能器1的压力小于pz，压力阀8的左腔通过单向阀2和蓄能器1连通，因此，压力阀8左腔压力也小于pz，压力阀8右腔压力为pa+pd＝pz，右腔压力大于左腔，压力阀8处于右工位工作状态，变量活塞9的无杆腔通过压力阀8、节流阀13与油箱4连通，因此变量活塞9无杆腔压力为零，在变量活塞9有杆腔液压力和弹簧力的作用下，变量活塞9右移，变量泵3处于最大排量，变量泵3最大流量输出，蓄能器1压力逐渐增大，压力阀8左腔压力也随之增大，当压力升高到py*时，(py*略大于pz，py*-pz＝pu*，pu*约在0.5到1.2兆帕之间)，此时压力阀8右腔压力和为pz，压力阀8左腔压力大于右腔，压力阀8切换为左工位工作，变量活塞9无杆腔通过压力阀8与变量泵3出口连通，虽然变量活塞9有杆腔也是和变量泵3输出口连通，但是有杆腔截面积远小于无杆腔，加之有杆腔弹簧力较小，因此，变量活塞9左移，变量泵3排量减小，直至输出为零，此时单向阀2关闭，变量泵3出口压力减小到pz时，此时压力阀8左腔和右腔压力都是pz，压力阀8处于左工位和右工位之间状态，变量活塞9无杆腔液体处于稳定状态，变量泵3的输出口压力维持为pz，直到布料结束。

在布料结束和低压一次压制之前这段时间内，压机控制元件6输出一个压制准备信号给plc14，这个信号可以是主缸下移的信号，或者是充液阀关闭的信号等，收到压制准备信号的plc14使电磁阀12得电，电磁阀12切断压力阀8的右腔与调压阀10的压力端连通的油路，此时压力阀8右腔经过第二阻尼孔11和调压阀10压力端连通，此时压力阀8左腔压力为pz，调压阀10压力端压力为pd，压力阀8左腔和调压阀10压力端液压力差为pz-pd＝pa，而压力阀8左腔和调压阀10压力端此时是经过第一阻尼孔7和第二阻尼孔11连通，因此每个阻尼孔前后的压差约等于pa/2，因此压力阀8右腔压力等于pd+pa/2+pa＝pz+pa/2，因此压力阀8右腔压力大于左腔压力，压力阀8切换为右工位工作状态，变量活塞9无杆腔通过压力阀8、节流阀13和油箱4连通，变量活塞9无杆腔压力为零，在变量活塞9有杆腔液压力和弹簧力的作用下，变量活塞9右移，变量泵3排量变为最大，变量泵3最大流量输出，此时变量泵3输出压力达到py*(在变量泵3进入零排量输出待机之前，蓄能器1压力被变量泵3补充到py*，本发明视单向阀2开启压力为零)，随之陶瓷压机进入压制阶段。

当高压压制结束后，蓄能器1压力下降至蓄能器1压力变化范围中的最小值pi，此时陶瓷压机控制元件6传送给plc14一个高压压制结束信号，可以是充液阀打开的信号，或者是主缸回程的信号等，plc14收到此信号后，使电磁阀12失电，压力阀8右腔可以通过电磁阀12和调压阀10压力端连通，此时压力阀8右腔压力重新变为pz，压力阀8右腔压力依然大于左腔，变量泵3继续大流量向蓄能器1补充能量，直到压力上升到py*，此时压力阀8右腔压力为pz，压力阀8左腔压力大于右腔，压力阀8切换为左工位工作，变量活塞9无杆腔通过压力阀8和变量泵3出口连通，变量活塞9左移，变量泵3摆角减小，直至输出为零，单向阀2关闭，变量泵3出口压力减小到pz时，压力阀8左腔和变量泵3输出口一直连通，此时压力阀8左腔和右腔压力都是pz，压力阀8处于左工位和右工位之间状态，变量活塞9无杆腔液体不增不减，变量活塞9位置不再改变，变量泵3维持输出口压力为pz不变，直到布料结束，进入下一次压制。

进一步的，在电磁阀12得电瞬间，由于pa值较大，压力阀8右腔会因为突然的液压力增加pa/2，而大行程快速移动压力阀8的阀芯，变量泵3也会突然增大排量，为了避免快速变量对变量泵产生寿命影响，在压力阀8和油箱4之间加了可调节流阀13，通过调节节流口大小，来控制变量泵3的排量增加速度。

综上所述，本发明通过在陶瓷压机处于压制状态时，为变量泵设定一个较高的压力，当陶瓷压机处于布料待机状态时，为变量泵恢复原设定压力，由此实现了当压机进入压制状态时，变量泵不用等待蓄能器压力减小到一定值再增大流量，而是在陶瓷压机进入压制状态同时，让变量泵增大排量；当陶瓷压机进入布料待机状态时，变量泵恢复原设定压力，并以相对较快的速度进入零排量待机状态，变量泵以原设定压力保压待机。变量泵工作时压力变化范围约减至pi～py*(因为现有陶瓷压机系统中的变量泵和本发明陶瓷压机系统中的变量泵分别是在压力为py和py*状态下由零排量进入大排量输出，所以在保证最小压力值都为pi的情况下，实际使用中py*和py值几乎相等)，避免了不必要的高压出现，减少了油泵输出的液压能量，由此减少了电机输出的能量，从而较少电机耗电量，节约了能耗。

本发明陶瓷压机电液控制方法和系统，通过获取压制准备信号，根据压制准备信号，提高变量泵设定压力，并以此迫使变量泵快速进入大排量输出状态；获取压制结束信号，根据压制结束信号，恢复变量泵原设定压力，并以此使得变量泵尽快进入零输出待机状态。本发明所述的陶瓷压机电液控制稳压节能方法使现有的陶瓷压机系统压力最小值不变的情况下，压力波动范围减小，压力更加稳定，避免不必要的高压出现，从而减少油泵输出的能量，最终减少电能。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。