一种流量匹配式液压机伺服控制系统的制作方法

本发明属于液压控制技术领域，特别涉及到一种流量匹配式液压机伺服控制系统。

背景技术：

液压机是锻压机的一种，即利用液压的功率密度高，系统响应快等特优点来驱动油缸，进而驱动压模滑块实现对工件的锻压成型。液压机可以实现对工件的高精度成型压制，为了提高压制效率同时保证工件的压制精度，在压制阶段，液压机一般有快速下行和慢速下行两个阶段，其压制精度的控制主要在慢速下行阶段完成。

现有的液压机，其基本控制原理是电机带动液压泵，再通过电磁阀、比例控制阀或配置溢流阀、调速阀、节流阀等来控制液压机主缸的直线上下往复运动来锻压工件，其主缸的压制位置或者精度，都是依靠控制比例控制阀的流量来实现，对压制精度要求的越高，则比例控制阀的要求就越高，成本就高，且控制方法复杂；而且，采用比例控制阀容易让系统产生大量热量，尤其是慢速下行的精度压制时，发热更明显，能效浪费严重。

技术实现要素：

本发明提出了一种流量匹配式液压机伺服控制系统，在液压机慢速下行阶段，抛弃传统的比例控制阀，采用流量匹配式平衡控制阀，实现液压机慢速下行阶段的精度控制和平稳的运行，且具有较高的能量利用效率。

为了实现上述技术特点，本发明提出了一种流量匹配式液压机伺服控制系统，包括流量匹配式平衡阀、二位二通电磁阀、伺服电机、系统油箱、双联齿轮泵以及液压机主缸；双联齿轮泵包括一个大流量齿轮泵和一个小流量齿轮泵，大流量齿轮泵与小流量齿轮泵均设有出油口；流量匹配式平衡阀(见专利cn208474223u)设有上部油口、下部油口以及侧面出油口，流量匹配式平衡阀的上部油口连通主缸的有杆腔，下部油口连通小流量齿轮泵的出油口，侧面出油口连接系统油箱；大流量齿轮泵出油口经单向阀接流量匹配式平衡阀的下部油口；小流量齿轮泵的出油口与二位二通电磁阀的一端连接，且小流量齿轮泵与二位二通电磁阀之间设有单向阀；二位二通电磁阀的一端接双联齿轮泵大流量齿轮泵的出油口，另一端接系统油箱；伺服电机接双联齿轮泵。

作为一种可实施方式，液压机主缸上安装有位置传感器。

作为一种可实施方式，大流量齿轮泵与小流量齿轮泵的额定工作压力相同。

作为一种可实施方式，伺服电机的转速可调节，通过调节伺服电机的转速来调节进入流量匹配式平衡阀的油量，以控制液压机主缸的位置或速度。

作为一种可实施方式，系统快速下行或快速上行过程中，本系统电机及齿轮泵可通过另外的回路贡献部分流量。

流量匹配式平衡阀的特点是：通过机械加工的尺寸来保证节流阀口的开度总是同步，来保证进出油缸的液压油的流量完全可控，即：通过控制系统进入到流量匹配式平衡阀的油量，来控制油缸的出油油量，且几乎不受外界影响。

因此，本发明相比现有技术的有益效果在于：

1、基于这种流量匹配式平衡阀液压机控制系统，成本低，稳定可靠，可抛弃原有的用以控制位置精度的伺服比例阀，大大降低液压机控制系统的成本；

2、基于这种流量匹配式平衡阀设计的液压机控制系统，应用非常灵活；可直接在原有液压机系统的基础上，增加慢行下压子系统即可，有效的对原有液压机系统进行改造升级且成本极低；

3、与传统的基于伺服比例阀控制精度的液压机系统相比，本发明提出的流量匹配式液压机控制系统，不仅能有效控制液压机主缸的位置精度，且控制方法大大简化，只需控制系统伺服电机的转速即可控制系统流量，即能准确控制主缸位置或速度。

4、流量匹配式平衡阀属于泵控阀，与比例控制阀相比，可有效控制系统的发热量及温度，提高系统稳定性。

附图说明

图1为本发明提供的流量匹配式液压机控制系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述和另外的技术特征和优点进行清楚，完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，为本发明实施例提供的流量匹配式液压机控制系统示意图，主要由伺服电机1，系统油箱，双联齿轮泵，二位二通电磁阀4，流量匹配式平衡阀5，单向阀6及原液压机系统主缸7组成；双联齿轮泵由一个大流量齿轮泵2和一个小流量齿轮泵3组成；流量匹配式平衡阀5(具体结构及特点参见专利cn208474223u)的上部油口接液压机主缸7的有杆腔，下部油口接双联齿轮泵小流量齿轮泵3的出油口，侧面出油口接系统油箱；液压机主缸7的无杆腔接原液压机系统的快速下行压力油入口；主缸7的有杆腔同时接通原液压机系统快速下行回油口及流量匹配式平衡阀5的上部油口，分别用于快速下行回油和慢速下行回油；二位二通电磁阀4的一端接双联齿轮泵大流量齿轮泵2的出油口，另一端接系统油箱；双联齿轮泵大流量齿轮泵2出油口经单向阀6接流量匹配式平衡阀5下部油口；双联齿轮泵小流量齿轮泵3的出油口同时经一单向阀6接二位二通电磁阀4的一端；伺服电机1接双联齿轮泵。

大流量齿轮泵2与小流量齿轮泵3的额定工作压力相同。

伺服电机1的转速可调节，通过调节伺服电机1的转速来调节进入流量匹配式平衡阀5的油量，以控制液压机主缸7的位置或速度。

液压机主缸7上安装有位置传感器。

参见图1，当系统开始工作时，由原有的系统(见图1中右边虚线框内的液压系统)提供高压油给液压机主缸7的无杆腔，液压机主缸7的有杆腔亦接通原系统的回油路，系统快速下行开始压制工件；当压制工件到一定距离后，系统发出指令，切换到慢速下行阶段。此时，原系统接到液压机主缸7无杆腔的压力油路依然保持接通工作，主缸7有杆腔回油油路切换到流量匹配式伺服系统上，且同时伺服电机1开始工作，电磁阀处于截止工作位，双联齿轮泵开始工作给流量匹配式平衡阀5的下部油口供油，控制主缸7有杆腔的出油流量即控制主缸的下行速度，液压机主缸7开始慢速下行；当慢速下行到了指定位置时，控制器再次发出指令，电磁阀4切换到导通位，将双联齿轮泵大流量齿轮泵和系统油箱导通，大流量齿轮泵空转，小流量齿轮泵3保持工作，开始给流量匹配式伺服系统小流量供油，液压机主缸7继续以更小的速度慢速下行，直到到达指定位置，则系统发出指令，伺服电机1停止工作。

在液压机主缸7慢速下行阶段，当系统需要在给定位置锁紧时，只需停止向流量匹配式平衡阀5的下部油口供油，流量匹配式平衡阀5内部的单向锁紧即可将主缸7有杆腔的油路封死，从而实现液压机主缸7在当前位置的锁紧。

当完成工件压制，需要液压机主缸7快速上行复位时，系统发出指令，切换到原系统的快速上行油路，给液压机主缸7的有杆腔供油，液压机主缸7的无杆腔接系统油箱，则液压机主缸7即可快速上行。以此循环工作。

以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种流量匹配式液压机伺服控制系统，包括流量匹配式平衡阀，二位二通电磁阀，伺服电机，双联齿轮泵，及液压机主缸；流量匹配式平衡阀的上部油口接主缸的有杆腔，下部油口接双联齿轮泵的小流量齿轮泵的出油口，侧面出油口接系统油箱；双联齿轮泵包括一大流量齿轮泵和一小流量齿轮泵；二位二通电磁阀的一端接双联齿轮泵大流量齿轮泵的出油口，另一端接系统油箱；双联齿轮泵的小流量齿轮泵出油口同时经一单向阀接二位二通电磁阀的一端；伺服电机接双联齿轮泵。本发明的流量匹配式液压机伺服控制系统改造或安装成本很低，可靠且控制稳定，使用环境友好，对油液温度和清洁度不敏感，可有效保证液压机慢速下行的位置精度和系统安全性。

技术研发人员：王林翔;魏双丰
受保护的技术使用者：杭州诺祥科技有限公司
技术研发日：2019.03.18
技术公布日：2019.05.21