专利名称：比例泵与中小通径电液比例方向阀协配使用液压控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于液压控制技术领域，具体地说是一种将流量和压力较精确的按曲 线特性匹配，此控制可以最佳的利用驱动功率，并且使运动部件柔性启动、停止。
背景技术：
目前，大型制管成型机大多数采用“定量泵和电液比例阀控制技术”，该技术是将 具有一定流量和压力的油液输送，通过电液比例阀控制，以实现油缸的同步控制。但这种控 制技术最主要的是油泵输出的流量不变，液压油经过溢流阀及比例阀时产生能量损耗，转 化成热能，因产生热量而使油温升高，形成能源的浪费。有效功率的利用率比较底，液压油 的温升较高，并且机床运动部件的启动和停止冲击声比较大，导致机床震动噪音等级过高。
实用新型内容本实用新型的目的在于设计一种用来控制大型制管成型机滑块部件的柔性液压 控制系统，以实现流量和压力较精确的按机床运转过程中所需要求特性匹配，最佳的利用 驱动功率，并且使滑块部件柔性启动、停止。为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为一种比例泵与中小通径电液比例方向阀协配使用液压控制系统，包括比例油泵电 机组，两台比例油泵电机组分别与左、右路电液比例同步块相连；该左、右路电液比例同步 块分别控制活塞油缸，每个活塞油缸的无杆腔和有杆腔均与左或右电液比例同步块相连， 每个活塞油缸的另一个油口通过充液阀与油箱相连；左、右路电液比例同步块分别与活塞 油缸的无杆腔连通的油管上均设有压力传感器和压力表，与活塞油缸连接的滑块两端分别 安装有位置检测反馈元件，比例油泵电机组中比例泵的放大板、压力传感器、位置检测反馈 元件、左、右电液比例同步块均与数控系统连接，构成一个闭环控制回路。所述的位置检测反馈元件采用光栅尺。本实用新型是籍助于带斜盘倾角电反馈的比例阀控制油泵，进行排量的无级调 节。机床需大流量时，比例泵输出大流量，机床需要小流量时，比例泵输出小流量，输出功率 随着流量的变化而变化。通过对两台高压比例油泵的联合工作和左右两件活塞油缸实施电 液比例控制，来获得机床在快进、工进和快退全过程的柔性控制，从而使其具有以下有益效 果①同步精度很高，工件质量明显提高；②机床运动部件因柔性启动、停止，同步误差产生的偏载负荷极小，机床使用寿命 明显提高；③液压系统温升大幅度降低，液压系统可靠性明显提高；④工作速度精确控制、可调，可有效防止工件的撕裂和拉伤。⑤提高了机床有效功率的利用率，降低功率损耗。
图1为本实用新型控制原理示意图具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步详细说明参照图1，一种比例泵与中小通径电液比例方向阀协配使用液压控制系统，包括比 例油泵电机组，两台比例油泵电机组4分别与左、右路电液比例同步块1、2相连；该左、右路 电液比例同步块1、2分别控制活塞油缸6，每个活塞油缸(6)的无杆腔和有杆腔均与左或右 电液比例同步块1或2相连，每个活塞油缸6的另一个油口通过充液阀9与油箱相连；左、 右路电液比例同步块1、2分别与活塞油缸6的无杆腔连通的油管上均设有压力传感器10 和压力表5，与活塞油缸6连接的滑块8两端分别安装有位置检测反馈元件7，比例油泵电 机组4中比例泵的放大板、压力传感器10、位置检测反馈元件7、左、右电液比例同步块1、2 均与数控系统3连接，构成一个闭环控制回路。所述的位置检测反馈元件7采用光栅尺。本实用新型因机床自身及工况的需要，必须保证滑块8在快进、工进和快退工况 下任意位置的精确同步、运行平稳，其工进控制过程如下当机床开始从快进转入工进时(即工进工况)，两台比例油泵电机组4分别向左、 右路电液比例同步块1、2提供油液，左、右电液比例同步块1、2在数控系统3的控制下，分 别向两个活塞油缸6的无杆腔提供符合需要的油液流量，此时，两个活塞油缸6的有杆腔油 液经各自的电液比例同步块流回油箱，两个活塞油缸6的上腔的充液阀9关闭；同时安装在 滑块8左右两端的光栅尺7，时刻检测油缸的位置，并将脉冲信号源反馈给数控系统3，数控 系统3接收光栅尺7反馈的脉冲信号，通过对脉冲信号的放大、模/数转化及比较分析，向 比例油泵电机组4中比例泵的放大板及左、右电液比例同步块1、2发出指示命令，使比例油 泵电机组4的流量随比例阀开口的大小而调整流量，满足进入活塞油缸6无杆腔油液流量 的大小。由于左、右路电液比例同步块1、2分别与与活塞油缸6无杆腔连通的油管上连接 有压力传感器10和压力表5，随时可检测活塞油缸6无杆腔压力的变化情况，并观测各油缸 的压力变化情况，数控系统3实时接收压力传感器10反馈的模拟信号，通过对信号的放大、 模/数转化及比较分析，向比例油泵电机组4和左右电液比例同步块1、2发出不同的指示 命令，使两个活塞油缸6无杆腔油压保持一致，以实现机床快进过程中的精确同步，以消除 大型制管成型机工作时的偏载负荷，提高工件质量，运行平稳，降低噪音。该闭环控制回路 实时对液压系统内各机构进行数字化控制，保证了滑块8精确同步位置。当机床由快进工 况转为工进工况时，充液阀9关闭，进入活塞油缸6的油液全部由比例油泵电机组4中的比 例泵根据数控系统3的指令予以提供，比例泵的倾角、压力和功率极限控制是靠电控比例 阀来实现，该阀能够通过控制比例泵活塞来确定比例泵斜盘位置。当比例泵不运转、控制系 统卸压以及不给允许操作信号时，复位弹簧可以使比例泵斜盘回复并保持“零位”。比例泵 的电气控制系统由倾角控制器、压力控制器、阀控制器和功率控制器组成，比例泵斜盘的位 移由感应式传感器测得。压力实际值由压力传感器10测得。两路实际测得值都将传输给 控制器并且以数字的方式进行传输。实际输出功率是由实际压力值和实际倾角经过一系列 的乘积运算得出的。控制软件通过最小值发生器保证控制器在每一个工作点都能够有效工
4作。在静态情况下，例如当比例泵斜盘倾角、功率和压力的设定值和实际值都相同时，控制 阀的阀芯将位于中位位置。当控制器开始工作例如需要增大比例泵斜盘倾角(这将增大泵 的流量)时，控制阀的阀芯将从它的中位位置开始移动，直到比例泵斜盘倾角增大到所需 要的角度，使输出的流量、压力和功率与机床运行状态时刻相符。其它控制状况与工进控制 状况相同，不再详述。 以上所述，仅是本实用新型的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来 说，在本实用新型所提供的技术启示下，作为液压领域的公知常识，还可以做出其它等同变 型和改进，也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求一种比例泵与中小通径电液比例方向阀协配使用液压控制系统，包括比例油泵电机组，其特征在于两台比例油泵电机组(4)分别与左、右路电液比例同步块(1)、(2)相连；该左、右路电液比例同步块(1)、(2)分别控制活塞油缸(6)，每个活塞油缸(6)的无杆腔和有杆腔均与左或右电液比例同步块(1)或(2)相连，每个活塞油缸(6)的另一个油口通过充液阀(9)与油箱相连；左、右路电液比例同步块(1)、(2)分别与活塞油缸(6)的无杆腔连通的油管上均设有压力传感器(10)和压力表(5)，与活塞油缸(6)连接的滑块(8)两端分别安装有位置检测反馈元件(7)，比例油泵电机组(4)中比例泵的放大板、压力传感器(10)、位置检测反馈元件(7)、左、右电液比例同步块(1)、(2)均与数控系统(3)连接，构成一个闭环控制回路。
2.根据权利要求1所述的比例泵与中小通径电液比例方向阀协配使用液压控制系统， 其特征在于所述的位置检测反馈元件(7)采用光栅尺。
专利摘要一种比例泵与中小通径电液比例方向阀协配使用液压控制系统，属于液压控制技术领域。两台比例油泵电机组分别与左、右路电液比例同步块相连；该左、右路电液比例同步块分别控制活塞油缸，每个活塞油缸的另一个油口通过充液阀与油箱相连；左、右路电液比例同步块分别与活塞油缸的无杆腔连通的油管上均设有压力传感器和压力表，与活塞油缸连接的滑块两端分别安装有位置检测反馈元件，比例油泵电机组中比例泵的放大板、压力传感器、位置检测反馈元件、左、右电液比例同步块均与数控系统连接，构成一个闭环控制回路。通过对两台高压比例油泵的联合工作和左右两件活塞油缸实施电液比例控制，来获得机床在快进、工进和快退全过程的柔性控制。
文档编号F15B21/02GK201582232SQ20092022214
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月15日 优先权日2009年12月15日
发明者张怀德, 王飞义, 窦高强, 蒋文凯, 马麟 申请人:天水锻压机床有限公司