CN101758088B - 冷床液压步进和踏步控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种冷床液压步进和踏步控制装置，至少包括一套驱动冷床动齿条梁前后移动的液压缸组，液压缸组由一个步进缸和一个踏步缸串接构成，步进缸两腔和踏步缸两腔分别与一个插装阀阀组的对应出口导通，插装阀阀组的进口导通于一个电液比例方向阀，通过该电液比例方向阀实现对该液压缸组的步进缸和踏步缸的控制。本发明采用了比例方向阀加插装阀的结构，既满足快速控制速度要求，又满足平稳要求，且速度可调，只用一个比例方向阀就实现了对步进缸和踏步缸的控制，将液压步进控制与液压踏步控制合为一体；本发明的冷床液压步进和踏步控制装置具有元件少、系统结构简单、成本低、电气控制和维修方便、安全可靠的优点。

Description

冷床液压步进和踏步控制装置及其控制方法

技术领域

本发明是关于一种冷床液压控制装置，尤其涉及一种在钢铁冶金中长材冷床液压步进和踏步控制装置及其控制方法。

背景技术

冷床液压步进和踏步控制装置是采用液压机构实现冷床的前进和原地踏步功能的控制装置。

步进冷床是热轧无缝钢管、长材生产线上的一个重要设备，其功能是实现钢材的冷却与矫直。对于无缝钢管生产，要求步进冷床具有步进和踏步两种运动模式。而实现这一要求通常有两种技术方案，一种是电动步进机构，由电机经过减速机通过曲柄连杆机构将圆周运动转化成直线运动后，再经杠杆机构实现步进和踏步，该电动步进机构机械系统重量较大，结构复杂、笨重、系统惯性大、行程无法调整；另一种是液压步进机构，通过液压缸直接推动杠杆机构实现步进和踏步，其中，步进和踏步动作分别由步进液压缸和踏步液压缸来实现，两个液压缸呈串连布置，该液压步进机构结构简单、重量轻惯性小，但需配备液压系统，液压成本较高。随着液压比例技术的发展，液压比例阀已广泛应用于冷床步进和踏步液压系统中，由此，越来越多的步进冷床采用了液压步进机构。

如图5所示，为现有冷床液压步进和踏步控制装置900，该控制装置900中步进液压缸91和踏步液压缸92分别各由一个控制回路控制，每个控制回路中各设置一个电液比例阀，电液比例阀93和94用来分别控制步进液压缸91和踏步液压缸92。该液压系统看起来比较简单，但每个油缸均需配备一个比例阀，使比例阀数量较多，由于比例阀价格较高，因此使现有液压系统的投资较大；另一方面，冷床的步进动作和踏步动作是完全互斥的，即步进动作时，踏步缸92处于关闭状态，踏步动作时，步进缸91则处于关闭状态，也就是说有一半数量的比例阀是处于闲置状态。此外，冷床的步进动作为常规动作，即控制步进缸91的比例阀93使用率比较高，而控制踏步缸92的比例阀94使用率比较低，因此，现有技术中采用的分别配置控制步进缸和踏步缸动作的比例阀的方式是不经济、不实用的；此外，现有技术中采用多个比例阀分别控制步进液压缸和踏步液压缸，电气控制过程复杂和繁琐，致使潜在的故障率提高。

有鉴于上述现有冷床液压步进和踏步控制装置存在的缺陷，本发明人凭借多年的相关设计和制造经验，提出一种更具有经济性和实用性的冷床液压步进和踏步控制装置及其控制方法，以解决现有结构的缺陷和不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷床液压步进和踏步控制装置及其控制方法，该控制装置具有液压控制元件少、电气控制简单和成本低的特点，由此，以克服现有结构存在的缺陷。

本发明的目的是这样实现的，一种冷床液压步进和踏步控制装置，至少包括一套驱动冷床动齿条梁前后移动的液压缸组，该液压缸组由一个步进缸和一个与该步进缸串接的踏步缸构成，所述液压缸组中的步进缸两腔和踏步缸两腔分别与一个插装阀阀组的对应出口导通，所述插装阀阀组的进口导通于一个电液比例方向阀，由此，通过同一个电液比例方向阀实现对该液压缸组的步进缸和踏步缸的控制。

在本发明的一较佳实施方式中，所述插装阀阀组包括四个插装阀，其中，第一插装阀和第二插装阀的进油口与所述电液比例方向阀的第一出油口连接，第三插装阀和第四插装阀的进油口与所述电液比例方向阀的第二出油口连接；第一插装阀和第三插装阀的出油口分别导通于步进缸的无杆腔和有杆腔，第四插装阀和第二插装阀的出油口分别导通于踏步缸的无杆腔和有杆腔；所述插装阀阀组还包括两个电磁换向阀，所述第一插装阀和第三插装阀的控制油口由第一电磁换向阀切换导通于一恒压油源或油箱；所述第二插装阀和第四插装阀的控制油口由第二电磁换向阀切换导通于恒压油源或油箱。

在本发明的一较佳实施方式中，所述电液比例方向阀的进油口导通于一恒压油源，电液比例方向阀的回油口导通于油箱；所述电液比例方向阀还连接有一个进口压力补偿器，该进口压力补偿器包括设置于比例方向阀进油口的外控减压阀，和设置于比例方向阀两个出油口之间的梭阀，所述梭阀和外控减压阀的控制油口相互导通。

在本发明的一较佳实施方式中，所述步进缸和踏步缸上分别设置有控制其精确位置的位移传感器。

在本发明的一较佳实施方式中，该控制装置包括两套以上同步运动的液压缸组，各个液压缸组通过杠杆连接并驱动动齿条梁。

一种控制上述冷床液压步进和踏步控制装置的方法，该方法包括以下步骤：

a：根据冷床的运动要求，使两个电磁换向阀其中之一通电，以选择步进缸处于工作状态或踏步缸处于工作状态；

b：由冷床的电控装置向电液比例方向阀发出动作指令，使电液比例方向阀进入工作状态，同时电控装置给出一控制比例方向阀阀芯开口的电信号，以使冷床的步进缸或踏步缸完成一个循环动作。

在本发明的一较佳实施方式中，在步骤a中：

当选择第一电磁换向阀通电时，第一插装阀和第三插装阀的阀口打开，步进缸的两腔通过第一插装阀和第三插装阀开启的阀口分别与电液比例方向阀的两个出油口导通，此时，步进缸处于工作状态；

当选择第二电磁换向阀通电时，第二插装阀和第四插装阀的阀口打开，踏步缸的两腔通过第二插装阀和第四插装阀开启的阀口分别与电液比例方向阀的两个出油口导通，此时，踏步缸处于工作状态。

在本发明的一较佳实施方式中，步骤b中包括：

(1)首先根据电控装置发出的指令，使电液比例方向阀左位处于工作位置，此时，所述电液比例方向阀的进油口与其第二出油口导通，该电液比例方向阀的回油口与其第一出油口导通；左位阀芯开口的大小由电信号决定。

(2)根据电控装置发出的指令，使电液比例方向阀右位处于工作位置，此时，所述电液比例方向阀的进油口与其第一出油口导通，该电液比例方向阀的回油口与其第二出油口导通；右位阀芯开口的大小由电信号决定。

在本发明的一较佳实施方式中，所述电信号为时间-电流信号或为时间-电压信号。

在本发明的一较佳实施方式中，冷床的电控装置同时向多个液压缸组的电液比例方向阀和电磁换向阀发出同步指令，使多个液压缸组中的步进缸同步运动，或使多个液压缸组中的踏步缸同步运动。

在本发明的一较佳实施方式中，所述步进缸和踏步缸上分别设置有位移传感器，通过设置于步进缸和踏步缸上的位移传感器全行程位置反馈，依据产品规格大小，调整、设定步进缸与踏步缸的工作行程，对冷床进行变步距控制。

由上所述，本发明的冷床液压步进和踏步控制装置，采用了比例方向阀加插装阀的结构，既满足快速控制速度要求，又满足平稳要求，且速度可调，只用一个比例方向阀就实现了对步进缸和踏步缸的控制，打破了冷床液压步进控制与液压踏步控制的界限，将液压步进控制与液压踏步控制合为一体；本发明的冷床液压步进和踏步控制装置具有元件少、系统结构简单、成本低、电气控制和维修方便、安全可靠的优点。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1：为本发明的冷床结构示意图。

图2：为本发明中步进缸工作时的结构示意图。

图3：为本发明中踏步缸工作时的结构示意图。

图4：为本发明中的冷床液压步进及踏步控制装置的示意图。

图5：为现有冷床液压步进及踏步控制装置的示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2和图3所示，所述冷床包括有冷床动齿条梁8、冷床升降装置7和冷床液压步进和踏步控制装置100；冷床的动作由升降动作和横移动作两部分组成；冷床的升降动作是由冷床升降装置7的曲柄轴旋转带动连杆升降使摆动轴抬起或放下动齿条梁8来实现的；冷床的横移动作是通过冷床液压步进和踏步控制装置100中头尾相连的两个液压缸驱动杠杆101摆动以带动连杆102使动齿条梁8前进或后退的。

在本发明的冷床中，该控制装置100至少包括一套驱动冷床动齿条梁8前后移动的液压缸组1，当然，也可以根据需要设置两套或两套以上同步运动的液压缸组1，例如：当冷床动齿条梁8的横梁宽度小于钢管的长度时，需要用两个以上并排设置的动齿条梁8同步动作输送所述钢管，此时，就需要设置多个液压缸组1分别同步驱动各动齿条梁8动作。所述每套液压缸组1由一个步进缸11和一个与该步进缸11串接的踏步缸12构成，所述踏步缸12安装在前方，步进缸11安装在踏步缸12的后方；如图2、图3所示，踏步缸12的活塞杆头部直接与杠杆101枢接，踏步缸12的缸体尾部与步进缸11的活塞杆头部连接，步进缸11的缸体尾部与底座相连接(横移动作处于零位时，踏步缸12活塞杆处于缩回状态，而步进缸11活塞杆处于伸出状态)。如图4所示，为液压缸组1的液压控制回路示意图，在本发明中，所述液压缸组1中的步进缸11两腔和踏步缸12两腔分别与一个插装阀阀组2的对应出口导通，所述插装阀阀组2的进口导通于一个电液比例方向阀3，此外，该液压控制回路还设有电控装置5和蓄能器、压力表、油箱等构件，由此，本发明可以通过同一个电液比例方向阀3实现对该液压缸组1的步进缸11和踏步缸12的控制。

由上所述，本发明的冷床液压步进和踏步控制装置，采用了比例方向阀加插装阀的结构，既满足快速控制速度要求，又满足平稳要求，且速度可调，只用一个比例方向阀就实现了对步进缸和踏步缸的控制，打破了冷床液压步进控制与液压踏步控制的界限，将液压步进控制与液压踏步控制合为一体；本发明的冷床液压步进和踏步控制装置具有元件少、系统结构简单、成本低、电气控制和维修方便、安全可靠的优点。

如图4所示，在本实施方式中，所述插装阀阀组2包括四个插装阀，其中，第一插装阀21和第二插装阀22的进油口与所述电液比例方向阀3的第一出油口A连接，第三插装阀23和第四插装阀24的进油口与所述电液比例方向阀3的第二出油口B连接；第一插装阀21和第三插装阀23的出油口分别导通于步进缸11的无杆腔111和有杆腔112，第四插装阀24和第二插装阀22的出油口分别导通于踏步缸12的无杆腔121和有杆腔122；所述插装阀阀组2还包括两个电磁换向阀25和26；所述插装阀与控制盖板和两个电磁换向阀组合成一体，形成一套控制油路方向、油压力及流量的元件。所述第一插装阀21和第三插装阀23的控制油口由第一电磁换向阀25切换导通于一恒压油源或油箱；所述第二插装阀22和第四插装阀24的控制油口由第二电磁换向阀26切换导通于恒压油源或油箱。

所述插装阀阀组2中各个插装阀的控制油口通常情况下是与恒压油源接通，压力油和弹簧一起作用压下插装阀阀芯，使各个插装阀的进油口与其出油口关闭；当电磁换向阀的电磁铁通电时，各插装阀的控制油口与恒压油源断开，并与油箱回油管路接通，控制油口的压力降低，由插装阀主油路的压力油抬起阀芯，使插装阀的进油口与其出油口导通。由此，所述插装阀阀组2在系统失电情况下，可以自动切断步进缸11或踏步缸12与液压比例方向阀3之间的压力油，液压缸活塞杆可以安全地停在任意位置。

所述电液比例方向阀3的进油口P导通于一恒压油源，电液比例方向阀3的回油口T导通于油箱。进一步，在本实施方式中，如图4所示，为了使电液比例方向阀3的流量不受负载的影响，所述电液比例方向阀3还连接有一个进口压力补偿器4，该进口压力补偿器4包括设置于比例方向阀3进油口P的外控减压阀41，和设置于比例方向阀3两个出油口A、B之间的梭阀42，所述梭阀42和外控减压阀41的控制油口相互导通。

进一步，如图2、图4所示，在本实施方式中，所述步进缸11和踏步缸12上分别设置有能控制其准确停位的位移传感器113和123。

在本发明中控制冷床液压步进和踏步控制装置的方法包括以下步骤：

a：根据冷床的运动要求，使两个电磁换向阀其中之一通电，以选择步进缸处于工作状态或踏步缸处于工作状态；

其中：当选择第一电磁换向阀25通电时，第一插装阀21和第三插装阀23的阀口打开，步进缸11的两腔通过第一插装阀21和第三插装阀23开启的阀口分别与电液比例方向阀3的两个出油口A和B导通，此时，步进缸11处于工作状态；

当选择第二电磁换向阀26通电时，第二插装阀22和第四插装阀24的阀口打开，踏步缸12的两腔通过第二插装阀22和第四插装阀24开启的阀口分别与电液比例方向阀3的两个出油口A和B导通，此时，踏步缸12处于工作状态。

b：由冷床的电控装置5向电液比例方向阀3发出动作指令，使电液比例方向阀3进入工作状态，同时电控装置5给出一控制比例方向阀3阀芯开口的电信号，以使冷床的步进缸11或踏步缸12完成一个循环动作。

步进缸11的一个循环动作如下：

由于步进缸11在初始位置时其活塞杆处于伸出状态，因此，当步进缸11工作时其一个循环动作应为活塞杆缩回和活塞杆再伸出。由此，首先根据电控装置5发出的指令，使电液比例方向阀3左位处于工作位置，此时，所述电液比例方向阀3的进油口P与其第二出油口B导通，该电液比例方向阀3的回油口T与其第一出油口A导通，压力油液由第二出油口B流出，经过第三插装阀23开启的阀口进入步进缸11的有杆腔112，步进缸11无杆腔111中的油液，经过第一插装阀21开启的阀口流向电液比例方向阀3的第一出油口A并由回油口T流回油箱，由此，实现步进缸11活塞杆缩回动作。在此过程中，电液比例方向阀3左位阀芯开口的大小由电信号决定，所述电信号为时间-电流信号，也可为时间-电压信号；该电信号可对应一条液压缸的速度(时间-位移)曲线，该电信号控制电液比例方向阀3的比例电磁铁带动阀芯的开口度比例，开口度比例随着电信号大小的改变而变化，以到达控制该电液比例方向阀3的流量比例变化，实现速度变化和速度调节，由此，可对步进缸11活塞杆的运动进行变速率控制(其运动过程可包括匀加速、匀速和匀减速阶段)。

当要求步进缸11活塞杆再伸出时，电控装置5发出的指令，使电液比例方向阀3右位处于工作位置，此时，所述电液比例方向阀3的进油口P与其第一出油口A导通，该电液比例方向阀3的回油口T与其第二出油口B导通，压力油液由第一出油口A流出，经过第一插装阀21开启的阀口进入步进缸11的无杆腔111，步进缸11有杆腔112中的油液，经过第三插装阀23开启的阀口流向电液比例方向阀3的第二出油口B并由回油口T流回油箱，由此，实现步进缸11活塞杆再伸出动作；电液比例方向阀3右位阀芯开口的大小也由电信号决定。

在上述步进缸11的活塞杆运动过程中可以实现精准位置控制，由位移传感器113检测活塞杆行走的位移，位移传感器113测出的位置对应一反馈电信号，再将该反馈电信号与根据工艺给定的电信号比较，消除给定的电信号与执行结果之间的误差来闭环精确控制步进缸11的位置，从而精确控制运动过程。

踏步缸12的一个循环动作如下：

由于踏步缸12在初始位置时其活塞杆处于缩回状态，因此，当踏步缸12工作时其一个循环动作应为活塞杆伸出和活塞杆再缩回。由此，首先根据电控装置5发出的指令，使电液比例方向阀3左位处于工作位置，此时，所述电液比例方向阀3的进油口P与其第二出油口B导通，该电液比例方向阀3的回油口T与其第一出油口A导通，压力油液由第二出油口B流出，经过第四插装阀24开启的阀口进入踏步缸12的无杆腔121，踏步缸12有杆腔122中的油液，经过第二插装阀22开启的阀口流向电液比例方向阀3的第一出油口A并由回油口T流回油箱，由此，实现踏步缸12活塞杆伸出动作。在此过程中，电液比例方向阀3左位阀芯开口的大小由电信号决定。

当要求踏步缸12活塞杆再缩回时，电控装置5发出的指令，使电液比例方向阀3右位处于工作位置，此时，所述电液比例方向阀3的进油口P与其第一出油口A导通，该电液比例方向阀3的回油口T与其第二出油口B导通，压力油液由第一出油口A流出，经过第二插装阀22开启的阀口进入踏步缸12的有杆腔122，踏步缸12无杆腔121中的油液，经过第四插装阀24开启的阀口流向电液比例方向阀3的第二出油口B并由回油口T流回油箱，由此，实现踏步缸12活塞杆再缩回动作；电液比例方向阀3右位阀芯开口的大小也由电信号决定。

在上述踏步缸12的活塞杆运动过程中，由位移传感器123检测活塞杆行走的位移，并给出相对应的反馈电信号，再将该反馈电信号与给定的电信号比较，来精确控制运动过程。

在本实施方式中，所述控制冷床液压步进和踏步控制装置还可以实现变步距控制，其方法是根据产品(钢管或圆棒)直径大小，调整冷床步进的步距，以获得最佳的冷却及矫直效果，通过设定液压缸(步进缸和踏步缸)实际工作行程，并通过位移传感器反馈，实现精确的变步距控制。

在本实施方式中，冷床的电控装置5可以同时向多个液压缸组1的电液比例方向阀3和电磁换向阀发出同步指令，使多个液压缸组1中的步进缸11同步运动，或使多个液压缸组1中的踏步缸12同步运动。

以步进缸同步运动为例说明，如图4所示，在两个液压缸组1和1’的步进缸11和11’同步控制中，步进缸11的位移传感器113检测其活塞杆的行走位移，位移传感器113测出的位置对应一反馈电信号，并将该反馈电信号作为基准；步进液压缸11’的位移传感器113’测出的位置对应另一电信号与基准给定的电信号相比较，消除给定的电信号与执行结果之间的误差来闭环精确控制两个(或多个)步进缸的位置同步。

在本实施方式中，当系统突然断电，电磁换向阀和比例方向阀全部失电，所有插装阀的控制油口与主油路的恒压油源接通(如果系统压力降低，蓄能器的压力油可将单向阀关闭)，压力油进入插装阀的控制油口并下压插装阀阀芯将阀口关闭，使步进缸或踏步缸的两腔油口封闭，步进动作或踏步动作停止，设备保持在停止位置，以起到安全保护作用。

在本发明中，冷床在正常工作时有两种工作模式，一种是步进模式，在连续轧钢连续冷却输送的情况下，冷床在此模式下工作。另一种模式是踏步模式，如果长时间不轧管，冷床在此原地踏步模式下工作，此时钢管虽被动齿条梁抬起，但还是放在了原来的定齿位置。

当采用步进工作模式时，踏步缸处于关闭状态(踏步缸的活塞杆处于缩回状态)，首先，动齿条梁上升到高位，然后，步进缸有杆腔进油，活塞杆缩回，杠杆从竖直位置顺时针摆动一角度，带动连杆使动齿条梁前进一个步进行程X(如图2所示)；之后，动齿条梁下降到低位，最后，步进缸无杆腔进油，活塞杆伸出，杠杆逆时针摆动一角度，带动连杆使动齿条梁后退一个步进行程X，回到初时位置，实现一个冷床步进循环。

当采用踏步工作模式时，步进缸处于关闭状态(步进缸的活塞杆处于伸出状态)，首先，动齿条梁上升到高位，然后踏步缸无杆腔进油，活塞杆伸出，杠杆从竖直位置逆时针摆动一角度，带动连杆使动齿条梁后退一个踏步行程Y(如图3所示)；之后，动齿条梁下降到低位，最后，踏步缸有杆腔进油，活塞杆缩回，杠杆顺时针摆动一角度，带动连杆使动齿条梁前进一个踏步行程Y，回到初时位置，实现一个冷床踏步循环。

下面结合图1、图2、图3和图4，对冷床的横移运动作出具体描述。

一、当采用步进工作模式时，在操作台或控制室选择输入步进模式指令；此时第一电磁换向阀25和第二电磁换向阀26的电磁铁处于断电状态，其控制的四个插装阀的阀口处于关闭状态。生产线上的检测装置检测到钢管信号后，冷床动齿条梁8上升到高位，系统收到高位信号后发出指令，第一电磁换向阀25的电磁铁得电(第二电磁换向阀26的电磁铁仍处于断电状态)，第一电磁换向阀25所控制的第一插装阀21和第三插装阀23阀口打开，步进缸11的有杆腔112通过第三插装阀23与比例方向阀3的B口接通，步进缸11的无杆腔111通过第一插装阀21与比例方向阀3的A口接通，步进缸11进入工作状态；此时，第二插装阀22和第四插装阀24的阀口仍处于关闭状态，踏步缸12的两油腔封闭，踏步缸12处于非工作状态。

系统给定一液压缸的速度值(或一条时间-位移曲线)，与之相对应的是一电流值或电压值(或一条时间-电压、时间-电流曲线)的电信号，该电信号控制比例方向阀3的阀芯开启一对应的开口量，恒压油源液压站提供的清洁、压力稳定的压力油经比例方向阀3的出油口B和第三插装阀23进入步进缸11的有杆腔112，压力油推动步进缸11的活塞杆缩回，步进缸11无杆腔111的油通过第一插装阀21和比例方向阀3的A口流入系统回油管路；杠杆101从竖直位置顺时针摆动一角度，动齿条梁8前进一个步进行程X。当系统得到步进缸11上的位移传感器113检测到的活塞杆到位信号后，冷床动齿条梁8下降到低位；系统收到低位信号后，改变比例方向阀3的控制信号(电流或电压)使得比例方向阀3的P口和A口相连通，压力油经过比例方向阀3的A口和第一插装阀21进入步进缸11的无杆腔111，压力油推动步进缸11活塞杆伸出，步进缸11有杆腔112的油通过第三插装阀23和比例方向阀3的B口流入系统回油管路，杠杆101逆时针摆动一角度，动齿条梁8后退一个步进行程X，回到原始位置。系统得到步进缸11上的位移传感器113检测到的活塞杆到位信号后，第一电磁换向阀25的电磁铁断电，第一电磁换向阀25所控制的第一插装阀21和第三插装阀23的阀口关闭，步进缸11两腔与比例方向阀3之间的油路切断，步进缸11回到初始关闭状态，实现一个冷床步进循环。

冷床步进过程中，通过改变比例方向阀的控制电信号，控制比例电磁铁带动阀芯的开口度大小变化，开口度大小随着电信号大小的改变而变化，以达到控制该比例方向阀的流量变化，实现速度变化和速度调节以及运动方向改变。

二、当采用踏步工作模式时，在操作台或控制室选择输入踏步模式指令。此时第一电磁换向阀25和第二电磁换向阀26的电磁铁处于断电状态，其控制的四个插装阀的阀口处于关闭状态。生产线上的检测装置检测到钢管信号后，冷床动齿条梁8上升到高位，系统收到高位信号后发出指令，第二电磁换向阀26的电磁铁得电(第一电磁换向阀25的电磁铁仍处于断电状态)，第二电磁换向阀26所控制的第二插装阀22和第四插装阀24的阀口打开，踏步缸12有杆腔122通过第二插装阀22和比例方向阀3的A口接通，踏步缸12无杆腔121通过第四插装阀24和比例方向阀3的B口接通，踏步缸12进入工作状态；此时，第一插装阀21和第三插装阀23的阀口仍处于关闭状态，步进缸11两油腔封闭，步进缸11处于非工作状态。

系统给定一液压缸的速度值(或一条时间-位移曲线)，与之相对应的是一电流值或电压值(或一条时间-电压、时间-电流曲线)的电信号，该电信号控制比例方向阀3的阀芯开启一对应的开口量，恒压油源液压站提供的清洁、压力稳定的压力油经比例方向阀3的出油口B和第四插装阀24进入踏步缸12的无杆腔121，压力油推动踏步缸12的活塞杆伸出，踏步缸12有杆腔122的油通过第二插装阀22和比例方向阀的A口流入系统回油管路，杠杆101从竖直位置逆时针摆动一角度，动齿条梁8后退一个踏步行程Y。系统得到踏步缸12上位移传感器123检测到的活塞杆到位信号后，冷床动齿条梁8下降到低位；系统收到低位信号后，改变比例方向阀3的控制信号(电流或电压)使得比例方向阀3的P口和A口相连通，压力油经过比例方向阀3的A口和第二插装阀22进入踏步缸12的有杆腔122，压力油推动踏步缸12的活塞杆缩回，踏步缸12无杆腔121的油通过第四插装阀24和比例方向阀3的B口流入系统回油管路，杠杆101顺时针摆动一角度，动齿条梁8前进一个踏步行程Y，回到原始位置；系统得到踏步缸12上位移传感器123检测到的活塞杆到位信号后，第二电磁换向阀26的电磁铁断电，第二电磁换向阀26所控制的第二插装阀22和第四插装阀24的阀口关闭，踏步缸12与比例方向阀3之间的油路切断，踏步缸12回到初始关闭状态，实现一个冷床踏步循环。

冷床踏步过程中，通过改变比例方向阀的控制电信号，控制比例电磁铁带动阀芯的开口度比例，开口度比例随着电信号大小的改变而变化，以达到控制该比例方向阀的流量比例变化，实现速度变化和速度调节以及运动方向改变。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种冷床液压步进和踏步控制装置，至少包括一套驱动冷床动齿条梁前后移动的液压缸组，该液压缸组由一个步进缸和一个与该步进缸串接的踏步缸构成，其特征在于：所述液压缸组中的步进缸两腔和踏步缸两腔分别与同一个插装阀阀组的对应出口导通，所述插装阀阀组的进口导通于一个电液比例方向阀，由此，通过同一个电液比例方向阀实现对该液压缸组的步进缸和踏步缸的控制；

所述插装阀阀组包括四个插装阀，其中，第一插装阀和第二插装阀的进油口与所述电液比例方向阀的第一出油口连接，第三插装阀和第四插装阀的进油口与所述电液比例方向阀的第二出油口连接；第一插装阀和第三插装阀的出油口分别导通于步进缸的无杆腔和有杆腔，第四插装阀和第二插装阀的出油口分别导通于踏步缸的无杆腔和有杆腔；所述插装阀阀组还包括两个电磁换向阀，所述第一插装阀和第三插装阀的控制油口由第一电磁换向阀切换导通于一恒压油源或油箱；所述第二插装阀和第四插装阀的控制油口由第二电磁换向阀切换导通于恒压油源或油箱；

所述电液比例方向阀的进油口导通于一恒压油源，电液比例方向阀的回油口导通于油箱；所述电液比例方向阀还连接有一个进口压力补偿器，该进口压力补偿器包括设置于电液比例方向阀进油口的外控减压阀，和设置于电液比例方向阀两个出油口之间的梭阀，所述梭阀和外控减压阀的控制油口相互导通。

2.如权利要求1所述的冷床液压步进和踏步控制装置，其特征在于：所述步进缸和踏步缸上分别设置有控制其精确位置的位移传感器。

3.如权利要求1所述的冷床液压步进和踏步控制装置，其特征在于：该控制装置包括两套以上同步运动的液压缸组，各个液压缸组通过杠杆连接并驱动动齿条梁。

4.一种控制权利要求1所述的冷床液压步进和踏步控制装置的方法，该方法包括以下步骤：

a：根据冷床的运动要求，使两个电磁换向阀其中之一通电，以选择步进缸处于工作状态或踏步缸处于工作状态；

b：由冷床的电控装置向电液比例方向阀发出动作指令，使电液比例方向阀进入工作状态，同时电控装置给出一控制电液比例方向阀阀芯开口的电信号，以使冷床的步进缸或踏步缸完成一个循环动作；

在步骤a中：

当选择第一电磁换向阀通电时，第一插装阀和第三插装阀的阀口打开，步进缸的两腔通过第一插装阀和第三插装阀开启的阀口分别与电液比例方向阀的两个出油口导通，此时，步进缸处于工作状态；

当选择第二电磁换向阀通电时，第二插装阀和第四插装阀的阀口打开，踏步缸的两腔通过第二插装阀和第四插装阀开启的阀口分别与电液比例方向阀的两个出油口导通，此时，踏步缸处于工作状态；

步骤b中包括：

(1)首先根据电控装置发出的指令，使电液比例方向阀左位处于工作位置，此时，所述电液比例方向阀的进油口与其第二出油口导通，该电液比例方向阀的回油口与其第一出油口导通；左位阀芯开口的大小由电信号决定。

(2)根据电控装置发出的指令，使电液比例方向阀右位处于工作位置，此时，所述电液比例方向阀的进油口与其第一出油口导通，该电液比例方向阀的回油口与其第二出油口导通；右位阀芯开口的大小由电信号决定。

5.如权利要求4所述的控制冷床液压步进和踏步控制装置的方法，其特征在于：所述电信号为时间-电流信号或为时间-电压信号。

6.如权利要求4所述的控制冷床液压步进和踏步控制装置的方法，其特征在于：冷床的电控装置同时向多个液压缸组的电液比例方向阀和电磁换向阀发出同步指令，使多个液压缸组中的步进缸同步运动，或使多个液压缸组中的踏步缸同步运动。

7.如权利要求4所述的控制冷床液压步进和踏步控制装置的方法，其特征在于：所述步进缸和踏步缸上分别设置有位移传感器，通过设置于步进缸和踏步缸上的位移传感器全行程位置反馈，依据产品规格大小，调整、设定步进缸与踏步缸的工作行程，对冷床进行变步距控制。

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