CN105351264A - 一种多油缸刚性被动同步液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多油缸刚性被动同步液压控制系统，由下降驱动主回路、调平控制回路、补油控制回路以及坐标光栅检测装置组成，包括工作横梁上安装的多个主液压缸和调平控制缸；所述主液压缸连接有下降驱动主回路，并通过补油控制回路控制其补油和排油；所述调平控制缸连接有调平控制回路，所述调平控制回路包括下降调平补偿回路和上升同步驱动回路，工作横梁上还安装有坐标光栅检测装置；采用大流量的调平控制回路，控制调节调平控制缸同步工作和适应不同负载压力，实现多工作缸的高精度同步控制，具有响应速度快、工作可靠、同步控制精度高的特点；本系统可对调平控制缸及其调平控制回路进程扩展，适用于不同工作要求的液压控制系统。

Description

一种多油缸刚性被动同步液压控制系统

技术领域

本发明涉及一种液压系统，特别是涉及一种多油缸刚性被动同步液压控制系统。

背景技术

在液压机工作过程中，工作横梁稳定的平衡工作状态是保证零件加工精度关键的因素，同时工作横梁的工作状态还影响到液压机各个部件的受力状况，甚至影响到液压机的工作寿命。同步液压控制系统的主要功能是控制调整液压机的工作横梁平衡工作，使工作横梁的水平度保持在较高的精度范围内，进而提高工件的加工精度，同时也改善了液压机受力状态，可以提高液压机的使用寿命。

在大型液压机的控制系统中，典型的同步液压回路难以满足当前大型液压机控制精度的要求。如何实现液压机控制精度高、响应速度快、工作可靠的控制性能成为液压系统设计中的关键所在。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多油缸刚性被动同步液压控制系统，可以实现工作横梁高精度调平控制，具有响应速度快、工作可靠、同步精度高的特点。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种多油缸刚性被动同步液压控制系统，包括下降驱动主回路、调平控制回路、补油控制回路和坐标光栅检测装置，工作横梁上安装有多个主液压缸和对称安装有多个调平控制缸，所述调平控制缸连接有调平控制回路，所述的调平控制回路根据系统所需的调平控制缸数量进行扩展，所述调平控制回路包括下降调平补偿回路和上升同步驱动回路。

作为一种优选的技术方案，所述的调平控制缸数量根据液压机的液压系统设计需求进行扩展，为偶数个，对称布置在工作横梁的两端。

作为一种优选的技术方案，所述下降调平补偿回路包括与所述调平控制缸的油口连接的电磁比例支撑阀，所述电磁比例支撑阀通过滤油器-继电器组连接有二位二通电磁比例阀，所述二位二通电磁比例阀与油箱连接，所述下降调平补偿回路为大通径油路。

作为一种优选的技术方案，所述二位二通电磁比例阀的左位为一个零泄漏的单向阀结构，右位为连通状态，所述二位二通电磁比例阀的控制端安装位置传感器。

作为一种优选的技术方案，所述上升同步驱动回路包括二位三通电磁比例阀，所述二位三通电磁比例阀通过单向阀连接电磁比例支撑阀，所述电磁比例支撑阀与所述调平控制缸连接，所述上升同步驱动回路为大通径油路。

作为一种优选的技术方案，所述二位三通电磁比例阀控制端安装位置传感器，右位为上升同步调节回路连通工作位，左位为上升同步驱动回路断开工作位。

由于采用了上述技术方案，一种多油缸刚性被动同步液压控制系统，由下降驱动主回路、调平控制回路、补油控制回路以及坐标光栅检测装置组成，所述工作横梁上安装有多个主液压缸和对称安装有多个调平控制缸；所述主液压缸连接有下降驱动主回路，并通过补油控制回路控制主液压缸的补油和排油；所述调平控制缸连接有调平控制回路，所述调平控制回路包括下降调平补偿回路和上升同步驱动回路，所述的调平控制回路根据系统所需的调平控制缸数量进行扩展；工作横梁两侧还安装有坐标光栅检测装置；本系统中采用大流量的调平控制回路，控制调节调平控制缸同步工作和适应不同负载压力，实现多工作缸的高精度同步控制，具有响应速度快、工作可靠、同步控制精度高的特点；同时本系统可对调平控制缸及其调平控制回路进程扩展，适用于不同工作要求的液压控制系统。

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为本发明所述一种多油缸刚性被动同步液压控制系统的原理图，图中调平控制缸10、25及其控制油路作为油路扩展的示意性说明；

图2为本发明所述调平控制回路总原理图；

图3为本发明所述调平控制回路的结构图；

图4为本发明所述下降调平补偿回路的结构图；

图5本发明所述上升同步驱动回路的结构图；

图中：1、2-电控比例变量泵组；3、4、5、6、7-电控变量泵组；8、27、32-单向阀；9-单向节流阀；10、11、24、25-调平控制缸；12、14、16、18、20、22-主液压缸；13、15、17、19、21、23-液控单向阀；26、31-电磁比例支撑阀；28、33-二位三通电磁比例阀；29、34-滤油器-继电器组；30、35-二位二通电磁比例阀；36-双联泵组；37-泵组能源管理阀组；38-上升能源控制阀组；39-主油路控制阀组；40-右光栅尺；41-工作横梁；42-左光栅尺；43-油液补偿控制阀组。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1和图2所示，一种多油缸刚性被动同步液压控制系统，用于液压机工作横梁41的液压控制系统中，所述工作横梁41上安装有多个主液压缸12、14、16、18、20、22和对称安装有多个调平控制缸11、24；所述主液压缸连接有下降驱动主回路，并通过补油控制回路控制主液压缸的补油和排油；所述调平控制缸11、24连接有调平控制回路，所述调平控制回路包括下降调平补偿回路和上升同步驱动回路，所述的调平控制回路根据系统所需的调平控制缸数量进行扩展；工作横梁41两侧还安装有坐标光栅检测装置。

所述的主液压缸数量根据液压机工作需求设定，其分布方式为：数量为奇数时，将一个主液压缸安装在工作横梁的中间位置，其余主液压缸两侧对称分布；数量为偶数时，主液压缸对称分布在工作横梁上。本实施例中设有12、14、16、18、20、22六个主液压缸。

所述调平控制缸数量根据液压机工作需求进行扩展，为2、4、6等偶数个，对称布置在工作横梁41的两端。本系统以调平控制缸11、24为例进行说明，如图2所示，虚线部分为扩展的调平控制缸10、25及其控制油路。

所述下降驱动主回路包括电控比例变量泵组1、2和电控变量泵组3、4、5、6，所述电控比例变量泵组1、2和所述电控变量泵组3、4、5、6通过泵组能源管理阀组38连接有主油路控制阀组39，所述主油路控制阀组39与所述主液压缸12、14、16、18、20、22连接。

所述补油控制回路包括双联泵组36，所述双联泵组36通过油液补偿控制阀组43连接单向节流阀9，所述单向节流阀9与所述液控单向阀13、15、17、19、21、23连接，控制主液压缸12、14、16、18、20、22与补油油箱的连通状态。

如图3所示，所述调平控制回路包括下降调平补偿回路和上升同步驱动回路。

如图2和图4所示，所述调平控制缸24所对应的下降调平补偿回路包括与所述调平控制缸24的油口连接的电磁比例支撑阀26，所述电磁比例支撑阀26通过滤油器-继电器组29连接有二位二通电磁比例阀30，所述二位二通电磁比例阀30与油箱连接；所述调平控制缸10和24的下降调平补偿回路组成方式相同，在此不再赘述。所述二位二通电磁比例阀30、35的左位为一个零泄漏的单向阀结构，右位为连通状态，所述二位二通电磁比例阀30、35的控制端安装位置传感器，可根据控制系统的控制信号改变阀口的开度，控制所述下降调平补偿回路的流量。

如图1和图5所示，所述上升同步驱动回路驱动和控制调平控制缸11、24同步工作，由一个独立的电控变量泵组7提供动力，推动工作横梁41平衡上升工作。所述调平控制缸24所对应的上升同步驱动回路包括二位三通电磁比例阀28，所述二位三通电磁比例阀28通过单向阀27连接电磁比例支撑阀26，所述电磁比例支撑阀26与所述调平控制缸24连接；所述调平控制缸10和24的上升同步驱动回路组成方式相同，在此不再赘述。电控变量泵组7连接上升能源控制阀组38，所述上升能源控制阀组38通过单向阀8与所述二位三通电磁比例阀28、33连通，为所述上升同步驱动回路供油。所述二位三通电磁比例阀控制28、33端安装位置传感器，右位控制上升同步驱动回路连通，可根据控制系统的控制信号改变阀口的开度来控制油路的流量，实现各调平控制缸的位置同步，左位断开油路，并通过其连接的单向阀阻止油液回流。

所述调平控制回路中采用的电磁比例支撑阀26、31的作用为：在工作横梁41下降阶段，液压油流经电磁比例支撑阀26、31的电磁比例阀，根据负载调节其背压，使其出油口保持为恒定的低压状态，以适应不同的工作负载；在工作横梁41上升阶段，液压油流经电磁比例支撑阀26、31的单向阀，所述的上升同步驱动回路以较高的压力驱动调平控制缸11、24同步推动工作横梁41快速上升。

所述坐标光栅检测装置安装在工作横梁41的两侧，检测调平控制缸11、24的位置信息，并将位置信息输送给控制系统，控制系统经预设算法处理，把调节信号发送到各回路调节阀的控制端。

下面根据图1并结合液压机工作横梁41的下降和上升工作来进一步解释本发明的工作原理：

(1)工作横梁41下降阶段：工作横梁41快速下降阶段，工作横梁41在的重力作用下快速下降，补油油箱的油液经液控单向阀13、15、17、19、21、23补充到主液压缸12、14、16、18、20、22中。工作横梁41慢速下降阶段，主液压缸12、14、16、18、20、22由所述下降驱动主回路驱动。油液经液控单向阀13、15、17、19、21、23处在关闭状态。

所述下降调平补偿回路中二位二通电磁比例阀30、35处在右位，调平控制缸11和24经对应的下降调平补偿回路进行排油；液压油流经所述电磁比例支撑阀26和31的电磁比例阀，根据负载调节其背压，保持其出油口为较小压力；液压油流经所述二位二通电磁比例阀30、35，所述二位二通电磁比例阀30、35根据控制系统发送的反馈调节信号，自动调节阀口开度，调节调平控制缸11和24的排油流量，使调平控制缸11和24保持位置同步。

所述上升同步驱动回路中所述二位三通电磁比例阀28和33处于左位，单向阀27和32阻止油液流经所述二位三通电磁比例阀28和33，避免对调平控制缸11和24的同步控制精度产生影响。

(2)工作横梁41上升阶段，所述补油控制回路控制液控单向阀13、15、17、19、21、23开启，主液压缸12、14、16、18、20、22经液控单向阀13、15、17、19、21、23排油到补油油箱。所述下降驱动主回路由主油路控制阀组39关闭油路。

如图1和图5所示，所述上升同步驱动回路中二位三通电磁比例阀28和33处于右工作位，来自变量泵组7的油液经所述上升同步驱动回路驱动调平控制缸11、24，推动工作横梁41快速上升；所述二位三通电磁比例阀28和33根据控制系统发送的反馈调节信号，自动调节阀口开度，调节调平控制缸11和24的进油流量，使调平控制缸11和24保持位置同步。回路中的液压油流经所述电磁比例支撑阀16和31的单向阀进入调平控制缸11和24。

所述下降调平补偿回路中二位二通电磁比例阀30、35处在左位，处在零泄漏状态，阻止油液流经二位二通电磁比例阀30、35，消除油液泄漏对调平控制缸同步控制精度的影响。

所述多油缸刚性被动同步液压控制系统扩展的调平控制缸及其调平控制回路的工作原理与调平控制缸11和24的工作原理相同，不再赘述。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种多油缸刚性被动同步液压控制系统，其特征在于：包括下降驱动主回路、调平控制回路、补油控制回路和坐标光栅检测装置，工作横梁上安装有多个主液压缸和对称安装有多个调平控制缸，所述调平控制缸连接有调平控制回路，所述的调平控制回路根据系统所需的调平控制缸数量进行扩展，所述调平控制回路包括下降调平补偿回路和上升同步驱动回路。

2.如权利要求1所述多油缸刚性被动同步液压控制系统，其特征在于：所述的调平控制缸数量根据液压机的液压系统设计需求进行扩展，为偶数个，对称布置在工作横梁的两端。

3.如权利要求1所述多油缸刚性被动同步液压控制系统，其特征在于：所述下降调平补偿回路包括与所述调平控制缸的油口连接的电磁比例支撑阀，所述电磁比例支撑阀通过滤油器-继电器组连接有二位二通电磁比例阀，所述二位二通电磁比例阀与油箱连接，所述下降调平补偿回路为大通径油路。

4.如权利要求3所述多油缸刚性被动同步液压控制系统，其特征在于：所述二位二通电磁比例阀的左位为一个零泄漏的单向阀结构，右位为连通状态，所述二位二通电磁比例阀的控制端安装位置传感器。

5.如权利要求1所述多油缸刚性被动同步液压控制系统，其特征在于：所述上升同步驱动回路包括二位三通电磁比例阀，所述二位三通电磁比例阀通过单向阀连接电磁比例支撑阀，所述电磁比例支撑阀与所述调平控制缸连接，所述上升同步驱动回路为大通径油路。

6.如权利要求5所述多油缸刚性被动同步液压控制系统，其特征在于：所述二位三通电磁比例阀控制端安装位置传感器，右位为上升同步调节回路连通工作位，左位为上升同步驱动回路断开工作位。