CN106623511B - 一种液压矫直设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液压矫直设备和系统，其中，该设备包括电气控制装置、液压矫直装置、设备本体和支撑平台，液压矫直装置包括动力机构、液压机构、位移传感器和光电编码器，液压机构包括液压缸、活塞杆和压头，支撑平台上设置有多个用于支撑待矫直物件的V型支撑块和滑轨，滑轨位于所述V型支撑块的一侧。设备本体安装于滑轨上，液压缸安装于设备本体的顶端，并与动力机构连接，活塞杆安装在液压缸上，压头与活塞杆的一端连接，同时，动力机构、位移传感器、光电编码器与电气控制装置电连接。本发明实施例能够实现液压矫直过程的自动化，有效提高工作效率，且物件矫直精度高。

Description

一种液压矫直设备和系统

技术领域

本发明涉及液压技术领域，具体而言，涉及一种液压矫直设备和系统。

背景技术

随着工业技术的迅速发展，长度导轨正被广泛地应用于各个领域，如机床设备、传送装置、铁路轨道等，尤其是最近几年我国高铁行业的迅猛发展，对长导轨需求越来越大。但在长导轨制造及应用过程中仍存在很多问题亟待解决，其中，对长导轨的矫直就是其中之一，如在导轨的长期使用过程中出现的弯曲变形问题。现有的矫正技术主要依赖于人工经验，存在自动化程度低，工人劳动强度大等问题。

发明内容

本发明旨在改善上述的技术问题。为此，本发明提供一种液压矫直设备和系统，能够实现液压矫直过程的自动化，提高矫直精度和工作效率，降低工人劳动强度。

本发明较佳实施例提供一种液压矫直设备，所述设备包括电气控制装置、液压矫直装置、设备本体和支撑平台，所述液压矫直装置包括动力机构、液压机构、位移传感器和光电编码器，所述液压机构包括液压缸、活塞杆和压头，所述支撑平台上设置有滑轨和多个用于支撑待矫直物件的V型支撑块，多个所述V型支撑块位于所述滑轨内；

所述设备本体安装于所述滑轨上，所述液压缸安装于所述设备本体的顶端，并与所述动力机构连接，所述活塞杆安装在所述液压缸上，所述压头与所述活塞杆的一端连接，所述设备本体、所述动力机构、所述位移传感器、所述光电编码器与所述电气控制装置电连接；

所述位移传感器用于检测所述液压缸与待矫直物件之间的距离并发送至所述电气控制装置，所述光电编码器用于实时获取所述待矫直物件的运行速度并发送至所述电气控制装置，所述电气控制装置对接收到的数据进行处理并控制所述动力机构提供动力给所述液压缸，通过带动所述活塞杆移动，使所述活塞杆端部的所述压头对待矫直物件进行矫正。

进一步地，所述动力机构包括伺服阀、油箱和液压泵，所述液压泵与所述液压缸和所述油箱分别机械连接，所述伺服阀与所述液压泵和所述电气控制装置分别连接。

进一步地，所述伺服阀为三位四通型电液伺服阀。

进一步地，所述动力机构还包括马达，所述马达与所述设备本体机械连接，所述马达与所述液压泵和所述电气控制装置分别电连接。

进一步地，所述液压矫直装置还包括压力传感器，所述压力传感器与所述伺服阀和所述电气控制装置电连接。

进一步地，所述电气控制装置包括位置控制器和速度控制器，所述位置控制器与所述位移传感器和所述液压机构分别电连接，所述速度控制器与所述光电编码器和所述液压机构分别电连接。

进一步地，所述位置控制器为闭环控制器。

进一步地，所述速度控制器连接有放大器，所述放大器与所述控制器连接。

进一步地，所述电气控制装置还包括控制器、显示屏和按钮，所述控制器与所述显示屏、所述按钮、所述位置控制器、所述速度控制器和所述液压机构分别电连接。

本发明另一较佳实施例提供一种液压矫直系统，所述系统包括检测设备和上述所述液压矫直设备，所述检测设备与所述液压矫直设备电连接，所述检测设备用于检测待矫直物件的直线度并发送给所述液压矫直设备进行矫直。

与现有技术相比，本发明给出了一种的液压矫直设备和系统，其中，通过对液压矫直过程的巧妙设计，以及对电气控制装置、液压矫直装置的有效结合，能够实现液压矫直过程的自动化，高效化，且矫直精度高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明较佳实施例提供的液压矫直设备的结构示意图。

图2为本发明较佳实施例提供的液压矫直设备的连接框图。

图3为液压矫直装置的连接框图。

图4为图2中所示的液压矫直设备的另一种连接框图。

图5为本发明较佳实施例提供的液压矫直系统的连接框图。

图标：10-液压矫直系统；100-液压矫直设备；110-电气控制装置；111-控制器；112-位置控制器；113-速度控制器；1131-放大器；114-按钮；115-显示屏；120-液压矫直装置；121-动力机构；1211-伺服阀；1212-液压泵；1213-油箱；1214-马达；122-液压机构；1221-液压缸；1222-活塞杆；1223-压头；123-位移传感器；124-光电编码器；125-压力传感器；130-设备本体；140-支撑平台；141-V型支撑块；142-滑轨；200-待矫直物件；300-检测设备。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请结合参阅图1和图2，分别为本发明实施例提供一种液压矫直设备100的结构框图和连接框图。所述液压矫直设备100包括电气控制装置110、液压矫直装置120、设备本体130和支撑平台140，所述支撑平台140上设置有多个用于支撑待矫直物件200的V型支撑块141和滑轨142，所述多个V型支撑块141位于所述滑轨142内。所述电气控制装置110与所述液压矫直装置120电连接，所述液压矫直装置120设置于所述设备本体130上，所述设备本体130安装于所述支撑平台140上的所述滑轨142上，且能够沿着所述滑轨142移动。

进一步地，在本发明实施例中，通过所述电气控制装置110控制所述液压矫直装置120进行自动化矫正，并控制所述设备本体130在所述支撑平台140上移动，对位于所述V型支撑块141上的待矫直物件200的不同位置进行矫直。如图2所示，该电气控制装置110包括控制器111、位置控制器112、速度控制器113、按钮114和显示屏115，所述位置控制器112、速度控制器113、按钮114和显示屏115分别与所述控制器111电连接。

具体地，所述控制器111为所述液压矫直设备100的主控制器，在准备对所述待矫直物件200开始矫直时，预先通过显示屏115以及按钮114向所述控制器111输入相关的矫直参数，如测量得到的所述待矫直物件200的弯曲指数、预期标准指数、矫正模式等。然后，所述控制器111发送控制指令给所述液压矫直装置120，使得所述液压矫直装置120对所述待矫直物件200进行矫直。其中，在矫直过程中，所述控制器111根据接收到的所述速度控制器113和所述位置控制器112发送的数据，实时调整矫正过程中，所述设备本体130与所述待矫直物件200之间的距离以及待矫直物件200的运行速度。可选地，所述位置控制器112为闭环控制器，所述速度控制器113为开环控制器。

进一步地，所述控制器111为PLC控制器，所述PLC控制器采用西门子公司最新型PLCS7－400系列产品，该产品功能强大，配置灵活，模块化，该PLC控制器能满足中、小规模的性能要求，可以非常好地满足和适应各种自动化控制任务，且扩展能力强大，便于实现集散控制，易于操作、编程、维护和服务。

可选地，所述显示屏115可以是，但不限于触摸式液晶显示屏，该显示屏115响应速度快、稳定性高、使用方便，可用于文字、图片等的输入和显示。在本发明实施例中，所述触摸式液晶显示屏可以分为三部分，分别为基本参数输入、参数调试和工况显示。

进一步地，请结合参阅图3，为所述液压矫直装置120的方框示意图，该液压矫直装置120包括动力机构121和液压机构122。其中，所述动力机构121包括伺服阀1211、液压泵1212、油箱1213和马达1214，所述液压机构122包括液压缸1221、活塞杆1222和压头1223。

具体地，所述伺服阀1211与所述控制器111和所述液压泵1212分别电连接，所述液压泵1212与所述液压缸1221和所述油箱1213分别连接，所述活塞杆1222安装在所述液压缸1221上，所述压头1223与所述活塞杆1222的一端连接。其中，所述伺服阀1211接收所述控制器111发送的控制指令，以控制所述液压泵1212从所述油箱1213中向所述液压缸1221的下腔供油，使所述液压缸1221产生压力以带动所述活塞杆1222上下移动，进而使得位于所述活塞杆1222端部的所述压头1223下移至所述待矫直物件200上，对该物件的弯曲位置进行矫直，接着，所述伺服阀1211卸荷，所述活塞杆1222上移。其中，在对所述待矫直物件200进行矫直过程中,由于矫直力的变化会使所述活塞杆1222产生震动,这时可通过调节所述伺服阀1211来控制输入到所述液压缸1221下腔的流量,最终使所述活塞杆1222达到稳定状态。其中，如图4所示，所述伺服阀1211为三位四通型电液伺服阀1211。

可选地，所述液压泵1212是一种性能增强的新型压力补偿型变量泵，可以根据外载荷的大小自动调节泵的流量，该液压泵1212零件少、可靠性高、容积效率和总效率高，总尺寸小、能够有效降低冲击，满足本发明实施例的设计要求。

进一步地，由于在液压矫直过程中，需要根据所述待矫直物件200的位置和矫直程度不断修正所述待矫直物件200与该液压矫直设备100之间的距离、压力等参数。因此，所述液压矫直装置120还包括位移传感器123、光电编码器124和压力传感器125，所述位移传感器123和所述光电编码器124与所述电气控制装置110电连接，所述压力传感器125与所述伺服阀1211和所述控制器111分别电连接。

具体地，请再次参阅图2，在本发明实施例中，所述位移传感器123与所述位置控制器112电连接，所述位置控制器112与所述控制器111电连接，所述位移传感器123用于检测所述液压缸1221与所述待矫直物件200之间的距离并发送给所述位置控制器112，所述位置控制器112将接收到的距离信号转化成相对应的电信号以表征所述液压缸1221与所述待矫直物件200之间的距离，所述控制器111根据接收到的所述位置控制器112发送过来的电信号，将该电信号与预先设定的位置相比较，并利用二者的差值，生成相应的控制信号以控制所述伺服阀1211调节制输入到所述液压缸1221下腔的流量，最终使所述液压缸1221里面的油的位置与设定值一致。其中，所述电信号可以为电压信号、电流信号等。可选地，在对所述位移传感器123发送的数据可进行适当的放大处理。

进一步地，所述光电编码器124与所述速度控制器113电连接，所述光电编码器124用于实时获取所述待矫直物件200的运行速度，并发送给所述速度控制器113，所述控制器111将接收到的速度数据转化为电信号并发送至所述控制器111，所述控制器111根据该电信号与预设速度进行比较，并生成对应的控制信号，以实时调整所述待矫直物件200的运行速度。其中，该电信号可以为电压信号、电流信号等。应注意，在本发明实施例中，所述光电编码器124与所述马达1214同轴安装。可选地，所述光电编码器124也称为旋转编码器,通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。

可选地，所述速度控制器113还可连接有放大器1131，所述放大器1131对所述速度控制器113发送给所述控制器111的电信号进行放大。

进一步地，所述压力传感器125与所述伺服阀1211和所述控制器111分别电连接。在进行液压矫直过程中，由于根据流入所述液压缸1221中的液体的流量产生的压力，进而带动所述活塞杆1222上的所述压头1223对所述待矫直物件200施压以矫直弯曲部分，但是，若不及时检测所述压头1223对所述待矫直物件200的压力状况，可能会导致二者之间的压力过大而损坏所述待矫直物件200。因此，在本发明实施例中，所述压力传感器125用于检测所述伺服阀1211上的压力值，并发送给所述控制器111，以方便工作人员及时调整所述液压缸1221中的油量，使得所述压头1223施加在所述待矫直物件200上的压力值最佳。

进一步地，通过所述位移传感器123、所述光电编码器124和所述压力传感器125检测数据结果均可通过所述显示屏115进行显示。

基于以上设计，通过本发明实施例给出的液压矫直设备100对所述待矫直物件200矫直的工作过程为：启动所述液压矫直设备100，将所述待矫直物件200放置于所述V型支撑块141上，通过所述显示屏115或者所述按钮114向该液压矫直设备100输入相关矫直参数，启动所述电气控制装置110，使所述液压缸1221快下到设定位置后慢下，加压矫直，达到反弯量后停止加压，所述液压矫直装置120保压延时到结束，泄压，所述液压缸1221先快速回程后慢速回程，回程后再次启动检测装置进行检测，产品合格后，卸下该待矫直物件200，如果不合格则重复以上相应过程。其中，通过所述位移传感器123、所述光电编码器124和所述压力传感器125实时监测液压矫直过程中该待矫直物件200的位置、所受的压力值等，从而实时调整矫直过程中的相应参数。

进一步地，如图5所示，本发明较佳实施例还提供了一种液压矫直系统10，所述系统包括检测设备300和上述液压矫直设备100，所述检测设备300与所述液压矫直设备100电连接，所述检测设备300用于检测待矫直物件200的直线度并发送给所述液压矫直设备100进行矫直。

综上所述，本发明提供了一种液压矫直设备100和系统，该液压矫直设备100通过对液压矫直过程的巧妙设计，以及对电气控制装置110、液压矫直装置120的有效结合，能够实现液压矫直过程的自动化，高效化，且矫直精度高，避免了现有技术中主要依赖人工进行矫直的问题。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种液压矫直设备，其特征在于，所述设备包括电气控制装置、液压矫直装置、设备本体和支撑平台，所述液压矫直装置包括动力机构、液压机构、位移传感器、光电编码器，所述液压机构包括液压缸、活塞杆和压头，所述支撑平台上设置有滑轨和多个用于支撑待矫直物件的V型支撑块，多个所述V型支撑块位于所述滑轨内；所述动力机构包括伺服阀、油箱和液压泵，所述液压泵与所述液压缸和所述油箱分别机械连接，所述伺服阀与所述液压泵和所述电气控制装置分别连接；

所述设备本体安装于所述滑轨上，所述液压缸安装于所述设备本体的顶端，并与所述动力机构连接，所述活塞杆安装在所述液压缸上，所述压头与所述活塞杆的一端连接，所述设备本体、所述动力机构、所述位移传感器、所述光电编码器分别与所述电气控制装置电连接；

所述位移传感器用于检测所述液压缸与待矫直物件之间的距离并发送至所述电气控制装置，所述光电编码器用于实时获取所述待矫直物件的运行速度并发送至所述电气控制装置，所述电气控制装置对接收到的数据进行处理并控制所述动力机构提供动力给所述液压缸，通过带动所述活塞杆移动，使所述活塞杆端部的所述压头对待矫直物件进行矫正；

所述电气控制装置还包括控制器、显示屏、按钮、位置控制器和速度控制器，所述控制器与所述显示屏、所述按钮、所述位置控制器、所述速度控制器分别电连接，所述位置控制器与所述位移传感器电连接，所述速度控制器与所述光电编码器电连接；

其中，所述位置控制器用于将所述位移传感器检测并发送的所述液压缸与所述待矫直物件之间的距离值转化为对应的电信号；

所述速度控制器用于将所述光电编码器实时获取的所述待矫直物件的运行速度转化为电信号；

所述液压矫直装置还包括压力传感器，所述压力传感器分别与所述伺服阀和所述电气控制装置电连接，所述压力传感器用于检测所述伺服阀上的压力值并发送给所述电气控制装置中的控制器，以调整所述液压缸中的油量，使得所述压头施加在所述待矫直物件上的压力值最佳。

2.根据权利要求1所述的液压矫直设备，其特征在于，所述伺服阀为三位四通型电液伺服阀。

3.根据权利要求1所述的液压矫直设备，其特征在于，所述动力机构还包括马达，所述马达与所述设备本体机械连接，所述马达与所述液压泵和所述电气控制装置分别电连接。

4.根据权利要求1所述的液压矫直设备，其特征在于，所述位置控制器为闭环控制器。

5.根据权利要求4所述的液压矫直设备，其特征在于，所述速度控制器连接有放大器，所述放大器与所述控制器连接。

6.一种液压矫直系统，其特征在于，所述系统包括检测设备和权利要求1-5中任一项所述液压矫直设备，所述检测设备与所述液压矫直设备电连接，所述检测设备用于检测待矫直物件的直线度并发送给所述液压矫直设备进行矫直。