CN107882791A - 多缸压力机液压控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布一种多缸压力机液压控制系统及其控制方法属于液压控制技术领域。包括动力源模块、多个压缩模块和一个蓄能器模块。括动力源模块根据压缩油缸的工作状态分别为多个压缩模块、蓄能器模块提供高压小流量或低压大流量动力油；多个压缩模块分别控制多个压缩油缸的工装状态（多缸快进、多缸工进并且分别压力、伸缩速度可调节、多缸快回）；蓄能器模块为辅助动力源，为压缩油缸1到N供油。本发明能够控制多个压缩油缸单独或者同步压缩；每个压缩油缸的运行速度不收负载变化影响，运行冲击小；每个压缩油缸的压缩力可以实现单独电比例无级调节；每个压缩油缸根据工作状态需要，可以实现快进、工进、快回，提升主机压缩效率。

Description

多缸压力机液压控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种压力机液压系统，更具体的说，涉及一种多缸压力机液压控制系统及其控制方法。

背景技术

压力机是制造业，尤其是大型装备制造业大量使用的设备。随车智能化、自动化生产线的发展，对高效、智能化的多缸同时工作型的压力机需求越来越迫切。传统的压力机绝大部分为单缸式压力机。目前，也逐步出现了一些多缸型压力机应用到装备制造业中。但是还存在一些有待解决的问题：（1）、当多个压缩油缸同时处多缸工进压缩状态、且负载差异较大时，部分压缩油缸仍然正常工作状态，部分压缩油缸停止伸出；（2）、当多个压缩油缸同时处多缸工进压缩状态时，每个压缩油缸的运行速度调节较为麻烦，仍为传统手动调节，调节精度较差；（3）、当多个压缩油缸同时处多缸工进压缩状态时，每个压缩油缸的压缩力不能根据每个压缩油缸在自身压缩过程中不同时间的不同工作压力需求，对输出压缩力进行实时无级调节；（4）、没有多缸同时快进、工进、快回的控制功能。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种多缸压力机液压控制系统及其控制方法，能够控制多个压缩油缸实现：1、单独或者同步压缩；2、每个压缩油缸的运行速度不受负载变化影响，电比例无级调节，运行冲击小；3、每个压缩油缸的压缩力可以实现单独电比例无级调节；4、每个压缩油缸根据工作状态需要，可以实现快进、工进、快回，提升主机压缩效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多缸压力机液压控制系统，包括动力源模块和多个压缩模块，所述动力源模块包括油箱、低压大流量泵和高压小流量泵；所述低压大流量泵连接有电机I，低压大流量泵进油管路连接油箱，低压大流量泵出油管路上连接有单向阀I；所述单向阀I出油口处连接有压力传感器I、压力表I和电磁溢流阀I；所述电磁溢流阀I连接至油箱；所述高压小流量泵连接有电机II，高压小流量泵进油管路连接油箱，高压小流量泵出油管路上连接有单向阀II；所述单向阀II出油口处连接有压力传感器II、压力表II和电磁溢流阀II；所述电磁溢流阀II连接至油箱；

所述压缩模块包括包括连通动力源模块中单向阀I出油口的电液换向阀，以及连通动力源模块中单向阀II出油口的电比例减压阀；所述电液换向阀出油口连接有叠加式双向液压锁I，电液换向阀的回油口连接油箱；所述叠加式双向液压锁I的出油口分别与压缩油缸的无杆腔和有杆腔连通；所述电比例减压阀的出油口连接有压力补偿器，电比例减压阀控制端连接有比例放大器II；所述压力补偿器的出油口连接有比例方向流量阀；所述比例方向流量阀的出油口连接有叠加式双向液压锁II，比例方向流量阀的回油口连接油箱，比例方向流量阀控制端连接有比例放大器I；所述叠加式双向液压锁II的出油口分别与压缩油缸的无杆腔和有杆腔连通。

其进一步是：所述动力源模块中单向阀II出油口连接有常开式截止阀；所述常开式截止阀另一端连接有蓄能器和常闭式截止阀；所述常闭式截止阀另一端连接油箱。

所述油箱上安装有油位油温计，油箱的回油管路中安装有回油滤油器。

所述比例方向流量阀的阀口开度通过比例放大器I的PWM信号控制；比例方向流量阀采用无级调节，对应流量从无到有、从小到大无级调节。

所述比例放大器I为数字式或模拟式双通路比例放大器。

所述电比例减压阀的出口压力通过比例放大器II 的PWM信号控制；电比例减压阀采用无级调节，对应出口压力从无到有、从小到大无级调节。

所述比例放大器II为数字式或模拟式单通路比例放大器。

多缸压力机液压控制系统的控制方法，包括多缸快进模式、多缸工进压缩模式和多缸快回模式；

所述多缸快进模式：

启动电机I，驱动低压大流量泵工作，电液换向阀换向至左位，低压大流量通过电液换向阀进入每个压缩模块中的压缩油缸的无杆腔；每个压缩模块中的压缩油缸快速下行至被压缩物体；

当压缩油缸无杆腔建立较低压力时，压力传感器I检测该压力并发出控制信号，控制电液换向阀回到中位，同时电磁溢流阀I带电，将低压大流量泵卸荷；

所述多缸工进压缩模式：

启动电机II驱动高压小流量泵工作，比例方向流量阀换向至右位，高压小流量通过比例方向流量阀进入每个压缩模块中的压缩油缸；每个压缩模块中的压缩油缸开始压缩被压缩物体；每个压缩模块中的压缩油缸的输出压缩力被比例减压阀和比例放大器II控制；每个压缩模块中的压缩油缸的伸出速度被比例方向流量阀和比例放大器I 控制；

当多个压缩油缸同时压缩且高压小流量泵的流量处于饱和状态时，蓄能器作为辅助动力源向压缩油缸提供压力油；

当每个压缩模块中的压缩油缸完成相应压缩工序时，压力传感器II 检测该压力并发出控制信号，控制比例方向流量阀回到中位，同时电磁溢流阀II带电，将高压小流量泵卸荷；

所述多缸工进压缩模式：

电磁溢流阀I断电，电液换向阀换向至右位，低压大流量通过电液换向阀进入每个压缩模块中的压缩油缸的有杆腔；每个压缩模块压缩油缸快速回收。

本发明原理新颖、功能完善，通用性好，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、能够控制多个压缩油缸实现单独或者同步压缩；

2、每个压缩油缸的运行速度不受负载变化影响，电比例无级调节，运行冲击小；

3、每个压缩油缸的压缩力可以实现单独电比例无级调节；

4、每个压缩油缸根据工作状态需要，可以实现快进、工进、快回，提升主机压缩效率。

附图说明

图1是是本发明液压原理图。

图中：1、油位油温计，2、电机I，3、低压大流量泵，4、单向阀I，5、压力传感器I，6、压力表I。7、电磁溢流阀I，8、空气滤清器，9、电机II，10、高压小流量泵，11、单向阀II，12、压力传感器II，13、压力表II，14、电磁溢流阀II，15、回油滤油器，16、常闭式截止阀，17、常开式截止阀，18、蓄能器，19、叠加式双向液压锁I，20、电液换向阀，21、比例放大器I，22、比例方向流量阀，23、叠加式压力补偿器，24、电比例减压阀，25、比例放大器II，26、叠加式双向液压锁II，27、压缩油缸。

具体实施方式

以下是本发明的一个具体实施例，现结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种多缸压力机液压控制系统，包括油箱、动力源模块和多个压缩模块。油箱上安装有油位油温计1，油箱的回油管路中安装有回油滤油器15。

动力源模块包括两部分：

低压大流量泵3连接有电机I2，低压大流量泵3进油管路连接油箱，低压大流量泵3出油管路上连接有单向阀I4；单向阀I4出油口处连接有压力传感器I5、压力表I6和电磁溢流阀I7；电磁溢流阀I7连接至回油路T，回油路T连接至油箱。单向阀I4防止压缩油缸27的负载压力反向冲击低压大流量泵3；电磁溢流阀I7控制低压大流量泵3输出动力油的压力大小并可以实现卸荷；压力传感器I5实时检测低压大流量泵3输出动力油的压力大小并按照控制方法的需要提供电压输出信号；压力表I6实时显示低压大流量泵3输出动力油的压力大小。

高压小流量泵10连接有电机II9，高压小流量泵10进油管路连接油箱，高压小流量泵10出油管路上连接有单向阀II11；单向阀II11出油口处连接有压力传感器II12、压力表II13和电磁溢流阀II14；电磁溢流阀II14连接至回油路T，回油路T连接油箱。电机II9驱动高压小流量泵10为多个压缩模块和蓄能器提供高压小流量动力油；单向阀II11防止压缩油缸27的负载压力反向冲击高压小流量泵10；电磁溢流阀II14控制高压小流量泵10输出动力油的压力大小并可以实现卸荷；压力传感器II 12实时检测高压小流量泵10输出动力油的压力大小并按照控制方法的需要提供电压输出信号；压力表II 13实时显示高压小流量泵10输出动力油的压力大小。

多个压缩模块并联设置，压缩模块个数可根据主机需要进行设置，每一个压缩模块包括两部分：

电液换向阀20进油口连接高压油路P1，高压油路P1连接单向阀I4出油口。电液换向阀20出油口连接有叠加式双向液压锁I19，电液换向阀20的回油口连接回油路T，回油路T连接油箱；叠加式双向液压锁I19的出油口分别与压缩油缸27的无杆腔和有杆腔连通。

电比例减压阀24进油口连接高压油路P2，高压油路P2连通单向阀II11出油口。电比例减压阀24的出油口连接有压力补偿器23，电比例减压阀24控制端连接有比例放大器II25；压力补偿器23的出油口连接有比例方向流量阀22；比例方向流量阀22的出油口连接有叠加式双向液压锁II26，比例方向流量阀22的回油口连接回油路T，回油路T连接油箱，比例方向流量阀22控制端连接有比例放大器I21；叠加式双向液压锁II26的出油口分别与压缩油缸27的无杆腔和有杆腔连通。

其中，叠加式压力补偿器23能够控制比例方向流量阀22阀口前后的压力基本保持恒定，进而控制比例方向流量阀22的通过流量紧与压缩油缸27的负载压力的变化无关，紧与比例放大器I21的PWM信号大小有关。比例方向流量阀22的阀口开度通过比例放大器I21的PWM信号控制；比例方向流量阀22采用无级调节，对应流量从无到有、从小到大无级调节。比例放大器I21为数字式或模拟式双通路比例放大器。电比例减压阀24的出口压力通过比例放大器II25 的PWM信号控制；电比例减压阀24采用无级调节，对应出口压力从无到有、从小到大无级调节，进而控制压缩油缸27的输出力的从无到有、从小到大无级调节。比例放大器II25为数字式或模拟式单通路比例放大器。

高压油路P2连接有常开式截止阀17；常开式截止阀17另一端连接有蓄能器18和常闭式截止阀16；常闭式截止阀16另一端连接油箱。蓄能器18接收高压小流量泵10的供油，并存储能量。当多个压缩油缸27同时压缩且高压小流量泵10的流量处于饱和状态时，蓄能器18作为辅助动力源向压缩油缸提供压力油，保证多个压缩油缸27同时正常工作的流量总需求。常开式截止阀17用于蓄能器18的安装维护时，与高压油路P2断开。常闭式截止阀用于蓄能器18的安装维护时，保证蓄能器18与油箱连通，蓄能器18内存储的压力油泄回油箱。

一种多缸压力机液压控制系统的控制方法，其包括多缸快进模式、多缸工进压缩模式和多缸快回模式；

多缸快进模式：

启动电机I2，驱动低压大流量泵3工作，电液换向阀20换向至左位，低压大流量通过电液换向阀20进入每个压缩模块中的压缩油缸27的无杆腔；每个压缩模块中的压缩油缸27快速下行至被压缩物体；

当压缩油缸27无杆腔建立较低压力时，压力传感器I5检测该压力并发出控制信号，控制电液换向阀20回到中位，同时电磁溢流阀I7带电，将低压大流量泵3卸荷。

所述多缸工进压缩模式：

启动电机II9驱动高压小流量泵10工作，比例方向流量阀22换向至右位，高压小流量通过比例方向流量阀22进入每个压缩模块中的压缩油缸27；每个压缩模块中的压缩油缸27开始压缩被压缩物体；每个压缩模块中的压缩油缸27的输出压缩力被比例减压阀24和比例放大器II25控制，无级可调；每个压缩模块中的压缩油缸27的伸出速度被比例方向流量阀22和比例放大器I21 控制，无级可调；

当多个压缩油缸27同时压缩且高压小流量泵10的流量处于饱和状态时，蓄能器18作为辅助动力源向压缩油缸提供压力油；

当每个压缩模块中的压缩油缸27完成相应压缩工序时，压力传感器II 12检测该压力并发出控制信号，控制比例方向流量阀22回到中位，同时电磁溢流阀II14带电，将高压小流量泵10卸荷。

所述多缸工进压缩模式：

电磁溢流阀I7断电，电液换向阀20换向至右位，低压大流量通过电液换向阀20进入每个压缩模块中的压缩油缸27的有杆腔；每个压缩模块压缩油缸27快速回收。

Claims (8)

1.一种多缸压力机液压控制系统，包括动力源模块和多个压缩模块，其特征在于：

所述动力源模块包括油箱、低压大流量泵（3）和高压小流量泵（10）；

所述低压大流量泵（3）连接有电机I（2），低压大流量泵（3）进油管路连接油箱，低压大流量泵（3）出油管路上连接有单向阀I（4）；所述单向阀I（4）出油口处连接有压力传感器I（5）、压力表I（6）和电磁溢流阀I（7）；所述电磁溢流阀I（7）连接至油箱；

所述高压小流量泵（10）连接有电机II（9），高压小流量泵（10）进油管路连接油箱，高压小流量泵（10）出油管路上连接有单向阀II（11）；所述单向阀II（11）出油口处连接有压力传感器II（12）、压力表II（13）和电磁溢流阀II（14）；所述电磁溢流阀II（14）连接至油箱；

所述压缩模块包括包括连通动力源模块中单向阀I（4）出油口的电液换向阀（20），以及连通动力源模块中单向阀II（11）出油口的电比例减压阀（24）；

所述电液换向阀（20）出油口连接有叠加式双向液压锁I（19），电液换向阀（20）的回油口连接油箱；所述叠加式双向液压锁I（19）的出油口分别与压缩油缸（27）的无杆腔和有杆腔连通；

所述电比例减压阀（24）的出油口连接有压力补偿器（23），电比例减压阀（24）控制端连接有比例放大器II（25）；所述压力补偿器（23）的出油口连接有比例方向流量阀（22）；所述比例方向流量阀（22）的出油口连接有叠加式双向液压锁II（26），比例方向流量阀（22）的回油口连接油箱，比例方向流量阀（22）控制端连接有比例放大器I（21）；所述叠加式双向液压锁II（26）的出油口分别与压缩油缸（27）的无杆腔和有杆腔连通。

2.根据权利要求1所述的多缸压力机液压控制系统，其特征在于：所述动力源模块中单向阀II（11）出油口连接有常开式截止阀（17）；所述常开式截止阀（17）另一端连接有蓄能器（18）和常闭式截止阀（16）；所述常闭式截止阀（16）另一端连接油箱。

3.根据权利要求1所述的多缸压力机液压控制系统，其特征在于：所述油箱上安装有油位油温计（1），油箱的回油管路中安装有回油滤油器（15）。

4.根据权利要求1所述的多缸压力机液压控制系统，其特征在于：所述比例方向流量阀（22）的阀口开度通过比例放大器I（21）的PWM信号控制；比例方向流量阀（22）采用无级调节，对应流量从无到有、从小到大无级调节。

5.根据权利要求4所述的多缸压力机液压控制系统，其特征在于：所述比例放大器I（21）为数字式或模拟式双通路比例放大器。

6.根据权利要求1所述的多缸压力机液压控制系统，其特征在于：所述电比例减压阀（24）的出口压力通过比例放大器II（25） 的PWM信号控制；电比例减压阀（24）采用无级调节，对应出口压力从无到有、从小到大无级调节。

7.根据权利要求6所述的多缸压力机液压控制系统，其特征在于：所述比例放大器II（25）为数字式或模拟式单通路比例放大器。

8.根据权利要求1至7所述的多缸压力机液压控制系统的控制方法，其特征在于：包括多缸快进模式、多缸工进压缩模式和多缸快回模式；

所述多缸快进模式：

启动电机I（2），驱动低压大流量泵（3）工作，电液换向阀（20）换向至左位，低压大流量通过电液换向阀（20）进入每个压缩模块中的压缩油缸（27）的无杆腔；每个压缩模块中的压缩油缸（27）快速下行至被压缩物体；

当压缩油缸（27）无杆腔建立较低压力时，压力传感器I（5）检测该压力并发出控制信号，控制电液换向阀（20）回到中位，同时电磁溢流阀I（7）带电，将低压大流量泵（3）卸荷；

所述多缸工进压缩模式：

启动电机II（9）驱动高压小流量泵（10）工作，比例方向流量阀（22）换向至右位，高压小流量通过比例方向流量阀（22）进入每个压缩模块中的压缩油缸（27）；每个压缩模块中的压缩油缸（27）开始压缩被压缩物体；每个压缩模块中的压缩油缸（27）的输出压缩力被比例减压阀（24）和比例放大器II（25）控制；每个压缩模块中的压缩油缸（27）的伸出速度被比例方向流量阀（22）和比例放大器I（21） 控制；

当多个压缩油缸（27）同时压缩且高压小流量泵（10）的流量处于饱和状态时，蓄能器（18）作为辅助动力源向压缩油缸提供压力油；

当每个压缩模块中的压缩油缸（27）完成相应压缩工序时，压力传感器II （12）检测该压力并发出控制信号，控制比例方向流量阀（22）回到中位，同时电磁溢流阀II（14）带电，将高压小流量泵（10）卸荷；

所述多缸工进压缩模式：

电磁溢流阀I（7）断电，电液换向阀（20）换向至右位，低压大流量通过电液换向阀（20）进入每个压缩模块中的压缩油缸（27）的有杆腔；每个压缩模块压缩油缸（27）快速回收。