CN108177377B - 液压机控制系统及其加工汽车内饰件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压机控制系统及其加工汽车内饰件的方法，伺服泵包括低压大流量泵和高压小流量泵，低压泵的出口与第一单向阀的入口相连，高压泵的出口与第一单向阀的出口并联，第一单向阀的出口与第二插装阀、第三插装阀和第四插装阀的入口相连，第三插装阀的出口与第二单向阀的入口相连，第二单向阀的出口与主缸的上腔相连；第四插装阀的出口与主缸下腔相连；主缸下腔还与第一插装阀的入口相连，第一插装阀和第二插装阀的出口与主油箱相连。加工汽车内饰件的方法依次包括如下步骤：主缸快下、主缸工进、主缸加压、主缸保压、主缸泄压、拔模慢回、打料缸顶出、打料缸退回和主缸回程。该液压机加工的汽车内饰件良品率高，能耗低。

Description

液压机控制系统及其加工汽车内饰件的方法

技术领域

本发明涉及一种液压机，特别涉及一种液压机控制系统；本发明还涉及一种液压机加工汽车内饰件的方法，属于液压机床技术领域。

背景技术

目前汽车后备箱盖板主流生产工艺为：取玻璃纤维毡两层，覆盖在蜂窝纸芯板正反两面，由机械手夹持送入喷房正反两面均匀喷上聚氨酯胶，再送入加热模具在液压机上进行成型，得到汽车后备箱半成品。其中液压机成型一次加压18MPa左右，60秒后需要液压机需微动回程排气一次，大约2-3秒后二次加压20MPa并保压成型，时间约30秒；然后进行拔模，拔模后滑块回程到顶取件。由于聚氨酯胶的黏性大，拔模时容易造成半成品变形甚至撕裂；而且拔模后产品容易粘连在上模上，无法脱落，需要借助于打料装置将其打落。

在生产过程中放料时间、保压时间和取料时间均较长，传统加工内饰件的液压机通常采用普通三相电机驱动柱塞泵，存在大量的溢流损失，无功损耗大，并造成油温升高。

在汽车内饰件专用液压机压制产品的过程中，位置和压力的超调是造成内饰件半成品精度不高的主要因素之一。超调往往是因为检测元件（如压力传感器、位移传感器）、控制器（如PLC控制器）和执行元件（如换向阀）等的响应滞后，在达到设定值和停止供油之间存在时间间隔，液压泵有多余的液压油流出，多余的液压油进入主油缸，必然造成压力超调或位置超调。而活塞杆自重很大，在惯性作用下难以立即停止，也是造成超调的因素之一。

发明内容

本发明的首要目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种液压机控制系统，结构合理，工作性能好，能有效提高液压机的压制精度以及降低能耗。

为解决以上技术问题，本发明的一种液压机控制系统，包括驱动滑块的主缸1，主缸1的上腔通过液控充液阀D3与充液箱相连，伺服泵的入口与主油箱相连，所述伺服泵包括由同一台伺服电机M1驱动的低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2，低压大流量泵PD1的出口与第一单向阀D1的入口相连，高压小流量泵PD2的出口与第一单向阀D1的出口并联，第一单向阀D1的出口与第二插装阀C2、第三插装阀C3和第四插装阀C4的入口相连，第三插装阀C3的出口与第二单向阀D2的入口相连，第二单向阀D2的出口与主缸1的上腔相连；第四插装阀C4的出口与主缸1的下腔相连；主缸1的下腔还与第一插装阀C1的入口相连，第一插装阀C1和第二插装阀C2的出口与主油箱相连；第一插装阀C1的液控口通过第二调压阀F2与主油箱相连，第二插装阀C2的液控口通过第四调压阀F4与主油箱相连。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：⑴主缸快下：第二插装阀C2关闭，由第四调压阀F4控制液压油路的安全压力；第一插装阀C1打开，主缸下腔的油液经第一插装阀C1回主油箱，在滑块自重作用下，主缸活塞下行，充液箱的油液通过液控充液阀D3补入主缸1的上腔，同时第三插装阀C3打开；⑵主缸工进：随着滑块下行的主缸活塞到达设定的工进位置时，第一插装阀C1关闭并提供主缸下腔的支撑力；液控充液阀D3关闭，第三插装阀C3保持打开；⑶主缸加压：第一插装阀C1保持关闭；第一单向阀D1关闭，第三插装阀C3保持打开，压力油进入主缸1的上腔；⑷主缸保压：第一插装阀C1、第三插装阀C3关闭；⑸主缸泄压：液控充液阀D3打开，主缸上腔的压力油回到充液箱；⑹滑块回程：液控充液阀D3保持打开，第四插装阀C4打开，压力油经过第四插装阀C4进入主缸1的下腔，主缸上腔的油液经液控充液阀D3回充液箱。

作为本发明的改进，第一单向阀D1的出口管路与第一电磁换向阀YV1的P口相连，第一电磁换向阀YV1的T口与主油箱相连，第一电磁换向阀YV1的B口与液控充液阀D3的液控口相连；第一插装阀C1的液控口与第三电磁换向阀YV3、YV4的A口相连，第三电磁换向阀的B口和T口均与主油箱相连，第三电磁换向阀的P口通过第三调压阀F3与主油箱相连，第三电磁换向阀是中位机能为O型的三位四通电磁换向阀；第四插装阀C4的液控口与梭阀SF的中间出口相连，梭阀SF的左入口与第四插装阀C4的出口相连，梭阀SF的右入口与第二电磁换向阀YV2的A口相连；第三插装阀C3的液控口与第五电磁换向阀YV5的A口相连，第五电磁换向阀YV5的P口及第二电磁换向阀YV2 的P口分别与第一单向阀D1的出口管路相连，第五电磁换向阀YV5的T口及第二电磁换向阀YV2的T口分别与主油箱相连；第一电磁换向阀YV1、第二电磁换向阀YV2和第五电磁换向阀YV5均为两位四通电磁换向阀。⑴主缸快下：第二插装阀C2关闭，由第四调压阀F4控制液压油路的安全压力；第三电磁换向阀的左电磁铁得电YV4得电，第一插装阀C1打开，主缸下腔的油液经第一插装阀C1回主油箱，在滑块自重作用下，主缸活塞下行，充液箱的油液通过液控充液阀D3补入主缸1的上腔；同时第五电磁换向阀YV5得电，第三插装阀C3打开；⑵主缸工进：随着滑块下行的主缸活塞到达设定的工进位置时，第三电磁换向阀的右电磁铁得电YV3得电，第一插装阀C1关闭，主缸下腔的支撑力由第三调压阀F3调节；液控充液阀D3关闭，第五电磁换向阀YV5保持得电，第三插装阀C3保持打开；⑶主缸加压：第三电磁换向阀的右电磁铁得电YV3保持得电，第一插装阀C1保持关闭；第五电磁换向阀YV5保持得电，第三插装阀C3保持打开，高压小流量压力油进入主缸1的上腔；⑷主缸保压：所有电磁换向阀失电，伺服电机M1停止运行，第一插装阀C1、第三插装阀C3关闭；⑸主缸泄压：第一电磁换向阀YV1得电使液控充液阀D3打开，主缸上腔的压力油回到充液箱；其余电磁换向阀均保持在失电状态；⑹滑块回程：第一电磁换向阀YV1得电使液控充液阀D3打开，第二电磁换向阀YV2得电使得第四插装阀C4打开，压力油经过第四插装阀C4进入主缸1的下腔，主缸上腔的油液经液控充液阀D3回充液箱，主缸活塞快速上行。

作为本发明进一步的改进，低压大流量泵PD1的出口与第五插装阀C5的入口相连，第五插装阀C5的出口与主油箱相连；第五插装阀C5的液控口通过第一调压阀F1与主油箱相连，第五插装阀C5的液控口还与第八电磁换向阀YV8的B口相连，第八电磁换向阀YV8的T口与主油箱相连；第八电磁换向阀YV8为两位四通电磁换向阀。本发明在加工汽车内饰件时，主缸快下时，伺服电机M1转速为零，无能耗，从源头上消除节流损失并减少溢流损失，主缸接近工进位置时，伺服电机M1逐步提高转速，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2准备投入工作。主缸工进时，第八电磁换向阀YV8得电，第五插装阀C5关闭，由低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2共同供油。主缸加压时，第八电磁换向阀YV8失电，第五插装阀C5打开；低压大流量泵PD1停止供油，减小伺服电机的负载，第一单向阀D1关闭，由高压小流量泵PD2保持高速运行单独供油，第五电磁换向阀YV5保持得电，第三插装阀C3保持打开，高压小流量压力油进入主缸1的上腔。主缸保压时，伺服电机M1停止运行，低压大流量泵PD1和高压小流量泵不工作。主缸泄压时，第八电磁换向阀YV8得电，第五插装阀C5关闭，由低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2共同供油。滑块回程时，第八电磁换向阀YV8保持得电，第五插装阀C5保持关闭，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2共同供油。由于加工汽车内饰件时待机和保压时间占整个周期的85%以上，本发明的电机综合能耗比传统液压泵降低85%以上；同时油温温升也大幅降低，冷却系统功率降低，可减少或去除相应的冷却装置，同时减少用油量，降低了对环境的污染。

作为本发明进一步的改进，所述滑块上安装有使物料脱离模具的打料装置，所述打料装置由打料缸2驱动，第一单向阀D1的出口管路与第六电磁换向阀YV6、YV7的P口相连，第六电磁换向阀的T口与主油箱相连，第六电磁换向阀的A口与第四液控单向阀D4的入口及第五液控单向阀D5的液控口相连，第六电磁换向阀的B口与第五液控单向阀D5的入口及第四液控单向阀D4的液控口相连，第四液控单向阀D4的出口与打料缸2的无杆腔相连，第五液控单向阀D5的出口与打料缸2的有杆腔相连。主缸1泄压后，主缸活塞慢慢上行提起一小段实现拔模，由于汽车内饰件上聚氨酯胶的黏性大，不能借助于重力自行脱料，如果直接回程至上限，会造成产品的严重变形；此时，第六电磁换向阀的右电磁铁YV6得电，压力油经第六电磁换向阀的A口进入第四液控单向阀D4的入口及第五液控单向阀D5的液控口，再进入打料缸2的无杆腔，打料缸2的活塞杆伸出，将压好的产品打落，避免因粘黏而撕裂或扯变形，可大幅度提升产品的良品率，打料缸2有杆腔的油液经第五液控单向阀D5回主油箱。打料完毕后，第六电磁换向阀的左电磁铁YV7得电，压力油经第六电磁换向阀的B口进入第五液控单向阀D5的入口及第四液控单向阀D4的液控口，再进入打料缸2的有杆腔，打料缸2的活塞杆缩回，打料缸2无杆腔的油液经第四液控单向阀D4回主油箱。

作为本发明进一步的改进，第一单向阀D1的出口管路上安装有泵口压力传感器BP1，主缸1的上腔管路上安装有主缸压力传感器BP2，打料缸2的无杆腔管路上安装有打料缸压力传感器BP3；主缸1的活塞杆上连接有指示主缸位置的主缸位移传感器S1。当泵口压力传感器BP1检测到伺服泵的泵口压力超过设定切换压力，则第八电磁换向阀YV8失电，第五插装阀C5打开，低压大流量泵PD1停止供油，减小伺服电机的扭矩。主缸压力传感器BP2将检测到的主缸上腔压力提供给控制系统，打料缸压力传感器BP3 将检测到的打料缸无杆腔压力提供给控制系统，以控制伺服电机M1的运行。主缸位移传感器S1将主缸活塞的位置提供给控制系统，同时即反应了滑块的位置，以决定快下转工进的位置，已经拔模慢回的高度。

作为本发明进一步的改进，各电磁换向阀均受控于PLC控制器，检测伺服电机M1转速的编码器PG接入伺服控制器SDR的X3端口；主缸位移传感器S1的信号输出端接入PLC控制器的位移信号输入模块SM338，泵口压力传感器BP1 的电压信号输出端与伺服控制器SDR的泵口压力输入端AI1相连，主缸压力传感器BP2的电流信号输出端接入PLC控制器的主缸压力模拟量输入端L1+，打料缸压力传感器BP3 的电流信号输出端接入PLC控制器的打料缸压力模拟量输入端L2+；PLC控制器的流量模拟信号正输出端V0与伺服控制器SDR的流量模拟信号正输入端AI3相连，PLC控制器的流量模拟信号负输出端M0与伺服控制器SDR的流量模拟信号负输入端FAC3相连；PLC控制器的压力模拟信号正输出端V1与伺服控制器SDR的压力增加模拟信号输入端AI2相连，PLC控制器的压力模拟信号负输出端M1与伺服控制器SDR的压力减小模拟信号输入端FAC2相连；伺服使能按钮SB1连接在伺服控制器SDR的启动信号输入端DI3与公共端COM之间，伺服控制器SDR的双泵合流信号输出端MC与PLC控制器的双泵合流信号输入端I1相连。按下伺服使能按钮SB1，伺服控制器SDR投入工作；主缸位移传感器S1将主缸活塞的位置信号准确提高给PLC控制器；主缸快下时伺服电机M1转速为零，主缸接近工进位置时，伺服电机M1逐步提高转速，主缸到达工进位置时，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2共同高速转动供油。主缸泄压后，PLC控制器控制主缸活塞慢速上升30mm～50mm进行打料，待产品完全脱离上模后再回程，防止产品粘黏在上模上被撕裂。主缸压力传感器BP2将检测到的主缸压力信号转换成电流信号提供给PLC控制器的主缸压力模拟量输入端L1+，打料缸压力传感器BP3 将检测到的打料缸无杆腔压力提供给PLC控制器的打料缸压力模拟量输入端L2+。伺服控制器SDR执行PLC控制器控制指令的过程中接收泵口压力传感器BP1反馈的泵口压力和编码器PG反馈的电机转速信息，实时调整伺服电机转速，进而实时控制伺服泵的输出流量。PLC控制器的压力模拟信号正输出端V1向伺服控制器SDR的压力增加模拟信号输入端AI2发送压力增加信号，则伺服控制器SDR控制伺服电机提高转速以提高压力；PLC控制器的压力模拟信号负输出端M1向伺服控制器SDR的压力减小模拟信号输入端FAC2 发送压力降低信号，则伺服控制器SDR控制伺服电机降低转速以降低压力。PLC控制器的流量模拟信号正输出端V0向伺服控制器SDR的流量模拟信号正输入端AI3发送流量增加信号，则伺服控制器SDR控制伺服电机提高伺服泵流量；PLC控制器的流量模拟信号负输出端M0向伺服控制器SDR的流量模拟信号负输入端FAC3发送流量减小信号，则伺服控制器SDR控制伺服电机减小伺服泵流量。当伺服控制器SDR的双泵合流信号输出端MC向PLC控制器的双泵合流信号输入端I1输出信号时，则第八电磁换向阀YV8得电，第五插装阀C5关闭，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2共同供油。当PLC控制器的双泵合流信号输入端I1输出信号未接收到信号时，则PLC控制器控制第八电磁换向阀YV8失电，第五插装阀C5打开，低压大流量泵PD1停止供油，由高压小流量泵PD2单独供油。本发明在加工汽车内饰件时，当主缸快下时，伺服控制器SDR使得伺服电机M1 的转速为零，无能耗，从源头上消除节流损失并减少溢流损失；当主缸工进、主缸泄压及滑块回程时，由伺服电机M1驱动低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2同步高速运转，保证压力油的流量和压力；当泵口压力传感器BP1检测到伺服泵的泵口压力超过设定切换压力，则停止低压大流量泵PD1供油，降低伺服电机的负载。当主缸加压和保压时，低压大流量泵PD1停止供油，由高压小流量泵PD2单独供油，由于待机和保压时间较长，本发明的电机综合能耗比传统液压泵降低85%以上。

本发明的另一个目的在于，提供一种液压机加工汽车内饰件的方法，工作性能好，控制精度好，压制的产品良品率高，能耗低。

为解决以上技术问题，本发明采用液压机加工汽车内饰件的方法，主缸的每个工作循环依次包括如下步骤：⑴主缸快下：第三电磁换向阀的左电磁铁得电YV4得电，第一插装阀C1打开，主缸下腔的油液经第一插装阀C1回主油箱，主缸活塞下行，充液箱的油液通过液控充液阀D3补入主缸1的上腔，同时第五电磁换向阀YV5得电，第三插装阀C3打开；⑵主缸工进：主缸活塞到达设定的工进位置时，第三电磁换向阀的右电磁铁得电YV3得电，第一插装阀C1关闭，主缸下腔的支撑力由第三调压阀F3调节；液控充液阀D3关闭，第五电磁换向阀YV5保持得电，第三插装阀C3保持打开；⑶主缸加压：第三电磁换向阀的右电磁铁得电YV3保持得电，第一插装阀C1保持关闭；第五电磁换向阀YV5保持得电，第三插装阀C3保持打开，压力油进入主缸1的上腔；⑷主缸保压：所有电磁换向阀失电，伺服电机M1停止运行，第一插装阀C1、第三插装阀C3关闭；⑸主缸泄压：第一电磁换向阀YV1得电使液控充液阀D3打开，主缸上腔的压力油回到充液箱；⑹拔模慢回：第一电磁换向阀YV1保持得电使液控充液阀D3保持打开，第二电磁换向阀YV2得电使得第四插装阀C4打开，压力油经过第四插装阀C4进入主缸1的下腔，主缸上腔的油液经液控充液阀D3回充液箱；主缸活塞慢速上升30mm～50mm，然后第二电磁换向阀YV2失电使得第四插装阀C4关闭，主缸活塞停止上升；⑺打料缸顶出：第六电磁换向阀的右电磁铁YV6得电，压力油经第六电磁换向阀的A口进入第四液控单向阀D4的入口及第五液控单向阀D5的液控口，再进入打料缸2的无杆腔，打料缸2的活塞杆伸出，将压好的产品打落，打料缸2有杆腔的油液经第五液控单向阀D5回主油箱；⑻打料缸退回：打料完毕后，第六电磁换向阀的左电磁铁YV7得电，压力油经第六电磁换向阀的B口进入第五液控单向阀D5的入口及第四液控单向阀D4的液控口，再进入打料缸2的有杆腔，打料缸2的活塞杆缩回，打料缸2无杆腔的油液经第四液控单向阀D4回主油箱；⑼主缸回程：第一电磁换向阀YV1得电使液控充液阀D3打开，第二电磁换向阀YV2得电使得第四插装阀C4打开，压力油经过第四插装阀C4进入主缸1的下腔，主缸上腔的油液经液控充液阀D3回充液箱，主缸活塞快速上行。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：由于汽车内饰件表面的聚氨酯胶的黏性大，如果泄压后直接回程，拔模时容易造成半成品变形甚至撕裂；而且拔模后产品容易粘连在上模上，无法脱落。本发明在主缸回程之前，设置了拔模慢回、打料缸顶出和打料缸退回步骤，拔模慢回时，主缸活塞慢速上升30mm～50mm停止，避免造成半成品损坏，然后打料缸2的活塞杆伸出，将压好的产品打落，避免因粘黏而撕裂或扯变形，打料完毕后，打料缸2的活塞杆缩回，然后再进行主缸回程，大幅度提升了汽车内饰件产品的良品率。

作为本发明的改进，步骤⑴主缸快下时，伺服电机M1转速为零，主缸活塞接近工进位置时，伺服电机M1逐步提高转速，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2准备投入工作；步骤⑵主缸工进时，第八电磁换向阀YV8得电，第五插装阀C5关闭，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2共同高速转动供油；步骤⑶主缸加压时，第八电磁换向阀YV8失电，第五插装阀C5打开，低压大流量泵PD1停止供油，第一单向阀D1关闭，由高压小流量泵PD2保持高速运行单独供油；步骤⑸主缸泄压时，第八电磁换向阀YV8得电，第五插装阀C5关闭，由低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2共同低速转动供油；步骤⑹拔模慢回时，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2共同低速转动供油；步骤⑼主缸回程时，第八电磁换向阀YV8保持得电，第五插装阀C5保持关闭，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2共同供油。当主缸快下时，伺服控制器SDR使得伺服电机M1 的转速为零，无能耗，从源头上消除节流损失并减少溢流损失；当主缸工进、主缸泄压及滑块回程时，由伺服电机M1驱动低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2同步高速运转，保证压力油的流量和压力；当泵口压力传感器BP1检测到伺服泵的泵口压力超过设定切换压力，则停止低压大流量泵PD1供油，降低伺服电机的负载。当主缸加压和保压时，低压大流量泵PD1停止供油，由高压小流量泵PD2单独供油，由于待机和保压时间较长，本发明的电机综合能耗比传统液压泵降低85%以上；同时油温温升也大幅降低，冷却系统功率降低，可减少或去除相应的冷却装置，同时减少用油量，降低了对环境的污染。

作为本发明的改进，步骤⑵中，主缸活塞刚到达设定的工进位置时，伺服控制器SDR采取流量控制，使伺服电机M1高速旋转，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2均以大流量输出，总流量根据所需的工进速度调节；当主缸活塞工进到接近目标位移时，PLC控制器切入压力控制，根据主缸位移传感器S1提供的位移量，采用高响应PID算法，使伺服电机M1快速降低到最小转速。本发明采用流量控制和压力控制双闭环控制的方法，可保证系统压力波动在±0.5bar以内，定位精度控制在±0.02mm以内。

作为本发明的改进，步骤⑹拔模慢回过程中，伺服控制器SDR控制伺服电机M1低速旋转；步骤⑼主缸回程初期，伺服控制器SDR控制伺服电机M1高速旋转；伺服控制器SDR采取流量控制，使伺服电机M1高速旋转，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2均以大流量输出，总流量根据所需的回程速度调节；当主缸活塞回程到接近上止点时，PLC控制器切入压力控制，根据主缸位移传感器S1提供的位移量，采用高响应PID算法，使伺服电机M1快速降低到最小转速。拔模回程初始阶段伺服电机M1低速旋转可降低拔模速度，防止拔模速度过快造成影响产品质量；打料完成后，采用大流量快速回程，可缩短加工周期，提高加工效率；到接近主缸上止点时，伺服电机M1快速降低到最小转速可减少液压系统内冲击和滑块震动；同样采用流量控制和压力控制双闭环控制的方法，可保证系统压力波动在±0.5bar以内，定位精度控制在±0.02mm以内。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本发明。

图1为本发明液压机控制系统的液压原理图。

图2为本发明液压机控制系统的电气原理图。

图中：1.主缸；2.打料缸；BP1.泵口压力传感器；BP2.主缸压力传感器；BP3.打料缸压力传感器；C1.第一插装阀；C2.第二插装阀；C3.第三插装阀；C4.第四插装阀；C5.第五插装阀；D1.第一单向阀；D2.第二单向阀；D3.液控充液阀；D4.第四液控单向阀；D5.第五液控单向阀；SF.梭阀；F1.第一调压阀；F2.第二调压阀；F3.第三调压阀；F4.第四调压阀；F5.第五调压阀；F6.第六调压阀；YV1.第一电磁换向阀；YV2.第二电磁换向阀；YV3、YV4.第三电磁换向阀；YV5.第五电磁换向阀；YV6、YV7.第六电磁换向阀；YV8.第八电磁换向阀；M1.伺服电机；PD1.低压大流量泵；PD2.高压小流量泵；SDR.伺服控制器；S1.主缸位移传感器；PG.编码器；SB1.伺服使能按钮；EM1.滤波器；R.制动电阻。

具体实施方式

如图1所示，本发明的液压机控制系统，包括驱动滑块的主缸1，主缸1的上腔通过液控充液阀D3与充液箱相连，伺服泵的入口与主油箱相连，所述伺服泵包括由同一台伺服电机M1驱动的低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2，低压大流量泵PD1的出口与第一单向阀D1的入口相连，高压小流量泵PD2的出口与第一单向阀D1的出口并联，第一单向阀D1的出口与第二插装阀C2、第三插装阀C3和第四插装阀C4的入口相连，第三插装阀C3的出口与第二单向阀D2的入口相连，第二单向阀D2的出口与主缸1的上腔相连；第四插装阀C4的出口与主缸1的下腔相连；主缸1的下腔还与第一插装阀C1的入口相连，第一插装阀C1和第二插装阀C2的出口与主油箱相连；第一插装阀C1的液控口通过第二调压阀F2与主油箱相连，第二插装阀C2的液控口通过第四调压阀F4与主油箱相连。

第一单向阀D1的出口管路与第一电磁换向阀YV1的P口相连，第一电磁换向阀YV1的T口与主油箱相连，第一电磁换向阀YV1的B口与液控充液阀D3的液控口相连；第一插装阀C1的液控口与第三电磁换向阀YV3、YV4的A口相连，第三电磁换向阀的B口和T口均与主油箱相连，第三电磁换向阀的P口通过第三调压阀F3与主油箱相连，第三电磁换向阀是中位机能为O型的三位四通电磁换向阀；第四插装阀C4的液控口与梭阀SF的中间出口相连，梭阀SF的左入口与第四插装阀C4的出口相连，梭阀SF的右入口与第二电磁换向阀YV2的A口相连；第三插装阀C3的液控口与第五电磁换向阀YV5的A口相连，第五电磁换向阀YV5的P口及第二电磁换向阀YV2 的P口分别与第一单向阀D1的出口管路相连，第五电磁换向阀YV5的T口及第二电磁换向阀YV2的T口分别与主油箱相连；第一电磁换向阀YV1、第二电磁换向阀YV2和第五电磁换向阀YV5均为两位四通电磁换向阀。

低压大流量泵PD1的出口与第五插装阀C5的入口相连，第五插装阀C5的出口与主油箱相连；第五插装阀C5的液控口通过第一调压阀F1与主油箱相连，第五插装阀C5的液控口还与第八电磁换向阀YV8的B口相连，第八电磁换向阀YV8的T口与主油箱相连；第八电磁换向阀YV8为两位四通电磁换向阀。

所述滑块上安装有使物料脱离模具的打料装置，所述打料装置由打料缸2驱动，第一单向阀D1的出口管路与第六电磁换向阀YV6、YV7的P口相连，第六电磁换向阀的T口与主油箱相连，第六电磁换向阀的A口与第四液控单向阀D4的入口及第五液控单向阀D5的液控口相连，第六电磁换向阀的B口与第五液控单向阀D5的入口及第四液控单向阀D4的液控口相连，第四液控单向阀D4的出口与打料缸2的无杆腔相连，第五液控单向阀D5的出口与打料缸2的有杆腔相连。

第一单向阀D1的出口管路上安装有泵口压力传感器BP1，主缸1的上腔管路上安装有主缸压力传感器BP2，打料缸2的无杆腔管路上安装有打料缸压力传感器BP3；主缸1的活塞杆上连接有指示主缸位置的主缸位移传感器S1。

打料缸2的无杆腔管路通过第五调压阀F5与主油箱相连，打料缸2的有杆腔管路通过第六调压阀F6与主油箱相连。

如图2所示，各电磁换向阀均受控于PLC控制器，检测伺服电机M1转速的编码器PG接入伺服控制器SDR的X3端口；主缸位移传感器S1的信号输出端接入PLC控制器的位移信号输入模块SM338，泵口压力传感器BP1 的电压信号输出端与伺服控制器SDR的泵口压力输入端AI1相连，主缸压力传感器BP2的电流信号输出端接入PLC控制器的主缸压力模拟量输入端L1+，打料缸压力传感器BP3 的电流信号输出端接入PLC控制器的打料缸压力模拟量输入端L2+；PLC控制器的流量模拟信号正输出端V0与伺服控制器SDR的流量模拟信号正输入端AI3相连，PLC控制器的流量模拟信号负输出端M0与伺服控制器SDR的流量模拟信号负输入端FAC3相连；PLC控制器的压力模拟信号正输出端V1与伺服控制器SDR的压力增加模拟信号输入端AI2相连，PLC控制器的压力模拟信号负输出端M1与伺服控制器SDR的压力减小模拟信号输入端FAC2相连；伺服使能按钮SB1连接在伺服控制器SDR的启动信号输入端DI3与公共端COM之间，伺服控制器SDR的双泵合流信号输出端MC与PLC控制器的双泵合流信号输入端I1相连。

按下伺服使能按钮SB1，伺服控制器SDR投入工作；主缸位移传感器S1将主缸活塞的位置信号准确提高给PLC控制器；主缸快下时伺服电机M1转速为零，主缸接近工进位置时，伺服电机M1逐步提高转速，主缸到达工进位置时，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2共同高速转动供油。主缸泄压后，PLC控制器控制主缸活塞慢速上升30mm～50mm进行打料，待产品完全脱离上模后再回程，防止产品粘黏在上模上被撕裂。

主缸压力传感器BP2将检测到的主缸压力信号转换成电流信号提供给PLC控制器的主缸压力模拟量输入端L1+，打料缸压力传感器BP3 将检测到的打料缸无杆腔压力提供给PLC控制器的打料缸压力模拟量输入端L2+。伺服控制器SDR执行PLC控制器控制指令的过程中接收泵口压力传感器BP1反馈的泵口压力和编码器PG反馈的电机转速信息，实时调整伺服电机转速，进而实时控制伺服泵的输出流量。PLC控制器的压力模拟信号正输出端V1向伺服控制器SDR的压力增加模拟信号输入端AI2发送压力增加信号，则伺服控制器SDR控制伺服电机提高转速以提高压力；PLC控制器的压力模拟信号负输出端M1向伺服控制器SDR的压力减小模拟信号输入端FAC2 发送压力降低信号，则伺服控制器SDR控制伺服电机降低转速以降低压力。

PLC控制器的流量模拟信号正输出端V0向伺服控制器SDR的流量模拟信号正输入端AI3发送流量增加信号，则伺服控制器SDR控制伺服电机提高伺服泵流量；PLC控制器的流量模拟信号负输出端M0向伺服控制器SDR的流量模拟信号负输入端FAC3发送流量减小信号，则伺服控制器SDR控制伺服电机减小伺服泵流量。

当伺服控制器SDR的双泵合流信号输出端MC向PLC控制器的双泵合流信号输入端I1输出信号时，则第八电磁换向阀YV8得电，第五插装阀C5关闭，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2共同供油。当PLC控制器的双泵合流信号输入端I1输出信号未接收到信号时，则PLC控制器控制第八电磁换向阀YV8失电，第五插装阀C5打开，低压大流量泵PD1停止供油，由高压小流量泵PD2单独供油。本发明在加工汽车内饰件时，当主缸快下时，伺服控制器SDR使得伺服电机M1 的转速为零，无能耗，从源头上消除节流损失并减少溢流损失。

当主缸工进、主缸泄压及滑块回程时，由伺服电机M1驱动低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2同步高速运转，保证压力油的流量和压力；当泵口压力传感器BP1检测到伺服泵的泵口压力超过设定切换压力，则停止低压大流量泵PD1供油，降低伺服电机的负载。当主缸加压和保压时，低压大流量泵PD1停止供油，由高压小流量泵PD2单独供油，由于待机和保压时间较长，本发明的电机综合能耗比传统液压泵降低85%以上。

交流电源通过滤波器EM1接入伺服控制器SDR的电源端，制动电阻R接在伺服控制器SDR的X4端口。伺服控制器SDR的报警信号输出端DO3与PLC控制器的报警信号输入端IO相连，所述PLC控制器为西门子S7-300型，所述伺服控制器SDR为桂林星辰科技股份有限公司的NAS4E32/58AS型伺服控制器。当伺服控制器SDR检测到故障时，向PLC控制器的报警信号输入端IO向发出报警信号,并停止工作。

本发明液压机加工汽车内饰件的方法，主缸的每个工作循环依次包括如下步骤：⑴主缸快下：第二插装阀C2关闭，由第四调压阀F4控制液压油路的安全压力；PLC控制器使得第三电磁换向阀的左电磁铁得电YV4得电，第一插装阀C1打开，主缸下腔的油液经第一插装阀C1回主油箱，在滑块自重作用下，主缸活塞下行，充液箱的油液通过液控充液阀D3补入主缸1的上腔，伺服电机M1转速为零，无能耗，从源头上消除节流损失并减少溢流损失，主缸接近工进位置时，伺服电机M1逐步提高转速，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2准备投入工作，同时第五电磁换向阀YV5得电，第三插装阀C3打开。

⑵主缸工进：PLC控制器的位移信号输入模块SM338接收到主缸位移传感器S1的信号，判断主缸活塞到达设定的工进位置时，第三电磁换向阀的右电磁铁得电YV3得电，第一插装阀C1关闭，主缸下腔的支撑力由第三调压阀F3调节；液控充液阀D3关闭，第五电磁换向阀YV5保持得电，第三插装阀C3保持打开；第八电磁换向阀YV8得电，第五插装阀C5关闭，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2共同高速转动供油。

⑶主缸加压：第三电磁换向阀的右电磁铁得电YV3保持得电，第一插装阀C1保持关闭；第八电磁换向阀YV8失电，第五插装阀C5打开；低压大流量泵PD1停止供油，第一单向阀D1关闭，由高压小流量泵PD2保持高速运行单独供油，第五电磁换向阀YV5保持得电，第三插装阀C3保持打开，高压小流量压力油进入主缸1的上腔。

⑷主缸保压：所有电磁换向阀失电，伺服电机M1停止运行，第一插装阀C1、第三插装阀C3关闭。

⑸主缸泄压：第八电磁换向阀YV8得电，第五插装阀C5关闭，由低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2共同低速转动供油；第一电磁换向阀YV1得电使液控充液阀D3打开，主缸上腔的压力油回到充液箱；其余电磁换向阀均保持在失电状态。

⑹拔模慢回：第一电磁换向阀YV1保持得电使液控充液阀D3保持打开，第二电磁换向阀YV2得电使得第四插装阀C4打开，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2共同低速转动供油，压力油经过第四插装阀C4进入主缸1的下腔，主缸上腔的油液经液控充液阀D3回充液箱；主缸活塞慢速上升30mm～50mm，然后第二电磁换向阀YV2失电使得第四插装阀C4关闭，主缸活塞停止上升。

⑺打料缸顶出：第六电磁换向阀的右电磁铁YV6得电，压力油经第六电磁换向阀的A口进入第四液控单向阀D4的入口及第五液控单向阀D5的液控口，再进入打料缸2的无杆腔，打料缸2的活塞杆伸出，将压好的产品打落，打料缸2有杆腔的油液经第五液控单向阀D5回主油箱。

⑻打料缸退回：打料完毕后，第六电磁换向阀的左电磁铁YV7得电，压力油经第六电磁换向阀的B口进入第五液控单向阀D5的入口及第四液控单向阀D4的液控口，再进入打料缸2的有杆腔，打料缸2的活塞杆缩回，打料缸2无杆腔的油液经第四液控单向阀D4回主油箱。

⑼主缸回程：第八电磁换向阀YV8保持得电，第五插装阀C5保持关闭，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2共同供油；第一电磁换向阀YV1得电使液控充液阀D3打开，第二电磁换向阀YV2得电使得第四插装阀C4打开，压力油经过第四插装阀C4进入主缸1的下腔，主缸上腔的油液经液控充液阀D3回充液箱，主缸活塞快速上行。

步骤⑵中，主缸活塞刚到达设定的工进位置时，伺服控制器SDR采取流量控制，使伺服电机M1高速旋转，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2均以大流量输出，总流量根据所需的工进速度调节；当主缸活塞工进到接近目标位移时，PLC控制器切入压力控制，根据主缸位移传感器S1提供的位移量，采用高响应PID算法，使伺服电机M1快速降低到最小转速。

步骤⑹拔模慢回过程中，伺服控制器SDR控制伺服电机M1低速旋转。步骤⑼主缸回程初期，伺服控制器SDR控制伺服电机M1高速旋转；伺服控制器SDR采取流量控制，使伺服电机M1高速旋转，低压大流量泵PD1和高压小流量泵PD2均以大流量输出，总流量根据所需的回程速度调节；当主缸活塞回程到接近上止点时，PLC控制器切入压力控制，根据主缸位移传感器S1提供的位移量，采用高响应PID算法，使伺服电机M1快速降低到最小转速。采用流量控制和压力控制双闭环控制的方法，可保证系统压力波动在±0.5bar以内，定位精度控制在±0.02mm以内。

以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已，非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (9)

1.一种液压机控制系统，包括驱动滑块的主缸(1)，主缸(1)的上腔通过液控充液阀(D3)与充液箱相连，伺服泵的入口与主油箱相连，其特征在于：所述伺服泵包括由同一台伺服电机(M1)驱动的低压大流量泵(PD1)和高压小流量泵(PD2)，低压大流量泵(PD1)的出口与第一单向阀(D1)的入口相连，高压小流量泵(PD2)的出口与第一单向阀(D1)的出口并联，第一单向阀(D1)的出口与第二插装阀(C2)、第三插装阀(C3)和第四插装阀(C4)的入口相连，第三插装阀(C3)的出口与第二单向阀(D2)的入口相连，第二单向阀(D2)的出口与主缸(1)的上腔相连；第四插装阀(C4)的出口与主缸(1)的下腔相连；主缸(1)的下腔还与第一插装阀(C1)的入口相连，第一插装阀(C1)和第二插装阀(C2)的出口与主油箱相连；第一插装阀(C1)的液控口通过第二调压阀(F2)与主油箱相连，第二插装阀(C2)的液控口通过第四调压阀(F4)与主油箱相连；

所述滑块上安装有使物料脱离模具的打料装置，所述打料装置由打料缸(2)驱动，第一单向阀(D1)的出口管路与第六电磁换向阀(YV6、YV7)的P口相连，第六电磁换向阀的T口与主油箱相连，第六电磁换向阀的A口与第四液控单向阀(D4)的入口及第五液控单向阀(D5)的液控口相连，第六电磁换向阀的B口与第五液控单向阀(D5)的入口及第四液控单向阀(D4)的液控口相连，第四液控单向阀(D4)的出口与打料缸(2)的无杆腔相连，第五液控单向阀(D5)的出口与打料缸(2)的有杆腔相连；

主缸(1)泄压后，主缸活塞慢慢上行提起一小段实现拔模，此时，第六电磁换向阀的右电磁铁(YV6)得电，压力油经第六电磁换向阀的A口进入第四液控单向阀(D4)的入口及第五液控单向阀(D5)的液控口，再进入打料缸(2)的无杆腔，打料缸(2)的活塞杆伸出，将压好的产品打落。

2.根据权利要求1所述的液压机控制系统，其特征在于：第一单向阀(D1)的出口管路与第一电磁换向阀(YV1)的P口相连，第一电磁换向阀(YV1)的T口与主油箱相连，第一电磁换向阀(YV1)的B口与液控充液阀(D3)的液控口相连；第一插装阀(C1)的液控口与第三电磁换向阀(YV3、YV4)的A口相连，第三电磁换向阀的B口和T口均与主油箱相连，第三电磁换向阀的P口通过第三调压阀(F3)与主油箱相连，第三电磁换向阀是中位机能为O型的三位四通电磁换向阀；第四插装阀(C4)的液控口与梭阀(SF)的中间出口相连，梭阀(SF)的左入口与第四插装阀(C4)的出口相连，梭阀(SF)的右入口与第二电磁换向阀(YV2)的A口相连；第三插装阀(C3)的液控口与第五电磁换向阀(YV5)的A口相连，第五电磁换向阀(YV5)的P口及第二电磁换向阀(YV2) 的P口分别与第一单向阀(D1)的出口管路相连，第五电磁换向阀(YV5)的T口及第二电磁换向阀(YV2)的T口分别与主油箱相连；第一电磁换向阀(YV1)、第二电磁换向阀(YV2)和第五电磁换向阀(YV5)均为两位四通电磁换向阀。

3.根据权利要求2所述的液压机控制系统，其特征在于：低压大流量泵(PD1)的出口与第五插装阀(C5)的入口相连，第五插装阀(C5)的出口与主油箱相连；第五插装阀(C5)的液控口通过第一调压阀(F1)与主油箱相连，第五插装阀(C5)的液控口还与第八电磁换向阀(YV8)的B口相连，第八电磁换向阀(YV8)的T口与主油箱相连；第八电磁换向阀(YV8)为两位四通电磁换向阀。

4.根据权利要求2所述的液压机控制系统，其特征在于：第一单向阀(D1)的出口管路上安装有泵口压力传感器(BP1)，主缸(1)的上腔管路上安装有主缸压力传感器(BP2)，打料缸(2)的无杆腔管路上安装有打料缸压力传感器(BP3)；主缸(1)的活塞杆上连接有指示主缸位置的主缸位移传感器(S1)。

5.根据权利要求4所述的液压机控制系统，其特征在于：各电磁换向阀均受控于PLC控制器，检测伺服电机(M1)转速的编码器(PG)接入伺服控制器(SDR)的X3端口；主缸位移传感器(S1)的信号输出端接入PLC控制器的位移信号输入模块(SM338)，泵口压力传感器(BP1)的电压信号输出端与伺服控制器(SDR)的泵口压力输入端(AI1)相连，主缸压力传感器(BP2)的电流信号输出端接入PLC控制器的主缸压力模拟量输入端(L1+)，打料缸压力传感器(BP3) 的电流信号输出端接入PLC控制器的打料缸压力模拟量输入端(L2+)；PLC控制器的流量模拟信号正输出端(V0)与伺服控制器(SDR)的流量模拟信号正输入端(AI3)相连，PLC控制器的流量模拟信号负输出端(M0)与伺服控制器(SDR)的流量模拟信号负输入端(FAC3)相连；PLC控制器的压力模拟信号正输出端(V1)与伺服控制器(SDR)的压力增加模拟信号输入端(AI2)相连，PLC控制器的压力模拟信号负输出端(M1)与伺服控制器(SDR)的压力减小模拟信号输入端(FAC2)相连；伺服使能按钮(SB1)连接在伺服控制器(SDR)的启动信号输入端(DI3)与公共端(COM)之间；伺服控制器(SDR)的双泵合流信号输出端(MC)与PLC控制器的双泵合流信号输入端(I1)相连。

6.一种采用权利要求5所述液压机控制系统的液压机加工汽车内饰件的方法，其特征在于，主缸的每个工作循环依次包括如下步骤：⑴主缸快下：第三电磁换向阀的左电磁铁得电YV4得电，第一插装阀(C1)打开，主缸下腔的油液经第一插装阀(C1)回主油箱，主缸活塞下行，充液箱的油液通过液控充液阀(D3)补入主缸(1)的上腔，同时第五电磁换向阀(YV5)得电，第三插装阀(C3)打开；⑵主缸工进：主缸活塞到达设定的工进位置时，第三电磁换向阀的右电磁铁得电YV3得电，第一插装阀(C1)关闭，主缸下腔的支撑力由第三调压阀(F3)调节；液控充液阀(D3)关闭，第五电磁换向阀(YV5)保持得电，第三插装阀(C3)保持打开；⑶主缸加压：第三电磁换向阀的右电磁铁得电YV3保持得电，第一插装阀(C1)保持关闭；第五电磁换向阀(YV5)保持得电，第三插装阀(C3)保持打开，压力油进入主缸(1)的上腔；⑷主缸保压：所有电磁换向阀失电，伺服电机(M1)停止运行，第一插装阀(C1)、第三插装阀(C3)关闭；⑸主缸泄压：第一电磁换向阀(YV1)得电使液控充液阀(D3)打开，主缸上腔的压力油回到充液箱；⑹拔模慢回：第一电磁换向阀(YV1)保持得电使液控充液阀(D3)保持打开，第二电磁换向阀(YV2)得电使得第四插装阀(C4)打开，压力油经过第四插装阀(C4)进入主缸(1)的下腔，主缸上腔的油液经液控充液阀(D3)回充液箱；主缸活塞慢速上升30mm～50mm，然后第二电磁换向阀(YV2)失电使得第四插装阀(C4)关闭，主缸活塞停止上升；⑺打料缸顶出：第六电磁换向阀的右电磁铁YV6得电，压力油经第六电磁换向阀的A口进入第四液控单向阀(D4)的入口及第五液控单向阀(D5)的液控口，再进入打料缸(2)的无杆腔，打料缸(2)的活塞杆伸出，将压好的产品打落，打料缸(2)有杆腔的油液经第五液控单向阀(D5)回主油箱；⑻打料缸退回：打料完毕后，第六电磁换向阀的左电磁铁YV7得电，压力油经第六电磁换向阀的B口进入第五液控单向阀(D5)的入口及第四液控单向阀(D4)的液控口，再进入打料缸(2)的有杆腔，打料缸(2)的活塞杆缩回，打料缸(2)无杆腔的油液经第四液控单向阀(D4)回主油箱；⑼主缸回程：第一电磁换向阀(YV1)得电使液控充液阀(D3)打开，第二电磁换向阀(YV2)得电使得第四插装阀(C4)打开，压力油经过第四插装阀(C4)进入主缸(1)的下腔，主缸上腔的油液经液控充液阀(D3)回充液箱。

7.根据权利要求6所述的液压机加工汽车内饰件的方法，其特征在于，步骤⑴主缸快下时，伺服电机(M1)转速为零，主缸活塞接近工进位置时，伺服电机(M1)逐步提高转速，低压大流量泵(PD1)和高压小流量泵(PD2)准备投入工作；步骤⑵主缸工进时，第八电磁换向阀(YV8)得电，第五插装阀(C5)关闭，低压大流量泵(PD1)和高压小流量泵(PD2)共同高速转动供油；步骤⑶主缸加压时，第八电磁换向阀(YV8)失电，第五插装阀(C5)打开，低压大流量泵(PD1)停止供油，第一单向阀(D1)关闭，由高压小流量泵(PD2)保持高速运行单独供油；步骤⑸主缸泄压时，第八电磁换向阀(YV8)得电，第五插装阀(C5)关闭，由低压大流量泵(PD1)和高压小流量泵(PD2)共同低速转动供油；步骤⑹拔模慢回时，低压大流量泵(PD1)和高压小流量泵(PD2)共同低速转动供油；步骤⑼主缸回程时，第八电磁换向阀(YV8)保持得电，第五插装阀(C5)保持关闭，低压大流量泵(PD1)和高压小流量泵(PD2)共同供油。

8.根据权利要求6所述的液压机加工汽车内饰件的方法，其特征在于，步骤⑵中，主缸活塞刚到达设定的工进位置时，伺服控制器(SDR)采取流量控制，使伺服电机(M1)高速旋转，低压大流量泵(PD1)和高压小流量泵(PD2)均以大流量输出，总流量根据所需的工进速度调节；当主缸活塞工进到接近目标位移时，PLC控制器切入压力控制，根据主缸位移传感器(S1)提供的位移量，采用高响应PID算法，使伺服电机(M1)快速降低到最小转速。

9.根据权利要求6所述的液压机加工汽车内饰件的方法，其特征在于，步骤⑹拔模慢回过程中，伺服控制器(SDR)控制伺服电机(M1)低速旋转；步骤⑼主缸回程初期，伺服控制器(SDR)控制伺服电机(M1)高速旋转；伺服控制器(SDR)采取流量控制，使伺服电机(M1)高速旋转，低压大流量泵(PD1)和高压小流量泵(PD2)均以大流量输出，总流量根据所需的回程速度调节；当主缸活塞回程到接近上止点时，PLC控制器切入压力控制，根据主缸位移传感器(S1)提供的位移量，采用高响应PID算法，使伺服电机(M1)快速降低到最小转速。

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