CN108248089A - 一种双执行单元液压机的控制方法 - Google Patents

一种双执行单元液压机的控制方法 Download PDF

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CN108248089A CN201810052097.9A CN201810052097A CN108248089A CN 108248089 A CN108248089 A CN 108248089A CN 201810052097 A CN201810052097 A CN 201810052097A CN 108248089 A CN108248089 A CN 108248089A
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    • B30B15/18—Control arrangements for fluid-driven presses controlling the reciprocating motion of the ram

Abstract

本发明公开了一种双执行单元液压机的控制方法，其特征是在同一只液压机框架上共同设置有：呈并列的第一液压缸和第二液压缸，分处在第一液压缸和第二液压缸正下方的第一工作台和第二工作台，由第一液压缸和第一工作台组成第一液压单元，由第二液压缸和第二工作台组成的第二液压单元；在液压机框架内为第一液压单元和第二液压单元设置共用油箱，以及由电机和液泵构成的共用动力源。本发明中双执行单元的部分动作同时进行，减少了成形动作的时间，实现运行过程的高生产效率运行；动作的同时进行实现了负载的合并，提升驱动单元的能量效率，减少了运行阶段的能量消耗；降低了液压机的运行成本。

Description

一种双执行单元液压机的控制方法
本申请是申请日为20161130、申请号为2016110830614、发明名称为一种双执行单元液压机、申请人为合肥工业大学的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种液压机，特别是一种双执行单元的液压机，用于减少液压机制造过程的材料消耗，减小液压机运行过程的能量消耗，提升液压机生命周期过程的原材料和能量的利用率。
背景技术
液压机作为成形装备的重要组成部分，其传动平稳、控制简单，有着广泛的应用。但是，液压机自重大，制造过程的原材料消耗大；存在着运行过程中负载特性与驱动不匹配的问题，能量损失大、效率低，存在较大的能量浪费。
对执行单元下降过程中的能量进行回收利用对于节能有一定的效果，但在能量回收过程中存在存储和再利用两个过程，因此增加了能量转换环节，转换过程的复杂性降低了能量利用的效率，也影响了系统的可控性。另一方面，结合成形过程的需求：成形件从原材料到产品的生产过程往往包含多个工序，如冲孔和压边等，具有多台液压机的生产车间已经相当普遍，因此降低液压机制造阶段的原材料消耗，及减少多机运行阶段的能量消耗成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种双执行单元液压机的控制方法，以期减少液压机制造过程的材料消耗，减小液压机运行过程的能量消耗，提升液压机生命周期过程的原材料和能量的利用率。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明一种双执行单元液压机，其特点在于；
在同一只液压机框架上共同设置有：呈并列的第一液压缸和第二液压缸，一一对应地分处在第一液压缸和第二液压缸正下方的第一工作台和第二工作台，由所述第一液压缸和第一工作台组成第一液压单元，由所述第二液压缸和第二工作台组成的第二液压单元；
在所述液压机框架内为所述第一液压单元和第二液压单元设置共用的油箱，以及由电机和液泵构成的共用动力源，并设置如下液压管路：
进油总管连接在液泵的输出端口与第一阀组的第一下端口之间；
左路第一支管连接在第二液压缸的上腔与第一阀组的第一上端口之间；
右路第一支管为三通管，其一端与第一液压缸的上腔连接，另一端与第一阀组的第二上端口连接，再一端口与右路第二阀组的下端口连接；
左路第二支管为三通管，其一端与第二液压缸的下腔连接，另一端与左路第二阀组的上端口连接，再一端与第三阀组的左端口连接；
右路第二支管为三通管，其一端与第一液压缸的下腔连接，另一端与右路第二阀组的上端口连接，再一端与第三阀组的右端口连接；
回油总管为三通管，其一端接油箱，另一端接第一阀组的第二下端口，再一端接左路第二阀组的下端口。
本发明一种双执行单元液压机，其特点也在于；
所述第一液压缸和第二液压缸的有杆腔有效工作面积相等，所述第一液压缸和第二液压缸的无杆腔的有效工作面积也相等。
本发明一种双执行单元液压机，其特点也在于：所述第一液压缸和第二液压缸均为液压活塞缸。
本发明一种双执行单元液压机，其特点也在于；所述第一液压缸和第二液压缸按如下方式进行布置：
方式1：所述液压机框架的俯视形状是由第一臂和第二臂构成的“V”型，在“V”型框架中，第一液压缸处在第一臂的前端，第二液压缸处在第二臂的前端，在第一臂与第二臂之间形成有操作空间，第二液压缸的缸体与第一液压缸的缸体相互之间的前后距离为L，左右距离为W；并有：
第一臂和第二臂的臂长均为L/sin(2α)；
α为第一臂和第二臂之间的夹角，0°<α<180°，
方式2：所述液压机框架的俯视形状为矩形，第一液压缸和第二液压缸布置在矩形框架的前侧，并在前侧以W'的距离分处在一左一右的位置上；
方式3：所述液压机框架的俯视形状为长条形，第一液压缸和第二液压缸一前一后分置在长条形框架的前端和后端，第一液压缸和第二液压缸的前后距离为L'。
本发明一种双执行单元液压机，其特点也在于：所述双执行单元液压机按如下步骤进行初始化
步骤1：启动液泵，保持液泵为工作状态；
步骤2：调整第一阀组、右路第二阀组、左路第二阀组和第三阀组的状态，切断第一液压缸的油路，保持第一液压缸的运动部件为静止；液压油依次通过第一阀组和左路第一支管压入第二液压缸的上腔，使第二液压缸的运动部件下移，并使第二液压缸的下腔中的液压油依次通过左路第二支管、左路第二阀组和回油总管回油至油箱，直到第二液压缸的运动部件下移至最低位置；
步骤2：调整第一阀组、右路第二阀组、左路第二阀组和第三阀组的状态，切断第二液压缸的油路，使第二液压缸的运动部件保持在最低位置，液压油依次通过第一阀组和右路第一支管压入第一液压缸的上腔，使第一液压缸的运动部件下移，并使第一液压缸的下腔中的液压油通过右路第二支管、第三阀组、左路第二支管、左路第二阀组以及回油总管回油至油箱，直到第一液压缸的运动部件下移至最低位置；
步骤3：调整第一阀组、右路第二阀组、左路第二阀组和第三阀组的状态，切断第一液压缸的油路，使第一液压缸的运动部件保持在最低位置，液压油依次通过第一阀组、右路第一支管、右路第二阀组、第三阀组以及左路第二支管压入第二液压缸的下腔，使第二液压缸的运动部件上移，同时，第二液压缸的上腔中的液压油依次通过左路第一支管、第一阀组以及回油总管回油至油箱，直到第二液压缸的运动部件上移至最高位置，完成所述双执行单元液压机的初始化。
本发明一种双执行单元液压机，其特点也在于：设置液压机装置的工作过程是按照如下步骤进行：
步骤1：完成所述双执行单元液压机的初始化；
步骤2：调整第一阀组、右路第二阀组、左路第二阀组和第三阀组的状态，液压油依次通过第一阀组和左路第一支管进行所述第二液压缸的上腔，使第二液压缸的运动部件下移，同时，将第二液压缸的下腔中的液压油依次通过左路第二支管、第三阀组和右路第二支管压入第一液压缸的下腔，带动第一液压缸的运动部件上移；
调整第一阀组、右路第二阀组、左路第二阀组和第三阀组的状态，启动液泵，液压油依次通过第一阀组和右路第一支管输入第一液压缸的上腔，使第一液压缸的运动部件下移，同时，第一液压缸的下腔中的液压油依次通过右路第二支管、第三阀组以及左路第二支管输入第二液压缸的下腔，带动第二液压缸的运动部件上移。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明将双执行单元集成到同一液压机的本体框架中，实现了两台液压机的成形功能，具有两台液压机的工作效率，减少了液压机制造阶段的原材料消耗和使用阶段的占地尺寸。
2、本发明中双执行单元液压机使用与单台液压机相同的液压驱动源，减少了平均到单台液压机的电机、泵、阀组和管路等零部件的使用。
3、本发明的本体框架由两个等长的臂构成，以满足液压缸任意相对位置的需求，减少了液压机框架的加工难度，提升了液压缸布置的灵活性。
4、本发明的两液压缸左右并排排列于矩形框架的前侧，使两液压缸均处在可手工操作的范围内，满足手工操作加工过程效率提升的需求，减少手工操作的难度。
5、本发明的两液压缸前后分置在长条形框架的前端和后端，保证两液压缸辅助自动上下料装置不相互影响，为多生产线采取双执行单元液压机的加工方式提供了可能。
6、本发明中双执行单元的部分动作同时进行，减少了成形动作的时间，实现运行过程的高生产效率运行；动作的同时进行实现了负载的合并，提升驱动单元的能量效率，减少了运行阶段的能量消耗；降低了液压机的运行成本。
附图说明
图1为本发明外部构造示意图；
图2为本发明内部结构示意图；
图3为本发明中液压机框架的实施方式一；
图4为本发明中液压机框架的实施方式二；
图5为本发明中液压机框架的实施方式三；
图中标号：1液压机框架，2第一液压缸，3第二液压缸，4第一工作台，5第二工作台，6油箱，7电机，8泵，9a进油总管，9b回油总管，10第一阀组，12a右路第二阀组，12b左路第二阀组，13a右路第二支管，13b左路第二支管，14第三阀组，15a右路第一支管，15b左路第一支管。
具体实施方式
参见图1，本实施例中双执行单元液压机是在同一只液压机框架1上共同设置有：呈并列的第一液压缸2和第二液压缸3，一一对应地分处在第一液压缸2和第二液压缸3正下方的第一工作台4和第二工作台5，由第一液压缸2和第一工作台4组成第一液压单元，由第二液压缸3和第二工作台5组成的第二液压单元；
参见图2，本实施例中，在液压机框架1内为第一液压单元和第二液压单元设置共用的油箱6，以及由电机7和液泵8构成的共用动力源，并设置如下液压管路：
进油总管9a连接在液泵8的输出端口与第一阀组10的第一下端口之间；
左路第一支管15b连接在第二液压缸3的上腔与第一阀组10的第一上端口之间；
右路第一支管15a为三通管，其一端与第一液压缸2的上腔连接，另一端与第一阀组10的第二上端口连接，再一端口与右路第二阀组12a的下端口连接；
左路第二支管13b为三通管，其一端与第二液压缸3的下腔连接，另一端与左路第二阀组12b的上端口连接，再一端与第三阀组14的左端口连接；
右路第二支管13a为三通管，其一端与第一液压缸2的下腔连接，另一端与右路第二阀组12a的上端口连接，再一端与第三阀组14的右端口连接；
回油总管9b为三通管，其一端接油箱6，另一端接第一阀组10的第二下端口，再一端接左路第二阀组12b的下端口。
具体实施中，第一液压缸2和第二液压缸3的有杆腔有效工作面积相等，第一液压缸2和第二液压缸3的无杆腔的有效工作面积也相等；第一液压缸2和第二液压缸3均为液压活塞缸或者液压柱塞缸与活塞缸的组合。
第一液压缸2和第二液压缸3有图3、图4和图5所示的三种不同的实施方式：
实施方式1：如图3所示，液压机框架1的俯视形状是由第一臂和第二臂构成的“V”型，在“V”型框架中，第一液压缸2处在第一臂的前端，第二液压缸3处在第二臂的前端，在第一臂与第二臂之间形成有操作空间，第二液压缸3的缸体与第一液压缸2的缸体相互之间的前后距离为L，左右距离为W；并有：第一臂和第二臂的臂长均为L/sin2α；α为第一臂和第二臂之间的夹角，0°<α<180°，这一结构形式中，本体框架由两个等长的臂构成，可以满足液压缸任意相对位置的需求，减少了液压机框架的加工难度，提升了液压缸布置的灵活性。
实施方式2：如图4所示，液压机框架1的俯视形状为矩形，第一液压缸2和第二液压缸3布置在矩形框架的前侧，并在前侧以W'的距离分处在一左一右的位置上。这一结构形式中，两液压缸左右并排排列于矩形框架的前侧，使两液压缸均处在可手工操作的范围内，满足手工操作加工过程效率提升的需求，减少手工操作的难度。
实施方式3：如图5所示，液压机框架1的俯视形状为长条形，第一液压缸2和第二液压缸3一前一后分置在长条形框架的前端和后端，第一液压缸2和第二液压缸3的前后距离为L'。这一结构形式中，两液压缸前后分置在长条形框架的前端和后端，保证两液压缸辅助自动上下料装置不相互影响，为多生产线采取双执行单元液压机的加工方式提供了可能。
本实施例中双执行单元液压机按如下步骤进行初始化：
步骤1：启动液泵8，保持液泵8为工作状态；
步骤2：调整第一阀组10、右路第二阀组12a、左路第二阀组12b和第三阀组14的状态，切断第一液压缸2的油路，保持第一液压缸2的运动部件为静止；液压油依次通过第一阀组10和左路第一支管15b压入第二液压缸3的上腔，使第二液压缸3的运动部件下移，并使第二液压缸3的下腔中的液压油依次通过左路第二支管13b、左路第二阀组12b和回油总管9b回油至油箱6，直到第二液压缸3的运动部件下移至最低位置。
步骤2：调整第一阀组10、右路第二阀组12a、左路第二阀组12b和第三阀组14的状态，切断第二液压缸3的油路，使第二液压缸3的运动部件保持在最低位置，液压油依次通过第一阀组10和右路第一支管15a压入第一液压缸2的上腔，使第一液压缸2的运动部件下移，并使第一液压缸2的下腔中的液压油通过右路第二支管13a、第三阀组14、左路第二支管13b、左路第二阀组12b以及回油总管9b回油至油箱6，直到第一液压缸2的运动部件下移至最低位置。
步骤3：调整第一阀组10、右路第二阀组12a、左路第二阀组12b和第三阀组14的状态，切断第一液压缸2的油路，使第一液压缸2的运动部件保持在最低位置，液压油依次通过第一阀组10、右路第一支管15a、右路第二阀组12a、第三阀组14以及左路第二支管13b压入第二液压缸3的下腔，使第二液压缸3的运动部件上移，同时，第二液压缸3的上腔中的液压油依次通过左路第一支管15b、第一阀组10以及回油总管9b回油至油箱6，直到第二液压缸3的运动部件上移至最高位置，完成双执行单元液压机的初始化。
设置液压机装置的工作过程是按照如下步骤进行：
步骤1：完成双执行单元液压机的初始化；
步骤2：调整第一阀组10、右路第二阀组12a、左路第二阀组12b和第三阀组14的状态，液压油依次通过第一阀组10和左路第一支管15b进行第二液压缸3的上腔，使第二液压缸3的运动部件下移，同时，将第二液压缸3的下腔中的液压油依次通过左路第二支管13b、第三阀组14和右路第二支管13a压入第一液压缸2的下腔，带动第一液压缸2的运动部件上移；在这一过程中，第二液压缸3运动部件的势能的直接用于提升第一液压缸2的运动部件，减少了能量损失。
调整第一阀组10、右路第二阀组12a、左路第二阀组12b和第三阀组14的状态，启动液泵8，液压油依次通过第一阀组10和右路第一支管15a输入第一液压缸2的上腔，使第一液压缸2的运动部件下移，同时，第一液压缸2的下腔中的液压油依次通过右路第二支管13a、第三阀组14以及左路第二支管13b输入第二液压缸3的下腔，带动第二液压缸3的运动部件上移；在这一过程中，第一液压缸2运动部件的势能的直接用于提升第二液压缸3的运动部件，减少了能量损失。

Claims (5)

1.一种双执行单元液压机的控制方法，所述双执行单元液压机是在同一只液压机框架(1)上共同设置有：呈并列的第一液压缸(2)和第二液压缸(3)，一一对应地分处在第一液压缸(2)和第二液压缸(3)正下方的第一工作台(4)和第二工作台(5)，由所述第一液压缸(2)和第一工作台(4)组成第一液压单元，由所述第二液压缸(3)和第二工作台(5)组成第二液压单元；其特征是：
所述双执行单元液压机，其在所述液压机框架(1)内为所述第一液压单元和第二液压单元设置共用的油箱(6)，以及由电机(7)和液泵(8)构成的共用动力源，并设置如下液压管路：进油总管(9a)连接在液泵(8)的输出端口与第一阀组(10)的第一下端口之间；左路第一支管(15b)连接在第二液压缸(3)的上腔与第一阀组(10)的第一上端口之间；右路第一支管(15a)为三通管，其一端与第一液压缸(2)的上腔连接，另一端与第一阀组(10)的第二上端口连接，再一端与右路第二阀组(12a)的下端口连接；左路第二支管(13b)为三通管，其一端与第二液压缸(3)的下腔连接，另一端与左路第二阀组(12b)的上端口连接，再一端与第三阀组(14)的左端口连接；右路第二支管(13a)为三通管，其一端与第一液压缸(2)的下腔连接，另一端与右路第二阀组(12a)的上端口连接，再一端与第三阀组(14)的右端口连接；回油总管(9b)为三通管，其一端接油箱(6)，另一端接第一阀组(10)的第二下端口，再一端接左路第二阀组(12b)的下端口；
所述双执行单元液压机按如下步骤进行初始化：
步骤1：启动液泵(8)，保持液泵(8)为工作状态；
步骤2：调整第一阀组(10)、右路第二阀组(12a)、左路第二阀组(12b)和第三阀组(14)的状态，切断第一液压缸(2)的油路，保持第一液压缸(2)的运动部件为静止；液压油依次通过第一阀组(10)和左路第一支管(15b)压入第二液压缸(3)的上腔，使第二液压缸(3)的运动部件下移，并使第二液压缸(3)的下腔中的液压油依次通过左路第二支管(13b)、左路第二阀组(12b)和回油总管(9b)回油至油箱(6)，直到第二液压缸(3)的运动部件下移至最低位置；
步骤2：调整第一阀组(10)、右路第二阀组(12a)、左路第二阀组(12b)和第三阀组(14)的状态，切断第二液压缸(3)的油路，使第二液压缸(3)的运动部件保持在最低位置，液压油依次通过第一阀组(10)和右路第一支管(15a)压入第一液压缸(2)的上腔，使第一液压缸(2)的运动部件下移，并使第一液压缸(2)的下腔中的液压油通过右路第二支管(13a)、第三阀组(14)、左路第二支管(13b)、左路第二阀组(12b)以及回油总管(9b)回油至油箱(6)，直到第一液压缸(2)的运动部件下移至最低位置；
步骤3：调整第一阀组(10)、右路第二阀组(12a)、左路第二阀组(12b)和第三阀组(14)的状态，切断第一液压缸(2)的油路，使第一液压缸(2)的运动部件保持在最低位置，液压油依次通过第一阀组(10)、右路第一支管(15a)、右路第二阀组(12a)、第三阀组(14)以及左路第二支管(13b)压入第二液压缸(3)的下腔，使第二液压缸(3)的运动部件上移，同时，第二液压缸(3)的上腔中的液压油依次通过左路第一支管(15b)、第一阀组(10)以及回油总管(9b)回油至油箱(6)，直到第二液压缸(3)的运动部件上移至最高位置，完成所述双执行单元液压机的初始化。
2.根据权利要求1所述的双执行单元液压机的控制方法，其特征是：设置液压机装置的工作过程是按照如下步骤进行：
步骤1：完成所述双执行单元液压机的初始化；
步骤2：调整第一阀组(10)、右路第二阀组(12a)、左路第二阀组(12b)和第三阀组(14)的状态，液压油依次通过第一阀组(10)和左路第一支管(15b)进行所述第二液压缸(3)的上腔，使第二液压缸(3)的运动部件下移，同时，将第二液压缸(3)的下腔中的液压油依次通过左路第二支管(13b)、第三阀组(14)和右路第二支管(13a)压入第一液压缸(2)的下腔，带动第一液压缸(2)的运动部件上移；
调整第一阀组(10)、右路第二阀组(12a)、左路第二阀组(12b)和第三阀组(14)的状态，启动液泵(8)，液压油依次通过第一阀组(10)和右路第一支管(15a)输入第一液压缸(2)的上腔，使第一液压缸(2)的运动部件下移，同时，第一液压缸(2)的下腔中的液压油依次通过右路第二支管(13a)、第三阀组(14)以及左路第二支管(13b)输入第二液压缸(3)的下腔，带动第二液压缸(3)的运动部件上移。
3.根据权利要求1所述的双执行单元液压机的控制方法，其特征是：在所述双执行单元液压机中，所述第一液压缸(2)和第二液压缸(3)的有杆腔有效工作面积相等，所述第一液压缸(2)和第二液压缸(3)的无杆腔的有效工作面积也相等。
4.根据权利要求1所述的双执行单元液压机的控制方法，其特征是：在所述双执行单元液压机中，所述第一液压缸(2)和第二液压缸(3)均为液压活塞缸。
5.根据权利要求1所述的双执行单元液压机的控制方法，其特征是：在所述双执行单元液压机中，所述第一液压缸(2)和第二液压缸(3)按如下方式进行布置：
方式1：所述液压机框架(1)的俯视形状是由第一臂和第二臂构成的“V”型，在“V”型框架中，第一液压缸(2)处在第一臂的前端，第二液压缸(3)处在第二臂的前端，在第一臂与第二臂之间形成有操作空间，第二液压缸(3)的缸体与第一液压缸(2)的缸体相互之间的前后距离为L，左右距离为W；并有：
第一臂和第二臂的臂长均为L/sin(2α)；
α为第一臂和第二臂之间的夹角，0°<α<180°，
方式2：所述液压机框架(1)的俯视形状为矩形，第一液压缸(2)和第二液压缸(3)布置在矩形框架的前侧，并在前侧以W'的距离分处在一左一右的位置上；
方式3：所述液压机框架(1)的俯视形状为长条形，第一液压缸(2)和第二液压缸(3)一前一后分置在长条形框架的前端和后端，第一液压缸(2)和第二液压缸(3)的前后距离为L'。
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