CN108386398B - 一种复式液压缸位置控制泵控液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复式液压缸位置控制泵控液压系统，包括伺服电机、双向泵、油箱、蓄能器、复式液压缸和油路集成块，所述油路集成块包括第一单向阀等。伺服电机连接双向泵，双向泵连接油箱和油路集成块，油路集成块连接蓄能器、油箱和复式液压油缸。本发明可实现复式液压缸压头位置的精确控制或复式液压缸压头输出力的精确控制，下行速度也更快，工作效率更高，节能环保。

Description

一种复式液压缸位置控制泵控液压系统

技术领域

本发明属于泵控液压系统技术领域，特别是涉及一种复式液压缸位置控制泵控液压系统。

背景技术

随着数控控制与液压技术的发展，伺服电机与双向泵，尤其是伺服电机与定量双向齿轮泵相结合的液压控制模式正逐渐在液压控制领域兴起，尤其是对液压缸压头,位置控制有较高要求的场合，正逐步被这种控制方式所取代。(如折弯机行业比例阀控制方式，压机行业、注塑机行业变量泵或比例泵控制方式)出现了泵控折弯机，泵控伺服压机等。但无论目前市场上出现的泵控折弯机或泵控伺服压机使用的均为活塞缸，一方面，压头的快速趋近，均依靠滑块或压头自重下行，控制下腔排油的多与少或快与慢，控制滑块或压头的快速趋近速度。这种控制方式的不足在于，快下速度受导轨摩擦力，油缸自身摩擦力和运动部件重量影响较大，滑块位置或压头位置在快速趋近时，不能做到完全可控的要求。另一方面，小吨位的单缸压机也有使用复式液压缸的情况，但从快速趋近直到压制完成，整个下行阶段，下腔的排油采用抗衡阀的形式，因此在整个下行过成当中，下腔的排油均处于溢流状态，这种泵控系统控制的复式液压缸温升较快，油箱体积较大，从根本意义上是没有做到节能的效果。

因此，如何克服上述技术问题成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种复式液压缸位置控制泵控液压系统，能完全解决上述现有技术的不足之处。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种复式液压缸位置控制泵控液压系统，包括伺服电机、双向泵、油箱、蓄能器、复式液压缸和油路集成块，所述油路集成块包括第一单向阀、第二单向阀、第四单向阀、第五单向阀、第一直动式溢流阀、三位四通电磁换向阀、两位四通电磁换向阀、压力传感器、两位两通电磁换向阀、第二直动式溢流阀、两位两通电磁球阀和充液阀，所述伺服电机连接双向泵，所述双向泵包括两个油口，为第一油口和第二油口，所述第一油口分别连接第二单向阀的进口、第四单向阀的进口、第五单向阀的出口、第一直动式溢流阀的进口和三位四通电磁换向阀，所述第四单向阀的出口和第五单向阀的进口连接三位四通电磁换向阀，所述第二油口连接油箱，油箱连接第一单向阀的出口，所述第一单向阀的进口分别连接第一直动式溢流阀的出口、三位四通电磁换向阀、两位四通电磁换向阀和第二直动式溢流阀的出口，所述三位四通电磁换向阀分别连接两位两通电磁球阀、两位两通电磁换向阀、压力传感器和复式液压缸的下腔，所述蓄能器分别连接两位两通电磁球阀、第二直动式溢流阀的进口和复式液压缸的下腔，所述两位四通电磁换向阀连接充液阀，所述两位两通电磁换向阀分别连接充液阀和复式液压缸的上腔，所述复式液压缸压头与位移传感器相连。

进一步，所述第一油口、复式液压缸下腔和三位四通电磁换向阀之间、充液阀和复式液压缸上腔之间、两位两通电磁球阀和复式液压缸下腔之间均设置有测压接头，有利于检测液压油的压力。

进一步，所述油路集成块包括第三单向阀，第三单向阀的出口与蓄能器相连，第三单向阀的进口连接两位两通电磁球阀。

进一步，所述双向泵为双向齿轮泵。

进一步，所述油路集成块是采用铝合金制造的。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明基于容积调速原理，针对复式液压缸驱动的泵控液压系统，通过数控系统的控制，可实现复式液压缸压头位置的精确控制或复式液压缸压头输出力的精确控制，下行速度也更快，工作效率更高。本发明可适应目前大多数折弯机数控系统的控制，系统与油缸直接相连，可省却中间管路的连接，可实现折弯机无油管连接，安装简便易行，减少漏油等问题，节能环保。

附图说明

图1是本发明的体统控制原理图。

附图标记：1-伺服电机，2-双向泵，3-压力传感器，4-位移传感器，5-复式液压缸，6-第一单向阀，7-两位两通电磁换向阀，8-充液阀，9-两位四通电磁换向阀，10-第二单向阀，11-第五单向阀，12-第四单向阀，13-第一直动式溢流阀，14-第二直动式溢流阀，15-第三单向阀，16-两位两通电磁球阀，17-三位四通电磁换向阀，18-蓄能器。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

实施例一

如图1所示，一种复式液压缸位置控制泵控液压系统，包括伺服电机1、双向泵2、油箱、蓄能器18、复式液压缸5和油路集成块。油路集成块包括第一单向阀6、第二单向阀10、第四单向阀12、第五单向阀11、第一直动式溢流阀13、三位四通电磁换向阀17、两位四通电磁换向阀9、压力传感器3、两位两通电磁换向阀7、第二直动式溢流阀14、两位两通电磁球阀16和充液阀8。伺服电机1连接双向泵2，双向泵2包括两个油口，为第一油口和第二油口。第一油口分别连接第二单向阀10的进口、第四单向阀12的进口、第五单向阀11的出口、第一直动式溢流阀13的进口和三位四通电磁换向阀17。第四单向阀12的出口和第五单向阀11的进口连接三位四通电磁换向阀17。第二油口连接油箱，油箱连接第一单向阀6的出口。第一单向阀6的进口分别连接第一直动式溢流阀13的出口、三位四通电磁换向阀17、两位四通电磁换向阀9和第二直动式溢流阀14的出口。三位四通电磁换向阀17分别连接两位两通电磁球阀16、两位两通电磁换向阀7、压力传感器3和复式液压缸5的加压腔。蓄能器18分别连接两位两通电磁球阀16、第二直动式溢流阀14的进口和复式液压缸5的下腔。两位四通电磁换向阀9连接充液阀8。两位两通电磁换向阀7分别连接充液阀8和复式液压缸5的加压腔。复式液压缸8压头与位移传感器4相连。

所述第一油口、复式液压缸5下腔和三位四通电磁换向阀17之间、充液阀8和复式液压缸5上腔之间、两位两通电磁球阀16和复式液压缸5下腔之间均设置有测压接头，有利于检测液压油的压力。

所述油路集成块包括第三单向阀15，第三单向阀15的出口与蓄能器18相连，第三单向阀15的进口连接两位两通电磁球阀16。

本发明是伺服电机1与双向泵2相连，通过液压回路与复式液压缸5相连，通过位移传感器4对复式液压缸5活塞头实时位置检测,通过与复式液压缸5加压腔相连的压力传感器3对主缸压力的实时检测，通过数控系统调节伺服电机1转速，改变双向泵2转速，实现双向泵2的变量，最终可实现复式液压缸5压头位置的精确控制或复式液压缸5压力的精确控制，即本发明可实现复式液压缸5的位置闭环控制或压力闭环控制。

本发明旨在现有泵控液压系统的基础上,采用泵控系统与复式液压缸5相结合的方式，解决机床快速趋近时导轨摩擦力，油缸自身摩擦力和运动部件重量对速度的影响，使复式液压缸5在快速趋近时速度精确可调。在快速趋近时，伺服电机1带动双向泵2，向复式液压缸5主油缸中间的快速腔当中打油，推动活塞杆快速伸出。区别于以往快下时利用活塞头所安装的模具、滑块等的自重带动活塞杆快速伸出，下腔被动排油，实现快速趋近目的泵控控制方式。复式液压缸5下腔与蓄能器18相连，在复式液压缸5快速趋近，慢速加压时，下腔的油液全部进入蓄能器18，储存能量，由于在整个下行过程中，无论是复式液压缸5的快速腔进油，还是慢速时,快速腔和加压腔同时进油，油液是按需供给，并不产生溢流；下腔排出的油液全部进入蓄能器18，也不存在溢流损失，因此在整个复式液压缸5的工作循环当中，本发明是节能的。回程时，复式液压缸5快速腔当中的油液通过伺服电机1带动双向泵2反转，排回油箱，加压腔油液通过充液阀8排回油箱，蓄能器18推动活塞杆回程。回程速度的快慢，取决于快速腔排油的快慢。

在此结合图1对本发明的动作指令作进一步进行详细阐述：

快速趋近：三位四通电磁换向阀17的电磁铁Y1得电，数控系统给伺服驱动器发出正转指令，伺服电机1带动双向泵2正转，打出的油液经过第四单向阀12，三位四通电磁换向阀17左位，进入复式液压缸5快速腔，推动活塞(或压头)快速下行，同时复式液压缸5加压腔，通过充液阀8进行补油充液；复式液压缸5下腔的油液进入蓄能器18，进行储能。由于复式液压缸5的快速腔面积较小，伺服电机1带动双向泵2打出的油液进入快速腔，推动活塞快速下行，快速下行的速度可以通过调整伺服电机1的转速，改变双向泵2的转速而获得。

工进：Y1继续得电，两位两通电磁换向阀7的电磁铁Y4和两位四通电磁换向阀9的电磁铁Y5得电，数控系统给伺服驱动器发出正转指令，伺服电机1带动双向泵2继续正转，打出的油液分三部分，一部分经过第二单向阀10，两位四通电磁换向阀9左位，进入充液阀8控制腔，关闭充液阀8；一部分经过第四单向阀12，三位四通电磁换向阀17左位，进入快速腔；另一部分经过第四单向阀12，三位四通电磁换向阀17左位，两位两通电磁球阀7右位，进入复式液压缸5大腔(即加压腔)；复式液压缸5下腔继续排油进入蓄能器18，蓄能器18继续储能。由于打出的油液进入复式液压缸5大腔，大腔面积较大，复式液压缸5活塞转为慢速下行(工进)状态。工进速度的调整可通过调整伺服电机1的转速，改变双向泵2的转速而获得。

保压：Y1，Y4，Y5继续得电，压头到达数控系统所设定的目标值时，位移传感器4，将位置信息反馈给数控系统，数控系统控制伺服电机1在一个很低的转速下正转运行，此时双向泵2输出的油液只是弥补系统泄漏的油液，压头保持在设定位置。系统进入保压或位置保持状态。

卸荷：Y1，Y4，Y5继续得电，数控系统给伺服驱动器负指令。伺服电机1带动双向泵2变速反转，复式液压缸5快速腔与加压腔的高压油液，通过伺服电机1带动双向泵2反转，排回油箱，压头或滑块在蓄能器18的推动下，上行一小段距离，卸荷结束，为回程做准备。卸压速度的快慢，由数控系统调整伺服电机1转速的快慢而获得。

回程：Y1继续得电，Y4，Y5断电。数控系统继续给伺服电机负指令。伺服电机1带动双向泵2变速反转，Y5断电，充液阀8控制腔的油液经过两位四通电磁换向阀9，第一单向阀6，回油箱，充液阀8在弹簧作用下开启，复式液压缸5加压腔的油液经过充液阀8回油箱，快速腔中的油液，经过三位四通电磁换向阀17左位，第五单向阀11，进入双向泵2，通过双向泵2排回油箱。同时蓄能器18压力释放，进入液压复式缸5下腔，推动压头上行，上行速度的快慢取决于复式液压缸5，快速腔排油速度。回程速度可通过数控系统调整伺服电机1的转速而得到不同速度。

蓄能器18充液：三位四通电磁换向阀17的电磁铁Y2，两位两通电磁球阀16的电磁铁Y3得电，数控系统给伺服电机1正命令，伺服电机1带动双向泵2正转打油，打出的油液经过第四单向阀12，三位四通电磁换向阀17右位，两位两通电磁球阀16右位，第三单向阀15进入复式液压缸5下腔，同时进入蓄能器18，当压力大于压头重量或运动部件重量所产生的压力时，压头上行，直至上至点。蓄能器18充液结束。

本发明中伺服电机1与双向齿轮泵2相连，通过液压回路与复式液压缸5相连，压头与位移传感器4相连。位置控制时，位移传感器4检测复式液压缸5压头位置反馈给数控系统，数控系统给伺服驱动器和伺服电机1发出指令，利用编码器检测伺服电机1转速并将该信号传递给数控系统，数控系统通过比较转速检测信号与给定信号之间的偏差调整伺服电机1转速，伺服电机1驱动双向齿轮泵2，控制复式液压缸5动作。位移传感器4检测复式液压缸5压头位置，位置信号传递给数控系统，数控系统通过比较该位置检测信号与给定信号之间的偏差再次调整伺服电机1转速，实现压头(或活塞)位置的精确控制。

压头输出力控制时，液压系统中设置有压力传感器3，压力传感器3与复式液压缸5加压腔、快速腔连通，可实时检测复式液压缸5加压腔的压力。压制时，当压力传感器3检测到压力达到所设定的压力值时，伺服电机1带动双向泵2，降低到一个很低的转速下运行，此时双向泵2基本不输出油液，只是补充系统在保压时所泄露的油液，无溢流损失。数控系统，压力传感器3，伺服电机1共同作用，使复式液压缸5加压腔压力保持在所设定的压力值，对复式液压缸5的加压腔压力形成闭环高精度控制。控制精度高，稳定性好。

本发明为一个独立的泵控单元，单独使用，可实现单缸位置精确控制或压力精确控制，如压机压头位置控制或输出力的控制，注塑机模具位置的精确控制，液压冲床冲头位置的精确控制等；本发明也可两套泵控单元同时使用，实现两缸及以上缸的同步位置控制，如折弯机行业的应用。

本发明是在基于现有泵控系统控制的基础上，采用泵控液压系统与复式液压缸5相结合的控制方式，在满足复式液压缸5位置控制或压力控制的前提下，可以解决快速趋近阶段摩擦力对快速趋近速度的影响。运动部件重量的平衡与回程采用蓄能器18控制的模式，解决了以往复式液压缸下腔使用抗衡阀平衡运动部件的重量的模式，在工作过程中下腔不产生溢流损失，因此在整个复式液压缸5运行控制当中本发明是节能的，温升小，稳定性好。

本发明一个复式液压缸5的控制原理为一个液压泵控单元，单独使用本发明的一套伺服液压泵控单元控制的复式液压缸5控制系统或同时使用两套或两套以上本发明的泵控单元，控制两个或多个复式液压缸5的同步性，均在本发明权利要求范围之内。在本发明的基础上，增加或减少液压元件的数量，均视为本发明的同等变形，也在本发明权利要求范围之内。

本发明的有益效果在于：本发明基于容积调速原理，针对复式液压缸5驱动的泵控液压系统，通过数控系统的控制，可实现复式液压缸5压头位置的精确控制或复式液压缸5压头输出力的精确控制，下行速度也更快，工作效率更高。本发明可适应目前大多数折弯机数控系统的控制，系统与油缸直接相连，可省却中间管路的连接，可实现折弯机无油管连接，安装简便易行，减少漏油等问题，节能环保。

实施例二

如图1所示，一种复式液压缸位置控制泵控液压系统，包括伺服电机1、双向泵2、油箱、蓄能器18、复式液压缸5和油路集成块。油路集成块包括第一单向阀6、第二单向阀10、第四单向阀12、第五单向阀11、第一直动式溢流阀13、三位四通电磁换向阀17、两位四通电磁换向阀9、压力传感器3、两位两通电磁换向阀7、第二直动式溢流阀14、两位两通电磁球阀16和充液阀8。伺服电机1连接双向泵2，双向泵2包括两个油口，为第一油口和第二油口。第一油口分别连接第二单向阀10的进口、第四单向阀12的进口、第五单向阀11的出口、第一直动式溢流阀13的进口和三位四通电磁换向阀17。第四单向阀12的出口和第五单向阀11的进口连接三位四通电磁换向阀17。第二油口连接油箱，油箱连接第一单向阀6的出口。第一单向阀6的进口分别连接第一直动式溢流阀13的出口、三位四通电磁换向阀17、两位四通电磁换向阀9和第二直动式溢流阀14的出口。三位四通电磁换向阀17分别连接两位两通电磁球阀16、两位两通电磁换向阀7、压力传感器3和复式液压缸5的下腔。蓄能器18分别连接两位两通电磁球阀16、第二直动式溢流阀14的进口和复式液压缸5的下腔。两位四通电磁换向阀9连接充液阀8。两位两通电磁换向阀7分别连接充液阀8和复式液压缸5的上腔。复式液压缸5的压头与位移传感器4相连。

所述第一油口、复式液压缸5下腔和三位四通电磁换向阀17之间、充液阀8和复式液压缸5上腔之间、两位两通电磁球阀16和复式液压缸5下腔之间均设置有测压接头，有利于检测液压油的压力。

所述油路集成块包括第三单向阀15，第三单向阀15的出口与蓄能器18相连，第三单向阀15的进口连接两位两通电磁球阀16。

所述双向泵2为双向齿轮泵。

本发明是伺服电机1与双向泵2相连，通过液压回路与复式液压缸5相连，通过位移传感器4对复式液压缸5活塞头实时位置检测,通过与复式液压缸5加压腔相连的压力传感器3对主缸压力的实时检测，通过数控系统调节伺服电机1转速，改变双向泵2转速，实现双向泵2的变量，最终可实现复式液压缸5压头位置的精确控制或复式液压缸5压力的精确控制，即本发明可实现复式液压缸5的位置闭环控制或压力闭环控制。

本发明旨在现有泵控液压系统的基础上,采用泵控系统与复式液压缸5相结合的方式，解决机床快速趋近时导轨摩擦力，油缸自身摩擦力和运动部件重量对速度的影响，使复式液压缸5在快速趋近时速度精确可调。在快速趋近时，伺服电机1带动双向泵2，向复式液压缸5主油缸中间的快速腔当中打油，推动活塞杆快速伸出。区别于以往快下时利用活塞头所安装的模具、滑块等的自重带动活塞杆快速伸出，下腔被动排油，实现快速趋近目的泵控控制方式。复式液压缸5下腔与蓄能器18相连，在复式液压缸5快速趋近，慢速加压时，下腔的油液全部进入蓄能器18，储存能量，由于在整个下行过程中，上腔无论是复式液压缸5的快速腔进油，还是慢速时,快速腔和加压腔同时进油，油液是按需供给，并不产生溢流；下腔排出的油液全部进入蓄能器18，也不存在溢流损失，因此在整个复式液压缸5的工作循环当中，本发明是节能的。回程时，复式液压缸5快速腔当中的油液通过伺服电机1带动双向泵2反转，排回油箱，加压腔油液通过充液阀8排回油箱，蓄能器18推动活塞杆回程。回程速度的快慢，取决于快速腔排油的快慢。

在此结合图1对本发明的动作指令作进一步进行详细阐述：

快速趋近：三位四通电磁换向阀17的电磁铁Y1得电，数控系统给伺服驱动器发出正转指令，伺服电机1带动双向泵2正转，打出的油液经过第四单向阀12，三位四通电磁换向阀17左位，进入复式液压缸5快速腔，推动活塞(或压头)快速下行，同时复式液压缸5加压腔，通过充液阀8进行补油充液；复式液压缸5下腔的油液进入蓄能器18，进行储能。由于复式液压缸5的快速腔面积较小，伺服电机1带动双向泵2打出的油液进入快速腔，推动活塞快速下行，快速下行的速度可以通过调整伺服电机1的转速，改变双向泵2的转速而获得。

工进：Y1继续得电，两位两通电磁换向阀7的电磁铁Y4和两位四通电磁换向阀9的电磁铁Y5得电，数控系统给伺服驱动器发出正转指令，伺服电机1带动双向泵2继续正转，打出的油液分三部分，一部分经过第二单向阀10，两位四通电磁换向阀9左位，进入充液阀8控制腔，关闭充液阀8；一部分经过第四单向阀12，三位四通电磁换向阀17左位，进入快速腔；另一部分经过第四单向阀12，三位四通电磁换向阀17左位，两位两通电磁球阀7右位，进入复式液压缸5大腔(即加压腔)；复式液压缸5下腔继续排油进入蓄能器18，蓄能器18继续储能。由于打出的油液进入复式液压缸5大腔，大腔面积较大，复式液压缸5活塞转为慢速下行(工进)状态。工进速度的调整可通过调整伺服电机1的转速，改变双向泵2的转速而获得。

保压：Y1，Y4，Y5继续得电，压头到达数控系统所设定的目标值时，位移传感器4，将位置信息反馈给数控系统，数控系统控制伺服电机1在一个很低的转速下正转运行，此时双向泵2输出的油液只是弥补系统泄漏的油液，压头保持在设定位置。系统进入保压或位置保持状态。

卸荷：Y1，Y4，Y5继续得电，数控系统给伺服驱动器负指令。伺服电机1带动双向泵2变速反转，复式液压缸5快速腔与加压腔的高压油液，通过伺服电机1带动双向泵2反转，排回油箱，压头或滑块在蓄能器18的推动下，上行一小段距离，卸荷结束，为回程做准备。卸压速度的快慢，由数控系统调整伺服电机1转速的快慢而获得。

回程：Y1继续得电，Y4，Y5断电。数控系统继续给伺服电机负指令。伺服电机1带动双向泵2变速反转，Y5断电，充液阀8控制腔的油液经过两位四通电磁换向阀9，第一单向阀6，回油箱，充液阀8在弹簧作用下开启，复式液压缸5加压腔的油液经过充液阀8回油箱，快速腔中的油液，经过三位四通电磁换向阀17左位，第五单向阀11，进入双向泵2，通过双向泵2排回油箱。同时蓄能器18压力释放，进入液压复式缸5下腔，推动压头上行，上行速度的快慢取决于复式液压缸5，快速腔排油速度。回程速度可通过数控系统调整伺服电机1的转速而得到不同速度。

蓄能器18充液：三位四通电磁换向阀17的电磁铁Y2，两位两通电磁球阀16的电磁铁Y3得电，数控系统给伺服电机1正命令，伺服电机1带动双向泵2正转打油，打出的油液经过第四单向阀12，三位四通电磁换向阀17右位，两位两通电磁球阀16右位，第三单向阀15进入复式液压缸5下腔，同时进入蓄能器18，当压力大于压头重量或运动部件重量所产生的压力时，压头上行，直至上至点。蓄能器18充液结束。

本发明中伺服电机1与双向齿轮泵2相连，通过液压回路与复式液压缸5相连，压头与位移传感器4相连。位置控制时，位移传感器4检测复式液压缸5压头位置反馈给数控系统，数控系统给伺服驱动器和伺服电机1发出指令，利用编码器检测伺服电机1转速并将该信号传递给数控系统，数控系统通过比较转速检测信号与给定信号之间的偏差调整伺服电机1转速，伺服电机1驱动双向齿轮泵2，控制复式液压缸5动作。位移传感器4检测复式液压缸5压头位置，位置信号传递给数控系统，数控系统通过比较该位置检测信号与给定信号之间的偏差再次调整伺服电机1转速，实现压头(或活塞)位置的精确控制。

压头输出力控制时，液压系统中设置有压力传感器3，压力传感器3与复式液压缸5加压腔、快速腔连通，可实时检测复式液压缸5加压腔的压力。压制时，当压力传感器3检测到压力达到所设定的压力值时，伺服电机1带动双向泵2，降低到一个很低的转速下运行，此时双向泵2基本不输出油液，只是补充系统在保压时所泄露的油液，无溢流损失。数控系统，压力传感器3，伺服电机1共同作用，使复式液压缸5加压腔压力保持在所设定的压力值，对复式液压缸5的加压腔压力形成闭环高精度控制。控制精度高，稳定性好。

本发明为一个独立的泵控单元，单独使用，可实现单缸位置精确控制或压力精确控制，如压机压头位置控制或输出力的控制，注塑机模具位置的精确控制，液压冲床冲头位置的精确控制等；本发明也可两套泵控单元同时使用，实现两缸及以上缸的同步位置控制，如折弯机行业的应用。

本发明是在基于现有泵控系统控制的基础上，采用泵控液压系统与复式液压缸5相结合的控制方式，在满足复式液压缸5位置控制或压力控制的前提下，可以解决快速趋近阶段摩擦力对快速趋近速度的影响。运动部件重量的平衡与回程采用蓄能器18控制的模式，解决了以往复式液压缸下腔使用抗衡阀平衡运动部件的重量的模式，在工作过程中下腔不产生溢流损失，因此在整个复式液压缸5运行控制当中本发明是节能的，温升小，稳定性好。

本发明一个复式液压缸5的控制原理为一个液压泵控单元，单独使用本发明的一套伺服液压泵控单元控制的复式液压缸5控制系统或同时使用两套或两套以上本发明的泵控单元，控制两个或多个复式液压缸5的同步性，均在本发明权利要求范围之内。在本发明的基础上，增加或减少液压元件的数量，均视为本发明的同等变形，也在本发明权利要求范围之内。

本发明的有益效果在于：本发明基于容积调速原理，针对复式液压缸5驱动的泵控液压系统，通过数控系统的控制，可实现复式液压缸5压头位置的精确控制或复式液压缸5压头输出力的精确控制，下行速度也更快，工作效率更高。本发明可适应目前大多数折弯机数控系统的控制，系统与油缸直接相连，可省却中间管路的连接，可实现折弯机无油管连接，安装简便易行，减少漏油等问题，节能环保。

实施例三

如图1所示，一种复式液压缸位置控制泵控液压系统，包括伺服电机1、双向泵2、油箱、蓄能器18、复式液压缸5和油路集成块。油路集成块包括第一单向阀6、第二单向阀10、第四单向阀12、第五单向阀11、第一直动式溢流阀13、三位四通电磁换向阀17、两位四通电磁换向阀9、压力传感器3、两位两通电磁换向阀7、第二直动式溢流阀14、两位两通电磁球阀16和充液阀8。伺服电机1连接双向泵2，双向泵2包括两个油口，为第一油口和第二油口。第一油口分别连接第二单向阀10的进口、第四单向阀12的进口、第五单向阀11的出口、第一直动式溢流阀13的进口和三位四通电磁换向阀17。第四单向阀12的出口和第五单向阀11的进口连接三位四通电磁换向阀17。第二油口连接油箱，油箱连接第一单向阀6的出口。第一单向阀6的进口分别连接第一直动式溢流阀13的出口、三位四通电磁换向阀17、两位四通电磁换向阀9和第二直动式溢流阀14的出口。三位四通电磁换向阀17分别连接两位两通电磁球阀16、两位两通电磁换向阀7、压力传感器3和复式液压缸5的下腔。蓄能器18分别连接两位两通电磁球阀16、第二直动式溢流阀14的进口和复式液压缸5的下腔。两位四通电磁换向阀9连接充液阀8。两位两通电磁换向阀7分别连接充液阀8和复式液压缸5的上腔。复式液压缸5的压头与位移传感器4相连。

所述第一油口、复式液压缸5下腔和三位四通电磁换向阀17之间、充液阀8和复式液压缸5上腔之间、两位两通电磁球阀16和复式液压缸5下腔之间均设置有测压接头，有利于检测液压油的压力。

所述油路集成块包括第三单向阀15，第三单向阀15的出口与蓄能器18相连，第三单向阀15的进口连接两位两通电磁球阀16。

所述双向泵2为双向齿轮泵。

所述油路集成块是采用铝合金制造的，重量更轻。

本发明是伺服电机1与双向泵2相连，通过液压回路与复式液压缸5相连，通过位移传感器4对复式液压缸5活塞头实时位置检测,通过与复式液压缸5加压腔相连的压力传感器3对主缸压力的实时检测，通过数控系统调节伺服电机1转速，改变双向泵2转速，实现双向泵2的变量，最终可实现复式液压缸5压头位置的精确控制或复式液压缸5压力的精确控制，即本发明可实现复式液压缸5的位置闭环控制或压力闭环控制。

本发明旨在现有泵控液压系统的基础上,采用泵控系统与复式液压缸5相结合的方式，解决机床快速趋近时导轨摩擦力，油缸自身摩擦力和运动部件重量对速度的影响，使复式液压缸5在快速趋近时速度精确可调。在快速趋近时，伺服电机1带动双向泵2，向复式液压缸5主油缸中间的快速腔当中打油，推动活塞杆快速伸出。区别于以往快下时利用活塞头所安装的模具、滑块等的自重带动活塞杆快速伸出，下腔被动排油，实现快速趋近目的泵控控制方式。复式液压缸5下腔与蓄能器18相连，在复式液压缸5快速趋近，慢速加压时，下腔的油液全部进入蓄能器18，储存能量，由于在整个下行过程中，上腔无论是复式液压缸5的快速腔进油，还是慢速时,快速腔和加压腔同时进油，油液是按需供给，并不产生溢流；下腔排出的油液全部进入蓄能器18，也不存在溢流损失，因此在整个复式液压缸5的工作循环当中，本发明是节能的。回程时，复式液压缸5快速腔当中的油液通过伺服电机1带动双向泵2反转，排回油箱，加压腔油液通过充液阀8排回油箱，蓄能器18推动活塞杆回程。回程速度的快慢，取决于快速腔排油的快慢。

在此结合图1对本发明的动作指令作进一步进行详细阐述：

快速趋近：三位四通电磁换向阀17的电磁铁Y1得电，数控系统给伺服驱动器发出正转指令，伺服电机1带动双向泵2正转，打出的油液经过第四单向阀12，三位四通电磁换向阀17左位，进入复式液压缸5快速腔，推动活塞(或压头)快速下行，同时复式液压缸5加压腔，通过充液阀8进行补油充液；复式液压缸5下腔的油液进入蓄能器18，进行储能。由于复式液压缸5的快速腔面积较小，伺服电机1带动双向泵2打出的油液进入快速腔，推动活塞快速下行，快速下行的速度可以通过调整伺服电机1的转速，改变双向泵2的转速而获得。

工进：Y1继续得电，两位两通电磁换向阀7的电磁铁Y4和两位四通电磁换向阀9的电磁铁Y5得电，数控系统给伺服驱动器发出正转指令，伺服电机1带动双向泵2继续正转，打出的油液分三部分，一部分经过第二单向阀10，两位四通电磁换向阀9左位，进入充液阀8控制腔，关闭充液阀8；一部分经过第四单向阀12，三位四通电磁换向阀17左位，进入快速腔；另一部分经过第四单向阀12，三位四通电磁换向阀17左位，两位两通电磁球阀7右位，进入复式液压缸5大腔(即加压腔)；复式液压缸5下腔继续排油进入蓄能器18，蓄能器18继续储能。由于打出的油液进入复式液压缸5大腔，大腔面积较大，复式液压缸5活塞转为慢速下行(工进)状态。工进速度的调整可通过调整伺服电机1的转速，改变双向泵2的转速而获得。

保压：Y1，Y4，Y5继续得电，压头到达数控系统所设定的目标值时，位移传感器4，将位置信息反馈给数控系统，数控系统控制伺服电机1在一个很低的转速下正转运行，此时双向泵2输出的油液只是弥补系统泄漏的油液，压头保持在设定位置。系统进入保压或位置保持状态。

卸荷：Y1，Y4，Y5继续得电，数控系统给伺服驱动器负指令。伺服电机1带动双向泵2变速反转，复式液压缸5快速腔与加压腔的高压油液，通过伺服电机1带动双向泵2反转，排回油箱，压头或滑块在蓄能器18的推动下，上行一小段距离，卸荷结束，为回程做准备。卸压速度的快慢，由数控系统调整伺服电机1转速的快慢而获得。

回程：Y1继续得电，Y4，Y5断电。数控系统继续给伺服电机负指令。伺服电机1带动双向泵2变速反转，Y5断电，充液阀8控制腔的油液经过两位四通电磁换向阀9，第一单向阀6，回油箱，充液阀8在弹簧作用下开启，复式液压缸5加压腔的油液经过充液阀8回油箱，快速腔中的油液，经过三位四通电磁换向阀17左位，第五单向阀11，进入双向泵2，通过双向泵2排回油箱。同时蓄能器18压力释放，进入液压复式缸5下腔，推动压头上行，上行速度的快慢取决于复式液压缸5，快速腔排油速度。回程速度可通过数控系统调整伺服电机1的转速而得到不同速度。

蓄能器18充液：三位四通电磁换向阀17的电磁铁Y2，两位两通电磁球阀16的电磁铁Y3得电，数控系统给伺服电机1正命令，伺服电机1带动双向泵2正转打油，打出的油液经过第四单向阀12，三位四通电磁换向阀17右位，两位两通电磁球阀16右位，第三单向阀15进入复式液压缸5下腔，同时进入蓄能器18，当压力大于压头重量或运动部件重量所产生的压力时，压头上行，直至上至点。蓄能器18充液结束。

本发明中伺服电机1与双向齿轮泵2相连，通过液压回路与复式液压缸5相连，压头与位移传感器4相连。位置控制时，位移传感器4检测复式液压缸5压头位置反馈给数控系统，数控系统给伺服驱动器和伺服电机1发出指令，利用编码器检测伺服电机1转速并将该信号传递给数控系统，数控系统通过比较转速检测信号与给定信号之间的偏差调整伺服电机1转速，伺服电机1驱动双向齿轮泵2，控制复式液压缸5动作。位移传感器4检测复式液压缸5压头位置，位置信号传递给数控系统，数控系统通过比较该位置检测信号与给定信号之间的偏差再次调整伺服电机1转速，实现压头(或活塞)位置的精确控制。

压头输出力控制时，液压系统中设置有压力传感器3，压力传感器3与复式液压缸5加压腔、快速腔连通，可实时检测复式液压缸5加压腔的压力。压制时，当压力传感器3检测到压力达到所设定的压力值时，伺服电机1带动双向泵2，降低到一个很低的转速下运行，此时双向泵2基本不输出油液，只是补充系统在保压时所泄露的油液，无溢流损失。数控系统，压力传感器3，伺服电机1共同作用，使复式液压缸5加压腔压力保持在所设定的压力值，对复式液压缸5的加压腔压力形成闭环高精度控制。控制精度高，稳定性好。

本发明为一个独立的泵控单元，单独使用，可实现单缸位置精确控制或压力精确控制，如压机压头位置控制或输出力的控制，注塑机模具位置的精确控制，液压冲床冲头位置的精确控制等；本发明也可两套泵控单元同时使用，实现两缸及以上缸的同步位置控制，如折弯机行业的应用。

本发明是在基于现有泵控系统控制的基础上，采用泵控液压系统与复式液压缸5相结合的控制方式，在满足复式液压缸5位置控制或压力控制的前提下，可以解决快速趋近阶段摩擦力对快速趋近速度的影响。运动部件重量的平衡与回程采用蓄能器18控制的模式，解决了以往复式液压缸下腔使用抗衡阀平衡运动部件的重量的模式，在工作过程中下腔不产生溢流损失，因此在整个复式液压缸5运行控制当中本发明是节能的，温升小，稳定性好。

本发明一个复式液压缸5的控制原理为一个液压泵控单元，单独使用本发明的一套伺服液压泵控单元控制的复式液压缸5控制系统或同时使用两套或两套以上本发明的泵控单元，控制两个或多个复式液压缸5的同步性，均在本发明权利要求范围之内。在本发明的基础上，增加或减少液压元件的数量，均视为本发明的同等变形，也在本发明权利要求范围之内。

本发明的有益效果在于：本发明基于容积调速原理，针对复式液压缸5驱动的泵控液压系统，通过数控系统的控制，可实现复式液压缸5压头位置的精确控制或复式液压缸5压头输出力的精确控制，下行速度也更快，工作效率更高。本发明可适应目前大多数折弯机数控系统的控制，系统与油缸直接相连，可省却中间管路的连接，可实现折弯机无油管连接，安装简便易行，减少漏油等问题，节能环保。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种复式液压缸位置控制泵控液压系统，其特征在于：包括伺服电机、双向泵、油箱、蓄能器、复式液压缸和油路集成块，所述油路集成块包括第一单向阀、第二单向阀、第四单向阀、第五单向阀、第一直动式溢流阀、三位四通电磁换向阀、两位四通电磁换向阀、压力传感器、两位两通电磁换向阀、第二直动式溢流阀、两位两通电磁球阀和充液阀，所述伺服电机连接双向泵，所述双向泵包括两个油口，为第一油口和第二油口，所述第一油口分别连接第二单向阀的进口、第四单向阀的进口、第五单向阀的出口、第一直动式溢流阀的进口和三位四通电磁换向阀，所述第四单向阀的出口和第五单向阀的进口连接三位四通电磁换向阀，所述第二油口连接油箱，油箱连接第一单向阀的出口，所述第一单向阀的进口分别连接第一直动式溢流阀的出口、三位四通电磁换向阀、两位四通电磁换向阀和第二直动式溢流阀的出口，所述三位四通电磁换向阀分别连接两位两通电磁球阀、两位两通电磁换向阀、压力传感器和复式液压缸的下腔，所述蓄能器分别连接两位两通电磁球阀、第二直动式溢流阀的进口和复式液压缸的下腔，所述两位四通电磁换向阀连接充液阀，所述两位两通电磁换向阀分别连接充液阀和复式液压缸的上腔，所述复式液压缸压头与位移传感器相连。

2.根据权利要求1所述的复式液压缸位置控制泵控液压系统，其特征在于：所述第一油口、复式液压缸下腔和三位四通电磁换向阀之间、充液阀和复式液压缸上腔之间、两位两通电磁球阀和复式液压缸下腔之间均设置有测压接头。

3.根据权利要求1所述的复式液压缸位置控制泵控液压系统，其特征在于：所述油路集成块包括第三单向阀，第三单向阀的出口与蓄能器相连，第三单向阀的进口连接两位两通电磁球阀。

4.根据权利要求1所述的复式液压缸位置控制泵控液压系统，其特征在于：所述双向泵为双向齿轮泵。

5.根据权利要求3所述的复式液压缸位置控制泵控液压系统，其特征在于：所述油路集成块是采用铝合金制造的。