CN110185663A - 一种局部加载的多加载步式压力机液压闭环控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种局部加载的多加载步式压力机液压闭环控制系统，包括泵组单元A、控制单元B、加载单元C以及补油单元D，泵组单元A负责给液压闭环控制系统供给高压及低压油液，控制单元B完成对液压闭环控制系统工作油液的换向、压力及流量进行控制，加载单元C完成对待成形元件进行加载成形，补油单元D对液压闭环控制系统中的油液进行补油；本发明系统针对大型锻件的多道次加载方式，采用局部加载的多加载步成形，实现在线连续变换加载区域，并且通过液压闭环控制系统的实时调控功能，实现对成形工件的实时高精度闭环控制，在工件成形过程中完成对工件精确的控形控性，实现工件一次加热后多次局部加载从而得到大于相同装机功率下整体加载成形的能力。

Description

一种局部加载的多加载步式压力机液压闭环控制系统
技术领域
本发明属于液压机技术领域，具体涉及一种局部加载的多加载步式压力机液压闭环控制系统。
背景技术
在大型零件模锻工艺中，模具的上模一般与上滑块安装在一起，在工作过程中，上滑块整体下移，带动上模下移并与下模合模，从而实现对锻件的压制成形。然而加载过程中，整个上模同时加载，在压制大型锻件的时候，需要较大吨位的压力机才能实现对锻件的成形，因此限制了普通吨位的压力机对大型锻件的成形加工能力。
通常情况下双动压力机的加压油缸由两部分组成，主缸用来实现对压制件的压制成型，侧缸用来辅助成形，对被压制件进行压边控制，输出较小的辅助力，不提供成形力。
大型锻件在成型过程中，一般要经过多个道次的加工，在压制过程中要反复经过加热、调整、压制的过程。进行局部加载成形过程中，要经过多个步骤的模具调整过程，在反复进行加热、模具调整或者更换及压制的过程中，锻件及模具的加热及保温的时间较长，会影响锻件的组织性能，并且会造成毛坯零件的极大浪费。因此采用传统压力机实施多加载步的局部加载成形控制极大的制约了该工艺的广泛应用。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种局部加载的多加载步式压力机液压闭环控制系统，以对锻件加热后实现多道次、多局部加载步成形的技术能力，从而扩大成形设备的成形能力，降低大型锻件的成形过程对于大型设备的依赖。
为了达到上述目的，本发明采取了如下的技术方案：
一种局部加载的多加载步式压力机液压闭环控制系统，包括泵组单元A、控制单元B、加载单元C以及补油单元D，泵组单元A负责给液压闭环控制系统供给高压及低压油液，控制单元B完成对液压闭环控制系统工作油液的换向、压力及流量进行控制，加载单元C完成对待成形元件进行加载成形，补油单元D对液压闭环控制系统中的油液进行补油。
所述的泵组单元A包括低压大流量泵组A1.1、先导控制系统用油泵A1.2、高压小流量泵组A1.3以及高压小流量泵组A1.4，低压大流量泵组A1.1由1个或者多个低压大流量泵组成，低压大流量泵组A1.1的出口与插装式溢流阀A2.1连接，低压大流量泵组A1.1的出口和插装式单向阀A5入口连接，插装式单向阀A5出口和插装阀A3.2、插装阀A3.3的入口连接；
先导控制系统用油泵A1.2给先导控制系统提供控制油液，油泵A1.2出口与溢流阀A2.2连接；
高压小流量泵组A1.3的出油口与溢流阀A2.3相连接，高压小流量泵组A1.3的出油口与插装阀A3.1的入口相连接，高压小流量泵组A1.4的出油口与溢流阀A2.4相连接，高压小流量泵组A1.4的出油口与插装阀A3.4的入口相连接，插装阀A3.1的出口与插装阀A3.3的控制油腔、换向阀A4的一个工作油口相连接，插装阀A3.2的出口与插装阀A3.4的上腔、换向阀A4的另一个工作油口相连接，换向阀A4的进油口与先导控制系统用油泵A1.2的出油口相连接；换向阀A4与插装阀A3.1、插装阀A3.2、插装阀A3.3及插装阀A3.4共同组成插装式换向系统，用来切换高压小流量泵组A1.3、高压小流量泵组A1.4或者低压大流量泵组A1.1是否接入系统中。
所述的控制单元B包含四个插装式比例流量控制阀模块和四个插装式比例压力控制阀模块；
插装阀B1.1的入口与泵组单元A中的插装阀A3.1及插装阀A3.2的出口连接，插装阀B1.1的控制腔与比例减压阀B2.1的出油口连接，插装阀B1.1与比例减压阀B2.1两者共同组成一个插装式比例流量控制阀模块，插装阀B1.1的出口与插装阀B3.1的入口并联，插装阀B3.1的控制腔与比例溢流阀B4.1的入口连接，插装阀B3.1和比例溢流阀B4.1共同组成一个插装式比例压力控制阀模块；
插装阀B1.2的入口与泵组单元A中的插装阀A3.3及A3.4的出口连接，插装阀B1.2的控制腔与比例减压阀B2.2的出油口连接，插装阀B1.2与比例减压阀B2.2两者共同组成一个插装式比例流量控制阀模块，插装阀B1.2的出口与插装阀B3.2的入口并联，插装阀B3.2的控制腔与比例溢流阀B4.2的入口连接，插装阀B3.2和比例溢流阀B4.2共同组成一个插装式比例压力控制阀模块；
插装阀B1.3入口通过换向阀A4与泵组单元A中的插装阀A3.3及A3.4的出口连接，插装阀B1.3的控制腔与比例减压阀B2.3的出油口连接，插装阀B1.3与比例减压阀B2.3两者共同组成一个插装式比例流量控制阀模块，插装阀B1.3的出口与插装阀B3.3的入口并联，插装阀B3.3的控制腔与比例溢流阀B4.3的入口连接，插装阀B3.3和比例溢流阀B4.3共同组成一个插装式比例压力控制阀模块；
插装阀B1.4入口通过换向阀A4与与泵组单元A中的插装阀A3.1及A3.2的出口连接，插装阀B1.4的控制腔与比例减压阀B2.4的出油口连接，插装阀B1.4与比例减压阀B2.4两者共同组成一个插装式比例流量控制阀模块；插装阀B1.4的出口与插装阀B3.4的入口并联，插装阀B3.4的控制腔与比例溢流阀B4.4的入口连接，插装阀B3.4和比例溢流阀B4.4共同组成一个插装式比例压力控制阀模块；
所述的比例减压阀B2.1、比例减压阀B2.2、比例减压阀B2.3及比例减压阀B2.4和泵组单元A中的换向阀A4的油液进口、泵组单元A中的先导控制系统用油泵A1.2的出口相连接。
所述的加载模块C包括第一加载系统和第二加载系统，第一加载系统由加载柱塞缸C1.2、加载活塞缸C1.1、活动横梁C2.1、加载柱塞缸C1.4、加载活塞缸C1.3及活动横梁C2.2组成，其中活动横梁C2.1与活动横梁C2.2连接在一起，加载柱塞缸C1.2、加载柱塞缸C1.4的油腔与加载活塞缸C1.1、加载活塞缸C1.3的上腔连接，并与控制单元B中的插装阀B1.1的出口相连接；加载活塞缸C1.1及加载活塞缸C1.3的下腔连接，并与控制单元B中的插装阀B1.4的出油口相连接；
第二加载系统由加载柱塞缸C3.1、加载活塞缸C3.2、活动横梁C4及加载活塞缸C3.3组成，加载柱塞缸C3.1的油腔、加载活塞缸C3.2的上腔和加载活塞缸C3.3的上腔相连接，并与控制单元B中的插装阀B1.3的出口相连接，加载活塞缸C3.2的下腔与加载活塞缸C3.3的下腔相连接，并与控制单元B中的插装阀B1.2的出油口相连接；
在第一加载系统的活动横梁C2.1上安装力传感器C5.1和位移传感器C6.1，第二加载系统的活动横梁C4上安装力传感器C5.2和位移传感器C6.2，力传感器实时检测加载系统的活动横梁的输出力并反馈给电气系统，位移传感器实时检测加载系统的活动横梁的位移值并反馈给电气控制系统。
所述的补油单元D安装在整体机型的上方构成上位油箱；上位油箱D3.1的出口连接充液阀D2.1的入口，充液阀D2.1的出口与第二加载系统中加载柱塞缸C3.1的油腔相连接；上位油箱D3.2的出油口连接充液阀D2.2的入口，充液阀D2.2的出口与第一加载系统中的加载柱塞缸C1.2及加载柱塞缸C1.4的油腔相连接，当加载柱塞缸C1.2、加载柱塞缸C3.1及加载柱塞缸C1.4快速下行时，由上位油箱D3.2进行及时补油；充液阀D2.1及充液阀D2.2的控制油路与电磁换向阀D1的出口相连接，电磁换向阀D1的进口与泵组单元A中的高压小流量泵组A1.3的出口相连接。
本发明的有益效果为：
本发明系统针对大型锻件的多道次加载方式，采用局部加载的多加载步成形，实现在线连续变换加载区域，并且通过液压闭环控制系统的实时调控功能，实现对成形工件的实时高精度闭环控制，在工件成形过程中完成对工件精确的控形控性，实现工件一次加热后多次局部加载从而得到大于相同装机功率下整体加载成形的能力。
附图说明
图1为本发明系统的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细描述。
参照图1，一种局部加载的多加载步式压力机液压闭环控制系统，包括泵组单元A、控制单元B、加载单元C以及补油单元D，泵组单元A负责给液压闭环控制系统供给高压及低压油液，控制单元B完成对液压闭环控制系统工作油液的换向、压力及流量进行控制，加载单元C完成对待成形元件进行加载成形，补油单元D对液压闭环控制系统中的油液进行补油。
所述的泵组单元A包括低压大流量泵组A1.1、先导控制系统用油泵A1.2、高压小流量泵组A1.3以及高压小流量泵组A1.4，低压大流量泵组A1.1由1个或者多个低压大流量泵组成，低压大流量泵组A1.1的出口与插装式溢流阀A2.1连接，并设定低压大流量泵组A1.1的出口压力；低压大流量泵组A1.1的出口和插装式单向阀A5入口连接，插装式单向阀A5出口和插装阀A3.2、插装阀A3.3的入口连接，低压大流量泵组A1.1给插装阀A3.2及插装阀A3.3提供油液；
先导控制系统用油泵A1.2给先导控制系统提供控制油液，油泵A1.2出口与溢流阀A2.2连接，并设定先导控制系统的油液压力；
高压小流量泵组A1.3的出油口与溢流阀A2.3相连接，并设定高压小流量泵组A1.3的出口压力，高压小流量泵组A1.3的出油口与插装阀A3.1的入口相连接，为插装阀A3.1提供工作油液；高压小流量泵组A1.4的出油口与溢流阀A2.4相连接，并设定高压小流量泵组A1.4的出口压力，高压小流量泵组A1.4的出油口与插装阀A3.4的入口相连接，高压小流量泵组A1.4为插装阀A3.4提供工作油液；插装阀A3.1的出口与插装阀A3.3的控制油腔、换向阀A4的一个工作油口相连接，插装阀A3.2的出口与插装阀A3.4的上腔、换向阀A4的另一个工作油口相连接，换向阀A4的进油口与先导控制系统用油泵A1.2的出油口相连接，由先导控制系统用油泵A1.2提供工作油液；换向阀A4与插装阀A3.1、插装阀A3.2、插装阀A3.3及插装阀A3.4共同组成插装式换向系统，用来切换高压小流量泵组A1.3、高压小流量泵组A1.4或者低压大流量泵组A1.1是否接入系统中；当换向阀A4处于左位时，插装阀A3.2及插装阀A3.4上腔工作油液流入油腔，这两个插装阀开启，来自低压大流量泵组A1.1的油液经过插装阀A3.2进入控制单元B，来自高压小流量泵组A1.4的油液经过插装阀A3.4进入控制单元B；当换向阀A4处于中位时，来自先导控制系统油泵A1.2的油液会进入到插装阀A3.1、插装阀A3.2、插装阀A3.3以及插装阀A3.4的控制油腔，插装式换向系统处于关闭状态；当换向阀A4处于右位时，来自先导控制系统油泵A1.2的油液进入插装阀A3.2以及插装阀A3.4的控制油腔并驱使这两个插装阀关闭，插装阀A3.1和插装阀A3.3的控制油腔与油箱连通，这两个插装阀打开，高压小流量泵组A1.3的油液经过插装阀A3.1进入控制单元B中的插装阀B1.1，低压大流量泵组A1.1的油液流经插装阀A3.3进入控制单元B中的插装阀B1.2或者插装阀B1.3。
所述的控制单元B包含四个插装式比例流量控制阀模块和四个插装式比例压力控制阀模块；
插装阀B1.1的入口与泵组单元A中的插装阀A3.1及插装阀A3.2的出口连接，插装阀A3.1或者插装阀A3.2的油液进入插装阀B1.1，插装阀B1.1的控制腔与比例减压阀B2.1的出油口连接，插装阀B1.1与比例减压阀B2.1两者共同组成一个插装式比例流量控制阀模块，比例插装阀B1.1的开口量直接受到比例减压阀B2.1的控制，插装阀B1.1的出口与插装阀B3.1的入口并联，能够控制着插装阀B1.1出口的压力值，插装阀B3.1的控制腔与比例溢流阀B4.1的入口连接，插装阀B3.1和比例溢流阀B4.1共同组成一个插装式比例压力控制阀模块，比例溢流阀B4.1的设定值直接决定了插装阀B3.1的入口处的油液压力值；
插装阀B1.2的入口与泵组单元A中的插装阀A3.3及A3.4的出口连接在一起并接收来自于插装阀A3.3或者插装阀A3.4的油液；插装阀B1.2的控制腔与比例减压阀B2.2的出油口连接，插装阀B1.2与比例减压阀B2.2两者共同组成一个插装式比例流量控制阀模块，比例减压阀B2.2的出口压力值直接决定了插装阀B1.2的开口量大小，从而决定了该插装式比例流量控制阀模块的通流量大小，插装阀B1.2的出口与插装阀B3.2的入口并联，插装阀B3.2的控制腔与比例溢流阀B4.2的入口连接，插装阀B3.2和比例溢流阀B4.2共同组成一个插装式比例压力控制阀模块，比例溢流阀B4.2的设定压力直接决定了插装阀B3.2的压力值；
插装阀B1.3入口通过换向阀A4与泵组单元A中的插装阀A3.3及A3.4的出口连接，接收来自于插装阀A3.3或者插装阀A3.4的油液，插装阀B1.3的控制腔与比例减压阀B2.3的出油口连接，插装阀B1.3与比例减压阀B2.3两者共同组成一个插装式比例流量控制阀模块，比例减压阀B2.3的设定值直接调定插装阀B1.3的开口量，从而决定了流经插装阀B1.3的油液流量；插装阀B1.3的出口与插装阀B3.3的入口并联，插装阀B3.3的控制腔与比例溢流阀B4.3的入口连接，插装阀B3.3和比例溢流阀B4.3共同组成一个插装式比例压力控制阀模块，比例溢流阀B4.3的设定值直接决定了插装阀B3.3的入口压力值；
插装阀B1.4入口通过换向阀A4与与泵组单元A中的插装阀A3.1及A3.2的出口连接，插装阀B1.4的控制腔与比例减压阀B2.4的出油口连接，插装阀B1.4与比例减压阀B2.4两者共同组成一个插装式比例流量控制阀模块，插装阀B1.4的开口量直接由比例减压阀B2.4的设定值决定，从而确定了插装阀B1.3的通流量；插装阀B1.4的出口与插装阀B3.4的入口并联，插装阀B3.4的控制腔与比例溢流阀B4.4的入口连接，插装阀B3.4和比例溢流阀B4.4共同组成一个插装式比例压力控制阀模块，比例溢流阀B4.4的设定压力直接决定了插装阀B3.4的入口压力值；
所述的比例减压阀B2.1、比例减压阀B2.2、比例减压阀B2.3及比例减压阀B2.4和泵组单元A中的换向阀A4的油液进口、泵组单元A中的先导控制系统用油泵A1.2的出口相连接，由先导控制系统用油泵A1.2提供先导控制油液。
所述的加载模块C包括第一加载系统和第二加载系统，第一加载系统由加载柱塞缸C1.2、加载活塞缸C1.1、活动横梁C2.1、加载柱塞缸C1.4、加载活塞缸C1.3及活动横梁C2.2组成，其中活动横梁C2.1与活动横梁C2.2连接在一起，加载柱塞缸C1.2、加载柱塞缸C1.4的油腔与加载活塞缸C1.1、加载活塞缸C1.3的上腔连接，并与控制单元B中的插装阀B1.1的出口相连接；加载活塞缸C1.1及加载活塞缸C1.3的下腔连接，并与控制单元B中的插装阀B1.4的出油口相连接，当加载柱塞缸C1.2及加载柱塞缸C1.4的油腔进油时，加载活塞缸C1.1及加载活塞缸C1.3的上腔也同时进油，第一加载系统中的活动横梁C2.1和活动横梁C2.2向下运动；
第二加载系统由加载柱塞缸C3.1、加载活塞缸C3.2、活动横梁C4及加载活塞缸C3.3组成，加载柱塞缸C3.1的油腔、加载活塞缸C3.2的上腔和加载活塞缸C3.3的上腔相连接，并与控制单元B中的插装阀B1.3的出口相连接，加载活塞缸C3.2的下腔与加载活塞缸C3.3的下腔相连接，并与控制单元B中的插装阀B1.2的出油口相连接，当加载柱塞缸C3.1的油腔进油时，加载活塞缸C3.2以及加载活塞缸C3.3的上腔同时进油，第二加载系统的活动横梁C4下行；
在第一加载系统的活动横梁C2.1上安装力传感器C5.1和位移传感器C6.1，力传感器C5.1能够检测第一加载系统的活动横梁的输出力并反馈给电气系统，位移传感器C6.1能够实时检测第一加载系统的活动横梁的位移值并反馈给电气系统；第二加载系统的活动横梁C4上安装力传感器C5.2和位移传感器C6.2，力传感器C5.2能够实时检测第二加载系统的活动横梁C4的输出力并反馈给电气系统，位移传感器C6.2能够实时检测第二加载系统的活动横梁C4的位移值并反馈给电气控制系统。
所述的补油单元D安装在整体机型的上方构成上位油箱；上位油箱D3.1的出口连接充液阀D2.1的入口，充液阀D2.1的出口与第二加载系统中加载柱塞缸C3.1的油腔相连接；上位油箱D3.2的出油口连接充液阀D2.2的入口，充液阀D2.2的出口与第一加载系统中的加载柱塞缸C1.2及加载柱塞缸C1.4的油腔相连接，当加载柱塞缸C1.2、加载柱塞缸C3.1及加载柱塞缸C1.4快速下行时，由上位油箱D3.2进行及时补油；充液阀D2.1及充液阀D2.2的控制油路与电磁换向阀D1的出口相连接，电磁换向阀D1的进口与泵组单元A中的高压小流量泵组A1.3的出口相连接，当加载柱塞缸C1.2、加载柱塞缸C3.1及加载柱塞缸C1.4快速回程时，电磁换向阀D1开启，来自于高压小流量泵组A1.3的高压油液进入充液阀D2.1及充液阀D2.2，从而将充液阀D2.1及充液阀D2.2反向开启，加载柱塞缸C1.2、加载柱塞缸C3.1以及加载柱塞缸C1.4的油液进入上位油箱，完成快速回程。
本发明的工作原理为：
本发明采用多道次、多局部加载步精确控制成形，通过液压闭环控制系统对成形过程中的不同阶段进行精确的输出调控，以实现对不同加载区域施加不同的加载力的成形效果。在零件成形过程中，可以对正在加载区域施加较大的加载力，对待加载区域施加较小的约束载荷力。
下面详细说明该液压伺服控制系统的工作方法：
1)第二加载系统快速下行：
第二加载系统快速下行阶段，启动低压大流量泵组A1.1，调整插装式溢流阀A2.1的控制压力到所需要的压力，设定换向阀A4工作在右位，来自先导控制用油泵A1.2的高压油液进入插装阀A3.2及插装阀A3.4的控制腔，插装阀A3.2及插装阀A3.4处于关闭状态，插装阀A3.1及插装阀A3.3的控制腔与油箱连通，从而插装阀A3.1与插装阀A3.3的处于打开状态；来自低压大流量泵组A1.1的油液流经插装式单向阀A5并流经插装阀A3.3进入控制单元B中的插装阀B1.2及插装阀B1.3的入口处，此时设定比例减压阀B2.2的设定值，使插装阀B1.2的开口量处于较大的状态值，并设定比例减压阀B2.3的压力值，从而保证插装阀B1.3的开口处于关闭状态；来自低压大流量泵组A1.1的油液流经插装阀B1.2进入第二加载系统的加载柱塞缸C3.1的油腔，并且油液进入加载活塞缸C3.2及加载活塞缸C3.3的上腔，此时设定比例溢流阀B4.3的控制压力为0，加载活塞缸C3.2及加载活塞缸C3.3的下腔油液流经插装阀B3.3进入油箱，因此第二加载系统的活动横梁C4在加载柱塞缸C3.1、加载活塞缸C3.2及加载活塞缸C3.3的作用下快速下行；在此过程中，由于活动横梁重力的作用，三个加载活塞缸下行较快，上位油箱3.1的油液会流经充液阀D2.1对三个加载活塞缸进行补油；当活动横梁到位后，设定比例溢流阀B4.3的压力值为较大的值从而关闭插装阀B3.3，并且调整比例减压阀B2.2的设定值为0，从而关闭插装阀B1.2，来自低压大流量泵组A1.1的油液因此不能进入第二加载系统的加载柱塞缸C3.1、加载活塞缸C3.2及加载活塞缸C3.3，活动横梁运动到指定位置并停止；
2)第一加载系统快速下行：
第一加载系统快速下行阶段，启动低压大流量泵组A1.1，调整插装式溢流阀A2.1的控制压力到所需要的压力，设定换向阀A4工作在左位，来自先导控制用油泵A1.2的高压油液进入插装阀A3.1及插装阀A3.3的控制腔，插装阀A3.1及插装阀A3.3处于关闭状态，插装阀A3.2及插装阀A3.4的控制腔与油箱连通，从而插装阀A3.2与插装阀A3.4的处于打开状态；来自低压大流量泵组A1.1的油液流经插装式单向阀A5并流经插装阀A3.2进入控制单元B中的插装阀B1.1及插装阀B1.4的入口处，此时设定比例减压阀B2.1的设定值使插装阀B1.1的开口量处于较大的状态值，并设定比例减压阀B2.4的压力值从而保证插装阀B1.4的开口处于关闭状态；来自低压大流量泵组A1.1的油液流经插装阀B1.1进入第二加载系统的加载柱塞缸C1.2和加载柱塞缸C1.4的油腔，并且油液进入加载活塞缸C1.1及加载活塞缸C1.3的上腔，此时设定比例溢流阀B4.4的控制压力为0，加载活塞缸C1.1及加载活塞缸C1.3的下腔油液流经插装阀B3.4进入油箱，因此第一加载系统的活动横梁C2.1及活动横梁C2.2在加载柱塞缸C1.2、加载柱塞缸C1.4、加载活塞缸C1.1及加载活塞缸C1.3的作用下快速下行；在此过程中，由于活动横梁重力的作用，四个油缸下行较快，上位油箱3.2的油液会流经充液阀D2.2对三个油缸进行补油；当活动横梁到位后，设定比例溢流阀B4.4的压力值为较大的值从而关闭插装阀B3.4，并且比例溢流阀B2.1的设定值为0从而关闭插装阀B1.1，来自低压大流量泵组A1.1的油液因此不能进入第二加载系统的加载柱塞缸C1.2、加载柱塞缸C1.4、加载活塞缸C1.1及加载活塞缸C1.3，活动横梁C2.1及活动横梁C2.2运动到指定位置并停止；
3)第一局部加载步：
开启高压小流量泵组A1.4，并设定溢流阀A2.4的压力值为高压小流量泵A1.4的工作压力值，设定换向阀A4工作在左位，来自先导控制用油泵A1.2的高压油液进入插装阀A3.1及插装阀A3.3的控制腔，插装阀A3.1及插装阀A3.3处于关闭状态，插装阀A3.2及插装阀A3.4的控制腔与油箱连通，从而插装阀A3.2与插装阀A3.4处于打开状态；高压小流量泵组A1.4的油液经过插装阀A3.4进入控制单元插装阀B1.2及插装阀B1.3的进口处，此时设定比例减压阀B2.2的设定值使插装阀B1.2的开口量处于较为合理的开口量状态值；并设定比例减压阀B2.3的压力值为较大数值从而保证插装阀B1.3的开口处于关闭状态，来自高压小流量泵组A1.4的油液流经插装阀B1.2进入第二加载系统的加载柱塞缸C3.1的油腔、加载活塞缸C3.2及加载活塞缸C3.3的上腔；此时设定比例溢流阀B4.3的控制压力为0，加载活塞缸C3.2及加载活塞缸C3.3的下腔油液流经插装阀B3.3进入油箱，第二加载系统的活动横梁C4在加载柱塞缸C3.1、加载活塞缸C3.2及加载活塞缸C3.3的作用下下行；位移传感器C6.2接收来自于活动横梁C4的位移信号，并反馈给电气控制系统，力传感器C5.2接收来自于活动横梁C4的输出力信号并反馈给电气控制系统，电气控制系统根据反馈的位移信号或者压力信号与设定位移控制信号或者设定的压力控制信号进行比较计算并输出相应的控制信号到比例减压阀B2.2处，比例减压阀B2.2控制插装阀B1.2作出相应的反应，调整插装阀B1.2的开口量，进一步调整进入到加载柱塞缸C3.1、加载活塞缸C3.2及加载活塞缸C3.3的油液，从而控制活动横梁以设定的位移规律或者压力规律进行精确进给，完成第一加载步的压制工作；比例溢流阀B4.2的数值可以进行调控，当活动横梁C4进给量过大或者进给速度过快时，可以调节比例溢流阀B4.2的设定值，使插装阀B3.2处于溢流状态，从而减少进入到加载柱塞缸C3.1及加载活塞缸C3.2及加载活塞缸C3.3的油液量，进一步稳定活动横梁C4的运动状态，保证活动横梁平稳准确的加载；
4)第二局部加载步：
开启高压小流量泵组A1.3，并设定溢流阀A2.3的压力值为高压小流量泵A1.3的工作压力值，设定换向阀A4工作在右位，来自先导控制用油泵A1.2的高压油液进入插装阀A3.2及插装阀A3.4的控制腔，插装阀A3.2及插装阀A3.4处于关闭状态，插装阀A3.1及插装阀A3.3的控制腔与油箱连通，从而插装阀A3.1与插装阀A3.3处于打开状态；高压小流量泵组A1.3的油液经过插装阀A3.1进入控制单元插装阀B1.1及插装阀B1.4的进口处，此时设定比例减压阀B2.1的设定值使插装阀B1.1的开口量处于较为合理的开口量状态值，并设定比例减压阀B2.4的压力值为较大数值从而保证插装阀B1.4的开口处于关闭状态，来自高压小流量泵组A1.3的油液流经插装阀B1.1进入第二加载系统的加载柱塞缸C1.2的油腔、加载柱塞缸C1.4油腔、加载活塞缸C3.2及加载活塞缸C3.3的上腔，此时设定比例溢流阀B4.4的控制压力为0，加载活塞缸C1.1及加载活塞缸C1.3的下腔油液流经插装阀B3.4进入油箱，第二加载系统的活动横梁C2.1及活动横梁C2.2在加载柱塞缸C1.2、加载柱塞缸C1.4、加载活塞缸C1.1及加载活塞缸C1.3的作用下下行；位移传感器C6.1接收来自于活动横梁C2.1的位移信号，并反馈给电气控制系统，力传感器C5.1接收来自于活动横梁C2.1的输出力信号并反馈给电气控制系统，电气控制系统根据反馈的位移信号或者压力信号与设定位移控制信号或者设定的压力控制信号进行比较计算并输出相应的控制信号到比例减压阀B2.1处，比例减压阀B2.1控制插装阀B1.1作出相应的反应，调整插装阀B1.1的开口量，进一步调整进入到加载柱塞缸C1.2、加载柱塞缸C1.4、加载活塞缸C1.1及加载活塞缸C1.3的油液，从而控制活动横梁以设定的位移规律或者压力规律进行精确进给，完成第一加载步的压制工作；比例溢流阀B4.1的数值可以进行调控，当活动横梁C2.1及活动横梁C2.2进给速度过快时，可以调节比例溢流阀B4.1的设定值，使插装阀B3.1处于溢流状态，从而减少进入到加载柱塞缸C1.2、加载柱塞缸C1.4、加载活塞缸C1.1及加载活塞缸C1.3的油液量，进一步稳定活动横梁C2.1、C2.2的运动状态，保证活动横梁平稳准确的加载；
5)加载道次变换：
根据工件加工的工况需求，重复步骤3)和步骤4)到相应的加载道次，以完成工件的精确成形；
6)保压精整：
根据工况需求，保压阶段由电气控制系统读取力传感器C5.1及力传感器C5.2的力信号，实时检测这两处传感器输出的力值，当某一处力值降低时，切换换向阀A4到相应的位置，使相应的高压小流量泵组接入相应的回路，由插装式阀B1.1及比例减压阀B2.1组成的插装式比例流量控制模块或者插装式阀B1.2及比例减压阀B2.2组成的插装式比例流量控制模块相应的加载系统进行加载并控制，使加载力达到相应的数值，完成保压精整工作；
7)快速返回：
快速返回阶段，可以分为第一加载系统快速返回和第二加载系统快速返回；第一加载系统快速返回过程中，开启高压小流量泵组A1.3，并设定溢流阀A2.3的压力值为高压小流量泵A1.3的快速反馈工况工作压力值，设定换向阀A4工作在右位，来自先导控制用油泵A1.2的高压油液进入插装阀A3.2及插装阀A3.4的控制腔，插装阀A3.2及插装阀A3.4处于关闭状态，插装阀A3.1及插装阀A3.3的控制腔与油箱连通，从而插装阀A3.1与插装阀A3.3处于打开状态，高压小流量泵组A1.3的油液经过插装阀A3.1进入控制单元插装阀B1.1及插装阀B1.4的进口处，在此状态下，设定控制单元B中的比例减压阀B2.1处于较高压力的工作状态以关闭插装阀B1.1，设定比例减压阀B2.4在较低压力工作状态打开插装阀B1.4并使插装阀B1.4的开口处以较为合理的开口状态，切换补油单元中的换向阀D1到右位工作状态，来自高压小流量泵组A1.3的高压油液会打开充液阀D2.2，调节比例溢流阀B4.4的压力处于较高状态以保证快速返程过程中液压系统的安全性，调节比例溢流阀B4.1的设定压力为0以打开插装阀B3.1，来自高压小流量泵组A1.3的油液流经插装阀A3.1进入插装阀B1.4并进入到加载活塞缸C1.1及加载活塞缸C1.3的下腔，由于加载活塞缸C1.1及加载油缸C1.3的下腔面积较小，在下腔高压油液的作用下，第一加载系统快速上行；加载柱塞缸C1.2及加载柱塞缸C1.4的油腔的油液一部分流经充液阀D2.2进入上位油箱D3.2，另一部分流经插装阀B3.1返回油箱，直到返回到指定位置后切换换向阀A4回中位，调节比例减压阀B2.4的压力为较高值关闭插装阀B1.4，并关闭补油单元D中的换向阀D1以关闭充液阀D2.2，从而第一加载系统快速回程到指定位置；
第二加载系统快速返回过程中，开启高压小流量泵组A1.4，并设定溢流阀A2.4的压力值为高压小流量泵A1.4的快速反馈工况工作压力值，设定换向阀A4工作在左位，来自先导控制用油泵A1.2的高压油液进入插装阀A3.1及插装阀A3.3的控制腔，插装阀A3.1及插装阀A3.3处于关闭状态，插装阀A3.2及插装阀A3.4的控制腔与油箱连通，从而插装阀A3.2与插装阀A3.4处于打开状态，高压小流量泵组A1.4的油液经过插装阀A3.4进入控制单元插装阀B1.2及插装阀B1.3的进口处，在此状态下，设定控制单元B中的比例减压阀B2.2处于较高压力的工作状态以关闭插装阀B1.2，设定比例减压阀B2.4在较低压力工作状态打开插装阀B1.3并使插装阀B1.3的开口处以较为合理的开口状态；切换补油单元中的换向阀D1到右位工作状态，来自高压小流量泵组A1.3的高压油液会打开充液阀D2.1，调节比例溢流阀B4.3的压力处于较高状态以保证快速返程过程中液压系统的安全性，调节比例溢流阀B4.2的设定压力为0以打开插装阀B3.2，来自高压小流量泵组A1.4的油液流经插装阀A3.4进入插装阀B1.3并进入到加载活塞缸C3.2及加载活塞缸C3.3的下腔，由于加载活塞缸C3.2及加载油缸C3.3的下腔面积较小，在下腔高压油液的作用下，第二加载系统快速上行；加载柱塞缸C3.1的油腔的油液一部分流经充液阀D2.1进入上位油箱D3.1，另一部分流经插装阀B3.2返回油箱，直到返回到指定位置后切换换向阀A4回中位，调节比例减压阀B2.3的压力为较高值关闭插装阀B1.3，并关闭补油单元D中的换向阀D1以关闭充液阀D2.1，从而第一加载系统快速回程到指定位置。

Claims (5)

1.一种局部加载的多加载步式压力机液压闭环控制系统，其特征在于：包括泵组单元A、控制单元B、加载单元C以及补油单元D，泵组单元A负责给液压闭环控制系统供给高压及低压油液，控制单元B完成对液压闭环控制系统工作油液的换向、压力及流量进行控制，加载单元C完成对待成形元件进行加载成形，补油单元D对液压闭环控制系统中的油液进行补油。
2.根据权利要求1所述的一种局部加载的多加载步式压力机液压闭环控制系统，其特征在于：所述的泵组单元A包括低压大流量泵组A1.1、先导控制系统用油泵A1.2、高压小流量泵组A1.3以及高压小流量泵组A1.4，低压大流量泵组A1.1由1个或者多个低压大流量泵组成，低压大流量泵组A1.1的出口与插装式溢流阀A2.1连接，低压大流量泵组A1.1的出口和插装式单向阀A5入口连接，插装式单向阀A5出口和插装阀A3.2、插装阀A3.3的入口连接；
先导控制系统用油泵A1.2给先导控制系统提供控制油液，油泵A1.2出口与溢流阀A2.2连接；
高压小流量泵组A1.3的出油口与溢流阀A2.3相连接，高压小流量泵组A1.3的出油口与插装阀A3.1的入口相连接，高压小流量泵组A1.4的出油口与溢流阀A2.4相连接，高压小流量泵组A1.4的出油口与插装阀A3.4的入口相连接，插装阀A3.1的出口与插装阀A3.3的控制油腔、换向阀A4的一个工作油口相连接，插装阀A3.2的出口与插装阀A3.4的上腔、换向阀A4的另一个工作油口相连接，换向阀A4的进油口与先导控制系统用油泵A1.2的出油口相连接；换向阀A4与插装阀A3.1、插装阀A3.2、插装阀A3.3及插装阀A3.4共同组成插装式换向系统，用来切换高压小流量泵组A1.3、高压小流量泵组A1.4或者低压大流量泵组A1.1是否接入系统中。
3.根据权利要求1所述的一种局部加载的多加载步式压力机液压闭环控制系统，其特征在于：所述的控制单元B包含四个插装式比例流量控制阀模块和四个插装式比例压力控制阀模块；
插装阀B1.1的入口与泵组单元A中的插装阀A3.1及插装阀A3.2的出口连接，插装阀B1.1的控制腔与比例减压阀B2.1的出油口连接，插装阀B1.1与比例减压阀B2.1两者共同组成一个插装式比例流量控制阀模块，插装阀B1.1的出口与插装阀B3.1的入口并联，插装阀B3.1的控制腔与比例溢流阀B4.1的入口连接，插装阀B3.1和比例溢流阀B4.1共同组成一个插装式比例压力控制阀模块；
插装阀B1.2的入口与泵组单元A中的插装阀A3.3及A3.4的出口连接，插装阀B1.2的控制腔与比例减压阀B2.2的出油口连接，插装阀B1.2与比例减压阀B2.2两者共同组成一个插装式比例流量控制阀模块，插装阀B1.2的出口与插装阀B3.2的入口并联，插装阀B3.2的控制腔与比例溢流阀B4.2的入口连接，插装阀B3.2和比例溢流阀B4.2共同组成一个插装式比例压力控制阀模块；
插装阀B1.3入口通过换向阀A4与泵组单元A中的插装阀A3.3及A3.4的出口连接，插装阀B1.3的控制腔与比例减压阀B2.3的出油口连接，插装阀B1.3与比例减压阀B2.3两者共同组成一个插装式比例流量控制阀模块，插装阀B1.3的出口与插装阀B3.3的入口并联，插装阀B3.3的控制腔与比例溢流阀B4.3的入口连接，插装阀B3.3和比例溢流阀B4.3共同组成一个插装式比例压力控制阀模块；
插装阀B1.4入口通过换向阀A4与与泵组单元A中的插装阀A3.1及A3.2的出口连接，插装阀B1.4的控制腔与比例减压阀B2.4的出油口连接，插装阀B1.4与比例减压阀B2.4两者共同组成一个插装式比例流量控制阀模块；插装阀B1.4的出口与插装阀B3.4的入口并联，插装阀B3.4的控制腔与比例溢流阀B4.4的入口连接，插装阀B3.4和比例溢流阀B4.4共同组成一个插装式比例压力控制阀模块；
所述的比例减压阀B2.1、比例减压阀B2.2、比例减压阀B2.3及比例减压阀B2.4和泵组单元A中的换向阀A4的油液进口、泵组单元A中的先导控制系统用油泵A1.2的出口相连接。
4.根据权利要求1所述的一种局部加载的多加载步式压力机液压闭环控制系统，其特征在于：所述的加载模块C包括第一加载系统和第二加载系统，第一加载系统由加载柱塞缸C1.2、加载活塞缸C1.1、活动横梁C2.1、加载柱塞缸C1.4、加载活塞缸C1.3及活动横梁C2.2组成，其中活动横梁C2.1与活动横梁C2.2连接在一起，加载柱塞缸C1.2、加载柱塞缸C1.4的油腔与加载活塞缸C1.1、加载活塞缸C1.3的上腔连接，并与控制单元B中的插装阀B1.1的出口相连接；加载活塞缸C1.1及加载活塞缸C1.3的下腔连接，并与控制单元B中的插装阀B1.4的出油口相连接；
第二加载系统由加载柱塞缸C3.1、加载活塞缸C3.2、活动横梁C4及加载活塞缸C3.3组成，加载柱塞缸C3.1的油腔、加载活塞缸C3.2的上腔和加载活塞缸C3.3的上腔相连接，并与控制单元B中的插装阀B1.3的出口相连接，加载活塞缸C3.2的下腔与加载活塞缸C3.3的下腔相连接，并与控制单元B中的插装阀B1.2的出油口相连接；
在第一加载系统的活动横梁C2.1上安装力传感器C5.1和位移传感器C6.1，第二加载系统的活动横梁C4上安装力传感器C5.2和位移传感器C6.2，力传感器实时检测加载系统的活动横梁的输出力并反馈给电气系统，位移传感器实时检测加载系统的活动横梁的位移值并反馈给电气控制系统。
5.根据权利要求1所述的一种局部加载的多加载步式压力机液压闭环控制系统，其特征在于：所述的补油单元D安装在整体机型的上方构，成上位油箱；上位油箱D3.1的出口连接充液阀D2.1的入口，充液阀D2.1的出口与第二加载系统中加载柱塞缸C3.1的油腔相连接；上位油箱D3.2的出油口连接充液阀D2.2的入口，充液阀D2.2的出口与第一加载系统中的加载柱塞缸C1.2及加载柱塞缸C1.4的油腔相连接，当加载柱塞缸C1.2、加载柱塞缸C3.1及加载柱塞缸C1.4快速下行时，由上位油箱D3.2进行及时补油；充液阀D2.1及充液阀D2.2的控制油路与电磁换向阀D1的出口相连接，电磁换向阀D1的进口与泵组单元A中的高压小流量泵组A1.3的出口相连接。
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