CN113715400A - 一种用于降低能耗的间接热成型三缸液压机回程控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于降低能耗的间接热成型三缸液压机回程控制方法。将间接热成型三缸液压机回程分为快速回程、回程转慢和微动回程三个阶段，在不改变泵的数量和电机功率的情况下，通过优化间接热成型三缸液压机的电液控制系统的软件和硬件，使用液压伺服阀控制油的流量和压力，提高快速回程阶段的加速度，实现液压机滑块在回程转慢阶段中速度的斜坡、谐波函数变化。本发明把间接热成型三缸液压机回程细化为三个阶段，提高了液压机的工作效率和液压机滑块位置控制精度，避免回程终点处的冲击振动，降低液压机噪声，改善工作环境。

Description

一种用于降低能耗的间接热成型三缸液压机回程控制方法

技术领域

本发明涉及到工程机械的能耗分析和优化控制方法，特别是一种用于降低能耗的间接热成型三缸液压机回程控制方法。

背景技术

热成形工艺目前分两大类：直接热成形工艺和间接热成形工艺。直接热成形工艺出现较早，是目前使用比较广泛的热成形工艺；间接热成形工艺出现较迟，目前应用不多，但是其可加工的产品范围可以完全覆盖并超过直接热成形工艺，具有很高的发展潜力，未来有望完全取代直接热成形工艺。

相比与直接热成型液压机，间接热成型液压机具有以下特点：更快的合模速度，为减少工件的空冷热量损失，需要更快的合模；更长的保压时间，更大的工件需要更长的保压时间来实现淬火和形状稳定；更精确的板料温度检测系统，工件尺寸更大、形状更复杂，需要更精确的温度检测系统来保证工件温度场在合格范围内；效率更高的冷却系统，更大的工件需要更高效的冷却系统来保证合模淬火效果；液压机滑块建压速度更快，间接热成型压机的成形行程为零，没有压力渐变过程，需要在合模后的极短时间内将压力加到最高，才能保证工件在合模淬火阶段有足够的合模力抵消剧增的内部应力，保证产品质量合格；吨位更大，直接热成型压机的使用吨位为600-1100吨，而间接热成型压机的使用吨位为1500-2500吨；较低的模具辅助系统要求，具备模具冷却水和辅助气路即可，一般不需要模具辅助油路；不同的压力行程曲线，间接热成形工作过程中的压力-位移曲线与直接热成形区别较大，对速度和压力的敏感性更高，工艺曲线贴合的技术难度高。

发明内容

针对间接热成型液压机更大吨位、更长的保压时间等特点，为了提高液压机的工作效率、降低噪声和改善工作环境，本发明提出了一种用于降低能耗的间接热成型三缸液压机回程控制方法，从间接热成型三缸液压机回程控制出发，将液压机滑块回程进一步划分为三个阶段，通过PLC系统和液压伺服阀的配合改变液压机滑块回程的运动特征。

本发明的技术方案如下：

方法将间接热成型三缸液压机回程过程分为快速回程阶段、回程转慢阶段和微动回程阶段的三个阶段，三个阶段分别按照不同的方式进行控制；

快速回程阶段，带动两个柱塞缸的柱塞杆和一个活塞缸的活塞杆以较回程转慢阶段更快的速度缩回，同时带动液压机滑块同步缩回；

回程转慢阶段，带动两个柱塞缸的柱塞杆和一个活塞缸的活塞杆以较快速回程阶段更慢的速度缩回；

微动回程阶段，液压伺服阀控制阀门开启时间从而控制液压机滑块回到平衡位置。

所述快速回程阶段具体如下：

S1.1、控制第二二位四通电磁换向阀和第三二位四通电磁换向阀的电磁铁同时通电，T口和A口连通，液压泵过来的油液分别经第五插装阀和第六插装阀流出到第七插装阀输入端口；

S1.2、控制第一二位三通电磁换向阀的电磁铁通电，使得A口和P口连通，从第五插装阀和第六插装阀过来的油液进入第七插装阀，经第七插装阀进入第三插装阀、第四插装阀的输入端口；

S1.3、控制第二二位三通电磁换向阀和第三二位三通电磁换向阀通电，通电后第三插装阀和第四插装阀的油控端口均连通油箱，从第七插装阀过来的油液依次经过第三插装阀、第四插装阀后流向活塞缸的有杆腔；

S1.4、控制第一二位四通电磁换向阀的电磁铁通电，P口和B口连通，T口和A口连通，从单向阀过来的油液经过第一插装阀后流入到与两个柱塞缸、一个活塞缸相连接的各个先导式单向阀油控端口，先导式单向阀油控端口有油压而反向导通；

S1.5、最终带动两个柱塞缸的柱塞杆、一个活塞缸活塞杆缩回运动，两个柱塞缸的柱塞腔和一个活塞缸无杆腔内的液压油反向流入油箱。

所述回程转慢阶段具体如下：

同时布置在液压机滑块上的位移传感器实时检测到液压机滑块继续移动缩回后，由快速回程阶段进入回程转慢阶段：

S2.1、控制第二二位四通电磁换向阀和第三二位四通电磁换向阀的电磁铁其中之一通电，另一个断电，即使得第二二位四通电磁换向阀和第三二位四通电磁换向阀其中一个两端不导通并作为通电电磁阀，液压泵过来的油液经通电电磁阀对应连接的插装阀流出到第七插装阀的输入端口；

S2.2、控制第一二位三通电磁换向阀的电磁铁保持通电，使得A口和P口连通，T口堵塞，从S2.1的插装阀过来的油液进入第七插装阀，经第七插装阀进入第三插装阀和第四插装阀的输入端口；

S2.3、控制第二二位三通电磁换向阀和第三二位三通电磁换向阀保持通电，第三插装阀和第四插装阀的油控端口均连通油箱，从第七插装阀过来的油液依次经过第三插装阀、第四插装阀后流向活塞缸的有杆腔；

S2.4、控制第一二位四通电磁换向阀的电磁铁保持通电，P口和B口连通， T口和A口连通，从单向阀过来的油液经过第一插装阀后流入到与两个柱塞缸、一个活塞缸相连接的各个先导式单向阀油控端口，先导式单向阀油控端口有油压而反向导通；

S2.5、最终带动两个柱塞缸的柱塞杆、一个活塞缸活塞杆缩回运动，两个柱塞缸的柱塞腔和一个活塞缸无杆腔内的液压油反向流入油箱。

所述微动回程阶段具体如下：

同时布置在液压机滑块上的位移传感器实时检测到液压机滑块缩回到平衡位置后，由回程转慢阶段进入微动回程阶段：

S3.1、控制第二二位四通电磁换向阀和第三二位四通电磁换向阀的电磁铁均断电，即分别使得第二二位四通电磁换向阀和第三二位四通电磁换向阀的T口和B口连通，油液均导通连接到油箱，液压泵过来的油液均不经第五插装阀和第六插装阀，而经过第二二位四通电磁换向阀和第三二位四通电磁换向阀流入到油箱；

S3.2、控制第一二位三通电磁换向阀的电磁铁断电，使得A口和T口连通；

S3.3、控制第二二位三通电磁换向阀和第三二位三通电磁换向阀断电，二者 P口和A口相连通，分别进入第三插装阀、第四插装阀的油液均无法经第三插装阀、第四插装阀流出，活塞缸的有杆腔的油液经第四插装阀输出端口A和第一溢流阀上端口之间的微动缓冲管路流入到第四插装阀的输出端口A，流经二位二通电磁换向阀后流入油箱，进而实现微动回程；

S3.4、控制第一二位四通电磁换向阀的电磁铁断电，P口和A口连通，T口和B口连通，从单向阀过来的油液不经过第一插装阀流出，与两个柱塞缸、一个活塞缸相连接的各个先导式单向阀油控端口经第二插装阀流入到油箱；

S3.5、最终带动两个柱塞缸的柱塞杆、一个活塞缸活塞杆微动缩回运动。

所述的回程转慢阶段中，通过控制第二二位四通电磁换向阀的断电过程，从而控制第五插装阀的关闭状态，使流经第五插装阀的油液流量呈斜坡、谐波函数关系减少，将油液的动能转化为热能并由油液带走，从而实现液压机滑块在回程转慢阶段的速度的斜坡、谐波函数变化。

所述方法采用三缸液压机油路结构，包括两个柱塞缸和一个活塞缸，两个柱塞缸的柱塞杆和一个活塞缸的活塞杆均共同固定连接到液压机滑块；

两个柱塞缸的柱塞腔和一个活塞缸的无杆腔均经各自的先导式单向阀连接到油箱，油箱依次经液压泵、单向阀分别和第一插装阀的输入端口、第一二位四通电磁换向阀A口连通，第一插装阀的输出端口和先导式单向阀的油控端口连通，同时第一插装阀的输出端口和第二插装阀的输入端口连通，第二插装阀的输出端口和油箱连通，第二插装阀的油控端口和第一二位四通电磁换向阀的T 口连通，第一二位四通电磁换向阀的B口连接油箱，第一二位四通电磁换向阀P 口和第一梭阀一端连通，第一梭阀的中间端口和第一插装阀的油控端口连通，第一梭阀的另一端口和第一插装阀的输出端口连通；

油箱经液压泵后分别和两个供油模块连接，两个供油模块结构相同；第一个供油模块包括第五插装阀、第二溢流阀、第二二位四通电磁换向阀，油箱依次经液压泵后分别和第五插装阀的输入端口和第二二位四通电磁换向阀的T口连通，第二二位四通电磁换向阀B口和油箱连通；第二个供油模块包括第六插装阀、第三溢流阀、第三二位四通电磁换向阀，油箱依次经液压泵后分别和第六插装阀的输入端口和第三二位四通电磁换向阀的T口连通，第三二位四通电磁换向阀B口和油箱连通；

两个供油模块的插装阀的输出端口汇合后连接到第七插装阀的输入端口，同时两个供油模块的插装阀的输出端口汇合后连接到第一二位三通电磁换向阀的T口，第一二位三通电磁换向阀的P口和油箱连通，第一二位三通电磁换向阀的A口和第二梭阀的一端连通，第二梭阀的中间端口和第七插装阀的油控端口连通，第二梭阀的另一端口和第七插装阀的输出端口连通；

第七插装阀的输出端口和第四插装阀的输入端口B连通，第四插装阀的输出端口C和第二二位三通电磁换向阀的A口连通，第二二位三通电磁换向阀的 P口和第四插装阀的油控端口连通，第二二位三通电磁换向阀的B口和油箱连通；

第四插装阀的输出端口A分别和第三插装阀的输入端口、第三二位三通电磁换向阀的A口连通，第三插装阀的输出端口和活塞缸的有杆腔连通，同时第三插装阀的输出端口经第一溢流阀下端口和油箱连通，第三二位三通电磁换向阀的P口和第三插装阀的油控端口连通，第三二位三通电磁换向阀的B口和油箱连通，并且第三二位三通电磁换向阀的A口和第一溢流阀上端口之间通过微动缓冲管路连通；

第四插装阀的输入端口B和第七插装阀的输出端口均连接到二位二通电磁换向阀的一端口，二位二通电磁换向阀的另一端口和油箱连通；

所述的液压机滑块处设有位移传感器，位移传感器检测到液压机滑块移动位置。

本发明将间接热成型三缸液压机回程分为快速回程、回程转慢和微动回程三个阶段，在不改变泵的数量和电机功率的情况下，采用伺服控制技术，通过优化间接热成型三缸液压机的电液控制系统的软件和硬件，使用液压伺服阀控制油的流量和压力，提高快速回程阶段的加速度，实现液压机滑块在回程转慢阶段中速度的斜坡、谐波函数变化。

本发明把间接热成型三缸液压机回程细化为三个阶段，提高了液压机的工作效率和液压机滑块位置控制精度，避免回程终点处的冲击振动，降低液压机噪声，改善工作环境。

本发明的有益效果为：

本发明的间接热成型三缸液压机回程控制方法采用伺服控制技术，优化软件和硬件，使液压机滑块回程加速度达到6m/s²，回程速度提高一倍，液压机工作效率更高。

本发明充分利用液压油的可压缩性和液压系统柔性好的特点，在加减速时消除瞬变，吸收液压机滑块富余动能，使得变速更平稳，液压机滑块回程变速无明显振动，噪声基本消除。

附图说明

图1为高速热成型液压机的液压原理图。

图2为本发明快速回程阶段的油液流动状态示意图。

图3为本发明回程转慢阶段的油液流动状态示意图。

图4为本发明微动回程阶段的油液流动状态示意图。

图中，1先导式单向阀、2柱塞缸、3柱塞缸、4活塞缸、5液压机滑块、6 第一二位四通电磁换向阀、7第一插装阀、8第二插装阀、9单向阀、10卸荷阀、11第一溢流阀、12第三插装阀、13第四插装阀、14第五插装阀、16第二溢流阀、17第二二位四通电磁换向阀、18第六插装阀、20第三溢流阀、21第三二位四通电磁换向阀、22第一二位三通电磁换向阀、24第七插装阀、25二位二通电磁换向阀、31第二二位三通电磁换向阀、32第三二位三通电磁换向阀、33第一梭阀、34第二梭阀。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明作详细、清晰的描述。

如附图1所示，本发明实施例及其实施过程包括如下：

方法基于三缸液压机油路结构，包括两个柱塞缸2、3和一个活塞缸4，两个柱塞缸2、3的柱塞杆和一个活塞缸4的活塞杆均共同固定连接到液压机滑块 5；具体还包括先导式单向阀1、液压机滑块5、第一二位四通电磁换向阀6、第一插装阀7、第二插装阀8、单向阀9、卸荷阀10、第一溢流阀11、第三插装阀 12、第四插装阀13、第五插装阀14、第二溢流阀16、第二二位四通电磁换向阀 17、第六插装阀18、第三溢流阀20、第三二位四通电磁换向阀21、第一二位三通电磁换向阀22、第七插装阀24、二位二通电磁换向阀25、第二二位三通电磁换向阀31、第三二位三通电磁换向阀32、第一梭阀33和第二梭阀34

包括缸有杆腔控制油路和缸无杆腔控制油路，缸无杆腔控制油路包括第一二位四通电磁换向阀6、第一插装阀7、第二插装阀8和第一梭阀33；缸有杆腔控制油路包括第一溢流阀11、第三插装阀12、第四插装阀13、第二二位三通电磁换向阀31、第三二位三通电磁换向阀32和第二梭阀34。

两个柱塞缸2、3的柱塞腔和一个活塞缸4的无杆腔均经各自的先导式单向阀1连接到油箱，油箱依次经液压泵、单向阀9分别和第一插装阀7的输入端口、第一二位四通电磁换向阀6A口连通，单向阀9两端同时连接有卸荷阀10，第一插装阀7的输出端口和先导式单向阀1的油控端口连通，同时第一插装阀7 的输出端口和第二插装阀8的输入端口连通，第二插装阀8的输出端口和油箱连通，第二插装阀8的油控端口和第一二位四通电磁换向阀6的T口连通，第一二位四通电磁换向阀6的B口连接油箱，第一二位四通电磁换向阀6P口和第一插装阀7的油控端口连通。

这样，通过切换控制第一二位四通电磁换向阀6各个油口导通关系，进而调整控制先导式单向阀1保持正向单向流通状态和反向单向流通状态：

A)若控制第一二位四通电磁换向阀6的P口和A口连通，第一二位四通电磁换向阀6的T口和B口连通，则：

经单向阀9过来的油液经第一二位四通电磁换向阀6的A口流入P口进而进入第一插装阀7的油控端口，油压对第一插装阀7的阀芯产生压力，使得第一插装阀7的输入端口和输出端口之间不导通关闭；同时，第二插装阀8的油控端口经第一二位四通电磁换向阀6的T口、B口后连通油箱，第二插装阀8 的阀芯没有压力，使得第二插装阀8的输入端口和输出端口之间导通打开；由此，油箱依次经第二插装阀8的输出端口、输入端口后连通到先导式单向阀1 的油控端口，先导式单向阀1油控端口没有高压油进入，进而使得先导式单向阀1保持正向单向流通状态，由油箱向缸单向导通。

B)若控制第一二位四通电磁换向阀6的P口和B口连通，第一二位四通电磁换向阀6的T口和A口连通，则：

经单向阀9过来的油液经第一二位四通电磁换向阀6的A口流入T口进而进入第二插装阀8的油控端口，油压对第二插装阀8的阀芯产生压力，使得第二插装阀8的输入端口和输出端口之间不导通关闭；同时，第一插装阀7的油控端口经第一二位四通电磁换向阀6的P口、B口后连通油箱，第一插装阀7 的阀芯没有压力，使得第一插装阀7的输入端口和输出端口之间导通打开；由此，经单向阀9过来的高压油液依次经第一插装阀7的输入端口、输出端口后连通到先导式单向阀1的油控端口，先导式单向阀1油控端口有高压油进入，进而使得先导式单向阀1保持反向单向流通状态，由缸向油箱单向导通。

先导式单向阀1在没有高压油进入的控制下由油箱向缸单向导通，先导式单向阀1在有高压油进入的控制下由缸向油箱单向导通。

油箱经液压泵后分别和两个供油模块连接，两个供油模块结构相同。

第一个供油模块包括第五插装阀14、第二溢流阀16、第二二位四通电磁换向阀17，油箱依次经液压泵后分别和第五插装阀14的输入端口和第二二位四通电磁换向阀17的T口连通，第二二位四通电磁换向阀17的P口、B口和油箱连通，第二溢流阀16并联设置于第二二位四通电磁换向阀17的T口和B口；通过切换控制第二二位四通电磁换向阀17各个油口导通关系，进而调整液压泵过来的油液是否流经第五插装阀14而流出：A)控制第二二位四通电磁换向阀17 的T口和B口导通，液压泵过来的油液经第二二位四通电磁换向阀17后流通到油箱，液压泵过来的油液不经过第五插装阀14而流出；B)控制第二二位四通电磁换向阀17的T口和A口连通，液压泵过来的油液无法经第二二位四通电磁换向阀17后流通到油箱，液压泵过来的油液经过第五插装阀14而流出。

第二个供油模块包括第六插装阀18、第三溢流阀20、第三二位四通电磁换向阀21，油箱依次经液压泵后分别和第六插装阀18的输入端口和第三二位四通电磁换向阀21的T口连通，第三二位四通电磁换向阀21的P口、B口和油箱连通，第三溢流阀20并联设置于第三二位四通电磁换向阀21的T口和B口；通过切换控制第三二位四通电磁换向阀21各个油口导通关系，进而调整液压泵过来的油液是否流经第六插装阀18而流出：A)控制第三二位四通电磁换向阀21 的T口和B口导通，液压泵过来的油液经第三二位四通电磁换向阀21后流通到油箱，液压泵过来的油液不经过第六插装阀18而流出；B)控制第三二位四通电磁换向阀21的T口和A口连通，液压泵过来的油液无法经第三二位四通电磁换向阀21后流通到油箱，液压泵过来的油液经过第六插装阀18而流出。

两个供油模块的插装阀14、18的输出端口汇合后连接到第七插装阀24的输入端口，同时两个供油模块的插装阀14、18的输出端口汇合后连接到第一二位三通电磁换向阀22的T口，第一二位三通电磁换向阀22的P口和油箱连通，第一二位三通电磁换向阀22的A口和第二梭阀34的一端连通，第二梭阀34的中间端口和第七插装阀24的油控端口连通，第二梭阀34的另一端口和第七插装阀24的输出端口连通；

通过切换控制第一二位三通电磁换向阀22各个油口导通关系，进而调整供油模块的插装阀14、18过来的油液是否流经第七插装阀24而流出：

A)控制第一二位三通电磁换向阀22A口和P口导通，没有油压对第七插装阀24的阀芯产生压力，使得第七插装阀24的输入端口和输出端口之间导通打开；供油模块过来的油液经过第七插装阀24的输入端口后从第七插装阀24的输出端口流出；

B)控制第一二位三通电磁换向阀22T口和A口导通，则供油模块过来的油液依次经第一二位三通电磁换向阀22T口、A口后流通到第七插装阀24的油控端口，油压对第七插装阀24的阀芯产生压力，使得第七插装阀24的输入端口和输出端口之间不导通关闭。

第七插装阀24的输出端口和第四插装阀13的输入端口连通，第四插装阀 13的输出端口C和第二二位三通电磁换向阀31的A口连通，第二二位三通电磁换向阀31的P口和第四插装阀13的油控端口连通，第二二位三通电磁换向阀31的B口和油箱连通。

通过切换控制第二二位三通电磁换向阀31各个油口导通关系，进而调整第七插装阀24过来的油液是否流经第四插装阀13而流出到油箱：

A)控制第二二位三通电磁换向阀31的A口和P口之间导通，则第七插装阀 24过来的油液依次经第二二位三通电磁换向阀31的A口和P口后流通到第四插装阀13的油控端口，油压对第四插装阀13的阀芯产生压力，使得第四插装阀13的输入端口B和输出端口A之间不导通关闭；第七插装阀24过来的油液经过第四插装阀13的输入端口B后被堵塞，无法从第四插装阀13的输出端口 A流出；

B)控制第二二位三通电磁换向阀31的P口和B口之间导通，则第七插装阀24过来的油液经第二二位三通电磁换向阀31的A口后堵塞，油箱依次经第二二位三通电磁换向阀31的P端口、B口后和第四插装阀13的油控端口连通，没有油压对第四插装阀13的阀芯产生压力，使得第四插装阀13的输入端口B 和输出端口A之间导通打开；第七插装阀24过来的油液经过第四插装阀13的输入端口B后从第四插装阀13的输出端口A流出。

第四插装阀13的输出端口A分别和第三插装阀12的输入端口、第三二位三通电磁换向阀32的A口连接，第三插装阀12的输出端口和活塞缸4的有杆腔连通，同时第三插装阀12的输出端口经第一溢流阀11下端口和油箱连通，第三二位三通电磁换向阀32的P口和第三插装阀12的油控端口连通，第三二位三通电磁换向阀32的B口和油箱连通，并且第三二位三通电磁换向阀32的 A口和第一溢流阀11上端口之间通过微动缓冲管路连通。

通过切换控制第三二位三通电磁换向阀32各个油口导通关系，进而调整第四插装阀13过来的油液是否流经第三插装阀12而流出到油箱：

A)控制第三二位三通电磁换向阀32的P口和A口之间导通，第四插装阀 13过来的油液依次经第三二位三通电磁换向阀32的A口和P口后流通到第三插装阀12的油控端口，油压对第三插装阀12的阀芯产生压力，使得第三插装阀12的输入端口和输出端口之间不导通关闭；第三插装阀12过来的油液经过第三插装阀12的输入端口后被堵塞，无法从第三插装阀12的输出端口流出；

B)控制第三二位三通电磁换向阀32的P口和B口之间导通，则第四插装阀13过来的油液经第二二位三通电磁换向阀31的A口后堵塞，油箱依次经第三二位三通电磁换向阀32的P口、B口后和第三插装阀12的油控端口连通，没有油压对第三插装阀12的阀芯产生压力，使得第三插装阀12的输入端口和输出端口之间导通打开；第三插装阀12过来的油液经过第三插装阀12的输入端口后从第三插装阀12的输出端口流出到活塞缸4的有杆腔，推动活塞缸4的活塞杆回程。

第四插装阀13的输入端口B和第七插装阀24的输出端口均连接到二位二通电磁换向阀25的一端口，二位二通电磁换向阀25的另一端口连接油箱。

通过切换控制二位二通电磁换向阀25的打开和关闭，进而用于控制活塞缸 4有杆腔中的液油通过微动缓冲油路后能否流入油箱：

A)若二位二通电磁换向阀25的一端口和另一端口不导通，使得活塞缸4有杆腔中的液油通过微动缓冲油路输入到二位二通电磁换向阀25的油液无法经二位二通电磁换向阀25连通到油箱；

B)若二位二通电磁换向阀25的一端口和另一端口导通，使得活塞缸4有杆腔中的液油通过微动缓冲油路输入到二位二通电磁换向阀25的油液经二位二通电磁换向阀25连通到油箱。

具体实施中，液压机滑块5处设有位移传感器，位移传感器检测到液压机滑块5移动位置。

具体实施将间接热成型三缸液压机回程过程分为快速回程阶段、回程转慢阶段和微动回程阶段的三个阶段，三个阶段分别按照不同的方式进行控制；

快速回程阶段，带动两个柱塞缸2、3的柱塞杆和一个活塞缸4的活塞杆以较回程转慢阶段更快的速度缩回，同时带动液压机滑块5同步缩回；

回程转慢阶段，带动两个柱塞缸2、3的柱塞杆和一个活塞缸4的活塞杆以较快速回程阶段更慢的速度缩回，液压伺服阀通过改变油的流量和压力，降低液压机滑块5缩回速度，实现液压机滑块5在回程转慢阶段中速度的斜坡、谐波函数变化；

微动回程阶段，液压伺服阀控制阀门开启时间从而精确控制液压机滑块5 回到平衡位置。

本发明中间接热成型三缸液压机回程阶段划分根据具体加工零件而定，在触摸屏上手动输入零件加工工艺参数后，系统自动生成回程阶段划分位置，这些位置信息存储在PLC中，以备后续控制动作使用。

如图2所示，快速回程阶段具体如下：

快速回程阶段，液压机滑块5将以6m/s²的加速度上行，最快速度保持在 620mm/s，在即将进入回程转慢阶段时适当降低上行速度。

S1.1、PLC系统接收到回程指令后，控制第二二位四通电磁换向阀17和第三二位四通电磁换向阀21的电磁铁同时通电，T口和A口连通，液压泵过来的油液分别经第五插装阀14和第六插装阀18流出到第七插装阀24输入端口；

S1.2、控制第一二位三通电磁换向阀22的电磁铁通电，使得A口和P口连通，从第五插装阀14和第六插装阀18过来的油液进入第七插装阀24，经第七插装阀24进入第三插装阀12、第四插装阀13的输入端口；

S1.3、控制位于缸有杆腔控制油路的第二二位三通电磁换向阀31和第三二位三通电磁换向阀32通电，通电后第三插装阀(12)和第四插装阀(13)的油控端口均连通油箱，从第七插装阀24过来的油液依次经过第三插装阀12、第四插装阀13后流向活塞缸4的有杆腔；

S1.4、控制位于缸无杆腔控制油路的第一二位四通电磁换向阀6的电磁铁通电，P口和B口连通，T口和A口连通，从单向阀9过来的油液经过第一插装阀7后流入到与两个柱塞缸2、3、一个活塞缸4相连接的各个先导式单向阀1 油控端口，先导式单向阀1油控端口有油压而反向导通；

S1.5、最终带动两个柱塞缸2、3的柱塞杆、一个活塞缸4活塞杆缩回运动，如图1中的柱塞和活塞上行，两个柱塞缸2、3的柱塞腔和一个活塞缸4无杆腔内的液压油反向流入油箱。

快速回程阶段的液压机滑块5以较大的速度缩回运动，在即将进入回程转慢阶段时适当降低缩回运动的速度。

如图3所示，回程转慢阶段具体如下：

同时布置在液压机滑块5上的位移传感器实时检测到液压机滑块5继续移动缩回到划分位置I后，将位置信号传递给PLC系统，通过控制各个液压伺服阀使液压机滑块5继续回程且由快速回程阶段进入回程转慢阶段：

S2.1、PLC系统接收到回程指令后，控制第二二位四通电磁换向阀17和第三二位四通电磁换向阀21的电磁铁其中之一通电，另一个断电，即使得第二二位四通电磁换向阀17和第三二位四通电磁换向阀21其中一个两端不导通并作为通电电磁阀，液压泵过来的油液经通电电磁阀对应连接的插装阀14/18流出到第七插装阀24和的输入端口；

S2.2、控制第一二位三通电磁换向阀22的电磁铁保持通电，使得A口和P 口连通，T口堵塞，从S2.1的插装阀14/18过来的油液进入第七插装阀24，经第七插装阀24进入第三插装阀12和第四插装阀13的输入端口；

S2.3、控制位于缸有杆腔控制油路的第二二位三通电磁换向阀31和第三二位三通电磁换向阀32保持通电，均连通油箱，即另一端和油箱连通，从第七插装阀24过来的油液依次经过第三插装阀12、第四插装阀13后流向活塞缸4的有杆腔；

S2.4、控制位于缸无杆腔控制油路的第一二位四通电磁换向阀6的电磁铁保持通电，P口和B口连通，T口和A口连通，从单向阀9过来的油液经过第一插装阀7后流入到与两个柱塞缸2、3、一个活塞缸4相连接的各个先导式单向阀1油控端口，先导式单向阀1油控端口无油压而反向导通；

S2.5、即PLC系统发送电信号将步骤S2.1中两个供油模块中通电的第二二位四通电磁换向阀17的电磁铁断电，保留第三二位四通电磁换向阀21的电磁铁通电，断电后的第二二位四通电磁换向阀17使所控制的油路直接与油箱连接，第五插装阀14关闭，步骤二中通电的第一二位四通电磁换向阀6、第一二位三通电磁换向阀22、第二二位三通电磁换向阀31和第三二位三通电磁换向阀32 的电磁铁保持不变。最终带动两个柱塞缸2、3的柱塞杆、一个活塞缸4活塞杆缩回运动，如图1中的柱塞和活塞上行，两个柱塞缸2、3的柱塞腔和一个活塞缸4无杆腔内的液压油反向流入油箱。

如图4所示，微动回程阶段具体如下：

同时布置在液压机滑块5上的位移传感器实时检测到液压机滑块5继续移动缩回到平衡位置后，将位置信号传递给PLC系统，通过控制各个液压伺服阀使液压机滑块5由回程转慢阶段进入微动回程阶段：

S3.1、PLC系统接收到回程指令后，控制第二二位四通电磁换向阀17和第三二位四通电磁换向阀21的电磁铁均断电，即分别使得第二二位四通电磁换向阀17和第三二位四通电磁换向阀21均导通连接到油箱，液压泵过来的油液均不经第五插装阀14和第六插装阀18，而经过第二二位四通电磁换向阀17和第三二位四通电磁换向阀21流入到油箱；

S3.2、控制第一二位三通电磁换向阀22的电磁铁断电，使得A口和T口连通；

S3.3、控制位于缸有杆腔控制油路的第二二位三通电磁换向阀31和第三二位三通电磁换向阀32断电，二者P口和A口相连通，即一端和另一端连通，分别进入第三插装阀12、第四插装阀13的油液均无法经第三插装阀12、第四插装阀13流出，活塞缸4的有杆腔的油液经第四插装阀13输出端口A和第一溢流阀11上端口之间的微动缓冲管路流入到第四插装阀13的输出端口A，流经二位二通电磁换向阀25后流入油箱，进而实现微动回程；

S3.4、控制位于缸无杆腔控制油路的第一二位四通电磁换向阀6的电磁铁断电，P口和A口连通，T口和B口连通，从单向阀9过来的油液不经过第一插装阀7流出，与两个柱塞缸2、3、一个活塞缸4相连接的各个先导式单向阀1 油控端口经第二插装阀8流入到油箱，流入到与两个柱塞缸2、3、一个活塞缸 4相连接的各个先导式单向阀1油控端口无油压而正向导通；

S3.5、即PLC系统发送电信号将步骤S2.2中通电的第一二位四通电磁换向阀6、第一二位三通电磁换向阀22、第三二位四通电磁换向阀21、第二二位三通电磁换向阀31和第三二位三通电磁换向阀32的电磁铁断电，并将与活塞缸4 有杆腔油路相连的二位二通电磁换向阀25的电磁铁通电，二位二通电磁换向阀 25换位后活塞缸4有杆腔与油箱相连，通过点动控制液压机滑块5微动回程返回最高处的标定位置。最终带动两个柱塞缸2、3的柱塞杆、一个活塞缸4活塞杆微动缩回运动，如图1中的柱塞和活塞上行。

回程转慢阶段中，通过控制第二二位四通电磁换向阀17的断电过程，从而控制第五插装阀14的关闭状态，使流经第五插装阀14的油液流量呈斜坡、谐波函数关系减少，将油液的动能转化为热能并由油液带走，从而实现液压机滑块5在回程转慢阶段的速度的斜坡、谐波函数变化。

由此，本发明方法将间接热成型三缸液压机回程合理地划分为三个阶段，采用伺服控制技术，优化软件和硬件，使液压机滑块回程速度提高一倍，工作效率更高。充分利用液压油的可压缩性和液压系统柔性好的特点，在加减速时消除瞬变，吸收液压机滑块富余动能，使得变速更平稳，液压机滑块回程变速无明显振动，噪声基本消除，工作环境得到改善。

以上描述的本发明实施方式仅为较佳实施例，并不为限定本发明的保护范围。对于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，都应包括在本发明的权利要求保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于降低能耗的间接热成型三缸液压机回程控制方法，其特征在于，方法将间接热成型三缸液压机回程过程分为快速回程阶段、回程转慢阶段和微动回程阶段的三个阶段，三个阶段分别按照不同的方式进行控制；

快速回程阶段，带动两个柱塞缸(2、3)的柱塞杆和一个活塞缸(4)的活塞杆以较回程转慢阶段更快的速度缩回，同时带动液压机滑块(5)同步缩回；

回程转慢阶段，带动两个柱塞缸(2、3)的柱塞杆和一个活塞缸(4)的活塞杆以较快速回程阶段更慢的速度缩回；

微动回程阶段，液压伺服阀控制阀门开启时间从而控制液压机滑块(5)回到平衡位置。

2.根据权利要求1所述的一种用于降低能耗的间接热成型三缸液压机回程控制方法，其特征在于：所述快速回程阶段具体如下：

S1.1、控制第二二位四通电磁换向阀(17)和第三二位四通电磁换向阀(21)的电磁铁同时通电，T口和A口连通，液压泵过来的油液分别经第五插装阀(14)和第六插装阀(18)流出到第七插装阀(24)输入端口；

S1.2、控制第一二位三通电磁换向阀(22)的电磁铁通电，使得A口和P口连通，从第五插装阀(14)和第六插装阀(18)过来的油液进入第七插装阀(24)，经第七插装阀(24)进入第三插装阀(12)、第四插装阀(13)的输入端口；

S1.3、控制第二二位三通电磁换向阀(31)和第三二位三通电磁换向阀(32)通电，通电后第三插装阀(12)和第四插装阀(13)的油控端口均连通油箱，从第七插装阀(24)过来的油液依次经过第三插装阀(12)、第四插装阀(13)后流向活塞缸(4)的有杆腔；

S1.4、控制第一二位四通电磁换向阀(6)的电磁铁通电，P口和B口连通，T口和A口连通，从单向阀(9)过来的油液经过第一插装阀(7)后流入到与两个柱塞缸(2、3)、一个活塞缸(4)相连接的各个先导式单向阀(1)油控端口，先导式单向阀(1)油控端口有油压而反向导通；

S1.5、最终带动两个柱塞缸(2、3)的柱塞杆、一个活塞缸(4)活塞杆缩回运动，两个柱塞缸(2、3)的柱塞腔和一个活塞缸(4)无杆腔内的液压油反向流入油箱。

3.根据权利要求1所述的一种用于降低能耗的间接热成型三缸液压机回程控制方法，其特征在于：所述回程转慢阶段具体如下：

同时布置在液压机滑块(5)上的位移传感器实时检测到液压机滑块(5)继续移动缩回后，由快速回程阶段进入回程转慢阶段：

S2.1、控制第二二位四通电磁换向阀(17)和第三二位四通电磁换向阀(21)的电磁铁其中之一通电，另一个断电，即使得第二二位四通电磁换向阀(17)和第三二位四通电磁换向阀(21)其中一个两端不导通并作为通电电磁阀，液压泵过来的油液经通电电磁阀对应连接的插装阀(14/18)流出到第七插装阀(24)的输入端口；

S2.2、控制第一二位三通电磁换向阀(22)的电磁铁保持通电，使得A口和P口连通，T口堵塞，从S2.1的插装阀(14/18)过来的油液进入第七插装阀(24)，经第七插装阀(24)进入第三插装阀(12)和第四插装阀(13)的输入端口；

S2.3、控制第二二位三通电磁换向阀(31)和第三二位三通电磁换向阀(32)保持通电，第三插装阀(12)和第四插装阀(13)的油控端口均连通油箱，从第七插装阀(24)过来的油液依次经过第三插装阀(12)、第四插装阀(13)后流向活塞缸(4)的有杆腔；

S2.4、控制第一二位四通电磁换向阀(6)的电磁铁保持通电，P口和B口连通，T口和A口连通，从单向阀(9)过来的油液经过第一插装阀(7)后流入到与两个柱塞缸(2、3)、一个活塞缸(4)相连接的各个先导式单向阀(1)油控端口，先导式单向阀(1)油控端口有油压而反向导通；

S2.5、最终带动两个柱塞缸(2、3)的柱塞杆、一个活塞缸(4)活塞杆缩回运动，两个柱塞缸(2、3)的柱塞腔和一个活塞缸(4)无杆腔内的液压油反向流入油箱。

4.根据权利要求1所述的一种用于降低能耗的间接热成型三缸液压机回程控制方法，其特征在于：所述微动回程阶段具体如下：

同时布置在液压机滑块(5)上的位移传感器实时检测到液压机滑块(5)缩回到平衡位置后，由回程转慢阶段进入微动回程阶段：

S3.1、控制第二二位四通电磁换向阀(17)和第三二位四通电磁换向阀(21)的电磁铁均断电，即分别使得第二二位四通电磁换向阀(17)和第三二位四通电磁换向阀(21)的T口和B口连通，油液均导通连接到油箱，液压泵过来的油液均不经第五插装阀(14)和第六插装阀(18)，而经过第二二位四通电磁换向阀(17)和第三二位四通电磁换向阀(21)流入到油箱；

S3.2、控制第一二位三通电磁换向阀(22)的电磁铁断电，使得A口和T口连通；

S3.3、控制第二二位三通电磁换向阀(31)和第三二位三通电磁换向阀(32)断电，二者P口和A口相连通，分别进入第三插装阀(12)、第四插装阀(13)的油液均无法经第三插装阀(12)、第四插装阀(13)流出，活塞缸(4)的有杆腔的油液经第四插装阀(13)输出端口A和第一溢流阀(11)上端口之间的微动缓冲管路流入到第四插装阀(13)的输出端口A，流经二位二通电磁换向阀(25)后流入油箱，进而实现微动回程；

S3.4、控制第一二位四通电磁换向阀(6)的电磁铁断电，P口和A口连通，T口和B口连通，从单向阀(9)过来的油液不经过第一插装阀(7)流出，与两个柱塞缸(2、3)、一个活塞缸(4)相连接的各个先导式单向阀(1)油控端口经第二插装阀(8)流入到油箱；

S3.5、最终带动两个柱塞缸(2、3)的柱塞杆、一个活塞缸(4)活塞杆微动缩回运动。

5.根据权利要求1所述的一种用于降低能耗的间接热成型三缸液压机回程控制方法，其特征在于：所述的回程转慢阶段中，通过控制第二二位四通电磁换向阀(17)的断电过程，从而控制第五插装阀(14)的关闭状态，使流经第五插装阀(14)的油液流量呈斜坡、谐波函数关系减少，将油液的动能转化为热能并由油液带走，从而实现液压机滑块(5)在回程转慢阶段的速度的斜坡、谐波函数变化。

6.根据权利要求1所述的一种用于降低能耗的间接热成型三缸液压机回程控制方法，其特征在于：所述方法采用三缸液压机油路结构，包括两个柱塞缸(2、3)和一个活塞缸(4)，两个柱塞缸(2、3)的柱塞杆和一个活塞缸(4)的活塞杆均共同固定连接到液压机滑块(5)；

两个柱塞缸(2、3)的柱塞腔和一个活塞缸(4)的无杆腔均经各自的先导式单向阀(1)连接到油箱，油箱依次经液压泵、单向阀(9)分别和第一插装阀(7)的输入端口、第一二位四通电磁换向阀(6)A口连通，第一插装阀(7)的输出端口和先导式单向阀(1)的油控端口连通，同时第一插装阀(7)的输出端口和第二插装阀(8)的输入端口连通，第二插装阀(8)的输出端口和油箱连通，第二插装阀(8)的油控端口和第一二位四通电磁换向阀(6)的T口连通，第一二位四通电磁换向阀(6)的B口连接油箱，第一二位四通电磁换向阀(6)P口和第一梭阀(33)一端连通，第一梭阀(33)的中间端口和第一插装阀(7)的油控端口连通，第一梭阀(33)的另一端口和第一插装阀(7)的输出端口连通；

油箱经液压泵后分别和两个供油模块连接，两个供油模块结构相同；第一个供油模块包括第五插装阀(14)、第二溢流阀(16)、第二二位四通电磁换向阀(17)，油箱依次经液压泵后分别和第五插装阀(14)的输入端口和第二二位四通电磁换向阀(17)的T口连通，第二二位四通电磁换向阀(17)B口和油箱连通；第二个供油模块包括第六插装阀(18)、第三溢流阀(20)、第三二位四通电磁换向阀(21)，油箱依次经液压泵后分别和第六插装阀(18)的输入端口和第三二位四通电磁换向阀(21)的T口连通，第三二位四通电磁换向阀(21)B口和油箱连通；

两个供油模块的插装阀(14、18)的输出端口汇合后连接到第七插装阀(24)的输入端口，同时两个供油模块的插装阀(14、18)的输出端口汇合后连接到第一二位三通电磁换向阀(22)的T口，第一二位三通电磁换向阀(22)的P口和油箱连通，第一二位三通电磁换向阀(22)的A口和第二梭阀(34)的一端连通，第二梭阀(34)的中间端口和第七插装阀(24)的油控端口连通，第二梭阀(34)的另一端口和第七插装阀(24)的输出端口连通；

第七插装阀(24)的输出端口和第四插装阀(13)的输入端口B连通，第四插装阀(13)的输出端口C和第二二位三通电磁换向阀(31)的A口连通，第二二位三通电磁换向阀(31)的P口和第四插装阀(13)的油控端口连通，第二二位三通电磁换向阀(31)的B口和油箱连通；第四插装阀(13)的输出端口A分别和第三插装阀(12)的输入端口、第三二位三通电磁换向阀(32)的A口连通，第三插装阀(12)的输出端口和活塞缸(4)的有杆腔连通，同时第三插装阀(12)的输出端口经第一溢流阀(11)下端口和油箱连通，第三二位三通电磁换向阀(32)的P口和第三插装阀(12)的油控端口连通，第三二位三通电磁换向阀(32)的B口和油箱连通，并且第三二位三通电磁换向阀(32)的A口和第一溢流阀(11)上端口之间通过微动缓冲管路连通；第四插装阀(13)的输入端口B和第七插装阀(24)的输出端口均连接到二位二通电磁换向阀(25)的一端口，二位二通电磁换向阀(25)的另一端口和油箱连通。

7.根据权利要求1或6所述的一种用于降低能耗的间接热成型三缸液压机回程控制方法，其特征在于：所述的液压机滑块(5)处设有位移传感器，位移传感器检测到液压机滑块(5)移动位置。

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