CN202174208U - 滚压铆接系统的液压回路 - Google Patents

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邵威
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Abstract

本实用新型公开了一种滚压铆接系统的液压回路,本实用新型包括与油箱相连的液压油泵,液压油泵经管道连接有主液压缸油路、测试液压缸油路和液压马达油路;本实用新型通过主液压缸上的压力传感器、测量液压缸上的扭力传感器、PLC和电液伺服阀的闭环反馈回路,实时控制电液伺服阀的阀芯开度来调节主液压缸的进给速度。本实用新型对每个零件都根据扭力设定值来控制铆接的程度,比起原先的开环控制具有响应速度较快,控制精度较高的优势,在考虑零件本身公差波动较大的条件,能够将产品扭矩控制在相当小的误差范围内,满足加工一致性的要求。

Description

滚压铆接系统的液压回路
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种用于滚压铆接系统的液压回路,尤其涉及一种用于滚压铆接转向球销、具有闭环控制功能的液压回路。
背景技术
[0002] 转向球销是汽车的重要部件和安全件,对汽车整体的性能起到了关键的作用,因此转向球销在加工上应具有足够的强度、刚度和使用寿命。传统的球销加工方法主要采用直压式热铆接和液压式铆接,然而直压式加工方法(即:铆头在垂直方向作上下运动,利用油缸产生的巨大压力将封盖与球销铸体铆合在一起)具有加工质量差、质量控制难度大和效率低等缺点,液压式铆接则存在着铆接力过高、铆钉易被镦粗等问题。为了解决上述问题,国外的一些厂家开始将滚压铆接技术用于转向球销的加工,由于使用滚压铆接技术铆接时,每次只接触工件的一个点区域,在较小的压力作用下使之变形,然后通过摆动将变形区域扩展到整个变形端面,从而完成整个端面的变形,几乎不产生冲击,可以有效地保证工件的加工质量。但是,现有的滚压铆接机普遍为开环控制,其工作效率和作业精度都不能令人满意,而实现滚压铆接机闭环控制系统非常关键的是液压回路的设计,因此如何设计一个结构合理、功能完善、加工质量优秀的用于滚压铆接系统的液压回路,成为了业界亟待解决的难题。
实用新型内容
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种滚压铆接系统的液压回路。本实用新型实现了滚压铆接系统的工件扭矩测试(也即扭力测试,通过扭力传感器采集的值计算扭矩)的反馈控制,提高了滚压铆接系统的工作效率和作业精度,并且本实用新型结构紧凑、成本较低,具有非常理想的经济效益和使用效果。
[0004] 本实用新型的技术方案:滚压铆接系统的液压回路,包括与油箱相连的液压油泵, 液压油泵经管道连接有主液压缸油路、测试液压缸油路和液压马达油路;
[0005] 主液压缸油路包括经管道与液压油泵连接的电液伺服阀,电液伺服阀经管道连接有第一电磁换向阀,第一电磁换向阀经管道与主液压缸连接,主液压缸上设置有压力传感器,压力传感器的输出端连接控制主机,控制主机与电液伺服阀相连;
[0006] 液压马达油路包括经管道与液压油泵连接的第二电磁换向阀,第二电磁换向阀经管道节流阀,节流阀经管道与液压马达连接;
[0007] 测试滚压缸油路包括经管道与滚压油泵连接的第三电磁换向阀,第三电磁换向阀经管道节流阀,节流阀经管道与测试液压缸连接,测试液压缸上设置有扭力传感器,扭力传感器经控制主机与电液伺服阀相连。
[0008] 上述的滚压铆接系统的液压回路中,所述的液压油泵为柱塞泵。
[0009] 前述的滚压铆接系统的液压回路中,所述的控制主机为PLC,PLC还连接有工控机。[0010] 前述的滚压铆接系统的液压回路中,所述的主液压缸油路、测试液压缸油路和液压马达油路中并联有溢流阀。
[0011] 与现有技术相比,本实用新型包括三道液压油路,分别为主液压缸油路、测试液压缸油路和液压马达油路,其中主液压缸用于驱动主轴的进给,测试液压缸用于测量工作的扭矩,液压马达用于驱动主轴的旋转。主液压缸的油路中设置有第一电磁换向阀,通过第一电磁换向阀的得、失电,实现主液压缸的快速进给;由于主液压缸担负着对负载的做功的任务,需要准确的进给速度,因而主液压缸油路中还串联一个电液伺服阀,通过调节电液伺服阀的开度实现主液压缸的精确进给。液压马达通过油路内的第二电磁换向阀实现启停,再通过节流阀与单向阀配合实现调速;测试滚压缸的油路中设置了第三电磁换向阀,第三电磁换向阀的左、右位轮流得电,测试液压缸以一定的频率动作以测量工件的扭矩,并将测量到的扭矩数据反馈至系统内的PLC等控制主机,PLC经线路与电液伺服阀连接,通过测量液压缸上的扭力传感器、PLC和电液伺服阀的闭环反馈回路,实时控制电液伺服阀的阀芯开度来调节主液压缸的进给速度。本实用新型对每个零件都根据扭力设定值来控制铆接的程度,比起原先的开环控制具有响应速度较快,控制精度较高的优势,在考虑零件本身公差波动较大的条件,能够将产品扭矩控制在相当小的误差范围内,满足加工一致性的要求。并且本实用新型的结构紧凑、成本较低,具有非常理想的经济效益和使用效果。此外主液压缸油路和测试液压缸油路均并联有溢流阀,限制了系统压力不会超过液压缸的最高承受范围, 保证了系统的稳定运行。
附图说明
[0012] 图1是本实用新型的结构示意图;
[0013] 图2是闭环反馈回路的原理图。
具体实施方式
[0014] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明,但并不作为对本实用新型限制的依据。
[0015] 实施例。滚压铆接系统的液压回路,应用于滚压铆接系统,滚压铆接系统包括液压铆接机、液压回路和控制主机。其中滚压铆接机可以使用现有常见的滚压铆接机,现有的滚压铆接机包括机座,机座上方设有主轴,主轴下方为固定工件的夹具。如附图1所示,本实用新型包括液压油泵1,液压油泵1与油箱14连接,液压油泵1可以使用柱塞泵。液压油泵 1经管道连接有主液压缸油路2、测试液压缸油路3和液压马达油路4 ;主液压缸油路2包括经管道与液压油泵1连接的电液伺服阀5,电液伺服阀5经管道连接有第一电磁换向阀 6,第一电磁换向阀6经管道与主液压缸7连接,主液压缸7驱动铆接机主轴上、下移动,主液压缸7上设置有压力传感器15,如附图2所示,压力传感器15经控制主机与电液伺服阀相连,控制主机可以选用PLC,PLC还连接有工控机,PLC经D/A数模转换器与电液伺服阀连接并实时控制电液伺服阀开度,通过调节电液伺服阀开度进而控制主液压缸的进给速度, 也即主轴的进给速度。如附图1所示,液压马达油路4包括经管道与液压油泵1连接的第二电磁换向阀8,第二电磁换向阀8经管道节流阀9,节流阀9经管道与液压马达10连接; 测试滚压缸油路3包括经管道与液压油泵1连接的第三电磁换向阀11,第三电磁换向阀11经管道节流阀9,节流阀9经管道与测试液压缸12连接,测试液压缸12上设置有扭力传感器16,工作时第三电磁换向阀11轮流得电,测试液压缸12回来动作间隔触碰工件,扭力传感器16采集每次触碰工件得到的扭力值。如附图2所示,扭力传感器16经PLC与电液伺服阀相连,PLC经D/A数模转换器与电液伺服阀连接并实时控制电液伺服阀开度,通过调节电液伺服阀开度进而控制主液压缸的进给速度,也即主轴的进给速度。作为优选,为了保证液压缸的稳定运行,在主液压缸油路2、测试液压缸油路3和液压马达油路4中均并联有溢流阀13。
[0016] 附图1是本实用新型的液压回路图,铆接时液压系统的工作过程:
[0017] (1)加工开始时本实用新型的工作过程:
[0018] 开启液压油泵电源。
[0019] 主液压缸油路:第一电磁换向阀右位得电一油液进入主液压缸活塞上腔一主轴开始快速进给;
[0020] 液压马达油路:第二电磁换向阀失电一油液进入液压马达一主轴按照节流阀设定的速度旋转。
[0021] (2)加工进行时本实用新型的工作过程:
[0022] 如附图2所示,主液压缸上安装有压力传感器,当主轴与压力传感器将采集到的压力信号送至PLC ;PLC与电液伺服阀相连,通过电信号的输入实时控制电液伺服阀的开度,进而调节主轴的进给速度。当主液压缸下降至与工件相触且压力传感器测量到系统压力达到起动测量扭矩的压力时,测试液压缸油路开始介入工作:
[0023] 测试液压缸油路:第三电磁换向阀左、右位轮流得电一油液进入测试液压缸活塞腔一测试液压缸以一定的频率动作测量工件的扭力。
[0024] 如附图2所示,位于测试液压缸上的扭力传感器将采集到的扭力值信号连续送至 PLC ;PLC与电液伺服阀相连,通过信号输入实时控制电液伺服阀的开度,进而调节主轴的进给速度。由于电液伺服阀电磁铁需要的控制电流较大而偏差控制(信号)电流较小,不足以推动电磁铁工作;且偏差信号的类型或形状都不一定能满足高性能控制的要求,因此在电液伺服阀输入端设置电液伺服阀放大器,以保证电液伺服阀的稳定运行。
[0025] (3)加工停止时本实用新型的工作过程:
[0026] 当扭力传感器所反馈的扭矩达到设定值或液压系统压力达到设定值时:
[0027] 测试液压缸油路:第三电磁换向阀左、右位失电,阀口处于中位一测试液压缸停止动作一扭力传感器停止采样;
[0028] 液压马达油路:第二电磁换向阀得电状态一液压马达停止一主轴停止旋转;
[0029] 主液压缸油路:第三换向阀左位得电一油液进入主液压缸活塞下腔一主轴快速上升一到达上限位行程开关,第一电磁换向阀失电,主液压缸停止动作,加工结束。

Claims (4)

1.滚压铆接系统的液压回路,其特征在于:包括与油箱相连的液压油泵,液压油泵经管道连接有主液压缸油路、测试液压缸油路和液压马达油路;主液压缸油路包括经管道与液压油泵连接的电液伺服阀,电液伺服阀经管道连接有第一电磁换向阀,第一电磁换向阀经管道与主液压缸连接,主液压缸上设置有压力传感器,压力传感器的输出端连接控制主机,控制主机与电液伺服阀相连;液压马达油路包括经管道与液压油泵连接的第二电磁换向阀,第二电磁换向阀经管道节流阀,节流阀经管道与液压马达连接;测试滚压缸油路包括经管道与滚压油泵连接的第三电磁换向阀,第三电磁换向阀经管道节流阀,节流阀经管道与测试液压缸连接,测试液压缸上设置有扭力传感器,扭力传感器经控制主机与电液伺服阀相连。
2.根据权利要求1所述的滚压铆接系统的液压回路,其特征在于:所述的液压油泵为柱塞泵。
3.根据权利要求1所述的滚压铆接系统的液压回路,其特征在于:所述的控制主机为 PLC, PLC还连接有工控机。
4.根据权利要求1、2或3任一项所述的滚压铆接系统的液压回路,其特征在于,所述的主液压缸油路、测试液压缸油路和液压马达油路中并联有溢流阀。
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