CN203948361U - 一种直接阀反馈液压同步装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种直接阀反馈液压同步装置，装置中包括多套液压伺服控制系统，每套系统的液压缸反馈信号直接作用在数字液压阀上，而不是反馈到控制器。控制器以相同的脉冲频率给每套系统的指令电机发送相同数量的脉冲，每套液压伺服系统的数字液压阀阀芯打开相同的开度，使每套液压伺服系统的液压缸运动，液压缸运动的同时输出与液压缸位移成比例的脉冲信号发送给每套液压伺服系统的反馈电机关闭指令电机打开的阀口，由于每个阀口的开度都是相等的，所以反馈电机必须接受相同的脉冲才能关闭相同开度的阀口使液压缸停止运动，即个液压缸的位移必须相同，从而达到多台液压缸同步的目的。

Description

一种直接阀反馈液压同步装置

技术领域

本实用新型涉及液压控制技术，特别涉及一种位移信号直接反馈到数字液压阀上的液压同步装置。

背景技术

液压同步技术广泛应用于折弯机、锻压机和启闭机等技术产品的控制和制造过程。液压同步是液压控制领域的难题，使用普通液压控制方式很难保证多缸同步的精度。当前，为了使多个液压缸具有较高的同步精度，一种方式是通过提高刚性固联机构的刚性，强制使多个液压缸同步动作；利用这种方式不仅成本高，且同步精度很难满足实际需要。另一种方式是通过高精度的电液伺服阀(或比例阀)分别对控制液压缸的液压油供给，通过控制液压油流量精确控制各液压缸的动作，保证多个液压缸动作的同步精度；这种方式要依赖于电液伺服阀(或比例阀)对液压油流量精度控制，要么控制成本过高，要么同步精度难以满足实际需要。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种直接阀反馈液压同步装置，装置中包括多套直接阀反馈液压伺服控制系统，每套液压伺服系统的液压缸反馈信号直接作用在数字液压阀上，而不是反馈到控制器，控制器以相同的脉冲频率给每套上述液压伺服系统的指令电机发送相同数量的脉冲，每套液压伺服系统的数字液压阀阀芯打开相同的开度，使每套液压伺服系统的液压缸运动，液压缸运动的同时输出与液压缸位移成比例的脉冲信号发送给每套液压伺服系统的反馈电机关闭指令电机打开的阀口，由于每个阀口的开度都是相等的，所以反馈电机必须接受相同的脉冲才能关闭相同开度的阀口使液压缸停止运动，即个液压缸的位移必须相同，从而达到多台液压缸同步的目的。

本实用新型具体是通过以下技术方案来实现的：

一种直接阀反馈液压同步装置，其特征在于，包括控制器以及控制器连接的液压伺服控制系统，液压伺服控制系统由数字液压阀和液压缸组成：

数字液压阀包括阀体、阀芯、指令电机和反馈电机，所述阀芯安装在阀体的内部，所述阀体两端分别安装指令电机和反馈电机，所述指令电机通过转换副连接至阀芯的一端，用于接收指令脉冲并根据指令脉冲信号控制指令电机的转速和转动角度；所述反馈电机通过转换副连接阀芯的另一端，用于接收反馈脉冲信号并根据反馈脉冲信号控制反馈电机的转速和角度，使反馈电机的转动方向与指令电机的转动方向相反；

所述液压缸包括缸体、空心活塞、旋转编码器和丝杆，所述丝杆置于缸体的内部，且丝杆通过丝杆螺母与活塞相连，所述旋转编码器安装在所述缸体的一端，所述旋转编码器的转轴与丝杠连接，所述旋转编码器连接所述反馈电机；所述缸体一侧设有两个液压缸接口通道，所述数字液压阀通过管道连接液压缸接口通道，对液压缸的空心活塞两侧提供液压压力差并控制活塞的移动。

进一步地，所述液压伺服控制系统至少有两套，且控制器分别连接每套液压伺服控制系统的指令电机，所述控制器给每套液压伺服控制系统的指令电机相同频率和相同数量的脉冲信号。

进一步地，所述阀体两侧分别设置有由连通阀体内部至外部的通道，该通道形成阀体的外部油路，包括进油通道、回油通道和控制通道，所述阀体与所述阀芯形成三位四通换向阀，且所述控制通道连接所述液压缸接口通道；

进一步地，所述阀芯两侧分别设有两个凸缘结构，所述凸缘结构接触阀体内壁，回油通道和控制通道分别为两个，且设置在阀体的不同侧，进油通道分别和控制通道连通进行进油工作，回油通道分别和液压缸接口通道连通进行回油工作；

进一步地，所述凸缘结构的宽度大于或等于控制通道、进油通道、回油通道三者任一通道开口的宽度，凸缘结构之间的距离、控制通道之间的距离、进油通道和回油通道之间的距离三者之间的距离相等，空心活塞的长度大于所述液压缸接口通道之间的距离；

进一步地，所述反馈电机驱动阀芯轴转动的方向与指令电机驱动阀芯轴转动的方向相反；

进一步地，所述反馈电机为步进电机；

进一步地，所述指令电机为步进电机。

进一步地，所述丝杠编码器组成的反馈系统也可以更换为光栅尺、磁栅尺或其它位移传感器。

本实用新型产生的有益效果为：本实用新型中控制器发出相同的脉冲信号给多套液压伺服控制系统即可实现多套液压伺服控制系统中的液压缸的活塞有相同的位移，从而达到多台液压缸同步的目的。本实用新型对液压缸同步精度控制高，而且成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示一种直接阀反馈液压同步装置，包括控制器1以及控制器连接的液压伺服控制系统，液压伺服控制系统至少有两套，且控制器分别连接每套液压伺服控制系统的指令电机23，所述控制器(1)给每套液压伺服控制系统的指令电机相同频率和相同数量的脉冲信号。

液压伺服控制系统由数字液压阀2和液压缸3组成：

数字液压阀2包括阀体21、阀芯24、指令电机23和反馈电机22，所述阀芯24安装在阀体21的内部，所述阀体21两端分别安装指令电机23和反馈电机22，所述指令电机22通过转换副26连接至阀芯24的一端，用于接收指令脉冲并根据指令脉冲信号控制指令电机23的转速和转动角度；所述反馈电机22通过转换副25连接阀芯24的另一端，用于接收反馈脉冲信号并根据反馈脉冲信号控制反馈电机22的转速和角度，使反馈电机22的转动方向与指令电机23的转动方向相反；所述液压缸3包括缸体31、空心活塞32、旋转编码器34和丝杆33，所述丝杆33置于缸体31的内部，且丝杆33通过丝杆螺母35与活塞32相连，所述旋转编码器34安装在所述缸体31的一端，所述旋转编码器34的转轴与丝杠33连接，所述旋转编码器34连接所述反馈电机22；所述缸体31一侧设有两个液压缸接口通道36，所述数字液压阀2通过管道连接液压缸接口通道36，对液压缸的空心活塞32两侧提供液压压力差并控制活塞的移动。

阀芯24两侧分别设有两个凸缘结构，凸缘结构接触阀体内壁，回油通道28和控制通道分别为两个，且设置在阀体21的不同侧，进油通道27分别和控制通道29连通进行进油工作，回油通道28分别和液压缸接口通道36连通进行回油工作。凸缘结构的宽度大于或等于控制通道29、进油通道27、回油通道28三者任一通道开口的宽度，保证阀芯对各通道的密封性是完全的。凸缘结构之间的距离、控制通道29之间的距离、进油通道27和回油通道28之间的距离三者之间的距离相等，空心活塞32的长度大于所述液压缸接口通道36之间的距离，保证了阀芯能够严格分割各个通道实现不同的连通状态，实现对液压缸的活塞进行驱动的目的。

该液压同步装置至少包括两套以上的上述液压伺服控制系统，控制器连接至每个指令电机，每个反馈电机分别连接每个对应的旋转编码器，且液压阀接口通道分别一一对应管道连接液压缸接口通道，系统的控制元件为指令电机23和反馈电机22，该指令电机和反馈电机一般为步进电机，指令电机23接收控制器发出的控制信号，反馈电机22用于接收旋转编码器34发出的液压缸位置脉冲信号。本实用新型中控制器1分别对液压同步控制装置的各液压伺服控制系统的指令电机23发出相同的频率和数量的指令脉冲信号，指令电机23旋转带动阀芯24转过相同的角度，通过转换副26使阀芯产生一定的位移形成开口，进油通道27分别和控制通道29连通进行进油工作，回油通道28分别和控制通道29连通进行回油工作等多种状态，进而进行液压缸的空心活塞上、移动。当空心活塞上下移动时，亦带动与其连接在一起的丝杆螺母上下移动，从而使丝杆33转动，处于丝杆一端的旋转编码器34产生脉冲信号，该脉冲信号发送至反馈电机22，反馈电机22接到到这一脉冲信号转动。反馈电机22驱动阀芯轴转动的方向与指令电机驱动的方向相反，当反馈脉冲的数量与控制脉冲的数量相等时，数字阀关闭液压缸停止运动。由于发送到每套液压伺服控制系统的脉冲频率和脉冲数量都是相同的，所以每套系统必须反馈相同数量的脉冲信号才能关闭数字液压阀，而反馈脉冲数与液压缸行程成正比，故各液压缸的位移是相同的，从而实现液压同步。

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

Claims (8)

1.一种直接阀反馈液压同步装置，其特征在于，包括控制器(1)以及控制器连接的液压伺服控制系统，液压伺服控制系统由数字液压阀(2)和液压缸(3)组成：

数字液压阀(2)包括阀体(21)、阀芯(24)、指令电机(23)和反馈电机(22)，所述阀芯(24)安装在阀体(21)的内部，所述阀体(21)两端分别安装指令电机(23)和反馈电机(22)，所述指令电机(22)通过转换副(26)连接至阀芯(24)的一端，用于接收指令脉冲并根据指令脉冲信号控制指令电机(23)的转速和转动角度；所述反馈电机(22)通过转换副(25)连接阀芯(24)的另一端，用于接收反馈脉冲信号并根据反馈脉冲信号控制反馈电机(22)的转速和角度，使反馈电机(22)的转动方向与指令电机(23)的转动方向相反；

所述液压缸(3)包括缸体(31)、空心活塞(32)、旋转编码器(34)和丝杆(33)，所述丝杆(33)置于缸体(31)的内部，且丝杆(33)通过丝杆螺母(35)与活塞(32)相连，所述旋转编码器(34)安装在所述缸体(31)的一端，所述旋转编码器(34)的转轴与丝杠(33)连接，所述旋转编码器(34)连接所述反馈电机(22)；所述缸体(31)一侧设有两个液压缸接口通道(36)，所述数字液压阀(2)通过管道连接液压缸接口通道(36)，对液压缸的空心活塞(32)两侧提供液压压力差并控制活塞的移动。

2.如权利要求1所述的一种直接阀反馈液压同步装置，其特征在于，所述液压伺服控制系统至少有两套，且控制器(1)分别连接每套液压伺服控制系统的指令电机(23)，所述控制器(1)给每套液压伺服控制系统的指令电机相同频率和相同数量的脉冲信号。

3.如权利要求1或2所述的一种直接阀反馈液压同步装置，其特征在于，所述阀体(21)两侧分别设置有由连通阀体内部至外部的通道，该通道形成阀体的外部油路，包括进油通道(27)、回油通道(28)和控制通道(29)，所述阀体与所述阀芯形成三位四通换向阀，且所述控制通道(29)连接所述液压缸接口通道(36)。

4.如权利要求3所述的一种直接阀反馈液压同步装置，其特征在于，所述阀芯(24)两侧分别设有两个凸缘结构，所述凸缘结构接触阀体内壁，回油通道(28)和控制通道(29)分别为两个，且设置在阀体的不同侧，进油通道(27)分别和控制通道(29)连通进行进油工作，回油通道(28)分别和液压缸接口通道(36)连通进行回油工作。

5.如权利要求4所述的一种直接阀反馈液压同步装置，其特征在于，所述凸缘结构的宽度大于或等于控制通道(29)、进油通道(27)、回油通道(28)三者任一通道开口的宽度，凸缘结构之间的距离、控制通道(29)之间的距离、进油通道(27)和回油通道(28)之间的距离三者之间的距离相等，空心活塞(32)的长度大于所述液压缸接口通道(36)之间的距离。

6.如权利要求1所述的一种直接阀反馈液压同步装置，其特征在于，所述反馈电机(22)驱动阀芯轴转动的方向与指令电机(23)驱动阀芯轴转动的方向相反。

7.如权利要求1所述的一种直接阀反馈液压同步装置，其特征在于，所述反馈电机(22)为步进电机。

8.如权利要求1所述的一种直接阀反馈液压同步装置，其特征在于，所述指令电机(23)为步进电机。