CN204382705U - 伺服油压机混合动力双向泵控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种伺服油压机电液混合动力双向泵控系统，双向定量泵的正向出油口和反向出油口均设有溢流阀控制系统安全压力，正向出油口接油缸上腔，反向出油口经并联连接的提动阀和背压阀后接油缸下腔。本实用新型运用容积调速液压原理，依靠伺服电机正反转控制双向定量泵使液流换向，并通过改变伺服电机的转速而改变泵的流量进行速度调节，通过改变伺服电机的扭矩从而改变泵的扭矩进行压力控制，省略了比例伺服阀，减少了换向阀的阻力损失和压力泄漏损失及系统溢流损失。该系统空运转时通过伺服电机控制泵的转速，使其空载功率消耗最小。在保压阶段，当系统压力达到设定压力时，双向定量泵几乎可以停转，溢流阀几乎无油液溢流。

Description

伺服油压机混合动力双向泵控系统

技术领域

本实用新型涉及一种伺服油压机泵控系统，具体说是一种伺服油压机混合动力双向泵控系统。

背景技术

目前国内的伺服油压机基本分为2类，一类是用比例伺服阀进行控制的，通过控制比例伺服阀的开口大小来达到精确控制流量以及压力的效果，可对压机的位置以及压力进行精确的位置以及力闭环控制，此种方式为节流控制，能量损失大，效率低，系统发热量大，调速范围小。

另一类是通过伺服电机带内齿轮泵的形式来进行控制，此类伺服压力机采用的是泵控技术，通过对泵的转速以及转矩进行精确控制，实现流量和压力控制，此种伺服油压机的系统压力、流量双闭环控制；在进行位置闭环控制时，当位置超调时，由于内齿泵不能反向打油，而设计通过换向阀的高速切换回路又非常困难，所以进行位置控制时控制精度不够理想，响应时间较慢，无法进行高精度的位置控制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，在于克服现有技术存在的缺陷，提出了一种伺服油压机混合动力双向泵控系统。采用伺服电机加双向定量泵的容积调速原理，利用伺服电机变速，来改变泵的输出流量，以适应负载各种工况速度的要求，减少了溢流损失，提高系统效率。同时，采用双向定量泵，利用伺服电机的正反转，改变泵的油液流动方向，直接控制负载的运动方向，替代了原来的比例伺服阀以及“伺服定量泵+方向切换回路”，减少了换向阀的阻力损失及泄漏损失，进一步降低能耗，节省成本。随着液压技术向高效节能、高精度、高柔性方向的发展，本实用新型控制系统将能取代原阀控系统以及伺服定量泵控系统。

本实用新型解决技术问题的技术方案: 伺服油压机电液混合动力双向泵控系统，包括伺服电机和与伺服电机连接的双向定量泵以及油箱；其特征是：双向定量泵的正向出油口和反向出油口均设有溢流阀控制系统安全压力或通过梭阀连接溢流阀控制系统安全压力，双向定量泵的正向出油口接油缸上腔，反向出油口经并联连接的提动阀和背压阀后接油缸下腔；双向定量泵的反向出油口经换向阀、充液阀接油箱。

本实用新型系统运用容积调速液压原理，依靠伺服电机正反转控制双向定量泵使液流换向，并通过改变伺服电机的转速而改变泵的流量进行速度调节，通过改变伺服电机的扭矩从而改变泵的扭矩进行压力控制，省略了比例伺服阀，减少了换向阀的阻力损失和压力泄漏损失及系统溢流损失。该系统空运转时通过伺服电机控制泵的转速，使其空载功率消耗最小。当伺服电机启动时，泵接近于无压力无流量启动，启动功率最小。在保压阶段，当系统压力达到设定压力时，双向定量泵几乎可以停转，溢流阀几乎无油液溢流。由于泵的输出流量适应各种压制工况的要求，极大程度减少了损失。从而节省了控制阀的数量、发热量，具有高效节能的特点，比原来的阀控系统节能1/3；由于双向泵的正反向出油口直接连接到油缸，在位置控制时，可根据实际反馈位置使得电机正反转将油缸定位到命令位置，通过伺服电机的精确转速控制产生较高的控制精度和快速响应。

本发明伺服油压机电液混合动力双向泵控系统兼有阀控技术的高精度位置及压力控制性能和泵控系统的节能、环保特点，通过采用伺服电机加双向定量泵液压系统，双向泵的进出油口直接连接到油缸，利用伺服电机的正反转，改变泵的油液流动方向，直接控制负载的运动方向；压力控制精度可达±0.1bar，重复定位精度可达±0.005mm。

附图说明

图1为本实用新型伺服油压机电液混合动力双向泵控系统连接结构示意及液压原理图。

其中，标记25为充液阀；10、60为溢流阀；20、70为压力传感器；30为提动阀；40为背压阀；50为换向阀；；A为油缸无杆腔（油缸上腔）；B为油缸有杆腔（油缸下腔）；X1为双向定量泵正向出油口；X2为双向定量泵反向出油口； Y1为提动阀的电磁铁；Y2为换向阀的电磁铁。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型加以详细描述。

实施例：本实施例控制系统连接结构如附图1所示，主要包括与数控系统连接的动力源、控制阀组，动力源包括伺服电机及与伺服电机连接的双向定量泵、油箱；控制阀组包括用于调节系统安全压力的溢流阀10、60，还包括提动阀30、背压阀40、换向阀50、压力传感器20、70及充液阀25。

本实施例中，双向定量泵正向出油口X1直接接油缸上腔（即油缸无杆腔A），油泵反向出油口X2一个油路经提动阀30、背压阀40接油缸下腔（即油缸有杆腔B）, 提动阀30、背压阀40在油路上并联。双向定量泵的反向出油口另一油路经换向阀50、充液阀25接油箱。

本实施例是这样来运作的，动作顺序如下表所示：

   原理说明（参照图1）

       A：工作循环

   快下： Y1、 Y2得电, 另外数控系统给伺服电机正指令，常闭型充液阀由于滑块下降产生负压而打开，油液通过充液阀吸入油缸上腔，伺服电机带动双向定量泵变速正转，滑块快下。滑块快下可通过数控系统控制伺服电机的转速快慢而得到不同速度。

工进：Y2得电，Y1失电，提动阀30关闭。数控系统给伺服电机指令，伺服电机转速逐渐降低使得滑块速度由快速下行至逐渐停止，常闭型充液阀在自身弹簧作用下复位至关闭，油缸上腔封闭；数控系统再次给伺服电机正指令，伺服电机带动双向定量泵变速正转，从而实现滑块的慢速下行即工进。滑块工进速度可通过调节数控系统参数控制伺服电机的转速而得到不同速度。

保压：Y2得电，Y1失电，数控系统根据位置或者压力设定值与实际值的偏差给伺服电机正指令，伺服电机带动双向定量泵慢速转动向油缸上腔不断补油，保持滑块停留在下死点进行保压。

卸荷：Y2得电，Y1失电，数控系统给伺服电机负指令，伺服电机带动双向定量泵变速反转，油泵从油缸上腔缓缓抽油，通过提动阀30向油缸下腔排油，滑块缓慢上行，可以通过卸荷时间设定来控制卸荷，使上腔压力卸荷。

返程： Y1.Y2失电，数控系统给伺服电机负指令，伺服电机带动双向定量泵变速反转，油缸快速向上返程。回程速度可通过数控系统控制伺服电机的转速快慢而得到不同速度。

B:液压系统功能：

1)压力控制：此液压系统的集成阀组接到油缸的上腔、下腔的位置安装了压力传感器，上腔压力传感器主用用于压力检测以及反馈，作为压力闭环的反馈环节，可对保压阶段的压力进行精确控制；下腔压力传感器主要用于对油缸下腔压力进行实时检测，一旦检测到油缸上腔、下腔出现压力过高，系统可立即停机。

2)位置控制：油缸的运动位置可以通过高精度位移传感器进行实时位置检测以及反馈，作为位置闭环的反馈环节，可对整个循环任意阶段的位置进行精确控制。

Claims (1)

1.一种伺服油压机混合动力双向泵控系统，包括伺服电机和与伺服电机连接的双向定量泵以及油箱；其特征是：双向定量泵的正向出油口和反向出油口均设有控制系统安全压力的溢流阀或通过梭阀连接溢流阀控制系统安全压力，双向定量泵的正向出油口接油缸上腔，反向出油口的一个油路经并联连接的提动阀和背压阀后接油缸下腔；双向定量泵的反向出油口的一个油路经换向阀和充液阀接油箱。