CN210257355U - 高效精密伺服泵控液压冲床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高效精密伺服泵控液压冲床，冲床包括滑块和滑块油缸，滑块油缸包括缸体和柱塞，缸体的上部设有外径放大的缸体凸台，缸体凸台的顶部封闭且设有缸体中心孔，柱塞呈上细下粗的台阶状，柱塞上段从缸体中心孔中向上伸出，柱塞中段和柱塞下段位于缸体的内腔；缸体凸台的圆周上设有与油缸上腔相通的上腔油口和上腔充液口，缸体的下部圆周上设有与油缸下腔相通的下腔油口；沿柱塞上段的轴线设有上端开口的子缸，子缸中插接有子缸活塞杆，沿子缸活塞杆的轴线设有贯通的子缸油孔，子缸油孔的顶部设有子缸油口。滑块油缸的各油口均采用泵控。该高效精密伺服泵控液压冲床的操作方式灵活，滑块快下速度快，生产效率高。

Description

高效精密伺服泵控液压冲床

技术领域

本实用新型涉及一种液压冲床，特别涉及一种高效精密伺服泵控液压冲床，属于数控机床技术领域。

背景技术

液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备，除了具有压力和速度可在广泛的范围内无极调整外，还可在任意位置输出全部功率或保持所需压力，因而和机械压力机相比，更适合应用于板料弯曲、翻边、精冲、金属零件的冷挤压以及零件的精密压装等。目前市场上提供的液压类冲床普遍使用三相异步电动机驱动恒功率变量泵作为动力源，也有部分厂家开始使用伺服电机驱动齿轮泵作为主动力源。为满足提高工作效率的要求，滑块向下运动过程应具备快下和工进两种速度。通常这类机床都要求下死点位置精确定位且位置可调，工进速度和回程速度可根据工艺要求进行调整，运动频次基本要求25～30次/分钟。

传统的液压冲床存在如下缺陷：1.采用三相异步电动机驱动恒功率变量泵在速度调节上不够迅速，特别是运行速度的转换较生硬，冲击大，另外运行噪音通常较高。2.液压系统较为复杂，排查问题需要花费的时间较长，维修不方便。3.下死点精确位置控制仅采用死挡结构方式，时间长会存在磨损，导致精度保持性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种高效精密伺服泵控液压冲床，操作方式灵活，滑块快下速度快，生产效率高。

为实现以上目的，本实用新型的一种高效精密伺服泵控液压冲床，包括滑块和受控于液压系统的滑块油缸，所述滑块油缸包括缸体1和柱塞4，缸体1的上部设有外径放大的缸体凸台1a，缸体凸台1a的顶部封闭且设有缸体中心孔，柱塞4呈上细下粗的台阶状，柱塞上段4a从所述缸体中心孔中向上伸出，柱塞中段4b和柱塞下段4c位于缸体1的内腔；缸体凸台1a的圆周上设有与油缸上腔相通的上腔油口1b和上腔充液口1c，缸体1的下部圆周上设有与油缸下腔相通的下腔油口1d；沿柱塞上段4a的轴线设有上端开口的子缸，所述子缸中插接有子缸活塞杆5，沿子缸活塞杆5的轴线设有贯通的子缸油孔5b，子缸油孔5b的顶部设有子缸油口5c；液压系统包括由伺服电机M1驱动的齿轮泵P1，齿轮泵P1的出口与电磁换向阀一的P口相连，电磁换向阀一的T口与下油箱相连，电磁换向阀一的A口与液控单向阀CF2的入口相连，液控单向阀CF2的出口与滑块油缸的下腔油口1d相连，液控单向阀CF2的液控口与电磁换向阀一的B口相连，电磁换向阀一的B口通过顺序阀F1与滑块油缸的上腔油口1b相连，顺序阀F1的出口与单向阀D1的入口相连，单向阀D1的出口与顺序阀F1的入口相连；滑块油缸的上腔充液口1c通过充液阀CF1与上油箱相连，充液阀CF1的液控口与电磁换向阀一的A口相连；电磁换向阀一的B口还与电磁换向阀三YV3的P口相连，电磁换向阀三YV3的T口与下油箱相连，电磁换向阀三YV3的B口与滑块油缸的子缸油口5c相连；电磁换向阀一是中位机能为K型的三位四通电磁换向阀，电磁换向阀三YV3为两位四通电磁换向阀。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：缸体1通过缸体凸台1a固定在主梁上，子缸的容积远小于缸体1的容积，压力油从子缸油口5c进入子缸内腔，以较小的流量即可使子缸活塞杆5具有较大的行程，使滑块在接触工件之前可以快下，快下时，上腔充液口1c向油缸上腔进行补油。当滑块接触工件时，子缸卸压，压力油从上腔油口1b进入缸体上腔进行减速增压，可实现工进压制或冲裁等工作。通过主缸和子缸的配合，滑块向下运动时可以进行快下和工进的切换，使冲床的运行效率更高。压力油进入下腔油口1d，缸体上腔和子缸同时向油箱回油，即可实现滑块向上回程。①可实现滑块快速下行：伺服电机M1以2000r/min驱动齿轮泵P1工作，电磁换向阀一的右阀YV1和电磁换向阀三YV3均得电，压力油从电磁换向阀一的B口进入电磁换向阀三YV3的P口，然后从电磁换向阀三YV3的B口进入滑块油缸的子缸油口5c，因子缸的容积较小，压力油驱动子缸活塞杆5伸出；同时电磁换向阀一的B口输出的压力油使液控单向阀CF2的液控口建压，液控单向阀CF2打开，使主缸下腔的油液回到下油箱，从而实现滑块的快速下行动作；快下过程中，通过充液阀CF1通过上腔充液口1c向主缸上腔补油。②可实现滑块的减速下行及加压：滑块运行到变速点位置通常是滑块刚接触到工件的位置时，电磁换向阀三YV3失电，子缸通过电磁换向阀三YV3的T口向油箱回油；电磁换向阀一的B口油压升高，当压力升高至顺序阀F1的设定压力时，顺序阀F1打开，压力油从上腔油口1b进入主缸上腔，使滑块慢下并加压，实现压制或冲裁等工作。③卸压：伺服电机M1停止工作，所有电磁换向阀均失电，主缸上腔通过单向阀D1和电磁换向阀一的T口向下油箱回油，子缸通过电磁换向阀三YV3的T口向下油箱回油，主缸上腔和子缸的压力均卸荷。④滑块回程时：伺服电机M1以最大转速2000r/min驱动齿轮泵P1工作，电磁换向阀一的左阀YV2得电，泵出口的油液经电磁换向阀一的A口和液控单向阀CF2进入下腔油口1d，向油缸下腔泵油；电磁换向阀一A口的压力油使充液阀CF1的液控口建压，使充液阀CF1打开，主缸上腔的油液经充液阀CF1回上油箱；子缸的油液通过电磁换向阀三YV3的T口向下油箱回油，从而实现滑块的回程动作。⑤本实用新型采用伺服电机M1驱动齿轮泵P1，充分利用伺服电机的高响应性能，结合人机界面可单独设置滑块快下、工进、回程各阶段的运行速度，能满足特殊的加工工艺要求，在速度调节上可满足无级调速，在噪音方面降低8-10分贝，并与外围位移传感器结合可精密控制滑块的位置，且噪音低。⑥机床的运动频次可通过伺服电机的转速调整进行调节，机床工作压力也通过泵出口压力进行调节。⑦主缸压力采用泵控而不是依靠调压阀调整，操作方式灵活且控制精度高。⑧液压系统较为紧凑，方便排查问题，快速检修。

作为本实用新型的改进，液控单向阀CF2的出口通过调压阀二F2与下油箱相连。调压阀二F2一方面用于主缸下腔的压力保护，防止发生涨缸现象，另一方面提供主缸下腔的支撑力。

作为本实用新型的进一步改进，齿轮泵P1的出口与调压阀三F3的入口及电磁换向阀四YV4的B口相连，电磁换向阀四YV4的T口及调压阀三F3的出口均与下油箱相连，电磁换向阀四YV4为两位四通电磁换向阀。电磁换向阀四YV4得电则系统建压，调压阀三F3用于设定系统的最大压力值，保护液压作用；系统卸压时，不但齿轮泵P1停止，且电磁换向阀四YV4的B口与T口相通，压力油直接回下油箱。

作为本实用新型的进一步改进，柱塞上段4a的上端外周旋接有柱塞限位螺母4d，柱塞限位螺母4d的外周笼罩有缸套6，缸套6的下端通过缸套法兰6a固定在缸体凸台1a的顶部，缸套6的顶部封闭且设有供子缸活塞杆5穿过的缸套中心孔，子缸活塞杆5的上端通过子缸活塞杆凸台5a固定在缸套6的顶部。柱塞限位螺母4d限定了柱塞4向下伸出的极限位置，当柱塞限位螺母4d接触到缸体凸台1a的顶部时，柱塞4到达下行程极限位置；缸套6保护子缸且为子缸活塞杆凸台5a提供定位。

作为本实用新型的进一步改进，柱塞4的底部中心设有柱塞沉孔，所述柱塞沉孔的下端口固定有柱塞调节螺套7，柱塞调节螺套7中旋接有调节螺杆8，柱塞调节螺套7的下方设有螺杆锁紧螺母8b，螺杆锁紧螺母8b旋接在调节螺杆8上且通过锁紧螺钉8c与柱塞调节螺套7相连；调节螺杆8的下端套装有螺杆压盖9，螺杆压盖9的下端面中心设有压盖沉孔，调节螺杆8的下端头设有与调节螺杆8连为一体且外径放大的螺杆凸座8a，螺杆凸座8a嵌于所述压盖沉孔中，螺杆压盖9通过螺钉与滑块上部固定连接。螺杆压盖9压在螺杆凸座8a上，且与滑块固定连接；柱塞限位螺母4d使得柱塞4的下止点位置不可调，且位于缸套6中也无法调节；本实用新型在柱塞4下端的柱塞调节螺套7中旋接调节螺杆8，可以精确调整调节螺杆8的旋接深度，螺杆锁紧螺母8b旋接在调节螺杆8的螺纹根部且与柱塞调节螺套7之间留有间隙，调节螺杆8的伸出长度调节准确后，拧紧锁紧螺钉8c，使螺杆锁紧螺母8b与调节螺杆8的螺纹产生变形从而得以锁定。如此可以实现滑块的精确重复定位，滑块的下止点精度误差可在±0.01mm以内。

作为本实用新型的进一步改进，调节螺杆8的顶部固定有挡盖8d，挡盖8d的外径大于调节螺杆8的外径。先将调节螺杆8旋入柱塞调节螺套7中，再在调节螺杆8的顶部安装挡盖8d，然后将柱塞调节螺套7固定在柱塞沉孔的下端口，挡盖8d可以避免调节螺杆8在调整时从柱塞调节螺套7中脱落。

作为本实用新型的进一步改进，柱塞下段4c的上部圆周设有柱塞密封段4c1，柱塞密封段4c1上方的缸体内腔构成所述油缸上腔，柱塞密封段4c1下方的缸体内腔构成所述油缸下腔；柱塞下段4c的下端从缸口导套2中伸出，缸口导套2固定且嵌装于缸体1的下端口内壁，缸体1的下端口覆盖且固定有缸体压盖3，缸体压盖3的内台阶压在缸口导套2下端的外台阶上。缸口导套2对柱塞4的下端起到导向作用，且与柱塞4之间实现密封，缸体压盖3对缸口导套2进行轴向定位。

作为本实用新型的进一步改进，齿轮泵P1的伺服电机M1和各电磁换向阀均受控于控制系统，所述控制系统包括PLC控制器和伺服控制器SDR，PLC控制器的C+端口与COM端口相连，伺服启动按钮SB1串联在PLC控制器的000端口与C-端口之间，伺服停止按钮SB2串联在PLC控制器的001端口与C-端口之间；伺服控制器的CN3-T/A1端口与PLC控制器的C-端口相连，伺服控制器SDR的CN3-T/C1端口与PLC控制器的002端口相连；中间继电器KA01的线圈连接在PLC控制器的100.00端口与24V-之间，中间继电器KA01的常开触头连接在伺服控制器的DI1端口与COM端口之间；PLC控制器的OUT1端口与伺服控制器的AI1端口相连，PLC控制器的OUT2端口与伺服控制器的AI2端口相连，PLC控制器的COM1端口及COM2端口与伺服控制器的GND1端口相连；报警复位按钮SB10连接在伺服控制器的DI4端口与COM端口之间；伺服电机M1配套编码器PG的信号线与伺服控制器SDR的反馈信号端口相连，检测伺服泵P1输出压力的泵口压力传感器P0与伺服控制器的AI3端口相连，监控滑块位置的滑块磁尺S1连接在PLC控制器的IN1端口。伺服控制器SDR的电源端设有滤波器EM1，合上断路器QF1，按下伺服启动按钮SB1，PLC控制器投入工作，PLC控制器使得中间继电器KA01的线圈得电，则中间继电器KA01的常开触头闭合，伺服控制器的DI1端口接收到使能信号，伺服控制器SDR投入工作。当伺服控制器SDR的CN3-T/C1端口及CN3-T/A1端口之间的电压出现跳变时，则向PLC控制器的002端口发出报警信号，PLC控制器使得中间继电器KA01的线圈失电，其常开触头断开，使伺服控制器停止工作。按下报警复位按钮SB10，伺服控制器的DI4端口接收到复位信号，报警解除，重新按下伺服启动按钮SB1才可恢复工作。PLC控制器的OUT1端口与COM1端口之间的电压为0～10V，对应伺服泵的流量大小，当PLC控制器OUT1端口的电压升高，伺服控制器SDR的AI1端口接收到流量增加信号，伺服电机M1控制伺服泵P1增加流量输出；反之，则减小流量。PLC控制器的OUT2端口与COM2端口之间的电压为0～10V，对应伺服泵的压力高低，当PLC控制器OUT2端口的电压升高，伺服控制器SDR的AI2端口接收到压力升高信号，伺服电机M1控制伺服泵P1提高油压；反之，则降低油压。伺服控制器SDR接收滑块磁尺S1的信号，通过闭还运算控制可实现滑块位置的精确控制。按下伺服停止按钮SB2，则PLC控制器使得中间继电器KA01的线圈失电，其常开触头断开，使伺服控制器停止工作。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型高效精密伺服泵控液压冲床中滑块油缸的主视图。

图2为图1的左视图。

图3为图1中沿A-A的剖视图。

图4为本实用新型高效精密伺服泵控液压冲床的液压原理图。

图5为本实用新型高效精密伺服泵控液压冲床的电气控制原理图。

图中：1.缸体；1a.缸体凸台；1b.上腔油口；1c.上腔充液口；1d.下腔油口；2.缸口导套；3.缸体压盖；4.柱塞；4a.柱塞上段；4b.柱塞中段；4c.柱塞下段；4c1.柱塞密封段；4d.柱塞限位螺母；5.子缸活塞杆；5a.子缸活塞杆凸台；5b.子缸油孔；5c.子缸油口；6.缸套；6a.缸套法兰；7.柱塞调节螺套；8.调节螺杆；8a.螺杆凸座；8b.螺杆锁紧螺母；8c.锁紧螺钉；8d.挡盖；9.螺杆压盖；P1.齿轮泵；M1.伺服电机；YV1/YV2.电磁换向阀一；YV3.电磁换向阀三；YV4.电磁换向阀四；CF1.充液阀；CF2.液控单向阀；D1.单向阀；F1.顺序阀；F2.调压阀二；F3.调压阀三；QF1.断路器；EM1.滤波器；SDR.伺服控制器；SB1.伺服启动按钮；SB2.伺服停止按钮；SB10.报警复位按钮；KA01.中间继电器；PG.编码器；R.制动电阻；P0.泵口压力传感器；S1.滑块磁尺。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型高效精密伺服泵控液压冲床包括滑块和受控于液压系统的滑块油缸，滑块油缸包括缸体1和柱塞4，缸体1的上部设有外径放大的缸体凸台1a，缸体凸台1a的顶部封闭且设有缸体中心孔，柱塞4呈上细下粗的台阶状，柱塞上段4a从缸体中心孔中向上伸出，柱塞中段4b和柱塞下段4c位于缸体1的内腔；缸体凸台1a的圆周上设有与油缸上腔相通的上腔油口1b和上腔充液口1c，缸体1的下部圆周上设有与油缸下腔相通的下腔油口1d；沿柱塞上段4a的轴线设有上端开口的子缸，子缸中插接有子缸活塞杆5，沿子缸活塞杆5的轴线设有贯通的子缸油孔5b，子缸油孔5b的顶部设有子缸油口5c。

缸体1通过缸体凸台1a固定在主梁上，子缸的容积远小于缸体1的容积，压力油从子缸油口5c进入子缸内腔，以较小的流量即可使子缸活塞杆5具有较大的行程，使滑块在接触工件之前可以快下，快下时，上腔充液口1c向油缸上腔进行补油。当滑块接触工件时，子缸卸压，压力油从上腔油口1b进入缸体上腔进行减速增压，可实现工进压制或冲裁等工作。通过主缸和子缸的配合，滑块向下运动时可以进行快下和工进的切换，使冲床的运行效率更高。压力油进入下腔油口1d，缸体上腔和子缸同时向油箱回油，即可实现滑块向上回程。

柱塞上段4a的上端外周旋接有柱塞限位螺母4d，柱塞限位螺母4d的外周笼罩有缸套6，缸套6的下端通过缸套法兰6a固定在缸体凸台1a的顶部，缸套6的顶部封闭且设有供子缸活塞杆5穿过的缸套中心孔，子缸活塞杆5的上端通过子缸活塞杆凸台5a固定在缸套6的顶部。柱塞限位螺母4d限定了柱塞4向下伸出的极限位置，当柱塞限位螺母4d接触到缸体凸台1a的顶部时，柱塞4到达下行程极限位置；缸套6保护子缸且为子缸活塞杆凸台5a提供定位。

柱塞4的底部中心设有柱塞沉孔，柱塞沉孔的下端口固定有柱塞调节螺套7，柱塞调节螺套7中旋接有调节螺杆8，柱塞调节螺套7的下方设有螺杆锁紧螺母8b，螺杆锁紧螺母8b旋接在调节螺杆8上且通过锁紧螺钉8c与柱塞调节螺套7相连；调节螺杆8的下端套装有螺杆压盖9，螺杆压盖9的下端面中心设有压盖沉孔，调节螺杆8的下端头设有与调节螺杆8连为一体且外径放大的螺杆凸座8a，螺杆凸座8a嵌于压盖沉孔中，螺杆压盖9通过螺钉与滑块上部固定连接。

螺杆压盖9压在螺杆凸座8a上，且与滑块固定连接；柱塞限位螺母4d使得柱塞4的下止点位置不可调，且位于缸套6中也无法调节；本实用新型在柱塞4下端的柱塞调节螺套7中旋接调节螺杆8，可以精确调整调节螺杆8的旋接深度，螺杆锁紧螺母8b旋接在调节螺杆8的螺纹根部且与柱塞调节螺套7之间留有间隙，调节螺杆8的伸出长度调节准确后，拧紧锁紧螺钉8c，使螺杆锁紧螺母8b与调节螺杆8的螺纹产生变形从而得以锁定。如此可以实现滑块的精确重复定位，滑块的下止点精度误差可在±0.01mm以内。

调节螺杆8的顶部固定有挡盖8d，挡盖8d的外径大于调节螺杆8的外径。先将调节螺杆8旋入柱塞调节螺套7中，再在调节螺杆8的顶部安装挡盖8d，然后将柱塞调节螺套7固定在柱塞沉孔的下端口，挡盖8d可以避免调节螺杆8在调整时从柱塞调节螺套7中脱落。

柱塞下段4c的上部圆周设有柱塞密封段4c1，柱塞密封段4c1上方的缸体内腔构成油缸上腔，柱塞密封段4c1下方的缸体内腔构成油缸下腔；柱塞下段4c的下端从缸口导套2中伸出，缸口导套2固定且嵌装于缸体1的下端口内壁，缸体1的下端口覆盖且固定有缸体压盖3，缸体压盖3的内台阶压在缸口导套2下端的外台阶上。缸口导套2对柱塞4的下端起到导向作用，且与柱塞4之间实现密封，缸体压盖3对缸口导套2进行轴向定位。

如图4所示，液压系统包括由伺服电机M1驱动的齿轮泵P1，齿轮泵P1的入口与下油箱相连，齿轮泵P1的出口与电磁换向阀一的P口相连，电磁换向阀一的T口与下油箱相连，电磁换向阀一的A口与液控单向阀CF2的入口相连，液控单向阀CF2的出口与滑块油缸的下腔油口1d相连，液控单向阀CF2的液控口与电磁换向阀一的B口相连，电磁换向阀一的B口通过顺序阀F1与滑块油缸的上腔油口1b相连，顺序阀F1的出口与单向阀D1的入口相连，单向阀D1的出口与顺序阀F1的入口相连；滑块油缸的上腔充液口1c通过充液阀CF1与上油箱相连，充液阀CF1的液控口与电磁换向阀一的A口相连；电磁换向阀一的B口还与电磁换向阀三YV3的P口相连，电磁换向阀三YV3的T口与下油箱相连，电磁换向阀三YV3的B口与滑块油缸的子缸油口5c相连；电磁换向阀一是中位机能为K型的三位四通电磁换向阀，电磁换向阀三YV3为两位四通电磁换向阀。

液控单向阀CF2的出口通过调压阀二F2与下油箱相连，调压阀二F2一方面用于主缸下腔的压力保护，防止发生涨缸现象，另一方面提供主缸下腔的支撑力。

齿轮泵P1的出口与调压阀三F3的入口及电磁换向阀四YV4的B口相连，电磁换向阀四YV4的T口及调压阀三F3的出口均与下油箱相连，电磁换向阀四YV4为两位四通电磁换向阀。电磁换向阀四YV4得电则系统建压，调压阀三F3用于设定系统的最大压力值，保护液压作用；系统卸压时，不但齿轮泵P1停止，且电磁换向阀四YV4的B口与T口相通，压力油直接回下油箱。

该液压系统控制滑块快速下行的过程为：电磁换向阀四YV4得电，液压系统建压，伺服电机M1以2000r/min驱动齿轮泵P1工作，电磁换向阀一的右阀YV1和电磁换向阀三YV3均得电，压力油从电磁换向阀一的B口进入电磁换向阀三YV3的P口，然后从电磁换向阀三YV3的B口进入滑块油缸的子缸油口5c，因子缸的容积较小，压力油驱动子缸活塞杆5伸出；同时电磁换向阀一的B口输出的压力油使液控单向阀CF2的液控口建压，液控单向阀CF2打开，使主缸下腔的油液回到下油箱，从而实现滑块的快速下行动作；快下过程中，通过充液阀CF1通过上腔充液口1c向主缸上腔补油。

该液压系统控制滑块的减速下行及加压的过程为：滑块运行到变速点位置通常是滑块刚接触到工件的位置时，电磁换向阀三YV3失电，子缸通过电磁换向阀三YV3的T口向油箱回油；电磁换向阀一的B口油压升高，当压力升高至顺序阀F1的设定压力时，顺序阀F1打开，压力油从上腔油口1b进入主缸上腔，使滑块慢下并加压，实现压制或冲裁等工作。

该液压系统控制滑块卸压的过程为：伺服电机M1停止工作，所有电磁换向阀均失电，主缸上腔通过单向阀D1和电磁换向阀一的T口向下油箱回油，子缸通过电磁换向阀三YV3的T口向下油箱回油，主缸上腔和子缸的压力均卸荷。

该液压系统控制滑块回程的过程为：电磁换向阀四YV4得电，伺服电机M1以最大转速2000r/min驱动齿轮泵P1工作，电磁换向阀一的左阀YV2得电，泵出口的油液经电磁换向阀一的A口和液控单向阀CF2进入下腔油口1d，向油缸下腔泵油；电磁换向阀一A口的压力油使充液阀CF1的液控口建压，使充液阀CF1打开，主缸上腔的油液经充液阀CF1回上油箱；子缸的油液通过电磁换向阀三YV3的T口向下油箱回油，从而实现滑块的回程动作。

如图5所示，齿轮泵P1的伺服电机M1和各电磁换向阀均受控于控制系统，控制系统包括PLC控制器和伺服控制器SDR，PLC控制器的C+端口与COM端口相连，伺服启动按钮SB1串联在PLC控制器的000端口与C-端口之间，伺服停止按钮SB2串联在PLC控制器的001端口与C-端口之间；伺服控制器的CN3-T/A1端口与PLC控制器的C-端口相连，伺服控制器SDR的CN3-T/C1端口与PLC控制器的002端口相连；中间继电器KA01的线圈连接在PLC控制器的100.00端口与24V-之间，中间继电器KA01的常开触头连接在伺服控制器的DI1端口与COM端口之间；PLC控制器的OUT1端口与伺服控制器的AI1端口相连，PLC控制器的OUT2端口与伺服控制器的AI2端口相连，PLC控制器的COM1端口及COM2端口与伺服控制器的GND1端口相连；报警复位按钮SB10连接在伺服控制器的DI4端口与COM端口之间；伺服电机M1配套编码器PG的信号线与伺服控制器SDR的反馈信号端口相连，检测伺服泵P1输出压力的泵口压力传感器P0与伺服控制器的AI3端口相连，监控滑块位置的滑块磁尺S1连接在PLC控制器的IN1端口。

PLC控制器采用欧姆龙CP1H-XA40DR，伺服控制器SDR采用汇川 IS580T040-R1，伺服控制器的电源端设有滤波器EM1，合上断路器QF1，按下伺服启动按钮SB1，PLC控制器投入工作，PLC控制器使得中间继电器KA01的线圈得电，则中间继电器KA01的常开触头闭合，伺服控制器的DI1端口接收到使能信号，伺服控制器SDR投入工作。

当伺服控制器SDR的CN3-T/C1端口及CN3-T/A1端口之间的电压出现跳变时，则向PLC控制器的002端口发出报警信号，PLC控制器使得中间继电器KA01的线圈失电，其常开触头断开，使伺服控制器停止工作。按下报警复位按钮SB10，伺服控制器的DI4端口接收到复位信号，报警解除，重新按下伺服启动按钮SB1才可恢复工作。

PLC控制器的OUT1端口与COM1端口之间的电压为0～10V，对应伺服泵的流量大小，当PLC控制器OUT1端口的电压升高，伺服控制器SDR的AI1端口接收到流量增加信号，伺服电机M1控制伺服泵P1增加流量输出；反之，则减小流量。

PLC控制器的OUT2端口与COM2端口之间的电压为0～10V，对应伺服泵的压力高低，当PLC控制器OUT2端口的电压升高，伺服控制器SDR的AI2端口接收到压力升高信号，伺服电机M1控制伺服泵P1提高油压；反之，则降低油压。

伺服控制器SDR接收滑块磁尺S1的信号，通过闭还运算控制可实现滑块位置的精确控制。

按下伺服停止按钮SB2，则PLC控制器使得中间继电器KA01的线圈失电，其常开触头断开，使伺服控制器停止工作。

本实用新型采用伺服电机M1驱动齿轮泵P1，充分利用伺服电机的高响应性能，结合人机界面可单独设置滑块快下、工进、回程各阶段的运行速度，能满足特殊的加工工艺要求，在速度调节上可满足无级调速，在噪音方面降低8-10分贝，并与外围位移传感器结合可精密控制滑块的位置，且噪音低。机床的运动频次可通过伺服电机的转速调整进行调节，机床工作压力也通过泵出口压力进行调节。主缸压力采用泵控而不是依靠调压阀调整，操作方式灵活且控制精度高。

该高效精密伺服泵控液压冲床进行冲压加工的每个工作循环依次包括如下动作：⑴滑块快速下行：电磁换向阀四YV4、电磁换向阀一的右阀YV1和电磁换向阀三YV3均得电，伺服电机M1驱动齿轮泵P1工作，压力油从电磁换向阀一的B口经电磁换向阀三YV3进入滑块油缸的子缸油口5c，子缸活塞杆5快速伸出；同时液控单向阀CF2打开，使主缸下腔的油液回到下油箱，上油箱通过充液阀CF1向主缸上腔补油；

⑵滑块减速下行及加压：滑块刚接触到工件时，电磁换向阀三YV3失电，子缸卸压；电磁换向阀一B口的油压升高，当压力升高至顺序阀F1的设定压力时，压力油进入主缸上腔，使滑块慢下并加压实现冲裁；

⑶卸压：伺服电机M1停止工作，所有电磁换向阀均失电，泵口的油液通过电磁换向阀四YV4的T口回下油箱，主缸上腔通过单向阀D1和电磁换向阀一的T口回油；

⑷滑块回程：伺服电机M1驱动齿轮泵P1工作，电磁换向阀四YV4和电磁换向阀一的左阀YV2得电，泵口压力油经电磁换向阀一的A口和液控单向阀CF2进入主缸下腔；充液阀CF1因液控口建压而打开，主缸上腔的油液经充液阀CF1回上油箱；子缸的油液通过电磁换向阀三YV3的T口向下油箱回油。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (8)

1.一种高效精密伺服泵控液压冲床，包括滑块和受控于液压系统的滑块油缸，所述滑块油缸包括缸体(1)和柱塞(4)，缸体(1)的上部设有外径放大的缸体凸台(1a)，缸体凸台(1a)的顶部封闭且设有缸体中心孔，其特征在于：柱塞(4)呈上细下粗的台阶状，柱塞上段(4a)从所述缸体中心孔中向上伸出，柱塞中段(4b)和柱塞下段(4c)位于缸体(1)的内腔；缸体凸台(1a)的圆周上设有与油缸上腔相通的上腔油口(1b)和上腔充液口(1c)，缸体(1)的下部圆周上设有与油缸下腔相通的下腔油口(1d)；沿柱塞上段(4a)的轴线设有上端开口的子缸，所述子缸中插接有子缸活塞杆(5)，沿子缸活塞杆(5)的轴线设有贯通的子缸油孔(5b)，子缸油孔(5b)的顶部设有子缸油口(5c)；液压系统包括由伺服电机(M1)驱动的齿轮泵(P1)，齿轮泵(P1)的出口与电磁换向阀一的P口相连，电磁换向阀一的T口与下油箱相连，电磁换向阀一的A口与液控单向阀(CF2)的入口相连，液控单向阀(CF2)的出口与滑块油缸的下腔油口(1d)相连，液控单向阀(CF2)的液控口与电磁换向阀一的B口相连，电磁换向阀一的B口通过顺序阀(F1)与滑块油缸的上腔油口(1b)相连，顺序阀(F1)的出口与单向阀(D1)的入口相连，单向阀(D1)的出口与顺序阀(F1)的入口相连；滑块油缸的上腔充液口(1c)通过充液阀(CF1)与上油箱相连，充液阀(CF1)的液控口与电磁换向阀一的A口相连；电磁换向阀一的B口还与电磁换向阀三(YV3)的P口相连，电磁换向阀三(YV3)的T口与下油箱相连，电磁换向阀三(YV3)的B口与滑块油缸的子缸油口(5c)相连；电磁换向阀一是中位机能为K型的三位四通电磁换向阀，电磁换向阀三(YV3)为两位四通电磁换向阀。

2.根据权利要求1所述的高效精密伺服泵控液压冲床，其特征在于：液控单向阀(CF2)的出口通过调压阀二(F2)与下油箱相连。

3.根据权利要求2所述的高效精密伺服泵控液压冲床，其特征在于：齿轮泵(P1)的出口与调压阀三(F3)的入口及电磁换向阀四(YV4)的B口相连，电磁换向阀四(YV4)的T口及调压阀三(F3)的出口均与下油箱相连，电磁换向阀四(YV4)为两位四通电磁换向阀。

4.据权利要求1所述的高效精密伺服泵控液压冲床，其特征在于：柱塞上段(4a)的上端外周旋接有柱塞限位螺母(4d)，柱塞限位螺母(4d)的外周笼罩有缸套(6)，缸套(6)的下端通过缸套法兰(6a)固定在缸体凸台(1a)的顶部，缸套(6)的顶部封闭且设有供子缸活塞杆(5)穿过的缸套中心孔，子缸活塞杆(5)的上端通过子缸活塞杆凸台(5a)固定在缸套(6)的顶部。

5.根据权利要求4所述的高效精密伺服泵控液压冲床，其特征在于：柱塞(4)的底部中心设有柱塞沉孔，所述柱塞沉孔的下端口固定有柱塞调节螺套(7)，柱塞调节螺套(7)中旋接有调节螺杆(8)，柱塞调节螺套(7)的下方设有螺杆锁紧螺母(8b)，螺杆锁紧螺母(8b)旋接在调节螺杆(8)上且通过锁紧螺钉(8c)与柱塞调节螺套(7)相连；调节螺杆(8)的下端套装有螺杆压盖(9)，螺杆压盖(9)的下端面中心设有压盖沉孔，调节螺杆(8)的下端头设有与调节螺杆(8)连为一体且外径放大的螺杆凸座(8a)，螺杆凸座(8a)嵌于所述压盖沉孔中，螺杆压盖(9)通过螺钉与滑块上部固定连接。

6.根据权利要求5所述的高效精密伺服泵控液压冲床，其特征在于：调节螺杆(8)的顶部固定有挡盖(8d)，挡盖(8d)的外径大于调节螺杆(8)的外径。

7.根据权利要求1所述的高效精密伺服泵控液压冲床，其特征在于：柱塞下段(4c)的上部圆周设有柱塞密封段(4c1)，柱塞密封段(4c1)上方的缸体内腔构成所述油缸上腔，柱塞密封段(4c1)下方的缸体内腔构成所述油缸下腔；柱塞下段(4c)的下端从缸口导套(2)中伸出，缸口导套(2)固定且嵌装于缸体(1)的下端口内壁，缸体(1)的下端口覆盖且固定有缸体压盖(3)，缸体压盖(3)的内台阶压在缸口导套(2)下端的外台阶上。

8.根据权利要求3所述的高效精密伺服泵控液压冲床，其特征在于：齿轮泵(P1)的伺服电机(M1)和各电磁换向阀均受控于控制系统，所述控制系统包括PLC控制器和伺服控制器(SDR)，PLC控制器的C+端口与COM端口相连，伺服启动按钮(SB1)串联在PLC控制器的000端口与C-端口之间，伺服停止按钮(SB2)串联在PLC控制器的001端口与C-端口之间；伺服控制器的CN3-T/A1端口与PLC控制器的C-端口相连，伺服控制器(SDR)的CN3-T/C1端口与PLC控制器的002端口相连；中间继电器(KA01)的线圈连接在PLC控制器的100.00端口与24V-之间，中间继电器(KA01)的常开触头连接在伺服控制器的DI1端口与COM端口之间；PLC控制器的OUT1端口与伺服控制器的AI1端口相连，PLC控制器的OUT2端口与伺服控制器的AI2端口相连，PLC控制器的COM1端口及COM2端口与伺服控制器的GND1端口相连；报警复位按钮(SB10)连接在伺服控制器的DI4端口与COM端口之间；伺服电机(M1)配套编码器(PG)的信号线与伺服控制器(SDR)的反馈信号端口相连，检测伺服泵(P1)输出压力的泵口压力传感器(P0)与伺服控制器的AI3端口相连，监控滑块位置的滑块磁尺(S1)连接在PLC控制器的IN1端口。

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