CN211259163U

CN211259163U - 一种用于高速飞剪装置液压伺服单元

Info

Publication number: CN211259163U
Application number: CN201921949738.7U
Authority: CN
Inventors: 张炳芹; 朱德辉; 张肖轩; 杨伟旋; 车鑫; 李文锋
Original assignee: Beijing Safetech Technology Co ltd; Beijing Careful Hydraulic Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Safetech Technology Co ltd; Beijing Careful Hydraulic Technology Co ltd
Priority date: 2019-11-13
Filing date: 2019-11-13
Publication date: 2020-08-14
Anticipated expiration: 2029-11-13

Abstract

本实用新型涉及一种用于高速飞剪装置液压伺服单元，所述液压油箱上设有出油管和回油管，所述出油管的出油端与数字伺服阀的进油口相连，所述出油管从液压油箱至数字伺服阀依次连接有恒压变量泵、单向阀、高压蓄能器，所述数字伺服阀上设有进油口、与回油管相连的回油口、与飞剪油缸进油端相连的出油口和与飞剪油缸出油端相连的返油口，所述数字伺服阀的两端设有均与微处理轴控制器相连的第一驱动电机和第二驱动电机，所述飞剪油缸内设有活塞杆，所述活塞杆的一端设有与微处理轴控制器连接的位移传感器，所述微处理轴控制器与人机操作界面通讯连接，本实用新型最大剪切速度可达400mm/s,剪切频率110次/分钟，高速定位精度小于0.2mm，最大剪切力可达100吨。

Description

一种用于高速飞剪装置液压伺服单元

技术领域

本实用新型涉及液压伺服领域，具体涉及一种用于高速飞剪装置液压伺服单元。

背景技术

随着工业设备控制往高速度、高精度、数字化、智能化发展，飞剪是高速线材生产线的关键设备；飞剪装置对液压伺服系统提出更高的要求。特别是飞剪装置的快速性和控制精度及可靠性直接影响生产线的产品品质。

目前市场常用液压飞剪装置由高频响比例阀、伺服阀和专门的伺服控制器及主控制器组成的液压油缸执行器。

由高频响比例阀、伺服阀和专门的伺服控制器及主控制器组成的液压油缸执行器无法达到高速剪切，最大剪切频率小于60次/分钟，最快剪切速度小于 200mm/s,高速定位精度大于2mm/s,剪切速度慢，定位不精确，且价格昂贵，严重影响高速飞剪装置的剪切品质。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于高速飞剪装置液压伺服单元。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：包括液压油箱、数字伺服阀、飞剪油缸、微处理轴控制器、人机操作界面，所述液压油箱上设有出油管和回油管，所述出油管的出油端与数字伺服阀的进油口相连，所述出油管从液压油箱至数字伺服阀依次连接有恒压变量泵、单向阀、高压蓄能器，所述数字伺服阀上设有进油口、与回油管相连的回油口、与飞剪油缸进油端相连的出油口和与飞剪油缸出油端相连的返油口，所述数字伺服阀的两端设有均与微处理轴控制器相连的第一驱动电机和第二驱动电机，所述飞剪油缸内设有活塞杆，所述活塞杆的一端设有与微处理轴控制器连接的位移传感器，所述微处理轴控制器与人机操作界面通讯连接。

在优选的实施方案中，所述数字伺服阀内水平设有连通进油口、回油口、出油口和返油口的内腔，所述出油口和返油口间隔设置在内腔的一侧，所述进油口设置在出油口和返油口之间，所述回油口设置在出油口和返油口远离进油口的一侧。

在优选的实施方案中，所述内腔内设有两端分别与第一驱动电机和第二驱动电机连接的阀芯，所述阀芯可沿内腔旋转和横向移动，所述阀芯的外围间隔设有与进油口和回油口相对应的卡环。

在优选的实施方案中，所述返油口与飞剪油缸出油端之间设有与回油管连接的油缸安全阀。

在优选的实施方案中，所述回油管上设有低压蓄能器。

在优选的实施方案中，所述恒压变量泵与单向阀之间连接有与液压油箱连接的系统安全阀。

在优选的实施方案中，所述出油管伸入液压油箱的部分上连接有吸油过滤器。

本实用新型的有益效果为：

1、采用高主频32位微处理轴控制器具有运算快，控制周期短；

2、伺服阀采用数字式伺服阀，该伺服阀本体采用阀芯、阀套结构，阀口控制精度高，阀芯由驱动电机直接驱动，阀芯驱动力大，且为螺旋驱动，摩擦力小因此抗油液污染能力高，远低于高频响比例阀和伺服阀对油质的要求，可靠性高，驱动电机采用高频响电机因此控制频响高，控制精度高、可靠性高；

3、位移传感器采用高速数字通讯传感器，精度高、更新频率高；

4、液压系统优化简洁，无需常规伺服阀控系统的各种精密过滤器；

5、最大剪切速度可达400mm/s,剪切频率110次/分钟，高速定位精度小于 0.2mm，最大剪切力可达100吨。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述的用于高速飞剪装置液压伺服单元的连接结构图；

图2是本实用新型实施例所述的数字伺服阀的结构示意图。

图中：

1、液压油箱；2、吸油过滤器；3、恒压变量泵；4、系统安全阀；5、单向阀；6、高压蓄能器；7、数字伺服阀；8、飞剪油缸；9、位移传感器；10、微处理轴控制器；11、人机操作界面；12、油缸安全阀；13、低压蓄能器；14、第一驱动电机；15、第二驱动电机；16、进油口；17、回油口；18、出油口；19、返油口；20、出油管；21、回油管；22、活塞杆；23、阀芯；24、卡环。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面将参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1-2所示，本实用新型实施例的一种用于高速飞剪装置液压伺服单元，包括液压油箱1、数字伺服阀7、飞剪油缸8、微处理轴控制器10、人机操作界面11，液压油箱1上设有出油管20和回油管21，出油管20的出油端与数字伺服阀7的进油口16相连，出油管20从液压油箱1至数字伺服阀7依次连接有恒压变量泵3、单向阀5、高压蓄能器6，数字伺服阀7上设有进油口16、与回油管21相连的回油口17、与飞剪油缸8进油端相连的出油口18和与飞剪油缸8出油端相连的返油口19，进油口16与出油口18连通，用于飞剪油缸8的进油，回油口17与返油口19连通，用于飞剪油缸8的回油；数字伺服阀7的两端设有均与微处理轴控制器10相连的第一驱动电机14和第二驱动电机15，驱动电机采用高频响电机，飞剪油缸8内设有活塞杆22，活塞杆22的一端设有与微处理轴控制器10连接的位移传感器9，微处理轴控制器10与人机操作界面11通讯连接。

数字伺服阀7内水平设有连通进油口16、回油口17、出油口18和返油口 19的内腔，出油口18和返油口19间隔设置在内腔的一侧，进油口16设置在出油口18和返油口19之间，回油口17设置在出油口18和返油口19远离进油口16的一侧。

所述内腔内设有两端分别与第一驱动电机14和第二驱动电机15连接的阀芯23，阀芯23与内腔之间设有阀套，阀套上设有与各个油口对应的开口，阀芯23可沿内腔旋转和横向移动，阀芯23的外围间隔设有与进油口16和回油口 17相对应的卡环24，卡环24用于封堵进油口16和回油口17。阀芯23为转轴，通过联轴器与第一驱动电机14连接，联轴器与阀芯23之间花键连接，在阀芯 23的外表有纵向的键槽，套在阀芯23上的联轴器也有对应的键槽，可保持跟阀芯23同步旋转，在旋转的同时，阀芯23还可以作纵向滑动，如变速箱换挡齿轮等；阀芯23的另一端通过联轴器与第二驱动电机15连接，阀芯23与联轴器之间设有丝杠螺母，丝杠螺母可将阀芯23的旋转运动转换为水平运动。保证阀芯23可以旋转的同时可以做水平移动。

返油口19与飞剪油缸8出油端之间设有与回油管21连接的油缸安全阀12。

回油管21上设有低压蓄能器13。

恒压变量泵3与单向阀5之间连接有与液压油箱1连接的系统安全阀4。

出油管20伸入液压油箱1的部分上连接有吸油过滤器2。

工作原理：液压油箱1用于储存所需液压油的介质，恒压变量泵3通过在吸油过滤器2从液压油箱1吸取液压油，吸油过滤器2用于粗略过滤油液中的杂质，防止杂质进入恒压变量泵3内，造成泵的磨损；通过调节设定恒压变量泵3的压力调节结构，使恒压变量泵3按设定压力自动调节流量输出所需的流量；系统安全阀4用于保护当恒压变量泵3调压机构失灵时，进行卸油，防止系统超压；单向阀5为用于单向流动，防止油液倒流；高压蓄能器6用于存储飞剪油缸1快速剪切时提供高压油液，可采用小流量油泵和小功率电机，节能和优化液压系统；低压蓄能器13用于吸收储存飞剪油缸1快速剪切时吸油大流量回油，可减少回油压力背压脉冲及减少回油管道通径；油缸安全阀12用于保护飞剪油缸1大活塞杆腔不超压。

微处理主控制器10采用高主频32位微处理器，通过串口连接人机操作界面11并接受人机操作界面11预设的飞剪剪切运动轨迹参数，并将实时位置速度通过串口传递给人机操作界面11可显示实际运动轨迹并进行数据保存，供历史查询。

微处理轴控制器10接受人机操作界面11的飞剪控制指令信号与位移传感器9反馈信号进行闭环速度、位置运算，位移传感器9采用高速数字通讯传感器，精度高、更新频率高，并输出高速脉冲信号驱动数字伺服阀7的第一驱动电机14使驱动电机1旋转；第一驱动电机14带动阀芯23运动，并使飞剪油缸8内的活塞杆22往目标位置运动；此时阀芯23水平移动，阀芯23上的卡环24 离开原位置，进油口16和回油口17打开，出油口与进油口相连通、返油口与回油口相连通；出油口、返油口与飞剪油缸的进油端和回油端相连，使飞剪油缸内的活塞杆往目标位置运动，同时微处理器接收位移传感器9反馈信号进行闭环运算，发出高速脉冲信号驱动第二驱动电机15旋转，微处理器通过运算协调控制第一驱动电机14和驱动第二驱动电机15旋转，减小运行误差。当位移传感器9检测的反馈信号值与控制指令信号值相等达到目标值时，微处理器发出信号驱动第一驱动电机15与第二驱动电机14旋转，使阀芯23到中位，不再进油和回油，飞剪油缸8内的活塞杆22停止运动，从而使飞剪油缸8内的活塞杆22稳定在目标位置。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种用于高速飞剪装置液压伺服单元，其特征在于：包括液压油箱、数字伺服阀、飞剪油缸、微处理轴控制器、人机操作界面，所述液压油箱上设有出油管和回油管，所述出油管的出油端与数字伺服阀的进油口相连，所述出油管从液压油箱至数字伺服阀依次连接有恒压变量泵、单向阀、高压蓄能器，所述数字伺服阀上设有进油口、与回油管相连的回油口、与飞剪油缸进油端相连的出油口和与飞剪油缸出油端相连的返油口，所述数字伺服阀的两端设有均与微处理轴控制器相连的第一驱动电机和第二驱动电机，所述飞剪油缸内设有活塞杆，所述活塞杆的一端设有与微处理轴控制器连接的位移传感器，所述微处理轴控制器与人机操作界面通讯连接。

2.根据权利要求1所述的用于高速飞剪装置液压伺服单元，其特征在于：所述数字伺服阀内水平设有连通进油口、回油口、出油口和返油口的内腔，所述出油口和返油口间隔设置在内腔的一侧，所述进油口设置在出油口和返油口之间，所述回油口设置在出油口和返油口远离进油口的一侧。

3.根据权利要求2所述的用于高速飞剪装置液压伺服单元，其特征在于：所述内腔内设有两端分别与第一驱动电机和第二驱动电机连接的阀芯，所述阀芯可沿内腔旋转和横向移动，所述阀芯的外围间隔设有与进油口和回油口相对应的卡环。

4.根据权利要求1所述的用于高速飞剪装置液压伺服单元，其特征在于：所述返油口与飞剪油缸出油端之间设有与回油管连接的油缸安全阀。

5.根据权利要求1所述的用于高速飞剪装置液压伺服单元，其特征在于：所述回油管上设有低压蓄能器。

6.根据权利要求1所述的用于高速飞剪装置液压伺服单元，其特征在于：所述恒压变量泵与单向阀之间连接有与液压油箱连接的系统安全阀。

7.根据权利要求1所述的用于高速飞剪装置液压伺服单元，其特征在于：所述出油管伸入液压油箱的部分上连接有吸油过滤器。