一种压机及其液压闭环控制系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种压机的液压闭环控制系统，包括主控制器、伺服驱动器、伺服电机、用于监测系统压力的压力检测装置及用于监测流量的流量检测装置；还包括压力补偿式的变量柱塞泵，所述变量柱塞泵的补偿阀在系统压力低于预设压力时保持关闭以通过所述伺服电机调节所述变量柱塞泵的流量，所述变量柱塞泵的补偿阀在所述系统压力高于所述预设压力时开启以通过压力控制调节所述变量柱塞泵的流量。采用本发明专利技术提供的液压闭环控制系统不仅维持了原伺服系统定量泵的优势，同时也优化了原系统中溢流损失、节流损失等缺陷，进而节约了能耗、降低了成本。本发明专利技术还公开了一种压机的液压闭环控制方法及包括上述液压闭环控制系统的压机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液压
，更具体地说，涉及一种压机的液压闭环控制系统和方法，还涉及一种包括上述液压闭环控制系统的压机。
技术介绍
压机是一种利用液体静压力来加工各种材料的机械，它常用于压制工艺和压制成形工艺，如锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉深、粉末冶金、压装等。作为一种典型的周期性工作设备，压机在一个工作周期中，各个阶段均是通过油泵马达泵出液压油到各个油缸推动传动机构完成一系列动作，各个阶段需要不同的压力和流量。现有技术中常见的压机均为伺服压机，即通过伺服电机驱动主传动油泵，减少控制阀回路，对压机滑块进行控制的一种节能高效压机。伺服驱动的压机具有节能、低噪、高效等优点，具有广泛的市场前景。压机的一个工艺流程一般要求主缸完成以下流程：主缸快速下行——减速压制——排气——保压延时——泄压回程。但目前大部分伺服压机中所使用的油泵为定量泵，由于泵的排量一定，但负载有速度要求，所以一部分流量需要从主溢流阀流回油箱，该过程中就造成了溢流损耗。同时由于比例节流阀做调速回路，因而又存在节流损耗。综上所述，如何有效地解决压机由于溢流损耗、节流损耗等造成能耗及成本较高等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的第一个目的在于提供一种压机的液压闭环控制系统，该液压闭环控制系统的结构设计可以有效地解决压机由于溢流损耗、节流损耗等造成能耗及成本较高的问题，本专利技术的第二个目的是提供一种压机的液压闭环控制方法及一种包括上述压机的液压闭环控制系统的压机。为了达到上述第一个目的，本专利技术提供如下技术方案：一种压机的液压闭环控制系统，包括主控制器、伺服驱动器、伺服电机、用于监测系统压力的压力检测装置及用于监测流量的流量检测装置；还包括压力补偿式的变量柱塞泵，所述变量柱塞泵的补偿阀在系统压力低于预设压力时保持关闭以通过所述伺服电机调节所述变量柱塞泵的流量，所述变量柱塞泵的补偿阀在所述系统压力高于所述预设压力时开启以通过压力控制调节所所述变量柱塞泵的流量。优选地，上述液压闭环控制系统中，所述压力检测装置为压力传感器。优选地，上述液压闭环控制系统中，所述流量检测装置为编码器。优选地，上述液压闭环控制系统中，所述主控制器包括用于显示所述压力检测装置和所述流量检测装置检测结果的显示装置。优选地，上述液压闭环控制系统中，所述主控制器包括用于设定所述变量柱塞泵的补偿压力弹簧的所述预设压力的压力设定模块。本专利技术提供的压机的液压闭环控制系统包括主控制器、伺服驱动器、伺服电机、压力检测装置、流量检测装置和压力补偿式的变量柱塞泵。其中，压力检测装置用于监测系统压力，流量检测装置用于监测系统的流量。变量柱塞泵的补偿阀在系统压力低于预设压力时保持关闭，系统通过调节伺服电机的转速以调节压力补偿式变量柱塞泵的流量；当系统压力高于预设压力时，补偿阀开启通过变量柱塞泵的自身压力补偿调节变量柱塞泵的流量。应用本专利技术提供的压机的液压闭环控制系统时，当系统压力F<补偿压力弹簧设定压力Ps，即预设压力时，补偿阀保持关闭，变量柱塞泵继续做最大排量V_max运转，即补偿压力弹簧设定压力没有到达之前，流量的变化是通过伺服电机的转速变化而调节的。即根据Q＝V*n(n为泵的转速，V＝V_max)，通过伺服系统调节伺服电机的转速，进而调节泵的流量。当F≥Ps时，补偿阀芯将克服弹簧力开始移动，液压油将按比例流进控制活塞腔。由于控制活塞面积比斜盘活塞面积大，所以控制活塞推动斜盘向减少变量柱塞泵排量的方向移动。补偿控制系统继续按比例给控制活塞供油，并且调节液压泵的排量直到系统压力恒定。此时，变量柱塞泵仅提供载荷需要的液压油流量。该压力补偿变量泵通过变量机构控制斜盘活塞，使斜盘保持一定的开口，当变量柱塞泵输出压力达到预设压力时，切换至压力控制状态，所以闭环变量泵既无溢流损失，也无节流损失。因而采用上述液压闭环控制系统不仅维持了原伺服系统定量泵的优势，同时也优化了原系统中溢流损失、节流损失等缺陷，进而节约了能耗、降低了成本。为了达到上述第二个目的，本专利技术还提供了一种压机，该压机包括液压缸，还包括上述任一种液压闭环控制系统。由于上述的液压闭环控制系统有上述技术效果，具有该液压闭环控制系统的压机也应具有相应的技术效果。本专利技术还提供了一种压机的液压闭环控制方法，包括：设定压力补偿式的变量柱塞泵的补偿压力弹簧的预设压力；当系统压力小于所述预设压力时，所述变量柱塞泵的补偿阀关闭，所述变量柱塞泵以最大排量运行，并根据所述系统压力及所述变量柱塞泵的流量控制伺服电机的转速；当所述系统压力大于所述预设压力时，所述变量柱塞泵的补偿阀开启，调节所述变量柱塞泵的排量直至所述系统压力恒定，当系统压力下降至小于所述预设压力时，所述变量柱塞泵的补偿阀的阀芯回位，所述变量柱塞泵以最大排量运行。优选地，上述液压闭环控制方法中，所述根据所述系统压力及所述变量柱塞泵的流量控制伺服电机的转速，具体包括：根据压力传感器检测的所述系统压力和编码器检测的所述变量柱塞泵的流量控制伺服电机的转速。优选地，上述液压闭环控制方法中，所述设定变量柱塞泵的补偿压力弹簧的预设压力，具体包括：根据所述压机运行各阶段的压力需求，主控制器设定所述各阶段对应的预设压力，并将所述预设压力发送至所述变量柱塞泵。应用本专利技术提供的压机的液压闭环控制方法，不仅维持了原伺服系统定量泵的优势，同时也优化了原系统中溢流损失、节流损失等缺陷，进而节约了能耗、降低了成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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为本专利技术提供的液压闭环控制系统一种具体实施方式的结构示意图；图2为压力补偿式的变量柱塞泵的控制原理结构示意图；图3为压机的工艺流程示意图；图4为压力补偿变量特性曲线图；图5为本专利技术提供的液压闭环控制方法一种具体实施方式的流程示意图。附图中标记如下：主控制器101，伺服驱动器102，伺服电机103，流量检测装置104，压力检测装置105，变量柱塞泵106，液压缸107，斜盘1，补偿阀2。具体实施方式本专利技术实施例公开了一种压机的液压闭环控制系统，以避免溢流损耗、节流损耗，节约能耗及成本。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-图5，图1为本专利技术提供的液压闭环控制系统一种具体实施方式的结构示意图；图2为压力补偿式的变量柱塞泵的控制原理结构示意图；图3为压机的工艺流程示意图；图4为压力补偿变量特性曲线图；图5为本专利技术提供的液压闭环控制方法一种具体实施方式的流程示意图。在一种具体实施方式中，本专利技术提供的压机的液压闭环控制系统包括主控制器101、伺服驱动器102、伺服电机103、流量检测装置104、压力检测装置105和压力补偿式的变量柱塞泵106。其中，主控制器101及伺服驱动器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压机的液压闭环控制系统，包括主控制器、伺服驱动器、伺服电机、用于监测系统压力的压力检测装置及用于监测流量的流量检测装置；其特征在于，还包括压力补偿式的变量柱塞泵，所述变量柱塞泵的补偿阀在系统压力低于预设压力时保持关闭以通过所述伺服电机调节所述变量柱塞泵的流量，所述变量柱塞泵的补偿阀在所述系统压力高于所述预设压力时开启以通过压力控制调节所述变量柱塞泵的流量。

【技术特征摘要】
1.一种压机的液压闭环控制系统，包括主控制器、伺服驱动器、伺服电机、用于监测系统压力的压力检测装置及用于监测流量的流量检测装置；其特征在于，还包括压力补偿式的变量柱塞泵，所述变量柱塞泵的补偿阀在系统压力低于预设压力时保持关闭以通过所述伺服电机调节所述变量柱塞泵的流量，所述变量柱塞泵的补偿阀在所述系统压力高于所述预设压力时开启以通过压力控制调节所述变量柱塞泵的流量。2.根据权利要求1所述的压机的液压闭环控制系统，其特征在于，所述压力检测装置为压力传感器。3.根据权利要求1所述的压机的液压闭环控制系统，其特征在于，所述流量检测装置为编码器。4.根据权利要求1所述的压机的液压闭环控制系统，其特征在于，所述主控制器包括用于显示所述压力检测装置和所述流量检测装置检测结果的显示装置。5.根据权利要求1-4任一项所述的压机的液压闭环控制系统，其特征在于，所述主控制器包括用于设定所述变量柱塞泵的补偿压力弹簧的所述预设压力的压力设定模块。6.一种压机，包括液压缸；其特征在于，还包括如权利要求1-5任一项所述的液压闭环控...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新建，
申请(专利权)人：宁波弘讯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33