伺服泵控液压机的精密压力控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种伺服泵控液压机的精密压力控制系统，液压机包括由伺服电机驱动的中流量和大流量伺服泵，两泵的出口管路通过动态阀七与主缸上腔油路相连，主缸上腔油路还通过动态阀四及比例阀与油箱相连；主缸下腔管路与插装阀九的出口相连，插装阀九的入口分别通过插装阀五和插装阀八与油箱相连，插装阀五通过溢流阀提供减速加压时的支撑力，回程时插装阀八打开。液压机的每个工作循环依次包括如下动作：蓄能器自动补压、蓄能器停止补压、滑块快速下行、滑块减速加压、滑块保压、滑块卸压、滑块回程及停机。伺服驱动器采用流量控制和PID调节控制两种模式的切换，实现滑块的稳定加压，避免加压过冲使零件产生变形，且卸压平稳。

【技术实现步骤摘要】
伺服泵控液压机的精密压力控制系统
本技术涉及一种液压机，特别涉及一种伺服泵控液压机的精密压力控制系统，属于机床控制系统

技术介绍
液压机正常工艺模式中有定程和定压两种控制方式，定程状态是以滑块停止位置来进行控制的，而定压状态则是以滑块带动上模与下模完全闭合后产生的压力值来进行控制的，但定压状态中滑块快下运行转为工进运行是靠位置信号进行控制，所以在定压模式中最初是使用位置反馈来控制，当执行机构与负载接触后再转换成压力控制，需要控制器具有从位置PID算法向力PID控制算法平稳转变的数学运算能力。市场上目前实现压力精确控制的方式通常为三相异步电动机驱动恒功率变量泵再通过溢流阀或压力调节器实现压力控制，也有部分厂家采用比例溢流阀代替手动调压阀实现控制，通过比例阀的快速响应实现压力的控制，甚至有些设备利用伺服阀的高响应及高精度实现压力的精确控制。采用三相异步电动机驱动恒功率变量泵配以手动或比例溢流阀，易产生压力过冲后再稳定现象，而对于有些零件就会产生无法复原的变形，形成次品。近年来市场上也出现有采用伺服电机驱动齿轮泵，利用伺服的高响应及控制柔性来实现压力的精确控制。在液压系统应用上普遍采用插装阀结构，保压状态普遍采用溢流方式，这也是造成油温升高的主要原因。插装阀系统的响应（如换向、开口等）存在不及时，易产生过压及压力振荡；控制信号采用模拟量易受干扰，特别是远距离控制或多泵合流控制特别明显。采用伺服泵控制时，既有泵口压力传感器又有主缸上腔压力传感器，传感器采用电压信号不但易受干扰还不便于排查故障。在高频次运行下，卸压时冲击响声较大，易造成固定件松动。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种伺服泵控液压机的精密压力控制系统，可实现滑块的稳定加压，避免过冲，压力控制的精度高。为解决以上技术问题，本技术的一种伺服泵控液压机的精密压力控制系统，包括安装在滑块上方的主缸1，主缸1的下腔与主缸下腔油路G1相连，主缸1的上腔与主缸上腔油路G2相连，还包括由伺服电机一M1共同驱动的中流量伺服泵B1和大流量伺服泵B2，中流量伺服泵B1的出口与插装阀一CZ1的入口相连，大流量伺服泵B2的出口与插装阀二CZ2的入口相连，插装阀一CZ1及插装阀二CZ2的液控口分别与各自的出口相连，插装阀一CZ1及插装阀二CZ2的出口均与主泵出口管路G3相连，主泵出口管路G3与动态阀七C7的入口相连，动态阀七C7的出口与主缸上腔油路G2相连，动态阀七C7的液控口A通过节流阀与电磁换向阀七YV7的A口相连，动态阀七C7的液控口B通过节流阀与电磁换向阀七YV7的B口相连，电磁换向阀七YV7的P口与控制油液管G4相连，电磁换向阀七YV7的T口与下油箱相连，电磁换向阀七YV7为Y型两位四通电磁换向阀。相对于现有技术，本技术取得了以下有益效果：滑块快速下行时，伺服电机一M1驱动大流量伺服泵B2泵出的压力油经插装阀二CZ2进入主泵出口管路G3，中流量伺服泵B1泵出的压力油经插装阀一CZ1进入主泵出口管路G3；滑块减速加压或保压时，仅中流量伺服泵B1泵出的压力油经插装阀一CZ1进入主泵出口管路G3；当电磁换向阀七YV7得电时，其P口与A口直通，B口与T口直通，动态阀七C7迅速打开，主泵出口管路G3中的压力油进入主缸上腔油路G2中。本技术去除了传统液压系统中主缸供油通道中的单向阀，由伺服泵直接进行主缸上腔的压力控制，消除主泵出口管路G3与主缸上腔油路G2之间的压力差。采用开启和关闭时间很快以及能保证阀芯可靠归座的动态阀，配合伺服泵的高柔性可实现单向控制的及时响应，避免压力振荡。作为本技术的改进，还包括由伺服电机二M2驱动的小流量伺服泵B3，小流量伺服泵B3的出口与插装阀三CZ3的入口相连，插装阀三CZ3的液控口与电磁换向阀三YV3的A口相连，电磁换向阀三YV3的P口与辅助供油管G5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为D型两位四通电磁换向阀，插装阀三CZ3的出口与辅助供油管G5相连，辅助供油管G5的出口通过球阀一V1与控制油液管G4相连；辅助供油管G5上连接有蓄能器AC和蓄能器压力传感器PN2。工作前，向蓄能器AC中充入6MPa的氮气，并打开球阀一V1；滑块动作前，启动伺服电机二M2，小流量伺服泵B3泵出压力油，此时电磁换向阀三YV3得电，其A口与T口相通，P口与B口相通，将插装阀三CZ3打开，辅助供油管G5建压并对蓄能器AC进行补压，当蓄能器压力传感器PN2探测到蓄能器AC的充液压力达到16Mpa时，电磁换向阀三YV3失电使插装阀三CZ3关闭，同时小流量伺服泵B3停止向蓄能器AC补压，由辅助供油管G5及蓄能器AC向控制油液管G4提供压力油。由于控制油液的油量消耗比较小，本技术采用小流量伺服泵B3向蓄能器AC补压，然后利用蓄能器AC的储能功能为系统提供控制油液，可以减少大泵的启动，节约能源。作为本技术进一步的改进，中流量伺服泵B1的出口安装有泵口压力传感器PN1，且与动态阀一C1的入口相连，动态阀一C1的出口与下油箱相连，动态阀一C1的液控口A通过节流阀与电磁换向阀一YV1的A口相连，动态阀一C1的液控口B通过节流阀与电磁换向阀一YV1的B口相连，电磁换向阀一YV1的P口与控制油液管G4相连，电磁换向阀一YV1的T口与下油箱相连；大流量伺服泵B2的出口管路与动态阀二C2的入口相连，动态阀二C2的出口与下油箱相连，动态阀二C2的液控口A通过节流阀与电磁换向阀二YV2的A口相连，动态阀二C2的液控口B通过节流阀与电磁换向阀二YV2的B口相连，电磁换向阀二YV2的P口与控制油液管G4相连，电磁换向阀二YV2的T口与下油箱相连；电磁换向阀一YV1及电磁换向阀二YV2为D型两位四通电磁换向阀。滑块快速下行或回程时，电磁换向阀一YV1得电，其P口与B口相通，A口与T口相通，动态阀一C1迅速关闭；同时电磁换向阀二YV2得电，其P口与B口相通，A口与T口相通，动态阀二C2迅速关闭，中流量伺服泵B1与大流量伺服泵B2同时工作，使主泵出口管路G3迅速建压。当滑块减速加压或保压时，电磁换向阀二YV2失电使动态阀二C2迅速打开，大流量伺服泵B2停止工作，电磁换向阀一YV1保持在得电状态，由中流量伺服泵B1单独向主泵出口管路G3供油。当滑块卸压时，电磁换向阀一YV1与电磁换向阀二YV2同时失电，中流量伺服泵B1与大流量伺服泵B2均不工作。泵口压力传感器PN1向控制系统实时反馈中流量伺服泵B1出口的压力，结合伺服电机一M1的高响应，调整中流量伺服泵B1的流量输出，当主泵出口管路G3未建压时，用流量控制建立油压，当主泵出口管路G3已经建压后则采用PID调节控制主泵出口管路G3的油压，可实现稳定加压避免过冲并保证压力控制的精度，避免使零件产生无法复原的变形。作为本技术进一步的改进，中流量伺服泵B1的出口管路通过调压阀一F1与下油箱相连，大流量伺服泵B2的出口管路通过调压阀二F2与下油箱相连，辅助供油管G5还分别通过调压阀三F3及球阀二V2与下油箱相连。当中流量伺服泵B1的出口压力达到25MPa时，调压阀一F1打开卸压，以保护中流量伺服泵B1。当大流量伺服泵B2的出口压力达到10MPa时，调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种伺服泵控液压机的精密压力控制系统，包括安装在滑块上方的主缸(1)，主缸(1)的下腔与主缸下腔油路(G1)相连，主缸(1)的上腔与主缸上腔油路(G2)相连，其特征在于：还包括由伺服电机一(M1)共同驱动的中流量伺服泵(B1)和大流量伺服泵(B2)，中流量伺服泵(B1)的出口与插装阀一(CZ1)的入口相连，大流量伺服泵(B2) 的出口与插装阀二(CZ2)的入口相连，插装阀一(CZ1)及插装阀二(CZ2)的液控口分别与各自的出口相连，插装阀一(CZ1)及插装阀二(CZ2)的出口均与主泵出口管路(G3)相连，主泵出口管路(G3)与动态阀七(C7)的入口相连，动态阀七(C7)的出口与主缸上腔油路(G2)相连，动态阀七(C7)的液控口A通过节流阀与电磁换向阀七(YV7)的A口相连，动态阀七(C7)的液控口B通过节流阀与电磁换向阀七(YV7)的B口相连，电磁换向阀七(YV7)的P口与控制油液管(G4)相连，电磁换向阀七(YV7)的T口与下油箱相连，电磁换向阀七(YV7)为Y型两位四通电磁换向阀。

【技术特征摘要】
1.一种伺服泵控液压机的精密压力控制系统，包括安装在滑块上方的主缸(1)，主缸(1)的下腔与主缸下腔油路(G1)相连，主缸(1)的上腔与主缸上腔油路(G2)相连，其特征在于：还包括由伺服电机一(M1)共同驱动的中流量伺服泵(B1)和大流量伺服泵(B2)，中流量伺服泵(B1)的出口与插装阀一(CZ1)的入口相连，大流量伺服泵(B2)的出口与插装阀二(CZ2)的入口相连，插装阀一(CZ1)及插装阀二(CZ2)的液控口分别与各自的出口相连，插装阀一(CZ1)及插装阀二(CZ2)的出口均与主泵出口管路(G3)相连，主泵出口管路(G3)与动态阀七(C7)的入口相连，动态阀七(C7)的出口与主缸上腔油路(G2)相连，动态阀七(C7)的液控口A通过节流阀与电磁换向阀七(YV7)的A口相连，动态阀七(C7)的液控口B通过节流阀与电磁换向阀七(YV7)的B口相连，电磁换向阀七(YV7)的P口与控制油液管(G4)相连，电磁换向阀七(YV7)的T口与下油箱相连，电磁换向阀七(YV7)为Y型两位四通电磁换向阀。2.根据权利要求1所述的伺服泵控液压机的精密压力控制系统，其特征在于：还包括由伺服电机二(M2)驱动的小流量伺服泵(B3)，小流量伺服泵(B3)的出口与插装阀三(CZ3)的入口相连，插装阀三(CZ3)的液控口与电磁换向阀三(YV3)的A口相连，电磁换向阀三(YV3)的P口与辅助供油管(G5)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)为D型两位四通电磁换向阀，插装阀三(CZ3)的出口与辅助供油管(G5)相连，辅助供油管(G5)的出口通过球阀一(V1)与控制油液管(G4)相连；辅助供油管(G5)上连接有蓄能器(AC)和蓄能器压力传感器(PN2)。3.根据权利要求2所述的伺服泵控液压机的精密压力控制系统，其特征在于：中流量伺服泵(B1)的出口安装有泵口压力传感器(PN1)，且与动态阀一(C1)的入口相连，动态阀一(C1)的出口与下油箱相连，动态阀一(C1)的液控口A通过节流阀与电磁换向阀一(YV1)的A口相连，动态阀一(C1)的液控口B通过节流阀与电磁换向阀一(YV1)的B口相连，电磁换向阀一(YV1)的P口与控制油液管(G4)相连，电磁换向阀一(YV1)的T口与下油箱相连；大流量伺服泵(B2)的出口管路与动态阀二(C2)的入口相连，动态阀二(C2)的出口与下油箱相连，动态阀二(C2)的液控口A通过节流阀与电磁换向阀二(YV2)的A口相连，动态阀二(C2)的液控口B通过节流阀与电磁换向阀二(YV2)的B口相连，电磁换向阀二(YV2)的P口与控制油液管(G4)相连，电磁换向阀二(YV2)的T口与下油箱相连；电磁换向阀一(YV1)及电磁换向阀二(YV2)为D型两位四通电磁换向阀。4.根据权利要求2所述的伺服泵控液压机的精密压力控制系统，其特征在于：中流量伺服泵(B1)的出口管路通过调压阀一(F1)与下油箱相连，大流量伺服泵(B2)的出口管路通过调压阀二(F2)与下油箱相连，辅助供油管(G5)还分别通过调压阀三(F3)及球阀二(V2)与下油箱相连。5.根据权利要求3所述的伺服泵控液压机的精密压力控制系统，其特征在于：主泵出口管路(G3)的出口与插装阀八(CZ8)的入口相连，插装阀八(CZ8)的出口与插装阀九(CZ9)的入口相连，插装阀九(CZ9)的出口与主缸下腔油路(G1)相连；插装阀八(CZ8)的液控口与梭阀(S1)的中部出口相连，梭阀(S1)的右...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔礼惠，
申请(专利权)人：江苏国力锻压机床有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32