專利名稱：數控平板沖孔機電液控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型電液控制裝置用于數控平板沖孔機，數控平板沖孔機是一種汽車行業中高精度、高效率的中厚板材加工設備，主要用于汽車橫梁、連接板等沖孔工序的加工生產。
背景技術：
高速沖壓技術是目前被廣泛應用的金屬壓力加工方法之一，它具有效率高、能量省、成本低等特點。隨著我國汽車工業、電子技術以及航天航空等尖端工業的發展，國內市場對數控平板沖孔機的需求越來越大，目前，我國生產的數控平板沖孔機其電液控制裝置主要有兩類(1)進口電液控制裝置，技術成熟，但成本較高；(2)國產電液控制裝置，成本較低，但液壓系統存在性能不穩定、故障率高等問題。數控平板沖孔機主要對板材進行沖孔加工，其工作循環為快速下行一減速沖壓一快速返回一原位停止。沖壓過程中，要求滑塊以較快的速度下降，接近板材時，沖頭速度降低，確保對鋼板的柔性沖壓。沖壓完畢，沖頭快速上升。配套使用的液壓電氣控制技術特點為采用直線位移傳感器，對液壓缸進行線性位移檢測并與液壓控制卡、液壓閥控系統、數控系統結合對油缸位移實行控制。目前國內數控平板沖孔機使用要求油缸上下動作完成對汽車行業中厚板的沖孔動作；工作壓力達到^MPa,沖載力達到810KN ；沖孔頻率高，達到100 120次/min。國產液壓系統主要存在以下問題(1)沖壓次數達不到100次/min。(2)沖擊大，泵易損壞。(3) 油液發熱現象嚴重。
發明內容針對數控平板沖孔機電液裝置的現狀，本實用新型提出一種解決方案，如圖1所示，該方案能解決國產系統存在問題，性能優于進口系統，造價低，價格約為進口系統的 1/2。本方案是通過如下技術措施來實現的一種數控平板沖孔機電液控制裝置，其特征是它包括由高壓泵和低壓泵組成的高低壓雙聯泵，電液伺服閥或高頻響比例閥，液動換向閥和液壓缸組成的差動式增速回路。本方案的具體特點還有，在高壓泵出油口和與之串聯的第一單向閥之間的管路上并聯設置第一調壓卸荷閥組，在低壓泵出油口和與之串聯的第二單向閥之間的管路上并聯設置第二調壓卸荷閥組。調壓卸荷閥組包括二位四通電磁換向閥和濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司生產的Z2D插件、F22蓋板。高壓泵調壓卸荷由調壓卸荷閥組完成，當系統壓力達到設定值時，數顯壓力變送控制器發訊，調壓卸荷閥組中的電磁換向閥失電，高壓泵卸荷。當電磁閥得電時，通過調節調壓卸荷閥組的手輪來設定系統壓力。低壓泵調壓卸荷由調壓卸荷閥組來完成。在回油路上并聯設置第三蓄能器，可以吸收系統的液壓沖擊，消除振動，同時還能提高系統的穩定性。在差動式增速回路第一單向閥后并聯設置第一蓄能器及蓄能器安全閥組回路以及壓力表和數顯壓力變送控制器；蓄能器作為輔助動力源，可以在必要時提高系統流量，進而提高執行元件的運動速度，同時還能降低噪聲，吸收沖擊，減少振動。蓄能器安全閥組便于系統檢修時，釋放蓄能器中的壓力油。在差動式增速回路中液壓缸和液動換向閥之間并聯設置第二蓄能器。在液壓缸回程時，高低壓雙聯泵和第二蓄能器同時向液壓缸下腔供油，實現液壓缸的快速回程。在回油路上串聯有冷卻器和回油濾油器。本方案的有益效果是( 1)采用電液伺服閥或高頻響比例閥，可以實現快速換向。電液伺服閥是電液聯合控制的多級伺服元件，它將微弱的電氣輸入信號放大成大功率的液壓能量輸出。電液伺服閥具有響應快，控制精度高，運行平穩可靠等優點。本方案采用襄樊航宇機電液壓應用技術有限公司的HY150電液伺服閥，HY系列電液伺服閥是一種高性能的流量控制閥，具有結構緊湊、工作性能穩定可靠、動態響應高、流量大、體積小等優點ο方案中采用atos沖壓專用高頻響比例閥DKZOR系列。高頻響比例閥響應頻率高、 性能好，特別適合高動態特性的控制回路中。(2)采用差動連接，極大地提高了液壓缸下降過程中的運動速度，節約了時間，提高了效率。差動連接使用atos液動換向閥DK-I系列，使用壓力達到31. 5MPa，滿足使用要求，性能可靠。(3)采用高低壓雙聯泵、蓄能器，提高了工作效率，節約了能源。液壓缸快進、沖壓、返回的過程中，對壓力和流量的要求各不相同，快速下降和返回時系統壓力低流量大，沖壓時系統所需壓力高流量小，為了更好地實現資源的有效配置， 節約能源，本實用新型采用由高壓泵和低壓泵組成的高低壓雙聯泵。由高壓泵和低壓泵的交替使用實現液壓缸的快速運動及沖壓動作，提高了工作效率，節約了能源。為了更好地實現液壓缸的快速運動，在系統中加入了蓄能器，它作為輔助動力源，可以在必要時提高系統流量，進而提高執行元件的運動速度，同時還能降低噪聲，吸收沖擊，減少振動。由于該系統沖壓頻率高，要求高低壓雙聯泵抗沖擊性能好，本方案中高低壓雙聯泵采用atos公司的 PVPCX2E雙聯泵，由一個柱塞泵和一個葉片泵組成，柱塞泵提供高壓油，額定壓力為^MPa, 最高壓力達到35MPa，能滿足系統要求的工作壓力^MPa。葉片泵提供低壓大流量油。能滿足系統使用要求。因此本實用新型與現有技術相比，實現了技術目的。
圖1是本方案的數控沖孔機部分液壓原理圖(夾鉗部分控制油路不包含在內)。圖中1 一電機，2—高低壓雙聯泵(其中2-1是高壓泵，2-2是低壓泵)，4一高壓濾油器，5—高壓濾油器，6—第二單向閥，7—低壓泵調壓卸荷閥組，8—第二蓄能器，9一第一單向閥，10— 高壓泵調壓卸荷閥組，11 一數顯壓力變送控制器，12—壓力表，13—第一蓄能器，14一第三蓄能器，15—電液伺服閥或高頻響比例閥，16—溢流閥，17—液動換向閥，18—液壓缸，19 一位移傳感器，20—空氣濾清器，21—冷卻器，22—回油濾油器，23—蓄能器安全閥組。
具體實施方式
如圖1所示，一種數控平板沖孔機電液控制裝置，它包括由高壓泵2-1和低壓泵 2-2組成的高低壓雙聯泵2，電液伺服閥或高頻響比例閥15，液動換向閥17和液壓缸18組成的差動式增速回路。在高壓泵2-1出油口和與之串聯的第一單向閥9之間的管路上并聯設置高壓泵調壓卸荷閥組10，在低壓泵2-2出油口和與之串聯的第二單向閥6之間的管路上并聯設置低壓泵調壓卸荷閥組7。調壓卸荷閥組包括二位四通電磁換向閥和濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司生產的Z2D插件、F22蓋板。高壓泵2-1調壓卸荷由調壓卸荷閥組 10完成，當系統壓力達到設定值時，數顯壓力變送控制器11發訊，調壓卸荷閥組10中的電磁換向閥失電，高壓泵2-1卸荷。當電磁閥得電時，通過調節調壓卸荷閥組10的手輪來設定系統壓力。低壓泵2-2調壓卸荷由調壓卸荷閥組7來完成。在回油路上并聯設置第三蓄能器14，可以吸收系統的液壓沖擊，消除振動，同時還能提高系統的穩定性。在差動式增速回路第一單向閥9后并聯設置第一蓄能器13及蓄能器安全閥組23 回路以及壓力表和數顯壓力變送控制器11 ；蓄能器13作為輔助動力源，可以在必要時提高系統流量，進而提高執行元件的運動速度，同時還能降低噪聲，吸收沖擊，減少振動。蓄能器安全閥組23便于系統檢修時，釋放蓄能器13中的壓力油。在差動式增速回路中液壓缸18 和液動換向閥17之間并聯設置第二蓄能器8。在液壓缸18回程時，高低壓雙聯泵2和第二蓄能器8同時向液壓缸18下腔供油，實現液壓缸18的快速回程。在回油路上串聯有冷卻器21和回油濾油器22。工作原理如下(1)快速下行電液伺服閥(或高頻響比例閥)15的輸入電壓為正時，其右位工作，低壓泵2-2排出的液壓油經單向閥6和高壓泵2-1排出的液壓油經單向閥9 一起經過電液伺服閥(或高頻響比例閥)15右位，進入液壓缸18上腔(無桿腔)，液壓缸18下腔(有桿腔)的液壓油經過液動換向閥17和電液伺服閥(或高頻響比例閥)15進入液壓缸上腔，形成了差動快速回路， 活塞桿帶動沖頭快速向下運動。(2)柔性沖壓當沖頭遇到工件時，系統壓力升高，達到液動換向閥17的調定壓力時，液動換向閥17左位接通，數顯壓力變送控制器11發訊，通過控制系統發信號，調壓卸荷閥組7電磁鐵失電，低壓泵2-2經調壓卸荷閥組7卸荷，差動回路被切斷。只由高壓泵2-1經電液伺服閥15右位向液壓缸上腔供油，活塞緩慢向下運動，沖壓工件。液壓缸18下腔的液壓油向蓄能器8充液，當下腔壓力達到溢流閥16設定值時，溢流閥16打開，液壓油經液動換向閥17 和溢流閥16回油箱。(3)快速返回沖壓完畢后，沖頭達到下位極限，位移傳感器19向控制系統發信號，使電液伺服閥(或高頻響比例閥)15的輸入電壓信號為負，控制電液伺服閥15左位工作，同時負載消失，系統壓力降低，液動換向閥17右位接通，低壓泵2-2、高壓泵2-1和蓄能器8同時向液壓缸18下腔供油，上腔的液壓油經電液伺服閥15的左位回油箱，活塞桿快速向上運動，完成一個工作循環。
權利要求1.一種數控平板沖孔機電液控制裝置，其特征是它包括由高壓泵和低壓泵組成的高低壓雙聯泵，電液伺服閥或高頻響比例閥，液動換向閥和液壓缸組成的差動式增速回路。
2.根據權利要求1所述的數控平板沖孔機電液控制裝置，其特征是在高壓泵出油口和與之串聯的第一單向閥之間的管路上并聯設置高壓泵調壓卸荷閥組，在低壓泵出油口和與之串聯的第二單向閥之間的管路上并聯設置低壓泵調壓卸荷閥組。
3.根據權利要求1所述的數控平板沖孔機電液控制裝置，其特征是在回油路上并聯設置第三蓄能器。
4.根據權利要求1所述的數控平板沖孔機電液控制裝置，其特征是在差動式增速回路第一單向閥后并聯設置第一蓄能器及蓄能器安全閥組回路，還有壓力表和數顯壓力變送控制器。
5.根據權利要求1所述的數控平板沖孔機電液控制裝置，其特征是在差動式增速回路中液壓缸和液動換向閥之間并聯設置第二蓄能器。
6.根據權利要求1所述的數控平板沖孔機電液控制裝置，其特征是在回油路上串聯有冷卻器和回油濾油器。
專利摘要一種數控平板沖孔機電液控制裝置，其特征是它包括由高壓泵和低壓泵組成的高低壓雙聯泵，電液伺服閥或高頻響比例閥，液動換向閥和液壓缸組成的差動式增速回路。本實用新型采用高低壓雙聯泵。由高低壓雙聯泵中高壓泵和低壓泵的交替使用實現液壓缸的快速運動及沖壓動作，采用差動連接，提高了工作效率，節約了能源。采用電液伺服閥或高頻響比例閥，可以實現快速換向。
文檔編號F15B11/024GK202097266SQ20112013774
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月4日 優先權日2011年5月4日
發明者吳秀峰, 張云鶴 申請人:濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司