专利名称：数控平板冲孔机电液控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型电液控制装置用于数控平板冲孔机，数控平板冲孔机是一种汽车行业中高精度、高效率的中厚板材加工设备，主要用于汽车横梁、连接板等冲孔工序的加工生产。
背景技术：
高速冲压技术是目前被广泛应用的金属压力加工方法之一，它具有效率高、能量省、成本低等特点。随着我国汽车工业、电子技术以及航天航空等尖端工业的发展，国内市场对数控平板冲孔机的需求越来越大，目前，我国生产的数控平板冲孔机其电液控制装置主要有两类(1)进口电液控制装置，技术成熟，但成本较高；(2)国产电液控制装置，成本较低，但液压系统存在性能不稳定、故障率高等问题。数控平板冲孔机主要对板材进行冲孔加工，其工作循环为快速下行一减速冲压一快速返回一原位停止。冲压过程中，要求滑块以较快的速度下降，接近板材时，冲头速度降低，确保对钢板的柔性冲压。冲压完毕，冲头快速上升。配套使用的液压电气控制技术特点为采用直线位移传感器，对液压缸进行线性位移检测并与液压控制卡、液压阀控系统、数控系统结合对油缸位移实行控制。目前国内数控平板冲孔机使用要求油缸上下动作完成对汽车行业中厚板的冲孔动作；工作压力达到^MPa,冲载力达到810KN ；冲孔频率高，达到100 120次/min。国产液压系统主要存在以下问题(1)冲压次数达不到100次/min。(2)冲击大，泵易损坏。(3) 油液发热现象严重。
发明内容针对数控平板冲孔机电液装置的现状，本实用新型提出一种解决方案，如图1所示，该方案能解决国产系统存在问题，性能优于进口系统，造价低，价格约为进口系统的 1/2。本方案是通过如下技术措施来实现的一种数控平板冲孔机电液控制装置，其特征是它包括由高压泵和低压泵组成的高低压双联泵，电液伺服阀或高频响比例阀，液动换向阀和液压缸组成的差动式增速回路。本方案的具体特点还有，在高压泵出油口和与之串联的第一单向阀之间的管路上并联设置第一调压卸荷阀组，在低压泵出油口和与之串联的第二单向阀之间的管路上并联设置第二调压卸荷阀组。调压卸荷阀组包括二位四通电磁换向阀和济南铸造锻压机械研究所有限公司生产的Z2D插件、F22盖板。高压泵调压卸荷由调压卸荷阀组完成，当系统压力达到设定值时，数显压力变送控制器发讯，调压卸荷阀组中的电磁换向阀失电，高压泵卸荷。当电磁阀得电时，通过调节调压卸荷阀组的手轮来设定系统压力。低压泵调压卸荷由调压卸荷阀组来完成。在回油路上并联设置第三蓄能器，可以吸收系统的液压冲击，消除振动，同时还能提高系统的稳定性。在差动式增速回路第一单向阀后并联设置第一蓄能器及蓄能器安全阀组回路以及压力表和数显压力变送控制器；蓄能器作为辅助动力源，可以在必要时提高系统流量，进而提高执行元件的运动速度，同时还能降低噪声，吸收冲击，减少振动。蓄能器安全阀组便于系统检修时，释放蓄能器中的压力油。在差动式增速回路中液压缸和液动换向阀之间并联设置第二蓄能器。在液压缸回程时，高低压双联泵和第二蓄能器同时向液压缸下腔供油，实现液压缸的快速回程。在回油路上串联有冷却器和回油滤油器。本方案的有益效果是( 1)采用电液伺服阀或高频响比例阀，可以实现快速换向。电液伺服阀是电液联合控制的多级伺服元件，它将微弱的电气输入信号放大成大功率的液压能量输出。电液伺服阀具有响应快，控制精度高，运行平稳可靠等优点。本方案采用襄樊航宇机电液压应用技术有限公司的HY150电液伺服阀，HY系列电液伺服阀是一种高性能的流量控制阀，具有结构紧凑、工作性能稳定可靠、动态响应高、流量大、体积小等优点ο方案中采用atos冲压专用高频响比例阀DKZOR系列。高频响比例阀响应频率高、 性能好，特别适合高动态特性的控制回路中。(2)采用差动连接，极大地提高了液压缸下降过程中的运动速度，节约了时间，提高了效率。差动连接使用atos液动换向阀DK-I系列，使用压力达到31. 5MPa，满足使用要求，性能可靠。(3)采用高低压双联泵、蓄能器，提高了工作效率，节约了能源。液压缸快进、冲压、返回的过程中，对压力和流量的要求各不相同，快速下降和返回时系统压力低流量大，冲压时系统所需压力高流量小，为了更好地实现资源的有效配置， 节约能源，本实用新型采用由高压泵和低压泵组成的高低压双联泵。由高压泵和低压泵的交替使用实现液压缸的快速运动及冲压动作，提高了工作效率，节约了能源。为了更好地实现液压缸的快速运动，在系统中加入了蓄能器，它作为辅助动力源，可以在必要时提高系统流量，进而提高执行元件的运动速度，同时还能降低噪声，吸收冲击，减少振动。由于该系统冲压频率高，要求高低压双联泵抗冲击性能好，本方案中高低压双联泵采用atos公司的 PVPCX2E双联泵，由一个柱塞泵和一个叶片泵组成，柱塞泵提供高压油，额定压力为^MPa, 最高压力达到35MPa，能满足系统要求的工作压力^MPa。叶片泵提供低压大流量油。能满足系统使用要求。因此本实用新型与现有技术相比，实现了技术目的。
图1是本方案的数控冲孔机部分液压原理图(夹钳部分控制油路不包含在内)。图中1 一电机，2—高低压双联泵(其中2-1是高压泵，2-2是低压泵)，4一高压滤油器，5—高压滤油器，6—第二单向阀，7—低压泵调压卸荷阀组，8—第二蓄能器，9一第一单向阀，10— 高压泵调压卸荷阀组，11 一数显压力变送控制器，12—压力表，13—第一蓄能器，14一第三蓄能器，15—电液伺服阀或高频响比例阀，16—溢流阀，17—液动换向阀，18—液压缸，19 一位移传感器，20—空气滤清器，21—冷却器，22—回油滤油器，23—蓄能器安全阀组。
具体实施方式
如图1所示，一种数控平板冲孔机电液控制装置，它包括由高压泵2-1和低压泵 2-2组成的高低压双联泵2，电液伺服阀或高频响比例阀15，液动换向阀17和液压缸18组成的差动式增速回路。在高压泵2-1出油口和与之串联的第一单向阀9之间的管路上并联设置高压泵调压卸荷阀组10，在低压泵2-2出油口和与之串联的第二单向阀6之间的管路上并联设置低压泵调压卸荷阀组7。调压卸荷阀组包括二位四通电磁换向阀和济南铸造锻压机械研究所有限公司生产的Z2D插件、F22盖板。高压泵2-1调压卸荷由调压卸荷阀组 10完成，当系统压力达到设定值时，数显压力变送控制器11发讯，调压卸荷阀组10中的电磁换向阀失电，高压泵2-1卸荷。当电磁阀得电时，通过调节调压卸荷阀组10的手轮来设定系统压力。低压泵2-2调压卸荷由调压卸荷阀组7来完成。在回油路上并联设置第三蓄能器14，可以吸收系统的液压冲击，消除振动，同时还能提高系统的稳定性。在差动式增速回路第一单向阀9后并联设置第一蓄能器13及蓄能器安全阀组23 回路以及压力表和数显压力变送控制器11 ；蓄能器13作为辅助动力源，可以在必要时提高系统流量，进而提高执行元件的运动速度，同时还能降低噪声，吸收冲击，减少振动。蓄能器安全阀组23便于系统检修时，释放蓄能器13中的压力油。在差动式增速回路中液压缸18 和液动换向阀17之间并联设置第二蓄能器8。在液压缸18回程时，高低压双联泵2和第二蓄能器8同时向液压缸18下腔供油，实现液压缸18的快速回程。在回油路上串联有冷却器21和回油滤油器22。工作原理如下(1)快速下行电液伺服阀(或高频响比例阀)15的输入电压为正时，其右位工作，低压泵2-2排出的液压油经单向阀6和高压泵2-1排出的液压油经单向阀9 一起经过电液伺服阀(或高频响比例阀)15右位，进入液压缸18上腔(无杆腔)，液压缸18下腔(有杆腔)的液压油经过液动换向阀17和电液伺服阀(或高频响比例阀)15进入液压缸上腔，形成了差动快速回路， 活塞杆带动冲头快速向下运动。(2)柔性冲压当冲头遇到工件时，系统压力升高，达到液动换向阀17的调定压力时，液动换向阀17左位接通，数显压力变送控制器11发讯，通过控制系统发信号，调压卸荷阀组7电磁铁失电，低压泵2-2经调压卸荷阀组7卸荷，差动回路被切断。只由高压泵2-1经电液伺服阀15右位向液压缸上腔供油，活塞缓慢向下运动，冲压工件。液压缸18下腔的液压油向蓄能器8充液，当下腔压力达到溢流阀16设定值时，溢流阀16打开，液压油经液动换向阀17 和溢流阀16回油箱。(3)快速返回冲压完毕后，冲头达到下位极限，位移传感器19向控制系统发信号，使电液伺服阀(或高频响比例阀)15的输入电压信号为负，控制电液伺服阀15左位工作，同时负载消失，系统压力降低，液动换向阀17右位接通，低压泵2-2、高压泵2-1和蓄能器8同时向液压缸18下腔供油，上腔的液压油经电液伺服阀15的左位回油箱，活塞杆快速向上运动，完成一个工作循环。
权利要求1.一种数控平板冲孔机电液控制装置，其特征是它包括由高压泵和低压泵组成的高低压双联泵，电液伺服阀或高频响比例阀，液动换向阀和液压缸组成的差动式增速回路。
2.根据权利要求1所述的数控平板冲孔机电液控制装置，其特征是在高压泵出油口和与之串联的第一单向阀之间的管路上并联设置高压泵调压卸荷阀组，在低压泵出油口和与之串联的第二单向阀之间的管路上并联设置低压泵调压卸荷阀组。
3.根据权利要求1所述的数控平板冲孔机电液控制装置，其特征是在回油路上并联设置第三蓄能器。
4.根据权利要求1所述的数控平板冲孔机电液控制装置，其特征是在差动式增速回路第一单向阀后并联设置第一蓄能器及蓄能器安全阀组回路，还有压力表和数显压力变送控制器。
5.根据权利要求1所述的数控平板冲孔机电液控制装置，其特征是在差动式增速回路中液压缸和液动换向阀之间并联设置第二蓄能器。
6.根据权利要求1所述的数控平板冲孔机电液控制装置，其特征是在回油路上串联有冷却器和回油滤油器。
专利摘要一种数控平板冲孔机电液控制装置，其特征是它包括由高压泵和低压泵组成的高低压双联泵，电液伺服阀或高频响比例阀，液动换向阀和液压缸组成的差动式增速回路。本实用新型采用高低压双联泵。由高低压双联泵中高压泵和低压泵的交替使用实现液压缸的快速运动及冲压动作，采用差动连接，提高了工作效率，节约了能源。采用电液伺服阀或高频响比例阀，可以实现快速换向。
文档编号F15B11/024GK202097266SQ20112013774
公开日2012年1月4日 申请日期2011年5月4日 优先权日2011年5月4日
发明者吴秀峰, 张云鹤 申请人:济南铸造锻压机械研究所有限公司