本发明涉及压铸机技术领域,尤其涉及一种压力闭环控制油路。
背景技术:
当前行业内经常会使用到压力放大功能,我们常用的方式都是用增压活塞做固定增压比来实现压力放大,当增压活塞入口压力一定时,增压压力为固定值。
在设备使用中,首先经常会遇到更换模具的情况,此时就需要进行工艺调整,其中就包括增压压力调整,因为需要反复调试,所以增压压力会较频繁更改。因我们目前使用的增压方式增压比值固定,当压射活塞入口即蓄能器压力一定时,增压压力则为固定值,此时想要调整增压压力则必须反复调整蓄能器压力;甚至于有时候因氮气预冲压力太高,当蓄能器需要储较低压力时油量储存不够,导致需要释放氮气以满足储油量;当释放氮气之后使氮气预冲压力降低,再需要储到较高压力时可能蓄能器充满油液也达不到较高的储能目标值,此时又需要充入氮气,如此反复操作较为麻烦。其次,蓄能器装置本身会有一定量的泄漏,时间久了会影响储能器的正常工作,此时就需要再次重新充入氮气以满足正常的生产需求。
为了延长因泄漏引起的充氮周期,解决因更换模具后的工艺调整过程中所引起的氮气释放或者补充问题,我们需要在增压上做出进一步改进。
技术实现要素:
本发明提出一种压力闭环控制油路以解决上述技术问题。
为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案为:
一种压力闭环控制油路,包括压射油缸、油箱、油泵、快速蓄能器a1、具有若干电控阀的输油管路和控制单元,所述压射油缸的内部腔体包括具有增压入口的增压无杆腔、具有增压出口的增压有杆腔、具有压射入口的压射无杆腔、具有压射出口的压射有杆腔,所述输油管路中的电控阀均与控制单元电连接;所述输油管路包括:连接快速蓄能器a1与压射入口的压射控制管路,连接压射出口与油箱的压射出口闭环控制管路,连接增压入口与快速蓄能器a1的增压控制管路,连接增压出口与油箱的增压出口闭环控制管路,连接增压出口与油箱的增压复位充液管路,连接增压入口与油箱的增压复位回油管路,连接油泵与快速蓄能器a1的蓄能器控制管路,连接油泵与压射入口的锤前控制管路,连接油泵和压射出口的回锤管路;通过控制单元和出口闭环控制管路实现压射出口速度的单闭环控制,通过调节增压回油控制管路改变增压有杆腔的背压大小,从而实现增压出口压力的单闭环控制。
作为优选,所述压射出口连接有压力传感器r1和/或压力表b1;所述压射入口连接有压力传感器r2和/或压力表b2;所述快速蓄能器的充氮口连接有压力传感器r3和/或压力表b3;所述压力传感器r1、压力传感器r2、压力传感器r3均与控制单元电连接。
作为优选,所述锤前控制管路包括手动锤前阀v3、锤前控制阀v5、梭阀v6、高压截止阀v11、高压截止控制阀v12、压射安全阀v13,所述回锤管路包括回锤控制阀v1、回锤阀v2、回锤回油阀v4和回锤单向阀v18;所述手动锤前阀v3的一端、回锤阀v2的一端、梭阀v6的一端均连通油泵,回锤回油阀v4的一端、压射安全阀v13的一端均连通油箱,手动锤前阀v3的另一端、回锤回油阀v4的另一端均连通高压截止阀v11的一端,高压截止阀v11的另一端、压射安全阀v13的另一端均连通压射入口,梭阀v6的另一端连通锤前控制阀v5的一端、回锤控制阀v1的一端,回锤单向阀v18的一端连通压射出口,回锤阀v2的另一端连通回锤单向阀v18的另一端;锤前控制阀v5、高压截止控制阀v12、回锤控制阀v1、压射安全阀v13分别与控制单元电连接,锤前控制阀v5控制手动锤前阀v3、回锤回油阀v4的开关,高压截止控制阀v12控制高压截止阀v11的开关,回锤控制阀v1控制回锤阀v2的开关。
作为优选,所述蓄能器控制管路包括储能阀v9、储能控制阀v10和储能器放油阀v8,所述储能控制阀v10、储能器放油阀v8分别与控制单元电连接,储能控制阀v10控制储能阀v9的开关,储能阀v9的一端连通油泵,储能器放油阀v8的一端连通油箱,储能阀v9的另一端、储能器放油阀v8的另一端均与快速蓄能器a1连通。
作为优选,所述压射出口闭环控制管路包括快排比例阀v17、先导蓄能器a2,所述快排比例阀v17与控制单元电连接,快排比例阀v17的两端分别连通压射出口、油箱,所述先导蓄能器a2与快排比例阀v17的先导油路相连通。
作为优选,所述压射控制管路包括快速锤前阀v27和快速控制阀v26,所述快速控制阀v26与控制单元电连接,快速控制阀v26控制快速锤前阀v27的开关,快速锤前阀v27的两端分别与快速蓄能器与压射入口连通。
作为优选,所述增压控制管路包括增压阀v23、增压节流阀v24、增压控制阀v25,所述增压阀v23的两端分别连通快速蓄能器a1与增压入口,增压比例安全阀v25与控制单元电连接,增压控制阀v25控制增压阀v23的开关,增压节流阀v24用于调节增压阀v23的开度。
作为优选,所述增压控制管路还包括增压安全阀v22,所述增压安全阀v22与控制单元电连接,增压安全阀v22的两端分别连通增压入口、油箱。
作为优选,所述增压出口闭环控制管路包括先导蓄能器a3、增压回油比例阀v19,所述增压回油比例阀v19的一端连通增压出口,增压回油比例阀v19的另一端连通油箱,增压回油比例阀v19与控制单元电连接。
作为优选,所述增压复位充液管路包括增压回位充液阀v14、主动增压回位充液阀v20,所述增压回位充液阀v14、主动增压回位充液阀v20的一端连通增压出口,增压回位充液阀v14、主动增压回位充液阀v20的另一端连通油箱,主动增压回位充液阀与控制单元电连接。
作为优选,所述增压复位回油管路包括增压回位回油阀v21,所述增压回位回油阀v21的一端连通增压入口,增压回位回油阀v21的另一端连通油箱。
作为优选,还包括空气过滤器,所述空气过滤器与油箱连通。
作为优选,还包括油路过滤器,所述油路过滤器的一端与快速蓄能器a1连通,所述油路过滤器的另一端连有单向阀。
与现有技术相比较,本发明的压力控制为出口单闭环控制,通过调节增压回油控制管路改变增压有杆腔的背压大小,从而调节增压压力大小和增压时间。
附图说明
图1为本发明压力闭环控制油路的一种结构示意图。
图中,1-压射油缸,2-油箱,3-油泵,11-增压无杆腔,12-增压有杆腔,13-压射无杆腔,14-压射有杆腔。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
如图1所示,一种压力闭环控制油路,包括压射油缸1、油箱2、油泵3、快速蓄能器a1、具有若干电控阀的输油管路和控制单元,其中压射油缸1的内部腔体包括具有增压入口的增压无杆腔11、具有增压出口的增压有杆腔12、具有压射入口的压射无杆腔13、具有第一压射出口和第二压射出口的压射有杆腔14,输油管路中的电控阀均与控制单元电连接。
输油管路包括:连接快速蓄能器a1与压射入口的压射控制管路,连接压射出口与油箱2的压射出口闭环控制管路,连接增压入口与快速蓄能器a1的增压控制管路,连接增压出口与油箱2的增压出口闭环控制管路,连接增压出口与油箱2的增压复位充液管路,连接增压入口与油箱2的增压复位回油管路,连接油泵3与快速蓄能器a1的蓄能器控制管路,连接油泵3与压射入口的锤前控制管路,连接油泵3和压射出口的回锤管路。通过控制单元和出口闭环控制管路,实现压射出口速度的单闭环控制;通过调节增压出口闭环控制管路,可改变增压有杆腔12的背压大小,从而实现增压出口压力的单闭环控制。
压射出口连接有压力传感器r1和/或压力表b1,用于检测压射出口的压力值;所述压射入口连接有压力传感器r2和/或压力表b2,用于检测压射入口的压力值;所述快速蓄能器的充氮口连接有压力传感器r3和/或压力表b3,用于检测快速蓄能器的氮气的压力值;所述压力传感器r1、压力传感器r2、压力传感器r3均与控制单元电连接,并将检测到的压力值数据传送至控制单元。
锤前控制管路包括手动锤前阀v3、锤前控制阀v5、梭阀v6、高压截止阀v11、高压截止控制阀v12、压射安全阀v13,回锤管路包括回锤控制阀v1、回锤阀v2、回锤回油阀v4和回锤单向阀v18;手动锤前阀v3的一端、回锤阀v2的一端、梭阀v6的一端均连通油泵3,回锤回油阀v4的一端、压射安全阀v13的一端均连通油箱2,手动锤前阀v3的另一端、回锤回油阀v4的另一端均连通高压截止阀v11的一端,高压截止阀v11的另一端、压射安全阀v13的另一端均连通压射入口,梭阀v6的另一端连通锤前控制阀v5的一端、回锤控制阀v1的一端,回锤单向阀v18的一端连通压射出口,回锤阀v2的另一端连通回锤单向阀v18的另一端;锤前控制阀v5、高压截止控制阀v12、回锤控制阀v1、压射安全阀v13分别与控制单元电连接,锤前控制阀v5控制手动锤前阀v3、回锤回油阀v4的开关,高压截止控制阀v12控制高压截止阀v11的开关,回锤控制阀v1控制回锤阀v2的开关。梭阀v6的入口连接油泵3和快速蓄能器a1,保证先导油的稳定。
蓄能器控制管路包括储能阀v9、储能控制阀v10和储能器放油阀v8,储能控制阀v10、储能器放油阀v8分别与控制单元电连接,储能控制阀v10控制储能阀v9的开关,储能阀v9的一端连通油泵3,储能器放油阀v8的一端连通油箱2,储能阀v9的另一端、储能器放油阀v8的另一端均与快速蓄能器a1连通。储能器放油阀v8打开时,可使快速蓄能器a1的油进入油箱2;储能器放油阀v8关闭时,可防止快速蓄能器a1的油进入油箱2。
压射出口闭环控制管路包括快排比例阀v17、先导蓄能器a2,所述快排比例阀v17与控制单元电连接,快排比例阀v17的两端分别连通压射出口、油箱2,所述先导蓄能器a2与快排比例阀v17的先导油路相连通。
先导蓄能器a2与快排比例阀v17连通,从而可向快排比例阀v17提供先导的压力油。特别的,先导蓄能器a2还连接有单向阀v15,单向阀v15用于隔离先导蓄能器a2和先导蓄能器a3。
压射控制管路包括快速锤前阀v27和快速控制阀v26,所述快速控制阀v26与控制单元电连接,快速控制阀v26控制快速锤前阀v27的开关,快速锤前阀v27的两端分别与快速蓄能器与压射入口连通。
增压控制管路包括增压阀v23、增压节流阀v24、增压控制阀v25,所述增压阀v23的两端分别连通快速蓄能器a1与增压入口,增压比例安全阀v25与控制单元电连接,增压控制阀v25控制增压阀v23的开关,增压节流阀v24用于调节增压阀v23的开度。
本发明的一种实施方式,所述增压控制管路包括增压安全阀v22,所述增压安全阀v22与控制单元电连接,增压安全阀v22两端分别连通增压入口、油箱。
增压出口闭环控制管路包括先导蓄能器a3、增压回油比例阀v19,增压回油比例阀v19的一端连通增压出口,增压回油比例阀v19的另一端连通油箱2,增压回油比例阀v19与控制单元电连接。
先导蓄能器a3与增压回油比例阀v19连通,从而可向增压回油比例阀v19提供先导的压力油。
本发明的一种实施方式,所述增压复位充液管路包括增压回位充液阀v14、主动增压回位充液阀v20,所述增压回位充液阀v14、主动增压回位充液阀v20的一端连通增压出口,增压回位充液阀v14、主动增压回位充液阀v20的另一端连通油箱,主动增压回位充液阀与控制单元电连接。
本发明的一种实施方式,所述增压复位回油管路包括增压回位回油阀v21,所述增压回位回油阀v21的一端连通增压入口,增压回位回油阀v21的另一端连通油箱。
另外,输油管路还包括用于空气过滤的空气过滤器f1和用于油路过滤的油路过滤器f2,空气过滤器f1与油箱2连通,油路过滤器f2的一端与快速蓄能器a1连通,油路过滤器f2的另一端连有单向阀v28,单向阀v28用于隔离先导蓄能器a2和先导蓄能器a3。
本发明的压力控制为闭环控制,增压入口压力一定,增压输出压力可做到任意可调,还可做到分段增压的效果,建压时间在20ms以内。
本发明实际使用的操作如下:
1.准备阶段:在压射动作前检测回锤到位信号和快速蓄能器压力信号,当压力传感器r3的压力检测值低于设定值时进行储能动作:油泵3供油,储能控制阀v10和储能器放油阀v8在控制单元电控下得电工作,储能阀v9在储能控制阀v10控制下开启,储能器放油阀v8阻止快速蓄能器a1放油,从而使快速蓄能器a1储能;当压力传感器r3的压力检测值到达设定值时,停止储能进入下一步骤。
2.手动锤前动作:油泵3供油,锤前控制阀v5、储能器放油阀v8、压射安全阀v13、快排比例阀v17在控制单元电控下得电工作,手动锤前阀v3在锤前控制阀v5控制下开启,高压截止阀v11在高压截止控制阀v12控制下开启,压射活塞杆向前运动,进行手动锤前动作。该动作用于初步调试和后期维护。
3.慢速锤前动作:快速蓄能器a1供油,储能器放油阀v8、高压截止控制阀v12、压射安全阀v13、快排比例阀v17、快速控制阀v26在控制单元电控下得电工作,高压截止阀v11在高压截止控制阀v12控制下关闭,快速锤前阀v27在快速控制阀v26控制下开启,蓄能器压力油通过v27进入压射无杆腔,压射有杆腔的油通过快排比例阀v17回油箱2,进行第一阶段慢速锤前动作。此阶段的速度取值在0.02m/s-0.5m/s区间。
4.一快锤前动作:快速蓄能器a1供油,储能器放油阀v8、高压截止控制阀v12、压射安全阀v13、快排比例阀v17、快速控制阀v26在控制单元电控下得电工作,高压截止阀v11在高压截止控制阀v12控制下关闭,快速锤前阀v27在快速控制阀v26控制下开启,锤前速度由快排比例阀v17通过控制单元给定的模拟信号df1实现单闭环控制,进行第二阶段快速锤前动作,此速度任意可调。此阶段的速度取值在0.5m/s-1.5m/s区间。
5.二快锤前动作:快速蓄能器a1供油,储能器放油阀v8、高压截止控制阀v12、压射安全阀v13、快排比例阀v17、快速控制阀v26在控制单元电控下得电工作,高压截止阀v11在高压截止控制阀v12控制下关闭,快速锤前阀v27在快速控制阀v26控制下开启,锤前速度由快排比例阀v17通过控制单元给定的模拟信号df1实现单闭环控制,进行第三阶段快速锤前动作,此速度任意可调。此阶段的速度取值在1.5m/s-10m/s区间。
6.增压动作:快速蓄能器a1供油,储能器放油阀v8、高压截止控制阀v12、压射安全阀v13、快排比例阀v17、主动增压回位充液阀v20、增压安全阀v22、增压控制阀v25在控制单元电控下得电工作,高压截止阀v11在高压截止控制阀v12控制下关闭,增压回油比例阀v19在电脑给出df4的模拟信号控制下开启,增压阀v23在增压控制阀v25控制下开启,快速蓄能器a1中的压力油经增压阀v23进入增压无杆腔11,通过控制单元给定的模拟信号df4可调节增压回油比例阀v19的开口大小以改变增压有杆腔12的背压大小,从而实现增压压力和增压时间的实时可调。
7.跟出动作:快速蓄能器a1供油,储能器放油阀v8、高压截止控制阀v12、压射安全阀v13、快排比例阀v17、主动增压回位充液阀v20、增压安全阀v22、快速控制阀v26在控制单元电控下得电工作,高压截止阀v11在高压截止控制阀v12控制下关闭,快速锤前阀v27在快速控制阀v26控制下开启,快速蓄能器a1的压力油通过快速锤前阀v27进入压射无杆腔13,锤头跟出,跟出速度由快排比例阀v17通过控制单元给定的模拟信号df1实现单闭环控制。
8.回锤动作:油泵3供油,回锤控制阀v1、储能器放油阀v8在控制单元电控下得电工作,回锤阀v2在回锤控制阀v1控制下开启。将回锤单向阀v18和增压无杆腔回油阀v21打开,系统压力油通过回锤阀v2进入压射有杆腔14,压射无杆腔13的油通过高压截止阀v11和回锤回油阀v4回到油箱;当压射活塞杆回到一定位置撞到增压活塞杆后,v14将被动打开,增压有杆腔12从油箱吸油,当锤头卡死时,主动增压回位充液阀v20打开,抵消压射腔压力,消除回锤的部分阻力,利于锤头复位;增压无杆腔11的油经由已开启的单向阀v21回到油箱2。
本发明专利在于在增压活塞出口做闭环控制,在增压出口做闭环控制,入口仅做开关控制,建压时间和建压压力全靠出口比例阀做闭环控制,蓄能器压力可以储到一个固定值,不需要调整蓄能器压力来控制增压压力。当增压活塞入口压力一定时,增压压力仍然可在增压范围内任意可调,即蓄能器储到最高工作压力对于增压压力没有任何影响,因此我们可以将预充氮气压力提高,增加氮气压力余量,延长因泄漏引起的氮气压力下降至下限值的时间,从而延长补氮周期;将蓄能器储到最高工作压力,工艺调整过程中通过控制增压活塞出口比例阀来控制增压压力大小,从而避免了因压力调整引起的释放氮气或者补充氮气的问题。
在增压过程中,我们可每次都将蓄能器压力储到工作最大值,通过增压出口闭环控制来实时控制增压压力的大小以及增压建压时间。通过实践测试,不带提前量的前提下建压时间最快可控制在30ms,且增压压力在增压范围内任意可调;加入提前量的前提下,建压时间可做到20ms。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由本申请的权利要求指出。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。