智能化短锭锯切机组机械手调速油路的制作方法

本发明涉及液压技术领域，尤其涉及一种智能化短锭锯切机组机械手调速油路。

背景技术：

一般情况下，圆锭的处理过程如下：铝合金圆铸锭吊车将铝锭运至缓冲贮锭机后，智能化短锭锯切机组将铝锭送至机组进料辊道上，并对圆锭进行切料头、切定尺、切料尾处理后，经出料输送辊道送出，在对圆锭完成堆垛装框及称重处理，最后锯切的铝屑实现自动收集并压缩成块。

其中，如图1所示，为完成切料头、料尾的设定，机械手部件1’需按程序步骤对圆锭进行夹紧、上升(即机械手升降油缸2’上升)、下降(即升降油缸下降)、放松等动作。

图2为现有的液压系统工作原理图，其工作过程为：进油口p’(由液压站油泵供应恒压液压油)输出的液压油经过控制方向阀3’；当线圈s01’得电时，控制方向阀3’换向到左位，液压油流过双向节流阀4’，最终流入升降油缸有杆腔5’，实现机械手升降油缸3’上升；当线圈s02’得电时，控制方向阀3’换向到右位，液压油流过双向节流阀4’，最终流入升降油缸无杆腔6’，实现机械手升降油缸2’下降。

因此，现有的液压系统存在以下几个缺点：

(1)针对夹持不同棒径的机械手升降油缸需不同速度，而现有速度调节只能通过双向节流阀4’手动进行调节，调节不便；

(2)因机械手升降油缸垂直放置，机械手升降油缸下降时会出现负负载(运动方向与受力方向一致)情况，采取出口节流进行调速，背压过大，导致压损及功率损耗大，不便于调节而且出现速度不稳；

(3)机械手升降油缸停止后，因控制方向阀3’本身内部结构原因(内泄量大而且机械手重量较大)，机械手会出现自动下降，带来危险。

(4)机械手上、下升降动作时，会出现动作轻微抖动，导致不稳定的现象；

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单的智能化短锭锯切机组机械手调速油路，可提高机械手上下动作的稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种智能化短锭锯切机组机械手调速油路，包括油泵、比例调速阀、控制方向阀、机械手升降油缸及油箱；机械手升降油缸下降阶段，所述油泵、比例调速阀、控制方向阀及机械手升降油缸的无杆腔依次连接以构成下降供油管路，所述机械手升降油缸的有杆腔、控制方向阀及油箱依次连通以构成下降回油管路；机械手升降油缸上升阶段，所述油泵、比例调速阀、控制方向阀及机械手升降油缸的有杆腔依次连接以构成上升供油管路，所述机械手升降油缸的无杆腔、控制方向阀及油箱依次连通以构成上升回油管路。

作为上述方案的改进，所述智能化短锭锯切机组机械手调速油路还包括液控单向阀；机械手升降油缸下降阶段，所述机械手升降油缸的有杆腔、液控单向阀、控制方向阀及油箱依次连通以构成下降回油管路；机械手升降油缸上升阶段，所述油泵、比例调速阀、控制方向阀、液控单向阀及机械手升降油缸的有杆腔依次连接以构成上升供油管路；

作为上述方案的改进，所述智能化短锭锯切机组机械手调速油路还包括平衡阀；机械手升降油缸下降阶段，所述机械手升降油缸的有杆腔、平衡阀、控制方向阀及油箱依次连通以构成下降回油管路；机械手升降油缸上升阶段，所述油泵、比例调速阀、控制方向阀、平衡阀及机械手升降油缸的有杆腔依次连接以构成上升供油管路；

作为上述方案的改进，所述智能化短锭锯切机组机械手调速油路还包括液控单向阀及平衡阀；机械手升降油缸下降阶段，所述机械手升降油缸的有杆腔、平衡阀、液控单向阀、控制方向阀及油箱依次连通以构成下降回油管路；机械手升降油缸上升阶段，所述油泵、比例调速阀、控制方向阀、液控单向阀、平衡阀及机械手升降油缸的有杆腔依次连接以构成上升供油管路；

作为上述方案的改进，所述比例调速阀根据输入信号调节开度。

作为上述方案的改进，机械手升降油缸的行程依次划分为启动行程、过渡行程及结束行程；机械手升降油缸下降和/或上升阶段，机械手升降油缸依次进入启动行程、过渡行程及结束行程且比例调速阀的开度逐渐变小。

作为上述方案的改进，所述结束行程的长度为机械手所需夹持的铝锭的高度的1/2，所述启动行程的长度为结束行程的长度的3/4。

作为上述方案的改进，在启动行程中，比例调速阀的开度呈曲线变化，所述曲线方程为：y＝-3hx²+0.8x，其中，h为机械手所需夹持的铝锭的高度。

作为上述方案的改进，在过渡行程中，比例调速阀的开度呈曲线变化，所述曲线方程为：y＝5hx²其中，h为机械手所需夹持的铝锭的高度。

作为上述方案的改进，在结束行程中，比例调速阀的开度呈曲线变化，所述曲线方程为：y＝-2/5hx²，其中，h为机械手所需夹持的铝锭的高度。

本发明智能化短锭锯切机组机械手调速油路可提高机械手上下动作的速度稳定性，在整个动作过程中能无抖动、能顺畅地完成动作，解决了现有液压系统缺点带来的种种问题，具体地，本发明具有以下有益效果：

(1)增加了比例调速阀，通过电控调节比例调速阀的开度，实现稳定调速，各阀紧凑配置，节省装配空间；

(2)增加了液控单向阀，可实现阀体的零泄漏，安全性大大提升，能保证其可靠性、稳定性；

(3)增加了平衡阀，抵消机械手的自重；

(4)节能效果好，能有效降低系统整机功率损耗。

附图说明

图1是现有的智能化短锭锯切机组的结构示意图；

图2是现有的液压系统的结构示意图；

图3是本发明智能化短锭锯切机组机械手调速油路的第一实施例结构示意图；

图4是本发明智能化短锭锯切机组机械手调速油路的第二实施例结构示意图；

图5是本发明智能化短锭锯切机组机械手调速油路的第三实施例结构示意图；

图6是本发明智能化短锭锯切机组机械手调速油路的第四实施例结构示意图；

图7是本发明智能化短锭锯切机组机械手调速油路中比例调速阀的开度曲线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

参见图3，图3显示了本发明智能化短锭锯切机组机械手调速油路的第一实施例，其包括油泵、比例调速阀4、控制方向阀3、机械手升降油缸2及油箱；

机械手升降油缸下降阶段，所述油泵、比例调速阀4、控制方向阀5及机械手升降油缸的无杆腔6依次连接以构成下降供油管路，所述机械手升降油缸的有杆腔5、控制方向阀3及油箱依次连通以构成下降回油管路；

机械手升降油缸上升阶段，所述油泵、比例调速阀4、控制方向阀3及机械手升降油缸的有杆腔5依次连接以构成上升供油管路，所述机械手升降油缸的无杆腔6、控制方向阀3及油箱依次连通以构成上升回油管路。

与现有技术不同的是，本发明智能化短锭锯切机组机械手调速油路中增加了比例调速阀4，可有效实现稳定调速，各阀紧凑配置，节省装配空间。

进一步，机械手升降油缸下降和/或上升至机械手升降油缸的终点位置前，所述比例调速阀的开度为40％～60％，优选为50％。机械手升降油缸开启下降和/或上升时，所述比例调速阀的开度为100％。因此，通过改变比例调速阀的开度可有效调节液压油的流速，保证系统的稳定性。

下面结合图3对本发明做进一步的详细描述。

机械手升降油缸下降阶段：机械手升降油缸开启时，比例调速阀4全打开(比例调速阀的开度为100％)，且控制方向阀3的线圈s02得电，控制方向阀3的阀芯处右位；此时，油泵输出的液压油通过比例调速阀4、控制方向阀3进入机械手升降油缸的无杆腔6，同时，机械手升降油缸的有杆腔5内的液压油必须通过控制方向阀3才能流回回油口t并进入油箱，从而打开进油通道。机械手升降油缸2开启后，机械手升降油缸2继续下降，当快要到达机械手升降油缸2的终点位置时，减小比例调速阀4的开度(如，比例调速阀的开度为50％)，使进入机械手升降油缸的无杆腔6的液压油的流量减少，起到终端缓冲的作用，减缓动作冲击。

机械手升降油缸上升阶段：机械手升降油缸开启时，比例调速阀4打开一定开度，且控制方向阀3的线圈s01得电，控制方向阀3的阀芯处左位；此时，油泵输出的液压油通过比例调速阀4、控制方向阀3进入机械手升降油缸的有杆腔5，同时，机械手升降油缸的无杆腔6的液压油通过控制方向阀3的内部通道流回回油口t并进入油箱。机械手升降油缸2继续上升，当机械手升降油缸2快上升到终点位置时，减小比例调速阀4的开度，使进入机械手升降油缸的有杆腔5的液压油的流量减少，起到终端缓冲的作用，减缓动作冲击。

参见图4，图4显示了本发明智能化短锭锯切机组机械手调速油路的第二实施例，与图3所示的第一实施例不同的是，本实施例中，所述智能化短锭锯切机组机械手调速油路还包括液控单向阀7，可有效避免液压油的回流。

机械手升降油缸下降阶段，所述机械手升降油缸的有杆腔5、液控单向阀7、控制方向阀3及油箱依次连通以构成下降回油管路；机械手升降油缸上升阶段，所述油泵、比例调速阀4、控制方向阀3、液控单向阀7及机械手升降油缸的有杆腔5依次连接以构成上升供油管路。

下面结合图4对本发明做进一步的详细描述。

机械手升降油缸下降阶段：机械手升降油缸开启时，比例调速阀4全打开，且控制方向阀3的线圈s02得电，控制方向阀3的阀芯处右位；此时，油泵输出的液压油通过比例调速阀4、控制方向阀3进入机械手升降油缸的无杆腔6，同时，机械手升降油缸的有杆腔5内的液压油必须依次通过液控单向阀7、控制方向阀3才能流回回油口并进入油箱，从而打开进油通道。机械手升降油缸2开启后，机械手升降油缸2继续下降，当快要到达机械手升降油缸2的终点位置时，减小比例调速阀4的开度，使进入机械手升降油缸的无杆腔6的液压油的流量减少，起到终端缓冲的作用，减缓动作冲击。

机械手升降油缸上升阶段：机械手升降油缸开启时，比例调速阀4打开一定开度，且控制方向阀3的线圈s01得电，控制方向阀3的阀芯处左位；此时，油泵输出的液压油通过比例调速阀4、控制方向阀3、液控单向阀7进入机械手升降油缸的有杆腔5，同时，机械手升降油缸的无杆腔6的液压油通过控制方向阀3的内部通道流回回油口t并进入油箱。机械手升降油缸2继续上升，当机械手升降油缸2快上升到终点位置时，减小比例调速阀4的开度，使进入机械手升降油缸的有杆腔5的液压油的流量减少，起到终端缓冲的作用，减缓动作冲击。

参见图5，图5显示了本发明智能化短锭锯切机组机械手调速油路的第三实施例，与图3所示的第一实施例不同的是，本实施例中，所述智能化短锭锯切机组机械手调速油路还包括平衡阀8，以稳定调速油路。所述平衡阀8优选为叠加式平衡阀，但不以此为限制。

机械手升降油缸下降阶段，所述机械手升降油缸的有杆腔5、平衡阀8、控制方向阀3及油箱依次连通以构成下降回油管路；机械手升降油缸上升阶段，所述油泵、比例调速阀4、控制方向阀3、平衡阀8及机械手升降油缸的有杆腔5依次连接以构成上升供油管路。

需要说明的是，机械手升降油缸垂直或以一定角度摆放时，运动过程中存在负负载的情况。本发明通过在下降回油管路及上升供油管路上需加平衡阀8，可有效抵消机械手的自重。

下面结合图5对本发明做进一步的详细描述。

机械手升降油缸下降阶段：机械手升降油缸开启时，比例调速阀4全打开，且控制方向阀3的线圈s02得电，控制方向阀3的阀芯处右位；此时，油泵输出的液压油通过比例调速阀4、控制方向阀3进入机械手升降油缸的无杆腔6，同时，机械手升降油缸的有杆腔5内的液压油必须依次通过平衡阀8、控制方向阀3才能流回回油口t并进入油箱，从而打开进油通道。机械手升降油缸2开启后，机械手升降油缸2继续下降，当快要到达机械手升降油缸2的终点位置时，减小比例调速阀4的开度，使进入机械手升降油缸的无杆腔6的液压油的流量减少，起到终端缓冲的作用，减缓动作冲击。

机械手升降油缸上升阶段：机械手升降油缸开启时，比例调速阀4打开一定开度，且控制方向阀3的线圈s01得电，控制方向阀3的阀芯处左位；此时，油泵输出的液压油通过比例调速阀4、控制方向阀3、平衡阀8内的单向阀进入机械手升降油缸的有杆腔5，同时，机械手升降油缸的无杆腔6的液压油通过控制方向阀3的内部通道流回回油口t并进入油箱。机械手升降油缸2继续上升，当机械手升降油缸2快上升到终点位置时，减小比例调速阀4的开度，使进入机械手升降油缸的有杆腔5的液压油的流量减少，起到终端缓冲的作用，减缓动作冲击。

参见图6，图6显示了本发明智能化短锭锯切机组机械手调速油路的第四实施例，与图5所示的第三实施例不同的是，本实施例中，所述智能化短锭锯切机组机械手调速油路还包括液控单向阀7。

机械手升降油缸下降阶段，所述机械手升降油缸的有杆腔5、平衡阀8、液控单向阀7、控制方向阀3及油箱依次连通以构成下降回油管路；机械手升降油缸上升阶段，所述油泵、比例调速阀4、控制方向阀3、液控单向阀7、平衡阀8及机械手升降油缸的有杆腔5依次连接以构成上升供油管路；

需要说明是，机械手自重较大，且比例调速阀4及平衡阀8的阀体内部结构存在内泄，因此，在下降回油管路及上升供油管路上增加液控单向阀7后，基本能做到零泄漏，安全性大大提升。

下面结合图6对本发明做进一步的详细描述。

机械手升降油缸下降阶段：机械手升降油缸开启时，比例调速阀4全打开，且控制方向阀3的线圈s02得电，控制方向阀3的阀芯处右位；此时，油泵输出的液压油通过比例调速阀4、控制方向阀3进入机械手升降油缸的无杆腔6，同时，机械手升降油缸的有杆腔5内的液压油必须依次通过平衡阀8、液控单向阀7、控制方向阀3才能流回回油口t并进入油箱，从而打开进油通道。机械手升降油缸2开启后，机械手升降油缸2继续下降，当快要到达机械手升降油缸2的终点位置时，减小比例调速阀4的开度，使进入机械手升降油缸的无杆腔6的液压油的流量减少，起到终端缓冲的作用，减缓动作冲击。

机械手升降油缸上升阶段：机械手升降油缸开启时，比例调速阀4打开一定开度，且控制方向阀3的线圈s01得电，控制方向阀3的阀芯处左位；此时，油泵输出的液压油通过比例调速阀4、控制方向阀3、液控单向阀7、平衡阀8内的单向阀进入机械手升降油缸的有杆腔5，同时，机械手升降油缸的无杆腔6的液压油通过控制方向阀3的内部通道流回回油口t并进入油箱。机械手升降油缸2继续上升，当机械手升降油缸2快上升到终点位置时，减小比例调速阀4的开度，使进入机械手升降油缸的有杆腔5的液压油的流量减少，起到终端缓冲的作用，减缓动作冲击。

进一步，所述比例调速阀还可根据输入信号调节开度。实际工作过程中，用户可通过控制柜输入控制信号以调节比例调速阀的开度，优选地，所述控制信号可以为电流信号或电压信号，但不以此为限制。

相应地，本发明可将机械手升降油缸的行程划分为启动行程、过渡行程及结束行程；机械手升降油缸下降和/或上升阶段，机械手升降油缸依次进入启动行程、过渡行程及结束行程且比例调速阀的开度逐渐变小。其中，启动行程中，比例调速阀4的开度较大，以实现液压油的快速启动；过渡行程中，比例调速阀4的开度逐渐变小，以实现液压油的缓慢调节；结束行程中，比例调速阀4的开度较小，以实现机械手升降油缸的缓慢下降，以便精确定位。

所述结束行程的长度为机械手所需夹持的铝锭的高度的1/2，所述启动行程的长度为结束行程的长度的3/4。

如图7所示，在启动行程a中，比例调速阀的开度呈曲线变化，所述曲线方程为：y＝-3hx²+0.8x，其中，h为机械手所需夹持的铝锭的高度。

在过渡行程b中，比例调速阀的开度呈曲线变化，所述曲线方程为：y＝5hx²其中，h为机械手所需夹持的铝锭的高度。

在结束行程c中，比例调速阀的开度呈曲线变化，所述曲线方程为：y＝-2/5hx²，其中，h为机械手所需夹持的铝锭的高度。

因此，本发明中比例调速阀的开度呈独特的曲线变化，最终实现机械手升降油缸依次进入启动行程、过渡行程及结束行程中，比例调速阀的开度逐渐变小，更符合实际需求。

由上可知，本发明智能化短锭锯切机组机械手调速油路可提高机械手上下动作的速度稳定性，在整个动作过程中能无抖动、能顺畅地完成动作，解决了现有液压系统缺点带来的种种问题，具体地，本发明具有以下有益效果：

(1)增加了比例调速阀4，通过电控调节比例调速阀4的开度，实现稳定调速，各阀紧凑配置，节省装配空间；

(2)增加了液控单向阀7，可实现阀体的零泄漏，安全性大大提升，能保证其可靠性、稳定性；

(3)增加了平衡阀8，抵消机械手的自重。

(4)节能效果好，能有效降低系统整机功率损耗。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。