[實用新型]油壓機電液伺服快速缸雙向泵控液壓系統

有效

• 申請號: 201520680890.5
• 申請日: 2015-09-06
• 公開（公告）號: CN204914641U
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 寧偉坤;張黨龍
• 申請（專利權）人: 南京埃斯頓自動化股份有限公司
• 主分類號: B30B1/32
• 分類號: B30B1/32
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

技術領域

本實用新型涉及一種伺服油壓機泵控系統，具體說是一種油壓機電液伺服快速缸雙向泵控液壓系統。

背景技術

目前國內的小噸位油壓機由于滑塊重量比較輕，再加上機床用于導向的機構加工精度不夠，使得導向摩擦力增加，上述原因使得傳統的通過重力快速下降的活塞缸油壓機液壓系統受到了限制，另一方面通過重力下降的活塞缸液壓系統在行程較短時，快下速度較低，壓機效率受到了限制，并且快下時速度不可控，快下階段也難以實現精確位置控制。

國內的伺服油壓機基本分為2類，一類是用比例伺服閥進行控制的，通過控制比例伺服閥的開口大小來達到精確控制流量以及壓力的效果，可對壓機的位置以及壓力進行精確的位置以及力閉環控制，此種方式為節流控制，能量損失大，效率低，系統發熱量大，調速范圍小。

另一類是通過伺服電機帶內齒輪泵的形式來進行控制，此類伺服壓力機采用的是泵控技術，通過對泵的轉速以及轉矩進行精確控制，實現流量和壓力控制，此種伺服油壓機的系統壓力、流量雙閉環控制；在進行位置閉環控制時，當位置超調時，由于內齒泵不能反向打油，而設計通過換向閥的高速切換回路又非常困難，所以進行位置控制時控制精度不夠理想，響應時間較慢，無法進行高精度的位置控制。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題，在于克服現有技術存在的缺陷，提供一種油壓機電液伺服快速缸雙向泵控液壓系統。利用伺服電機變速，來改變泵的輸出流量，采用伺服電機加雙向定量泵的容積調速原理，以適應負載各種工況速度的要求，極大限度的減少了溢流損失，大大提高系統效率。

本實用新型技術方案中采用的液壓缸是快速缸結構形式的油缸。快速缸的油缸結構如圖1所示，A腔面積較小，稱為快速腔，C腔面積大，稱為油缸上腔，此兩腔是不相通的。B腔為有桿腔，稱為油缸下腔，油壓機為了得到較快的快下速度，A腔面積A1一般比B腔面積B1要小。

本實用新型系統液利用伺服電機變速，來改變泵的輸出流量，采用伺服電機加雙向定量泵的容積調速原理，以適應負載各種工況速度的要求，極大限度的減少了溢流損失，大大提高系統效率。同時，采用雙向定量泵，利用伺服電機的正反轉，改變泵的油液流動方向，直接控制負載的運動方向，替代了原來的比例伺服閥以及“伺服定量泵+方向切換回路”，減少了換向閥的阻力損失及泄漏損失，進一步降低能耗，節省成本。由于油缸用的是快速缸類型，在快下階段通過油缸快速腔進油，能夠提供一定的快下力，并且得到較快的快下速度，此快下速度可以通過伺服電機的轉速調整，隨著液壓技術向高效節能、高精度、高柔性方向的發展，本實用新型控制系統將能取代原閥控活塞缸系統以及伺服定量泵控活塞缸系統。

本實用新型的主要技術方案:油壓機電液伺服快速缸雙向泵控液壓系統，包括與數控系統連接的動力源和油缸，動力源包括伺服電機及與伺服電機連接的雙向定量泵和油箱；其特征在于：所述油缸為快速缸；雙向定量泵的進出油口均設有溢流閥控制系統安全壓力，雙向定量泵正向出油口直接接快速缸快速腔，雙向定量泵正向出油口還通過提動閥接快速缸上腔，反向出油口經過由提動閥和背壓閥組成的并聯油路接快速缸下腔；反向出油口一個回油油路是經液控單向閥、溢流閥回油箱，另一回油油路是經換向閥、充液閥接油箱。

本實用新型系統運用容積調速液壓原理，依靠伺服電機正反轉控制雙向定量泵使液流換向，并通過改變伺服電機的轉速而改變泵的流量進行速度調節，通過改變伺服電機的扭矩從而改變泵的扭矩進行壓力控制，省略了比例伺服閥，減少了換向閥的阻力損失和壓力泄漏損失及系統溢流損失。該系統空運轉時通過伺服電機控制泵的轉速，使其空載功率消耗最小。當伺服電機啟動時，泵接近于無壓力無流量啟動，啟動功率最小。在保壓階段，當系統壓力達到設定壓力時，雙向定量泵幾乎可以停轉，溢流閥幾乎無油液溢流。由于泵的輸出流量適應各種壓制工況的要求，極大程度減少了損失。從而節省了控制閥的數量、發熱量，具有高效節能的特點，比原來的閥控系統節能1/3；由于雙向泵的進出油口直接連接到油缸，在位置控制時，可根據實際反饋位置使得電機正反轉將油缸定位到命令位置，通過伺服電機的精確轉速控制產生較高的控制精度和快速響應。

本實用新型系統兼有閥控技術的高精度位置及壓力控制性能和泵控系統的節能、環保特點，通過采用伺服電機加雙向定量泵液壓系統，雙向泵的進出油口直接連接到油缸，利用伺服電機的正反轉，改變泵的油液流動方向，直接控制負載的運動方向；壓力控制精度可達±0.1bar，重復定位精度可達±0.005mm，同時此系統能夠提供額外的快下力，提供更高的快下速度，并且快下速度可調節。

附圖說明