CN104405733B - 一种折弯机滑块平衡电液伺服同步控制*** - Google Patents

一种折弯机滑块平衡电液伺服同步控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种折弯机滑块平衡电液伺服同步控制***，所述油箱连接所述过滤器，所述过滤器连接所述定量液压泵，所述定量液压泵轴端连接所述电机，所述定量液压泵泵口连接分流阀的进口管，以及分流阀两个出油口相连的两个电磁调速阀、安装在两支路油管上的第一第二流量计、两支路上分别安装两个电磁换向阀、安装在滑块上方两侧的液压缸、设置在滑块两侧的光栅尺位移传感器、带PID调节功能的可编程逻辑控制器PLC、电源等。本发明设计合理、装配调节简单，可实现滑块两端的同步上下移动，平衡性好具有抗偏载能力强、控制精度高特点。

Description

一种折弯机滑块平衡电液伺服同步控制***
技术领域
本发明涉及折弯机技术领域，具体涉及一种折弯机滑块平衡电液伺服同步控制***。
背景技术
现有技术的折弯机滑块平衡同步控制装置，主要采用机械扭轴同步控制，或者采用电液伺服控制。目前，用于折弯机滑块平衡同步控制装置中，机械扭轴同步控制装置抗偏载能力差，控制精度低，只适应用于中小载荷的液压折弯机，而且机械扭轴同步折弯机折弯宽板时，折弯角度和折弯直线度不能达到很好的效果；电液伺服控制装置抗偏载能力强、控制精度高，但由于采用双电液比例阀或双伺服阀控制两液压缸的同步运动，价格昂贵、制造成本高，其对液压油、电网以及操作人员素质都比较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种折弯机滑块平衡电液伺服同步控制***，以解决现有的液压折弯机滑块平衡同步控制装置中，机械扭轴同步控制所存在的抗偏载能力差、控制精度低以及一般电液伺服控制所存在的结构复杂、制造成本高的问题。该***具有设计合理、装配调节简单、抗偏载能力强、控制精度高、维护方便、性能价格比较高等特点。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：
一种液压折弯机滑块平衡电液伺服同步控制***，所述滑块电液同步***包括液压控制***和电气控制***；所述液压控制***包括油箱、过滤器、定量液压泵、电机、先导式溢流阀、分流阀、第一电磁调速阀、第二电磁调速阀、第一流量计、第二流量计、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第一液压缸、第二液压缸；所述油箱连接所述过滤器，所述过滤器连接所述定量液压泵，所述定量液压泵轴端连接所述电机，所述定量液压泵泵口连接分流阀的进口管，所述分流阀的两个出油管分别连接第一电磁调速阀和第二电磁调速阀，所述第一电磁调速阀连接第一流量计，所述第二电磁调速阀连接第二流量计，所述第一流量计所在支路连接第一电磁换向阀，所述第二流量计所在支路连接第二电磁换向阀，所述第一电磁换向阀连接第二液压缸，所述第二电磁换向阀连接第一液压缸；所述电气控制***包括设置在滑块上部两肩内侧的第一光栅尺位移传感器和第二光栅尺位移传感器、带PID调节功能的PLC、电源；所述电源与PLC连接，所述PLC自带的计数器模块输出端分别与第一光栅尺位移传感器和第二光栅尺位移传感器连接，光栅尺位移传感器输出数字 信号，PLC的计数器模块接收该信号，所述PLC自带的模拟量模块输入端分别与第一流量计和第二流量计连接，流量计输出电流信号，电流信号进入PLC的模拟量模块；本发明采用上述***，分流阀控制两个液压缸同步运动，其结构简单、成本低、制造容易、可靠性强；同时采用可编程控制器PLC和传感器结合的控制具有抗偏载能力强、控制精度高、PLC调节分流阀中的流量速度响应快、维护方便、性能价格比高的优点。
进一步，所述定量液压泵和所述分流阀之间装有先导式溢流阀，所述先导式溢流阀包括主阀和先导阀两部分。该先导式溢流阀作用是在该同步控制***中，定量泵提供的是恒定流量，当***压力增大时，会使流量需求减小，此时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即泵出口压力恒定。当***正常工作时，阀门关闭，只有负载超过规定的极限时开启溢流，进行过载保护，使***压力不再增加。
进一步，所述分流阀的组成主要包括阀体，控制阀芯和控制阀芯上的对中弹簧；所述分流阀阀体上开有一个进油口和两个出油口，控制阀芯的轴线与对中弹簧的轴线重合，安装在阀体内部，对中弹簧以及两个出油口流动的分流流量依其压力控制阀芯保持在中位。该改进的分流阀控制两个液压缸同步运动，通过PLC控制两个管路上的流量，并输出给分流阀，调节分流阀两出油口流量。
进一步，所述第一电磁换向阀、第二电磁换向阀均选用M形，在中位时，该电磁换向阀的工作油口关闭，进油口、回油口直接相连。该改进的作用是由于工作油口封闭，工作机构可以保持静止；从停止到启动比较平稳；油泵卸荷时液压缸可以锁紧。
进一步，所述第一流量计、第二流量计分别安装在两支路油管上；所述第一液压缸、第二液压缸分别安装在滑块上部两肩的外侧，所述滑块17安装在工作台上方；此方案可实现滑块两端能够同步上下移动，满足其平衡性的要求。
进一步，所述液压缸包括缸体、活塞杆，所述缸体一侧上下端各设有一个通孔，所述通孔和电磁换向阀相连通；所述活塞杆底端与滑块上部两肩相对应的表面相连接。该改进具有设计合理、装配调节简单的特点。
本发明的有益效果是：本发明采用上述***，分流阀控制两个液压缸同步运动，其结构简单、成本低、制造容易、可靠性强。采用的先导式溢流阀具有定压溢流和过载保护的作用。M形电磁换向阀在中位时工作机构可以保持静止，保证了***稳定性。上述***可实现滑块两端能够同步上下移动，满足其平衡性的要求。另外，本发明具有设计合理、装配调节简单、抗偏载能力强、控制精度高、提高产品质量等特点。
附图说明
图1为一种折弯机滑块平衡电液伺服同步控制***结构示意图。
图中：1-油箱、2-过滤器、3-定量液压泵、4-电机、5-先导式溢流阀、6-分流阀、7-第一电磁调速阀、8-第二电磁调速阀、9-第一流量计、10-第二流量计、11-第一电磁换向阀、12-第二电磁换向阀、13-第一液压缸、14-第二液压缸、15-第一光栅尺位移传感器、16-第二光栅尺位移传感器、17-滑块、18-PLC可编程控制器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种液压折弯机滑块平衡电液伺服同步控制***，所述滑块电液同步***包括液压控制***和电气控制***；所述液压控制***包括油箱1、过滤器2、定量液压泵3、电机4、先导式溢流阀5、分流阀6、第一电磁调速阀7、第二电磁调速阀8、第一流量计9、第二流量计10、第一电磁换向阀11、第二电磁换向阀12、第一液压缸13、第二液压缸14；所述油箱1连接所述过滤器2，所述过滤器2连接所述定量液压泵3，所述定量液压泵3轴端连接所述电机4，所述定量液压泵3泵口连接分流阀6的进口管，所述分流阀6的两个出油管分别连接第一电磁调速阀7和第二电磁调速阀8，所述第一电磁调速阀7连接第一流量计9，所述第二电磁调速阀8连接第二流量计10，所述第一流量计9所在支路连接第一电磁换向阀11，所述第二流量计10所在支路连接第二电磁换向阀12，所述第一电磁换向阀11连接第二液压缸14，所述第二电磁换向阀12连接第一液压缸13；所述电气控制***包括设置在滑块17上部两肩内侧的第一光栅尺位移传感器15和第二光栅尺位移传感器16、带PID调节功能的PLC18、电源19；所述电源19与PLC18连接，所述PLC18自带的计数器模块输出端分别与第一光栅尺位移传感器15和第二光栅尺位移传感器16连接，光栅尺位移传感器输出数字信号，PLC18的计数器模块接收该信号；所述PLC18自带的模拟量模块输入端分别与第一流量计9和第二流量计10连接，流量计输出电流信号，电流信号进入PLC18的模拟量模块。
所述先导式溢流阀5的先导阀、主阀芯上的阻尼孔及调压弹簧一起构成先导级半桥分压式压力负反馈控制，负责向主阀芯上腔提供经过先导阀稳压后的主级指令压力。主阀是主控回路的比较器，上端面作用有主阀芯的指令力，下端面作为主回路的测压面，作用有反馈力，其合力可驱动阀芯，调节溢流口的大小，进行调压和稳压。
所述第一电磁换向阀11和第二电磁换向阀12包括阀体、阀芯、电磁铁、弹簧和油口；阀体内开有沉割槽，阀芯的轴线与弹簧的轴线重合，安装在阀体内部，阀芯的台阶与阀体的沉割槽配合，阀芯两侧各配置一个电磁铁，电磁力与弹簧力的合力控制阀芯运动。
所述的液压缸设有缸体及活塞杆，每个液压缸的缸体是与滑块上方一侧的机架连接，每个油缸的活塞杆的底端与滑块两肩对应上方相连接，可以通过铆钉连接。
在电源供电上，所述电源19与PLC18连接，为PLC18提供220V交流电，PLC18的电源输出端与光栅尺位移传感器15和光栅尺位移传感器16连接，为光栅尺位移传感器提供24V直流电。光栅尺位移传感器输出数字信号，PLC18接收该信号。
本发明的工作原理和工作过程为：
电机4驱动定量液压泵3把油箱1内的液压油经先导式溢流阀5输入到分流阀6的进油管，来自进油路中的总流量可以在一定范围内变化并被分成两部分。先导式溢流阀5具有定压溢流和过载保护的作用。两支路分别经电磁调速阀7、8、流量计9、10、换向阀11、12与两个液压缸13、14连接，以保证两液压缸同时运动。通过闭环电液控制***控制滑块17两侧液压缸13、14的流量和压力，确保滑块高的定位精度、两侧的同步运动以及折弯机在偏载工况下滑块两端受力平衡。
所述分流阀6控制两个液压缸同步运动，设置在分流阀出油管路上的两个流量计分别测量两个管路上的流量，并将测得的流量反馈到PLC18自带的PID，PID运算后输出的模拟量信号经PLC18转换成电压信号，并输出给分流阀，调节分流阀两出油口流量；设置在滑块两侧的光栅尺分别测量滑块的位置，并将信号反馈给PLC18，PLC18将得到的信号处理后，输出给两个调节阀，调整两个调节阀的出油口流量，进行微调，从而保证两个液压缸同步运动。
当两个第一电磁换向阀9的电磁铁YA2和第二电磁换向阀10的电磁铁YA4通电时，两阀均处右位，液压油经过定量液压泵和分流阀，再分别经过电磁调速阀、流量计、换向阀进入第一液压缸13和第二液压缸14的无杆腔，两液压缸的活塞杆向下运动，带动滑块向下运动，滑块处于进程；当第一电磁换向阀9的电磁铁YA1和第二电磁换向阀10的电磁铁YA3通电时，阀均处左位，液压油经过定量液压泵和分流阀，再分别经过调节阀、流量计、换向阀进入第一液压缸13和第二液压缸14的有杆腔，两液压缸的活塞杆向上运动，带动滑块向上运动，滑块处于回程。
当分流阀6两个出油口的分流流量相等时，分流阀6的对中弹簧依其压力将控制阀芯保持在中位，此时，两个液压缸可以保持同步运动，当分流阀6两个出油口的分流流量不相等时，设置在分流阀6出油管路上的两个流量计分别测量两个管路上的流量，并将测得的流量反馈到PLC18自带的PID的模拟量模块，PID运算后输出的模拟量信号经PLC18转换成电压信号，并输出给分流阀6，调节分流阀6两出油口流量；设置在滑块17两侧的光栅尺分别测量 滑块17的位置，并将信号反馈给PLC18，PLC18将得到的信号处理后，输出给两个调节阀，调整两个调节阀的出油口流量，从而保证两个液压缸同步运动。
上述同步控制***除了采用可编程控制器(PLC)的闭环控制模块来实现PID控制以外，还可以通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现PID控制器参数的自动调整，从而实现调节阀的流量控制。
本发明采用上述***，分流阀控制两个液压缸同步运动，其结构简单、成本低、制造容易、可靠性强。采用的先导式溢流阀具有定压溢流和过载保护的作用。M形电磁换向阀在中位时工作机构可以保持静止，保证了***稳定性。上述***可实现滑块两端能够同步上下移动，满足其平衡性的要求。另外，本发明具有设计合理、装配调节简单、抗偏载能力强、控制精度高、提高产品质量等特点。
本发明还可以有其他实施方式，凡采用同等替换和等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种液压折弯机滑块平衡电液伺服同步控制***，其特征在于：包括液压控制***和电气控制***；
所述液压控制***包括油箱(1)、过滤器(2)、定量液压泵(3)、电机(4)、先导式溢流阀(5)、分流阀(6)、第一电磁调速阀(7)、第二电磁调速阀(8)、第一流量计(9)、第二流量计(10)、第一电磁换向阀(11)、第二电磁换向阀(12)、第一液压缸(13)、第二液压缸(14)；
所述油箱(1)连接所述过滤器(2)，所述过滤器(2)连接所述定量液压泵(3)，所述定量液压泵(3)轴端连接所述电机(4)，所述定量液压泵(3)泵口连接分流阀(6)的进口管，所述分流阀(6)的两个出油管分别连接第一电磁调速阀(7)和第二电磁调速阀(8)，所述第一电磁调速阀(7)连接第一流量计(9)，所述第二电磁调速阀(8)连接第二流量计(10)，所述第一流量计(9)所在支路连接第一电磁换向阀(11)，所述第二流量计(10)所在支路连接第二电磁换向阀(12)，所述第一电磁换向阀(11)连接第二液压缸(14)，所述第二电磁换向阀(12)连接第一液压缸(13)；
所述电气控制***包括设置在滑块(17)上部两肩内侧的第一光栅尺位移传感器(15)和第二光栅尺位移传感器(16)、带PID调节功能的PLC(18)、电源(19)；
所述电源(19)与PLC(18)连接，所述PLC(18)自带的计数器模块输入端分别与第一光栅尺位移传感器(15)和第二光栅尺位移传感器(16)连接，光栅尺位移传感器输出数字信号，PLC(18)的计数器模块接收该信号；所述PLC(18)自带的模拟量模块输入端分别与第一流量计(9)和第二流量计(10)连接，流量计输出电流信号，电流信号进入PLC(18)的模拟量模块；
通过闭环电液控制***控制滑块(17)两侧液压缸(13、14)的流量和压力，确保滑块高的定位精度、两侧的同步运动以及折弯机在偏载工况下滑块两端受力平衡；
所述分流阀(6)控制两个液压缸同步运动，设置在分流阀出油管路上的两个流量计分别测量两个管路上的流量，并将测得的流量反馈到PLC(18)自带的PID，PID运算后输出的模拟量信号经PLC(18)转换成电压信号，并输出给分流阀，调节分流阀两出油口流量；设置在滑块两侧的光栅尺分别测量滑块的位置，并将信号反馈给PLC(18)，PLC(18)将得到的信号处理后，输出给两个调节阀，调整两个调节阀的出油口流量，进行微调，从而保证两个液压缸同步运动；
当第一电磁换向阀(11)的电磁铁YA2和第二电磁换向阀(12)的电磁铁YA4通电时，两阀均处右位，液压油经过定量液压泵和分流阀，再分别经过电磁调速阀、流量计、换向阀进入第一液压缸(13)和第二液压缸(14)的无杆腔，两液压缸的活塞杆向下运动，带动滑块向下运动，滑块处于进程；当第一电磁换向阀(11)的电磁铁YA1和第二电磁换向阀(12)的电磁铁YA3通电时，阀均处左位，液压油经过定量液压泵和分流阀，再分别经过调节阀、流量计、换向阀进入第一液压缸(13)和第二液压缸(14)的有杆腔，两液压缸的活塞杆向上运动，带动滑块向上运动，滑块处于回程；
当分流阀(6)两个出油口的分流流量相等时，分流阀(6)的对中弹簧依其压力将控制阀芯保持在中位，此时，两个液压缸可以保持同步运动，当分流阀(6)两个出油口的分流流量不相等时，设置在分流阀(6)出油管路上的两个流量计分别测量两个管路上的流量，并将测得的流量反馈到PLC(18)自带的PID的模拟量模块，PID运算后输出的模拟量信号经PLC(18)转换成电压信号，并输出给分流阀(6)，调节分流阀(6)两出油口流量；设置在滑块(17)两侧的光栅尺分别测量滑块(17)的位置，并将信号反馈给PLC(18)，PLC(18)将得到的信号处理后，输出给第一电磁换向阀(11)、第二电磁换向阀(12)，调整第一电磁换向阀(11)、第二电磁换向阀(12)的出油口流量；
所述第一电磁换向阀(11)、第二电磁换向阀(12)均选用M形，在中位时，所述电磁换向阀的工作油口关闭，进油口、回油口直接相连。
2.根据权利要求1所述的液压折弯机滑块平衡电液伺服同步控制***，其特征在于：所述定量液压泵(3)和所述分流阀(6)之间装有先导式溢流阀(5)，所述先导式溢流阀(5)包括主阀和先导阀两部分。
3.根据权利要求1所述的液压折弯机滑块平衡电液伺服同步控制***，其特征在于：所述分流阀(6)的组成主要包括阀体，控制阀芯和控制阀芯上的对中弹簧；所述分流阀(6)阀体上开有一个进油口和两个出油口，控制阀芯的轴线与对中弹簧的轴线重合，安装在阀体内部，对中弹簧以及两个出油口流动的分流流量依其压力控制阀芯保持在中位。
4.根据权利要求1所述的液压折弯机滑块平衡电液伺服同步控制***，其特征在于：所述第一流量计(9)、第二流量计(10)分别安装在两支路油管上；所述第一液压缸(13)、第二液压缸(14)分别安装在滑块(17)上部两肩的外侧，所述滑块(17)安装在工作台上方。
5.根据权利要求1所述的液压折弯机滑块平衡电液伺服同步控制***，其特征在于：所述液压缸包括缸体、活塞杆，所述缸体一侧上下端各设有一个通孔，所述通孔和电磁换向阀相连通；所述活塞杆底端与滑块(17)上部两肩相对应的表面相连接。
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