CN1047992A - 动力传动装置 - Google Patents

Abstract

一种用于弯管的电动液压***。包括静轴和连接在弯曲压模上的致动器的弯头，将管材绕着静轴弯曲。夹紧装置连接第二致动器上用于夹紧管材，和加强致动助推缸筒形式的第三致动器连接在夹紧装置上，用于推动管材纵向进入弯头。一个对电子阀控制信号起响应的电动液压阀有变化地将工作液体供入助推致动缸筒，在夹紧装置处的滑动速度被确定下来。一个输入压力指令信号与在助推致动缸筒的压力作比较，以便提出一个压力误差信号。滑动速度与速度限指令作比较，在滑动速度超过速度极限时提出一个速度差异，压力误差信号被调整和用作阀指令信号以便使滑动速度维持在或低于速度限定指令的水平。

Description

本发明涉及电动液压致动器***的控制，更加具体地说是涉及弯管机的控制，以避免在弯管的过程中发生管壁变薄的现象。

在电动液压控制领域里有许多种方法，企图对致动***和载荷的运动和/或压力加以控制。例如，在一种典型的弯管机上，其弯头包括一个静轴和一个将管材绕着静轴弯曲的动模。在弯曲的操作过程中，管材在弯头的上游外被夹紧或压住，然后在弯曲的过程中朝着弯头推进以避免管壁的变薄。夹紧装置允许沿着管材的长度方向滑动，但最好是用压力将管材推进弯头内，这压力作为弯曲致动器和压模运动的函数被精确地控制。

在上述特点的弯管机中，由助推致动器施加到管子夹紧持装置上的压力是经量定的，而且已调整一个降压阀以获得一个理想的压力随时间的曲线图。然而，迄今为止，还没有想到控制夹紧机构沿着管材长度方向滑行的速度，或者控制施加于管材上的作为这种速度的函数的纵向压力。因而，迄今为止所提出的控制***都未能获得在弯曲操作中对质量的控制，特别是弯曲过程中对管壁变薄的控制。

因此，本发明的一个总的目的就是提供一种能对致动器和载荷的压力和运动加强和精确控制的电动液压致动器***。本发明另一个目的就是提供一种具有所描述特点的***，这种***既体现出现有技术电子控制的能力，同时也能容易和经济地实用于新***结构和现有***的革新中。

本发明另一个更加具体的目的是提供一种以精确可编程序功能来控制致动器载荷，如弯管机助推缸筒的压力和速度的电动液压***。本发明一个有连带关系的目的是提供一种弯管电动液压***，这种***的特点在于加强对助推缸筒的控制，将管材纵向推入弯头内，在弯曲的操作过程中减少管壁变薄。

根据本发明第一个重要方面，用以控制施加在一个与液压致动器相连的活动载荷的压力的电动液压***包括一个电动液压阀，这个阀对阀控制电子信号能做出反应，从而可变地将压力工作液体送入致动器内。一个传感器提供作为致动器工作液体压力的函数的压力反馈信号，第二传感器提供作为连接在致动器上的载荷处速度的函数的速度反馈信号。获得的压力误差信号作为上述压力反馈信号与由控制***接受作为输入信号的压力指令信号之间差异的函数。压力误差信号作为速度反馈信号的函数被调整，以便向阀提供阀控制信号。具体地说，在本发明一个较佳实施例中，速度反馈信号与输入至***中的速度限定指令信号相比较，以在速度反馈信号超过速度限定指令信号时，提出一个速度差异信号，并且，压力误差信号作为速度差异的函数被调整，以把致动器和载荷的速度维持不大于与速度限定指令输入相联系的速度水平。

根据本发明第二个重要方面和目前较佳的实施方案，一个用于弯管的电动液压***包括一个具有静轴的弯头和一个连接至弯曲模的致动器，用以压住管材并将管材绕着静轴弯曲。一个夹紧装置连接在第二致动器上用以夹紧管材，以助推缸阀形式出现的第三致动机构连接在夹紧装置上，用以将管材纵向推入弯头。一个对阀控制电子信号起响应的电动液压阀，可变地将工作液体供入助推缸筒内，并确定夹紧装置处的滑动速度。一个输入指令信号作为这滑动速度的函数进行调整，指令信号被调整，发出施加于阀的阀控制信号。在本发明较佳实施方案中，当滑动速度超过速度限定值时，滑动速度与速度限定指令相比较，出现一个速度差异，输入指令信号被调整，维持滑动速度等于或低于速度限定指令的水平。

在本发明较佳实施例中，输入指令采用压力指令的形式，用以控制施加于进入弯头内的管材的压力。除了前述的速度反馈控制循环之外，第二反馈控制循环包括一个用于测定施加在助推缸筒上的液体压力的压力传感器。测定的压力与指令压力作比较，并提出一个作为指令压力和测定压力间差异的函数的阀控制信号。结果得出的压力误差被用来发出阀控制信号，并在管子夹紧装置的滑动速度超过速度限定指令时，仅仅由速度控制循环进行调整。

本发明连同其另外的目的，特征和优点将通过下面的描述，以及参阅附图而更为明了。附图中：

图1    是根据本发明目前较佳实施方案的弯管机及连带的控制***的工作原理方块图;

图2    是在图1中介绍过其工作原理的助推缸筒、阀和阀控制器组合件的侧视图;

图3    是图1中阀控制器的工作原理方块图。

图1    表示根据本发明的目前较佳实施例的弯管机10。一个弯头12包括一个静轴14和一个与弯曲致动器或缸筒18的活塞20连接的压模16。管材22是由一个间歇式驱动装置24沿着位于静轴14和压模16之间的方向26供入的。一个夹紧机构28相对于管材移动的方向26位于弯头12的上游，并连接在一个夹紧致动器或缸筒32的活塞30上，用以有选择地夹紧管材。弯曲缸筒18和夹紧缸筒32连接至相关的电磁阀34，36上，用以有选择地将压力工作液体供给各个缸筒。电磁阀34，36和管材供给机构24都连接至一个主控制器38上以协调操作，以下将予以描述。

一个助推致动器或缸筒40，包括一个带有连接至夹紧机构28上的活塞杆44的活塞42，和在活塞42相对的两边接受压力工作液体的合适进出口。助推致动缸筒40的液体进出口连接在一个伺服阀46上，伺服阀从一个泵48经过一个过滤器50将液体输送给助推致动缸筒40，并且从助推致动缸筒40来的回流液经过一个冷却器54和一个过滤器56流回至一个贮液槽52。一个电磁阀58连接在助推致动缸筒40的活塞杆一侧和伺服阀46的回流口之间，并接受来自控制器38的电控制信号，以便有选择地将活塞杆一侧缸体压力液体排放至贮液槽52中。一个阀控制器60将阀控制信号提供给伺服阀46的转矩电动机。一个电声传感器62或其他合适的传感器安装在致动缸筒40上，并提供一个信号Y给阀控制器60，指示出活塞42在助推致动缸筒40内的位置。一个压力传感器64对应于助推致动缸筒40远离活塞杆一侧工作液体的驱动压力产生响应，对阀控制器60提供一个相应的信号P，指示出液体的压力。阀控制器60最好由一个高速双向串联数据总线66连接至主控制器38上，用以向阀控制器提供输入指令信号和从阀控制器接受显示***操作情况的信号。

助推致动缸筒40、伺服阀46、阀控制器60、电声传感器62和压力传感器64最好能采用如图2中表示的一个整体的组合件68的形式。伺服阀46由一块螺孔板70安装助推致动缸筒40的歧管外壳72上。螺孔板70将压力传感器64连接至伺服阀46和助推致动缸筒40的远离活塞杆的液体出入口之间的液体通道上。阀控制器60安装在伺服阀46上，并具有多个接头，用以连接主控制器38（图1）、压力传感器64和电声传感器62上。美国专利第4，757，747号公开一种由控制器60，伺服阀46，致动器40和传感器62组合的单体组合件，这组合件包括以微机为基础的电子控制，为阀46的转矩电动机提供控制信号。在这项专利中公开的电子控制线路还包括用于驱动电声传感器62和从该处接受表示致动器活塞位置的信号Y的装置。美国专利第4，811，561号公开一种电动液压***，这个***包括带有与伺服阀连接的致动器和用高速双向串联传送和控制总线66（图1）与一个主控制器连接的若干个控制器。这两件美国专利都已转让给本受让人，其内容用作参考。

在一般的操作中，材料供给机构24被驱动将一预定长度的管材22供应至静轴14和压模16之间。然后，管材的移动停止，液压缸筒32动作以夹住管材。接着弯曲缸筒18被驱动将管材22绕静轴14进行弯曲。与此同时，驱动助推致动缸筒40，沿方向26将管材22朝着弯头12推进。夹紧机构28在压力一直保持的情况下，允许沿着管材22长度方向滑动。如果控制适当，这种压入弯头的压力，是有助于减少管材壁在弯曲操作过程中变薄。

图3是根据目前较理想的控制器操作方式有适当编制程序的阀控制器60的工作原理方块图，该阀控制器60连接至伺服阀46和助推致动缸筒40上。一个比较器74在压力控制的工作模式时接受来自主控制器38（图1）的输入压力指令信号Pc，或者在位置控制的工作模式时接受输入的位置指令信号Yc。来自传感器64的压力反馈信号P和来自传感器62的位置反馈信号Y被输入至一个转换开关76，该转换开关接受一个压力/位置模式选择的输入（来自主控制器），并提供一个经选择的传感信号输出至比较器74的第二输入端。在选择的工作模式中表示压力误差或是位置误差的比较器74的输出被送入第二比较器78的一个输入端。在助推致动缸筒40处的滑动速度V根据缸筒位置传感器信号Y在80处被计算出来，这一速度在82处与来自主控制器38的速度限定指令信号V1作比较。当在助推致动缸筒40处的滑动速度超过速度限定指定时，一个速度误差信号Ev通过一个部分/整体控制和超前/滞后补偿网络84被送入比较器78的第二输入端。

比较器78提供一个误差信号E给一个部分/整体控制网络86，该控制网络随后提供一个相应的阀控制信号U给一个电子转换开关88的一个信号输入端。转换开关88的另一个信号输入端直接从主控制器38（图1）接受一个阀指令信号Uo，而转换开关88由来自主控制器的打开/闭合循环模式的选择输入所控制。转换开关88的输出被作为脉冲的宽度调制过的阀控制信号供入至伺服阀46的转矩电动机。

在操作过程中，转换开关88通常的构形是适用于闭合循环控制（如图所示），其中指令U被送入伺服阀46，转换开关76通常的构形是适用于压力信号反馈，如图3所示。压力指令Pc与助推致动缸筒40处的滑动速度维持在低于相应于速度限定指令Ⅵ的水平，比较器74的压力误差输出就由比较器78供给控制网络86。然而，如果在助推致动缸筒40处的滑动速度超过限定指令V1的水平，比较器74的压力误差输出就相应地被速度误差Ev减小以便将指令U调整给伺服阀并将工作液流体降至一个能使滑动速度维持在或低于理想的限定的水平。可以理解，压力指令Pc随时间的曲线图和速度限定指令V1能被选择，与弯头12的操作相协调而获得最优良的弯管质量。这种选择和调整一般全凭经验。供可选择的位置控制和打开循环式操作用的装置，主要是用于维修和校正的目的。

Claims (11)

1、一种电动液压***，用于控制施加在与液压致动器装置相连的活动载荷上的压力，其特征在于，该***包括：

对一个电子阀控制信号起响应的电动液压阀装置，用于改变压力工作液体通往所述致动器装置的输入，

用于提供一个压力反馈信号的装置，这压力反馈信号作为所述致动器装置工作液体的压力的函数，

用于提供一个速度反馈信号的装置，这速度反馈信号作为所述载荷的速度的函数，

用于接受一个压力指令信号的装置，

用于提供一个压力误差信号的装置，这压力误差信号作为所述压力指令信号与所述压力反馈信号之间差异的函数，

用于调整所述压力误差信号的装置，这压力误差信号作为所述速度反馈信号的函数，以便向所述阀提供所述阀控制信号。

2、如权利要求1中所述的***，其特征在于，其中所述调整装置包括用于提供所述阀控制信号的装置，这信号为所述压力误差信号和所述速度反馈信号之间差异的函数。

3、如权利要求2中所述的***，其特征在于，其中所述调整装置包括用于接受一个速度限定指令信号的装置，用于将所述速度反馈信号与所述速度限定指令信号相比较的装置，以便当所述速度反馈信号超过所述速度限定指令信号时提出一个速度差异信号，以及用于调整所述输入指令信号的装置，这信号为所述速度差异信号的函数。

4、一种用于弯管的电动液压***，它包括一个带有一个静轴，和啮合管材并将管材绕着静轴弯曲的装置的弯头，和在绕着静轴弯曲的过程中减少管材变薄的装置，其特征在于，该***包括：

夹紧管材的装置，连接在所述夹紧装置上、用以推动管材纵向进入所述弯头的液压致动装置，和连接在所述推动管材装置上用以控制地将管材推入所述折弯机头的控制装置，

所述控制装置包括对一个阀控制电子信号起响应的电动液压阀装置，用于改变向所述致动装置供应工作液体;用于接受一个输入指令电子信号的装置;连接在所述推动管材装置上，用于确定在所述管材夹持装置处的滑动速度的装置：对所述滑动速度起响应，用于调整所述输入指令信号至所述阀作为所述阀控制信号的装置。

5、如权利要求4中所述的***，其特征在于，其中所述确定速度的装置包括提供一个电子速度信号的装置，这信号为所述滑动速度的函数，并且其中所述调整装置包括提供所述阀控制信号的装置，这信号作为所述输入指令信号和所述速度信号之间差异的函数。

6、如权利要求5中所述的***，其特征在于，其中所述调整装置包括用于接受一个速度限定指令信号的装置，用于将所述速度信号与所述速度极限定指令信号作比较的装置，以便当所述速度信号超过所述速度限定指令信号时提出一个速度差异信号，以及用于调整所述输入指令信号的装置，该信号为所述速度差异信号的函数。

7、如权利要求5中所述的***，其特征在于，它还包括用于测量在所述致动装置的经选定的可控变量和提供相应的可控的可变的反馈电子信号的装置;其中用于接受所述输入指令信号的所述装置包括用于接受一个指令信号的装置，以控制所述经选定的可控变量;以及用于提供所述阀控制信号的装置，该信号为所述选择变量指令信号与所述可控的、可变的反馈信号之间差异的函数。

8、如权利要求7中所述的***，其特征在于，其中所述可控变量包括所述致动装置的位置。

9、如权利要求7中所述的***，其特征在于，其中所述可控变量包括所述致动装置的压力。

10、如权利要求7中所述的***，其特征在于，其中所述变量测量装置包括在所述致动装置处的第一和第二传感器，用于提供各自的反馈信号，该信号作为在所述致动装置处的位置和压力的函数，和在所述反馈信号之间进行选择，以便与所述输入指令信号接收装置连接的装置。

11、如权利要求4中所述的***，其特征在于，其中所述致动装置包括一个线性致动器，这致动器具有一个在缸体内滑动的活塞，一根将所述活塞连接在所述夹紧装置上的活塞杆，用于将工作液体从所述阀装置供给至所述活塞两侧的所述缸筒的进出液口，和与所述活塞杆一侧的所述口连接的第二阀装置，用于在所述活塞对面一侧施加液体压力时，将液体压力从所述活塞杆一侧处排走。

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