电液比例技术与双机联动折弯机.ppt

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1、,能源设备部员工培训教材： 电液比例技术及数控折弯机维修应用,主讲：能源设备部,折弯机模具 http:/ wenku1,2019/6/22,一：电液比例技术的发展,第二次世界大战后期，由于喷气式飞机速度很高，因此对控制系统的快速性，动态精度和功率重量比提出了更高的要求。1940年底，在飞机上首先出现了电液伺服系统，经过20余年的发展，到了60年代，各种结构的电液伺服阀的问世，电液伺服技术日渐成熟。60年代后期，各类民用工程对电液控制技术的需求，显得更加迫切与广泛。但由于传统的电液伺服阀对流体介质的清洁度要求十分苛刻，制造成本和维护费用高昂，系统能耗也比较大，难以为各工业用户所接受。而传统的电液

2、开关控制（断通控制）又不能满足高质量控制系统的要求。电液比例控制技术，就是要适应开发一种可靠，控制精度和响应特性均能满足工程技术实际需要的电液控制技术的要求，从60年代末以来以迅速发展起来。与此同时，还发展了工业伺服控制技术。,2019/6/22,电液比例技术的基本含义：,2、比例技术的含义 电液比例技术是一门综合性技术，既实现了液压动力传动，又具有电子控制的灵活性。 带比例电磁铁的比例阀、比例泵为电子控制提供了合适的接口，从而生产机械的工作循环更加灵活，甚至能方便实现可编程控制和传动。工作过程柔性很大的各类传动控制系统统一在一起。 电液比例技术填补了传统开关式液压传动技术与电液伺服技术之间的

3、空缺。 电液比例技术已经和正在使各类通用机械和专用机械有可能成为全新概念的机械 在较短的时间里，电液比例技术已在液压传动及控制技术领域是赢得了一席之地。在电液比例技术的发展过程中，使其受益非浅的与其说是按伺服技术的模式，还不如说是依开关式液压传动的技术路线去开拓。全面了解和掌握电子放大器的结构和功能，并不断地加以开发，对于电液比例技术的发展也作出了贡献。了解电液比例技术提供的种种可能性，是今天成功设计现代液压传动工作机械的基础。因为电液比例技术已渗透到许多生产机械，渗透到几乎所有液压传动和控制技术的应用领域中，因此这种现代技术知识的重要性是显而易见的。,2019/6/22,电液比例技术的基本含

4、义：,比例技术的含义 根据一个输入电压值的大小，通过电子放大器，将输入电压信号（一般09V之间）转换成相应的电流信号，如1mV=1mA。 这个电流信号作为输入量被送入电磁铁，从而产生和输入信号成比例的输出量力或位移。 该力或位移又作为输入量加给液压阀，使液压阀产生一个与输入量成正比例的流量或压力。 通过这样转换，一个输入电压信号的变化，不但能控制执行器和机械设备上工作部件的运动方向，而且可对其作用力和运动速度进行无级调节。,2019/6/22,电液比例技术的基本含义：,2019/6/22,电液比例技术的基本含义：,电液比例控制的技术特征 （1）性能特点 比例技术的发展；除中位死区外，在滞环、重

5、复精度等主要稳态特性上已与伺服阀相当，而工作频宽又具有足以满足大部分工业系统控制要求的相当水平；对介质过滤精度要求，阀内压力损失和价格方面，又接近开关阀。因此，赢得了比电液伺服比例控制远为广泛的应用领域。,2019/6/22,电液比例控制的技术特征,（1）性能特点 伺服阀、比例阀、开关阀性能对照表 项目类别 电液伺服阀 电液比例阀 早期电液阀 开关阀 介质过滤精度 310 25 25 25 阀内压降MPa 7/21 0.52 0.250.5 0.255 滞环 13 13 47 重复精度 0.5 0.5 1 频宽-3dbHz 20200 130 15 线圈功率W 0.055 1024 1030

6、中位死区 无 有 有 有 价格因子 3 1 1 0.5 除了与传统工业液压阀一样，具有各种单一控制功能外，往往具有流量、方向与压力三者之间的多种复合功能。这一特点不仅表现在阀控元件，而且在容积控制元件中也越来越广泛地得到体现。阀控或容积控制元件的多功能复合，使电液比例控制系统较之传统控制系统，不但系统大为简化，提高可靠性，也使控制性能得以提高。,2019/6/22,电液比例控制的技术特征,（2）原理特点 近期发展的高性能比例阀，一般都内含主控制参量的反馈闭环，这种反馈闭环，可以是主控制参量的机械或液压的力反馈，也可以是主控制参量的电反馈。 （3）结构特点 早期的比例阀为电磁铁替代传统工业阀的调

7、节手柄。现比例阀与插装阀结合，开发各种不同功能和规格的二通插装式比例阀； 生产批量较大的比例压力阀、比例方向阀，常与开关阀通用主阀阀体，有利于生产管理和标准化，也将为原有液压系统的改造带来方便；力反馈比例元件可以配用多种控制输入方式； 比例泵的恒压、恒流、压力流量复合控制等多种功能控制块，可采用组合叠加方式； 控制放大器、电磁铁、和比例阀组成电液一体化结构。,2019/6/22,电液比例控制的技术特征,（4）比例控制系统的构成分类 1）比例流量控制系统 2) 比例压力控制系统 3) 比例速度控制系统 4) 比例位置控制系统 5) 比例力控制系统 6）比例同步控制系统,2019/6/22,电液比

8、例控制系统的工作原理与组成,（1）液压开关控制与比例控制系统,2019/6/22,电液比例控制系统的工作原理与组成,液压开关控制与比例控制系统,2019/6/22,（1）液压开关控制与比例控制系统 （2）电液比例系统的组成 a、指令元 b、比较元件 c、 电控器 d、 比例阀 e、液压执行元件 f、检测反馈元件,电液比例控制系统的工作原理与组成,2019/6/22,比例电磁铁,比例电磁铁是电子技术与液压技术的连结环节。比例电磁铁是一种直流行程式电磁铁，它产生一个与输入（电流）成比例的输出是：力和位移。 1、比例电磁铁结构原理分类 力调节型电磁铁 具有特定的力电流特性。 行程调节型电磁铁具有模拟

9、形式的位移电流特性。 直流电磁铁能产生与输入电流成比例变化的位移和力； 对交流电磁铁而言，由于其输入电流和行程有关，工作时必须尽可能快地到达其行程终了位置。 不带位移反馈（力调节型、行程调节型）和带位移反馈（行程调节型）,2019/6/22,1、 比例电磁铁结构原理分类 （1）力调节型比例电磁铁,比例电磁铁,2019/6/22,1、 比例电磁铁结构原理分类 （1）力调节型比例电磁铁 在力调节型电磁铁中，衔铁行程没有明显的变化时，改变电流I，就可调节其输出的电磁力。由于电子放大器中设置电流反馈环节，在电流值恒定不变时，可使磁通量进而使电磁力保持不变。 力调节型比例电磁铁的基本特性，是电流-力特性

10、。 在控制电流不变时，电磁力在其工作行程内保持恒定。如图所示，这类电磁铁的有效工作行程约1.5mm。 由于行程较小，力控制型电磁铁的结构很紧凑。正由于其行程小，可用于比例方向阀和比例压力阀的先导级，将电磁力转换为液压力。 这种比例电磁铁，是一种可调节型直流比例电磁铁，在其衔铁中充满工作油液,比例电磁铁,2019/6/22,比例电磁铁,2019/6/22,比例方向阀,控制液流方向和流量的大小 1、直控式比例方向阀 讨论比例方向阀的一些使用性能，如滞环、重复精度、控制阀芯、控制阀芯的基本特性曲线及时间响应特性等。 和开关式比例方向阀的结构一样，在直控式比例方向阀中，比例电磁铁是直接推动控制阀芯的。

11、,2019/6/22,比例方向阀,1、直控式比例方向阀 （1）功能 阀的基本组成部分有：壳体（1），一个或两个具有模拟量位移电流特性的比例电磁铁（2），电磁铁还带有电感式位移传感器（3），控制阀（4），和一至二个复位弹簧（5）。在电磁铁不工作时，控制阀芯在复位弹簧作用下保持在中位。由电磁铁直接驱动阀芯运动。 阀芯在图示位置时，P、A、B和T之间，互不相通。如果电磁铁A（左）通电，阀芯向右移动，则P与B，A与T分别相通。 由控制器来的控制信号越大，控制阀芯向右的位移也越大。也就是说，阀芯的行程与电信号成比例。行程越大，则阀口通流面积和流过的体积流量也越大。图中左边的电磁铁，配有电感式位移传感器。

12、它检测出阀芯的实际位置，并把与阀芯行程成比例的电信号（电压），反馈至电放大器。,2019/6/22,比例方向阀,位移传感器的量程，按两倍阀芯行程设计，所以能检测阀芯在两个方向上的位置。 在放大器中，实际值（控制阀芯的实际位置）与设定值进行比较，检测出两者的差值后，以相应的电信号输给对应的电磁铁，对实际值进行修正，构成位置反馈闭环。 实际上，阀的滞环和重复精度，因阀的规格而异，但均小于等于1%。,2019/6/22,比例方向阀,直控式比例方向阀 不带反馈的直控式比例方向阀及其电控器,2019/6/22,比例方向阀,直控式比例方向阀 （2）滞环 一般表明一个状态与前一个状态的关系。在电信号从零到最

13、大，再从最大到零的往返扫描过程中，阀芯有与电信号成比例的确定位置。同一输入设定值上，往返扫描所得输出量的偏差，称为滞环或滞环误差。,2019/6/22,直控式比例方向阀 （3）重复精度（可重复性） 在重复调节同一输入信号时，输出信号所出现的差值。对应控制阀芯说来，就是重复调节同一输入的信号为相同设定值时，得到（一个小于等于1%）的位置偏差。 图中所示的阀用电磁铁，不带位移传感器，因而不能检测阀芯的位置。按阀的规格不同，其滞环为56%，重复精度23%。,比例方向阀,2019/6/22,比例方向阀,控制阀芯的结构 图示，比例阀控制阀芯与普通方向阀阀芯不同，它的薄刃型节流断面呈三角形。用这种阀芯形式

14、，可得到一条渐增式流量特性曲线。 阀芯的三角控制棱边和阀套的控制棱边，在阀芯移动过程中的任何位置上，总是保持相互接触。这表明，它的过流断面，总是一个可确定的三角形。也就是说，不存在像常规方向阀（开关型控制阀）中那样的情况：阀芯阀套两个棱边之间，先存在一个“空行程”，再进入相互接触，或者在阀口打开时完全脱开。 此外，在液流流入和流出比例阀阀口时，总是受到节流作用。由阀芯园周方向上控制切口错位和较长的阀芯行程获得较好的分辨率,2019/6/22,比例方向阀,控制阀芯的结构,2019/6/22,比例方向阀,不能象选用普通开关阀那样来选择比例阀（仅以Q=150L/min作为公称流量?）。 这样就会得到

15、如下数据： 快进时阀的压降 Pv=120-60bar=60bar Q快进=60150L/min 工进时阀的压降 Pv=120-110bar=10bar Q工进=520L/min,2019/6/22,比例方向阀,快进时 Q快进=60150L/min 对应于Pv=60bar，流量Q=150L/min，仅利用额定电流的约66%，流量Q=60L/min时，仅利用额定电流的约48%。这样一来调节范围仅达到额定电流的18%。,2019/6/22,比例方向阀,工进时 Q工进=520L/min 对工进速度的调节，也只达到调节范围的10%（20L/min时为47%额定电流，5L/min时为37%额定电流）。假如

16、一般阀的滞环为3%，而对应于调节范围仅10%的情况，则其滞环相当于30%。显然，很难用如此差的分辨率来进行控制。,2019/6/22,流量特性 (阀口流量特性） 选用比例阀的正确方法。 快进工况的比例关系 此时设定值在66%到98%额定电流之间（60-150L/min），因此得到32%调节范围。,比例方向阀,2019/6/22,比例方向阀,流量特性 现用一实例来说明按下列特性选用比例阀的正确方法。 工进工况设定的比例关系 此时设定值落在36%至63%额定电流之间，可见调节范围很大，有一个较好的分辨率。同时，重复精度造成的偏差当然也减小。,2019/6/22,流量特性 控制阀芯的时间特性 图中给

17、出了控制阀芯在输入阶跃电信号时的过渡过程曲线。在从一个位置运动到另一个位置的过渡过程中，没有产生超调，阀芯快速移动时间比较短，减速后停留在交换位置。 加速和制动过程的调节时间，也是充分的 .,比例方向阀,输入信号阶跃（信号变化25至75）输入信号阶跃（信号变化0至100） 时的过渡过程特性 时的过渡过程特性,2019/6/22,流量特性 加速与减速 流量正变化或负变化，由比例阀来加以控制。这些预调设定值，即在哪个时间流量应发生变化进而控制阀芯位置发生变化，都由操纵比例电磁铁的电控制器来设定。由放大器预调的设定值，在给定时间内，变化到该设定值的终值。 电控器的这一功能块，称为斜坡发生器。设定值变

18、化所需的时间间隔称为斜坡时间。 例如：在2秒钟内，设定值从零变化到最大值。 加速时间短 加速度大 例如：在5秒钟内，设定值从零变化到最大值。 加速时间长 加速度小,比例方向阀,2019/6/22,比例方向阀,流量特性 功率域 与一般开关型方向阀一样，在比例阀中也存在功率域问题。 在这里，令人感兴越的是不带位移传感器的直控阀的性能。在较大压差P作用下，这种直控阀的流量增大到功率界极限时，液动力会自动将阀口关小，流量不再增大。由此，在这里可以讲存在一种“自然的”功率域。 流量特性 控制范围（分辨率） 控制范围（在实践上，常称为调节范围，或调速比），可理解为最大与最小控制流量之比。对于不带位移传感器

19、的比例方向阀，调节范围是1：20。假如最大流量是40L/min，则最小流量是2L/min。在这里重复误差起重要作用。重复误差在数值上必须显著地低于最小流量。带位移传感器的比例方向阀，其控制范围是1：100。,2019/6/22,流量特性 阀芯结构型式 含中间过渡形式的滑阀机能图,比例方向阀,2019/6/22,比例方向阀,直控式比例方向阀 实用性说明： 注意阀的油口与液压缸的油口相连时，只有当比例阀与执行器之间的连接管路尽可能短时，才有可能达到优化的运动特性值。 每个液压系统，都可用一个弹簧质量系统来描述。其最大可能的加速度决定液压装置的调整时间，或由弹簧质量系统本身来决定的。 （比例控制系统

20、设计准则）,2019/6/22,先导式比例方向阀 （1）结构原理 （单边弹簧对中型先导式比例方向阀 ） 与开关式阀一样，大通径的比例阀也是采用先导控制型结构。而推动主阀芯运动所需的操纵力，也还是问题的关键。 通常，10通径以及小于10通径的阀为直接控制式，大于10通径的为先导控制式。 先导式比例方向阀（图）由以下几部份组成：带比例电磁铁（1）和（2）的先导阀（3），带主阀芯（8）的主阀（7），对中和调节弹簧（9）。 先导阀配用具有电流 力特性的力调节型比例电磁铁。,比例方向阀,2019/6/22,比例方向阀,机能符号,2019/6/22,比例方向阀,比例方向阀特点 1) 结构上与三位四通弹簧对

21、中型方向阀相似。 2) 对污染的感性较小。 3) 一个阀可同时控制液流的方向及流量。在过程控制中，可在没有 附加方向阀及节流阀的情况下，实现快速和低速行程控制。速度的变化过程，不是跳跃式，而是无级变化。 4) 具有像先导控制方向阀一样的较大的阀芯行程。 5) 流入和流出执行器（缸或马达）的液流，都要受到两个控制阀口的约束（控制作用）。 6) 与电控器配合，可方便可靠地实现加速及减速过程。加减速时间可由电控器预调，而与油液特性（如粘度）无关。 输入电流与直流电磁铁一样。,2019/6/22,比例压力阀,比例压力阀用来实现压力遥控，压力的升降随时可通过电信号加以改变。 工作系统的压力可根据生产过程

22、的需要，通过电信号的设定值来加以变化，这种控制方式常称为负载适应控制。,2019/6/22,比例压力阀,1、直控式比例溢流阀 （1）结构 壳体（1） 电感式位移传感（3） 比例电磁铁（2） 阀座（4） 阀芯（5） 压力弹簧（6）,2019/6/22,比例压力阀,（2）原理 位置调节型电磁铁， 代替手调机构进行调压。 给出的设定值，经放大器 产生一个与设定值成比例 的电磁铁位移。它通过弹 簧座（7）对压力弹簧（6） 预加压缩力，并把阀芯压在阀座上。弹簧座的位置，即电磁铁衔铁的位置（亦即压力的调节值），由电感式位移动感器检测，并与电控器配合，在一个位置闭环中进行监控。与设定值相比出现的调节偏差，由

23、反馈加以修正。按这个原理，消除了电磁铁衔铁等的磨擦力影响。,2019/6/22,比例压力阀,（3）压力等级 最高调定压力，以压力等级为准 （25bar,180bar,315bar）。不同的压力等级，通过不同的阀座，即不同的阀座直径达到。因为电磁力保持不变，当阀座直径最小时压力最高。这里给出了25bar压力等级曲线。,2019/6/22,比例压力阀,（4）进口压力与控制电流的关系 最高调定压力，以压力等级为准。不同的压力等级（50bar,100bar,200bar，315bar） ，通过不同的阀座，即不同的阀座直径来实现。 除了一般的特性曲线，如“流量压力特性曲线”之外，还有一条重要的特性曲线是

24、“控制电流进口压力特性”,2019/6/22,机能符号,比例压力阀,2019/6/22,比例压力阀,原理 带有比例电磁铁（2）的先导级（1） 最高压力限制（3）（供选择） 带主阀芯（5）的主阀（4）,2019/6/22,电液比例技术在锻压行业的应用：,在锻压设备中，折弯机已成为最受人们欢迎的金属成型设备之一，近年来随着工艺水平的不断提高，其加工的工艺范围越来越广。它的应用范围遍及航空、造船、铁路、电工、矿山、工程机械、冶金、汽车、农机、轻工、仪表、纺织、电子等几乎各个工业领域。,我公司PPE双机联动折弯机,2019/6/22,数控电液比例折弯机的主要构成,PPEB系列的电液伺服同步系统 随着数

25、控技术的发展和性能可靠的比例液压元件的诞生，近几年电液比例控制技术得到了广泛的应用，其中最典型的就是用于折弯机的同步控制。 电液伺服同步控制系统主要由数控系统（1）、光栅尺（2）、比例阀组成（3）。数控系统实时地通过光栅尺检测滑块的左右位置和运行速度，并根据程序设定的参数计算出比例阀的控制电流，通过比例阀放大器调整比例阀开口，来实现左右的同步和下死点的定位控制。 电液伺服同步控制系统最大的优点就是同步性能好，抗偏载能力强，定位精度高，而且大大简化了机床的机械结构。这种折弯机正是我们这本资料讨论的主要内容，在后面的章节里我们将详细介绍PPEB系列折弯机的结构、原理、使用及维护，帮助大家更好地使用

26、好该机床，使之发挥出应有的效益。,2019/6/22,数控电液比例折弯机的主要构成,光栅尺,数控系统,比例伺服阀,2019/6/22,数控电液伺服折弯机的结构,电液伺服数控折弯机由电控系统、主机及相关辅机组成。其中电控系统又由电气控制柜、数控系统挂箱及操作站组成；主机又由油缸、液压系统、光栅尺位置反馈系统、滑块、机架及模具等几部分组成；辅机又有加凸工作台、后挡料、模具快速夹紧装置、随动托料装置、固定托料架、油冷却器及光电保护装置等多种功能部件可供选择。各部件的名称及在机床上的位置见下图。,2019/6/22,比例同步折弯机结构示意,2019/6/22,板料折弯机的工作原理,板料的折弯是依靠上下

27、模具来完成的。下模安装在工作台上，上模安装在可上下运动的滑块上。滑块的运动由安装在机架上的两个油缸共同驱动；两油缸的同步运动是由两套光栅尺位置反馈系统检测滑块位置并反馈给数控系统进行比较，再由数控系统分别控制两同步阀组，以保持两油缸的同步运动。滑块上下运动一次，完成一次折弯。,2019/6/22,折弯机的主参数,折弯机是将板料通过模具折弯成不同截面形状零件的机床。其主参数为公称力（单位kN）和可折最大宽度（单位mm）（本公司在机床型号表达中为了简明起见，公称力的单位采用“吨”，可折最大宽度的单位采用“分米”，如型号PPEB220/30中220表示机床的公称力（俗称机床吨位）为220吨，30表示

28、机床最大可折板宽为30分米（即3米）。它们分别规定了折弯机的最大工作能力和折弯板材的最大宽度。其余各参数（见图2.2）分述如下：,2019/6/22,折弯机的主参数,油缸行程：指折弯机油缸的最大行程。如图示尺寸C。 最大开启高度：指滑块下平面至工作台上平面的最大距离。如图示尺寸E。 喉口深度：指机床油缸侧向中心线到立柱喉口内壁的距离。它规定了长度大于立 柱间距需折弯零件的最大边长尺寸。如图示尺寸D。 工作台宽度：它规定了折弯机M形下模及其它形状下模的最大截面尺寸。如图示尺寸F。 立柱间距：指两立柱间的距离。它规定了需伸入立柱间进行折弯加工零件的最大 长度尺寸。如图示尺寸B。,2019/6/22

29、,数控折弯机的数控轴,数控折弯机的数控轴共有以下几类： Y1，Y2轴：控制滑块上下运行 V轴：控制机床挠度补偿量 X轴：为后定位系统控制轴，控制后挡料定位位置（各轴的定义见图2.3）。,2019/6/22,V轴即挠度补偿轴，目前有两种实现方式：一种为位置控制，即根据折弯时工作台挠度变形曲线，在其相对应的点上给出等量的反变形，在折弯加载时正好弥补机床的弹性挠度变形；另一种为压力控制，即根据折弯力，调节多个挠度补偿油缸的压力，使工作台立板的多个点处，产生抵抗折弯力的反力，来阻止挠度变形。由此可见，就与实际挠度变形曲线吻合的情况而言，第一种方法较优，可获得较高的折弯精度。我公司生产的折弯机一直都采用

30、第一种方法。见图2.4，工作台加凸原理示意图：,数控折弯机的数控轴,2019/6/22,数控折弯机的数控轴,X轴的控制是由伺服放大器根据数控编程值驱动伺服电机拖动挡料板达到工件所需定位值，保障制件精度的。,伺服放大器,伺服电机,2019/6/22,数控折弯机的数控轴,Y1、Y2及V轴的精度对被加工零件的角度和直线度起着重要作用。值得注意的是：对于薄板（小于3mm）而言，板材自身的质量，如厚度误差的大小、材质平面均匀度及板材轧制纹理方向等，都直接影响被折弯零件的精度！ Y1、Y2轴的定位精度由固定在机架两端的光栅尺将实际检测值反馈给数控系统，数控系统根据检测值调整两端油缸进油量，保证滑块两端平行

31、的同时，达到编程值，保证折弯精度。,2019/6/22,机床的液压传动及同步控制,液压传动最基本的理论是帕斯卡原理。由油泵、液压阀、管道、油缸所形成的密闭容腔内各点的压强是相等的。液压系统的油压因油缸的负载而产生且随之变化而变化。 液压传动回路通常由油箱、油泵、液压阀组、油缸及连接管道等组成。液压油从油箱被油泵吸入后产生流量，经由液压阀组驱动油缸运动；液压阀组通过改变压力油的流向及流量，控制油缸以满足机床所需的运动要求。 液压传动的介质是液压油。机床所使用液压油的质量将直接影响机床的性能和寿命。因其上配备有比例伺服阀，对液压油的要求比其它普通液压机床要严格：过滤精度必须达到10m，且必须按规定

32、的使用期限更换。,2019/6/22,机床的液压传动及同步控制,液压元件的结构及工作原理 电液伺服折弯机常用的液压元件有以下几种，现将其结构及工作原理分别简要介绍： 内啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵因其流量和压力脉动性小、噪音低，而广泛用于电液伺服折弯机中，其工作原理类似于外啮合齿轮泵：靠轮齿啮合时容积的改变而使吸入并压出的油液产生流量。 充液阀 充液阀是实现快速下行和高速回程的重要元件，通常安装在油缸顶部或同步阀组内。其特点是开启压力低，阀通径大，过油流量大。结构上多为阀芯、阀套组合式，阀口锥面密封。有常开型和常闭型之分。,2019/6/22,机床的液压传动及同步控制,二通插装阀 二通插装阀也称锥

33、阀、逻辑阀，是一种液控型、单控制口的装于油路主级中的两通液阻单元。当配以相应的先导控制级，可组成插装阀的各种控制功能单元。如折弯机液压系统中的压力阀组和同步阀组中都用到不同功能的插装阀组合。其特点：内阻小，适宜大流量工作；阀口多采用锥面密封，泄漏小；结构简单，工作可靠，标准化程度高。 值得一提的是，近来随着大流量电磁插装阀的开发，使用该阀替代二通插装阀与提动阀组合，控制折弯机油缸下腔成为可能。 提动阀 提动阀实际上是一种锥阀式电磁换向阀，为插入式安装。因其为锥阀结构，故泄漏小，多作为插装阀的先导控制级使用。,2019/6/22,机床的液压传动及同步控制,溢流阀 溢流阀是一种压力控制阀，在折弯机

34、液压系统中起安全阀作用（防止下腔压力过高，如液压原理图中20阀）、起溢流阀作用（维持液压系统压力恒定，如液压原理图中6阀）及背压作用（如液压原理图中15阀）。 电磁换向阀 电磁换向阀是方向控制阀，其工作原理：通过电磁铁控制滑阀阀芯的不同位置，以改变油液的流动方向。特别主意的是，因其是滑阀结构，故其泄漏量较大。,2019/6/22,机床的液压传动及同步控制,该阀主体结构仍沿用传统的压力阀，只是用比例电磁铁替代用来调节弹簧预压缩量的调节螺丝或手轮。通常作为插装阀的先导控制级使用。,2019/6/22,机床的液压传动及同步控制,比例伺服阀,比例伺服阀，即闭环比例阀，是由比例阀发展而来。通过不断的开发

35、研究，达到几乎不差于、部分超过伺服阀的静态和动态性能。与比例方向阀相比，其最重要的特征，是在阀中位时为零遮盖。该阀再配上位置调节闭环的比例电磁铁，可以无级地在所有中间点达到很小的滞环；电磁铁失电时，阀处于附加的第四切换位，即安全位。,2019/6/22,比例伺服阀,2019/6/22,数控折弯机的液压传动原理,折弯机的每次行程分三种工况（即：快速行程、工作行程及回程），共有三个特定含义的点决定着各工况的起始和终点位置（即：上止点、变速点及下止点）。对应地，滑块分别以三种速度运动（即：空载速度、工作速度和回程速度）。从上止点到变速点滑块以空载速度快速下行；从变速点到下止点滑块以工作速度下行，工件

36、的折弯在此工况中完程；从下止点到上止点滑块以回程速度上行。至此，机床完成一次行程。上述三种速度和三个特定点的位置均可在数控系统中改变其数值。对电液伺服数控折弯机而言，还有一个有特定意义的点-夹紧点：搁在下模上的板料上表面所对应的位置。即从此点开始，工件将被折弯。此点由数控系统自动算出（伺服随动托料从此点开始动作）。 电液伺服数控折弯机的液压传动回路根据上述运动要求而设计。现详细分析不同工况时，液压回路中油液的流动情况(见下图)。,2019/6/22,数控折弯机的液压传动原理,2019/6/22,折弯机各阀动作顺序表,2019/6/22,数控折弯机的液压传动原理,在原理图中的中部双点划线区域内为

37、压力阀组，通常装在油泵上或附近；左侧和右侧双点划线区域内为同步阀组，通常装在油缸顶部。 在滑块下行过程中，油缸下腔排出油液，上腔则补充油液；在滑块回程过程中，油缸上下腔进出油液的方向正好相反。 该机在工作时滑块完成一次行程需经过八个阶段。：快速下行；：减速下行；：压料并保压；：卸压；：快速上行；：减速上行；：慢速至上死点；：停止在上死点。,2019/6/22,数控折弯机的操作及油液流动方向,：操作下行按钮，YV5和YV2交叉得电。YV5得电，提动阀（四5）切换至A-P口相通；YV2交叉得电，比例伺服阀（四2）切换至P-B口相通，A-T口相通，且节流口为最大。此时，由于提动阀（四5）A-P口相通

38、,比例伺服阀（四2）A-T口相通，使得两油缸下腔的油很快经（四5）阀A-P、（四）阀T口回到油箱，同时失去支承滑块所需要的油压。滑块由于自重带动活塞快速下降，油缸上腔的容积变化率大于油泵流量，油缸上腔产生负压，油箱的油经充液阀（五）压入两油缸上腔，滑块形成了空载快速向下运行。 ：当滑块快速下行到达设定值后，通过给YV2新的参数值，减小比例伺服阀（四2）节流口，达到减速下行。,2019/6/22,数控折弯机的操作及油液流动方向,：工进升压：YV5失电、YV6得电、YV2交叉得电、YV4通电。YV2交叉得电，比例伺服阀（四2）在和口相通状态。YV5失电，提动阀（四5）复位（A-P截止），油缸下腔的

39、油路被切断，并通过溢流阀（四4）迅速产生支承滑块所需要的压力，使滑块不能自由下落；YV06得电，换向阀（三6）口相通，口相通，接通充液阀控制口，充液阀（五）关闭，切断油缸上腔与油箱的通路。此时，油泵输出的油经精滤油器（三11）、比例伺服阀（四2）口进入油缸的上腔，并通过电磁铁YV4使比例溢流阀（三04）建立起压力，迫使滑块克服油缸下腔的支承力和压料力向下运动，而油缸下腔的油经溢流阀（四）T口、比例伺服阀（四2）口回到油箱，这样完成压料升压过程。当滑块到达下死点时，比例伺服阀（四2）的、关闭，油缸上下腔达到力的平衡，实现保压。,2019/6/22,数控折弯机的操作及油液流动方向,：卸压：YV6保

40、持通电，YV4失电。YV4失电，系统油开始卸压，而YV2直通得电，比例伺服阀（四2）的-口相通、-口相通，油缸上腔的油经比例伺服阀（四2）-口回到油箱，实现卸压。 ：当卸压后，YV06失电、YV4得电、YV2直通得电。YV06失电，换向阀（三）复位口相通，充液阀（五）开启，接通油缸上腔与油箱的回油通路；YV2直通得电，比例伺服阀（四2）口相通、口相通。此时，油泵输出的油经精滤油器（三11）、比例伺服阀（四2）口、阀（四5）流入油缸的下腔，并通过电磁铁YV04使比例溢流阀（三04）建立起压力，使滑块向上快速运动，油缸上腔的液压油通过充液阀（五）回到油箱。 、：当滑块上升到达某一位置时，YV04继

41、续保持得电，同时改变YV2的电信号，达到改变比例伺服阀（四2）的开口，慢慢地关闭，以达到减速上升，慢速至上死点。,2019/6/22,数控折弯机的操作及油液流动方向,：当滑块到达上死点后，YV04失电，比例溢流阀（三04）卸压，同时YV2停止在中间截止位，滑块停止运行，这样机床就完成了一次全行程。 注意：在滑块运动的全过程中，比例伺服阀（四2）起着至关重要的作用！是整个液压系统的核心元件！在液压系统调试和检修时密切检查该阀的状态，有助于故障的分析和判断。但因其属于精密元件，不得擅自将其拆开！,2019/6/22,数控折弯机的同步控制,液压折弯机是通过两个油缸共同驱动滑块上下运动完成板料的折弯过

42、程。两油缸在整个运动过程中的同步及下止点的精确定位就显得尤为重要。电液伺服数控折弯机两油缸的同步及下止点的精确定位均由数控系统精确控制：一方面使滑块的运行平稳；另一方面使滑块在下止点能精确定位。 安装在机床两侧的光栅反馈系统实时检测并反馈滑块运行的位置，数控系统一方面比较两个光栅尺反馈的数据，对两个同步阀组中的比例伺服阀进行调节，从而使滑块的同步运行控制在所允许的误差范围内；另一方面将光栅尺反馈的数据与系统设定的下止点进行比较，是否到达下止点。 下图表示了折弯机同步系统的各个组成环节，主要由液压油的控制和电信号的传递两大部分组成。来自油源的压力油，经两同步阀组的控制后分别进入两油缸，驱动滑块同

43、步运动；滑块运动的位置由两侧的光栅尺实时检测并反馈给数控（CNC）系统，经过数控系统分析计算后，通过伺服放大器控制两同步阀组，并同时接收比例伺服阀阀芯位置的反馈信号，再次进行分析计算、控制同步阀组，形成一种动态闭环控制。在滑块的整个运行过程中，数控系统依据程序设定各参数，结合光栅尺和比例伺服阀阀芯位置的反馈信号，动态控制同步阀组，以实现同步运行和下止点精确定位。,2019/6/22,数控折弯机的同步控制,2019/6/22,数控折弯机的同步控制,对于两台联动或多台联动折弯机，在两台折弯机中间的各自滑块背面分别装有位移传感器和碰块，联接两台机床（见下图）；在主电柜中也相应配置了一个联动卡，其上有

44、两个指示灯，显示联动的状态（联动的调节时依照此指示灯）。 该装置仅在工作行程时，才控制两台机床的同步。即，在滑块下行过变速点后，数控系统才取该位移传感器的信号，分别调整联动的机床进行同步运行。所以，为保证机床的平稳运行，联动机床的折弯参数（如：运行速度、变速点和上下止点的位置、模具等）应相同。 注意，在进行联动操作时，工作速度的设定值应略小于最大工作速度，留出0.5mm/s的裕度；折弯力也不应超过最大折弯力的90%。此时，联动机床的同步精度可达到0.1mm。联动机床的同步精度并非在任何条件下都能达到此精度！,2019/6/22,数控折弯机的同步控制,2019/6/22,数控折弯机的电气控制,机

45、床的电气控制系统是机床的动力部分，机床的各个动作和功能都是由电气控制系统来控制完成的。因此要弄清楚机床的电气原理，首先要对该机床的液压原理有一定的了解，即要知道整个控制系统的任务和目的。这样才能有助于对电气系统的理解。下面我们就根据整机的控制要求逐步介绍机床的电气控制系统。 机床电气控制系统的组成 前面机械部分已介绍了数控折弯机的工作过程，大家也清楚了滑块的运动和工况的改变都是靠对电磁阀的控制来实现的。因此电气控制系统的任务就是在不同的工况下改变电磁阀的得电状况，换句话说，电磁阀是电气系统的执行元件，同时又是液压系统的控制元件，电液之间的联系以及电气对液压的控制都是靠电磁阀来实现的。,2019

46、/6/22,数控折弯机的电气控制,对于传统的扭轴和滑阀同步的机床来说，电气控制系统就显得非常简单，仅控制几个电磁阀的得失电状况就够了，电气系统不用考虑各状况运行过程中的同步问题。但对于电液伺服来说，由于同步方式的改变，采用伺服阀来控制两油缸的过程同步。同步控制问题就由电气控制系统来完成，所以电液伺服折弯机必须采用数控装置，不断的检测滑块两端的位置，并通过同步控制软件计算出每一时刻左右伺服阀的开口，由伺服阀放大器进行控制，确保运行过程中的同步。因此，任何一台电液伺服折弯机必须具备两个比例伺服阀，两根光栅尺，以此检测两边的位置并进行控制。 通过以上描述，大家应该对电液伺服折弯机电气控制系统的组成有

47、了一个大概的轮廓，可由如下示意图来表示：,2019/6/22,数控折弯机的电气控制,下图表示的仅仅是对电液折弯机的滑块进行控制，如果再加上其它的控制轴，如后挡料的X、R轴，挠度补偿的V轴，就组成了一台功能较全的电液伺服数控折弯机。,2019/6/22,数控系统的介绍,数控系统是数控机床的心脏，一台数控机床的性能很大程度上取决于数控系统的好坏。前面所讲的数控系统对滑块和其它轴的控制只是数控系统的一小部分功能，数控系统的另外一部分功能就是专家系统及程序编辑功能，它提供给用户方便的操作环境。现代高档数控机床，用户只需输入工件的参数及形状，系统就能自动计算出该工件的加工工艺路线，各轴的运行数据，并进行

48、各种优化，最后自动加工出所需的零件。 PPEB折弯机所使用的数控系统是采用荷兰DELEM公司的DA系列电液伺服数控折弯机专用系统，它可根据用户的不同需要配置高中低档次系统，我们公司使用的数控系统主要以DAon Windows系列中的DA56系统进行介绍讲解, DA56系统是PPEB数控折弯机主要配置中高档 系统。,2019/6/22,数控系统的介绍,DA56系统的特点 采用实时Windows操作系统与电液同步折弯机应用的核心捆绑，可实现瞬间关机,频繁开关 多种语言选择，可设置为全中文界面，操作简单 采用10.4TFT真彩LCD显示，二维图形方式编程 智能模块化结构，系统可柔性扩展24轴 内置式PLC功能,减少电路设计,增加可靠性 USB接口 内置字处理器 内存容量32MB 独特快捷键设置,方便机床调整 远程诊断功能 公/英制转换 折弯工序自动编制与折弯模拟 机器工作时间与折弯次数的自动累计 错误警示系统，杜绝误操作 全方位碰撞检测功能，杜绝废品 机床外型、模具、工件以图形方式按1：1：1自由缩放 展开长度、折弯力、变形补偿、模具安全保护区自