基于2D高频数字阀的高速数控冲床液压控制系统设计

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1、2013年4月机床与液压Apr．2013第41卷第8期MACHINETOOL&HYDRAULICSV01．41No．8DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．08．025基于2D高频数字阀的高速数控冲床液压控制系统设计童小利，金秋春(1．郑州航空工业管理学院机电工程学院，河南郑州450015；2．郑州航空工业管理学院计算机科学与应用系，河南郑州450015)摘要：针对高速数控冲床主传动以液压驱动为主导，以伺服驱动技术全数字化为发展趋势，提出一种以2D高频数字阀为核心控制元件的高速数控冲床液压控制系统，并分析该系统的工

2、作原理以及控制原理，该系统具有油缸输出力可控，冲切频率可调，工作行程以及上、下死点可设定，冲头在油缸的有效行程内位移可任意调整从而实现无级可控的功能。并对该液压系统的主要参数进行了设计和计算。关键词：2D高频数字阀；高速数控冲床；液压控制系统；数字控制中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)8—071—3DesignofHydraulicControlSystemforNCPunchingMachineBasedon2DIIighFrequencyDigitalValveTONGXiaoli，JINQiuch

3、un2(1．SchoolofMechatronicsEngineering，ZhengzhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement，ZhengzhouHenan450015，China；2．DepartmentofComputerScienceandApplication，ZhengzhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement，ZhengzhouHenan450015，China)Abstrlact：Atrendofhydrauliccontrolsys

4、temofNCpunchingmachinewasgoingtodigitization，SOahydrauliccontrolsystemofNCpunchingmachineWasproposedbasedon2Dhighfrequencydigitalvalve．Theworkprincipleandcontrolprinciplewereanalyzed．Itisshownthattheoutputforce，thefrequencyandthedisplacementofthecylinderinthehydrauliccontrol

5、systemarecontrollable．Specifically，thedisplacementiscontinuouslycontro1．Theparametersofthehydrauliccontrolsystemwerealsocalculated．Keywords：2Dhighfrequencydigitalvalve；NCpunchingmachine；Hydrauliccontrolsystem；Digitalcontrol数控冲床是集机、电、液于一体的前沿产品，广压装置可以控制滑块的上、下运动速度和停滞位移连泛用于各类金属薄

6、板零件加工，是一次性自动完成多续可控，实现空程快速下行、慢速冲压、快速回程；种复杂孔型和浅拉深成型的板材加工关键设备。市场可以控制冲压力的大小，并在整个行程中提供最大的需求量大，我国年需求总量为3000—5000台套，估工作压力；冲压频率高。也即是要求可以设定冲裁加计将多年保持快速增长的态势¨，而我国进口数控板工工艺的速度、位置以及冲压力的大小等参数。冲压材加工设备占据市场主导地位，其中高端产品国产品频率与冲压行程、冲压板厚等参数有关，直接影响数牌几乎为零，而低端产品占20％左右。控冲床的生产效率，作者主要针对冲压频率为1000目前，我国高速数

7、控冲床液压控制系统主要依赖~／min的液压系统进行设计。该液压系统其他参数国外进口，成本高，因此迫切需要开发高技术含量为活塞最大行程40mln，最大冲压力330kN，工作行的国产高速数控液压装置，与进口产品形成真正的竞程5mm，冲裁板厚1mm。争，削弱进口产品的市场份额。1．2核心控制元件的确定作者将针对切削频率为10007：~／min的高端数控高速数控冲床液压系统具有压力高、流量大、频冲床提出一种液压控制系统。率高的特点，其设计的关键是液压核心控制元件和控1高速数控冲床液压装置方案和原理制策略。由文献[3]知数控冲床的伺服驱动技术发1．1工况

8、的分析展趋势是全数字化。全数字化不仅包括伺服驱动内部该高速数控冲床液压装置直接装在冲头上，控制控制的数字化，伺服驱动到数控系统接口的数字化，冲头完成冲