本發(fā)明涉及液壓技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種壓機(jī)的液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)和方法，還涉及一種包括上述液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)的壓機(jī)。

背景技術(shù)：

壓機(jī)是一種利用液體靜壓力來(lái)加工各種材料的機(jī)械，它常用于壓制工藝和壓制成形工藝，如鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲、翻邊、薄板拉深、粉末冶金、壓裝等。作為一種典型的周期性工作設(shè)備，壓機(jī)在一個(gè)工作周期中，各個(gè)階段均是通過(guò)油泵馬達(dá)泵出液壓油到各個(gè)油缸推動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成一系列動(dòng)作，各個(gè)階段需要不同的壓力和流量。

現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)的壓機(jī)均為伺服壓機(jī)，即通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)油泵，減少控制閥回路，對(duì)壓機(jī)滑塊進(jìn)行控制的一種節(jié)能高效壓機(jī)。伺服驅(qū)動(dòng)的壓機(jī)具有節(jié)能、低噪、高效等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的市場(chǎng)前景。壓機(jī)的一個(gè)工藝流程一般要求主缸完成以下流程：主缸快速下行——減速壓制——排氣——保壓延時(shí)——泄壓回程。但目前大部分伺服壓機(jī)中所使用的油泵為定量泵，由于泵的排量一定，但負(fù)載有速度要求，所以一部分流量需要從主溢流閥流回油箱，該過(guò)程中就造成了溢流損耗。同時(shí)由于比例節(jié)流閥做調(diào)速回路，因而又存在節(jié)流損耗。

綜上所述，如何有效地解決壓機(jī)由于溢流損耗、節(jié)流損耗等造成能耗及成本較高等問(wèn)題，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種壓機(jī)的液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)，該液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效地解決壓機(jī)由于溢流損耗、節(jié)流損耗等造成能耗及成本較高的問(wèn)題，本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種壓機(jī)的液壓閉環(huán)控制方法及一種包括上述壓機(jī)的液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)的壓機(jī)。

為了達(dá)到上述第一個(gè)目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種壓機(jī)的液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括主控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)壓力的壓力檢測(cè)裝置及用于監(jiān)測(cè)流量的流量檢測(cè)裝置；還包括壓力補(bǔ)償式的變量柱塞泵，所述變量柱塞泵的補(bǔ)償閥在系統(tǒng)壓力低于預(yù)設(shè)壓力時(shí)保持關(guān)閉以通過(guò)所述伺服電機(jī)調(diào)節(jié)所述變量柱塞泵的流量，所述變量柱塞泵的補(bǔ)償閥在所述系統(tǒng)壓力高于所述預(yù)設(shè)壓力時(shí)開(kāi)啟以通過(guò)壓力控制調(diào)節(jié)所所述變量柱塞泵的流量。

優(yōu)選地，上述液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)中，所述壓力檢測(cè)裝置為壓力傳感器。

優(yōu)選地，上述液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)中，所述流量檢測(cè)裝置為編碼器。

優(yōu)選地，上述液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)中，所述主控制器包括用于顯示所述壓力檢測(cè)裝置和所述流量檢測(cè)裝置檢測(cè)結(jié)果的顯示裝置。

優(yōu)選地，上述液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)中，所述主控制器包括用于設(shè)定所述變量柱塞泵的補(bǔ)償壓力彈簧的所述預(yù)設(shè)壓力的壓力設(shè)定模塊。

本發(fā)明提供的壓機(jī)的液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)包括主控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、壓力檢測(cè)裝置、流量檢測(cè)裝置和壓力補(bǔ)償式的變量柱塞泵。其中，壓力檢測(cè)裝置用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)壓力，流量檢測(cè)裝置用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的流量。變量柱塞泵的補(bǔ)償閥在系統(tǒng)壓力低于預(yù)設(shè)壓力時(shí)保持關(guān)閉，系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)壓力補(bǔ)償式變量柱塞泵的流量；當(dāng)系統(tǒng)壓力高于預(yù)設(shè)壓力時(shí)，補(bǔ)償閥開(kāi)啟通過(guò)變量柱塞泵的自身壓力補(bǔ)償調(diào)節(jié)變量柱塞泵的流量。

應(yīng)用本發(fā)明提供的壓機(jī)的液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)壓力F<補(bǔ)償壓力彈簧設(shè)定壓力Ps，即預(yù)設(shè)壓力時(shí)，補(bǔ)償閥保持關(guān)閉，變量柱塞泵繼續(xù)做最大排量V_max運(yùn)轉(zhuǎn)，即補(bǔ)償壓力彈簧設(shè)定壓力沒(méi)有到達(dá)之前，流量的變化是通過(guò)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化而調(diào)節(jié)的。即根據(jù)Q＝V*n(n為泵的轉(zhuǎn)速，V＝V_max)，通過(guò)伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)泵的流量。當(dāng)F≥Ps時(shí)，補(bǔ)償閥芯將克服彈簧力開(kāi)始移動(dòng)，液壓油將按比例流進(jìn)控制活塞腔。由于控制活塞面積比斜盤(pán)活塞面積大，所以控制活塞推動(dòng)斜盤(pán)向減少變量柱塞泵排量的方向移動(dòng)。補(bǔ)償控制系統(tǒng)繼續(xù)按比例給控制活塞供油，并且調(diào)節(jié)液壓泵的排量直到系統(tǒng)壓力恒定。此時(shí)，變量柱塞泵僅提供載荷需要的液壓油流量。該壓力補(bǔ)償變量泵通過(guò)變量機(jī)構(gòu)控制斜盤(pán)活塞，使斜盤(pán)保持一定的開(kāi)口，當(dāng)變量柱塞泵輸出壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力時(shí)，切換至壓力控制狀態(tài)，所以閉環(huán)變量泵既無(wú)溢流損失，也無(wú)節(jié)流損失。因而采用上述液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)不僅維持了原伺服系統(tǒng)定量泵的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也優(yōu)化了原系統(tǒng)中溢流損失、節(jié)流損失等缺陷，進(jìn)而節(jié)約了能耗、降低了成本。

為了達(dá)到上述第二個(gè)目的，本發(fā)明還提供了一種壓機(jī)，該壓機(jī)包括液壓缸，還包括上述任一種液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于上述的液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)有上述技術(shù)效果，具有該液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)的壓機(jī)也應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)效果。

本發(fā)明還提供了一種壓機(jī)的液壓閉環(huán)控制方法，包括：

設(shè)定壓力補(bǔ)償式的變量柱塞泵的補(bǔ)償壓力彈簧的預(yù)設(shè)壓力；

當(dāng)系統(tǒng)壓力小于所述預(yù)設(shè)壓力時(shí)，所述變量柱塞泵的補(bǔ)償閥關(guān)閉，所述變量柱塞泵以最大排量運(yùn)行，并根據(jù)所述系統(tǒng)壓力及所述變量柱塞泵的流量控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速；

當(dāng)所述系統(tǒng)壓力大于所述預(yù)設(shè)壓力時(shí)，所述變量柱塞泵的補(bǔ)償閥開(kāi)啟，調(diào)節(jié)所述變量柱塞泵的排量直至所述系統(tǒng)壓力恒定，當(dāng)系統(tǒng)壓力下降至小于所述預(yù)設(shè)壓力時(shí)，所述變量柱塞泵的補(bǔ)償閥的閥芯回位，所述變量柱塞泵以最大排量運(yùn)行。

優(yōu)選地，上述液壓閉環(huán)控制方法中，所述根據(jù)所述系統(tǒng)壓力及所述變量柱塞泵的流量控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，具體包括：

根據(jù)壓力傳感器檢測(cè)的所述系統(tǒng)壓力和編碼器檢測(cè)的所述變量柱塞泵的流量控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

優(yōu)選地，上述液壓閉環(huán)控制方法中，所述設(shè)定變量柱塞泵的補(bǔ)償壓力彈簧的預(yù)設(shè)壓力，具體包括：

根據(jù)所述壓機(jī)運(yùn)行各階段的壓力需求，主控制器設(shè)定所述各階段對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)壓力，并將所述預(yù)設(shè)壓力發(fā)送至所述變量柱塞泵。

應(yīng)用本發(fā)明提供的壓機(jī)的液壓閉環(huán)控制方法，不僅維持了原伺服系統(tǒng)定量泵的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也優(yōu)化了原系統(tǒng)中溢流損失、節(jié)流損失等缺陷，進(jìn)而節(jié)約了能耗、降低了成本。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為壓力補(bǔ)償式的變量柱塞泵的控制原理結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為壓機(jī)的工藝流程示意圖；

圖4為壓力補(bǔ)償變量特性曲線(xiàn)圖；

圖5為本發(fā)明提供的液壓閉環(huán)控制方法一種具體實(shí)施方式的流程示意圖。

附圖中標(biāo)記如下：

主控制器101，伺服驅(qū)動(dòng)器102，伺服電機(jī)103，流量檢測(cè)裝置104，壓力檢測(cè)裝置105，變量柱塞泵106，液壓缸107，斜盤(pán)1，補(bǔ)償閥2。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種壓機(jī)的液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)，以避免溢流損耗、節(jié)流損耗，節(jié)約能耗及成本。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-圖5，圖1為本發(fā)明提供的液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為壓力補(bǔ)償式的變量柱塞泵的控制原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為壓機(jī)的工藝流程示意圖；圖4為壓力補(bǔ)償變量特性曲線(xiàn)圖；圖5為本發(fā)明提供的液壓閉環(huán)控制方法一種具體實(shí)施方式的流程示意圖。

在一種具體實(shí)施方式中，本發(fā)明提供的壓機(jī)的液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)包括主控制器101、伺服驅(qū)動(dòng)器102、伺服電機(jī)103、流量檢測(cè)裝置104、壓力檢測(cè)裝置105和壓力補(bǔ)償式的變量柱塞泵106。

其中，主控制器101及伺服驅(qū)動(dòng)器102、伺服電機(jī)103的結(jié)構(gòu)及工作原理等請(qǐng)參考現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述。壓力檢測(cè)裝置105用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)壓力，具體的可以采用壓力傳感器，壓力傳感器與主控制電性連接，通過(guò)壓力傳感器采集系統(tǒng)的壓力并將壓力信息傳遞至主控制器101，進(jìn)而主控制器101可以根據(jù)壓力信息進(jìn)行控制判斷。當(dāng)然，根據(jù)需要壓力檢測(cè)裝置105也可以采用其他常規(guī)的用于檢測(cè)壓力的設(shè)備或結(jié)構(gòu)。流量檢測(cè)裝置104用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的流量，一般的流量檢測(cè)裝置104可以采用編碼器，編碼器與主控制器101電性連接，將檢測(cè)獲得的流量信息發(fā)送至主控制器101，進(jìn)而為主控制器101的控制判斷提供依據(jù)。當(dāng)然，根據(jù)需要，流量檢測(cè)裝置104也可以采用其他常規(guī)的用于檢測(cè)流量的設(shè)備或結(jié)構(gòu)。

采用壓力補(bǔ)償式的變量柱塞泵106，變量柱塞泵106的補(bǔ)償閥2在系統(tǒng)壓力低于預(yù)設(shè)壓力時(shí)保持關(guān)閉，系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)伺服電機(jī)103的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)壓力補(bǔ)償式變量柱塞泵106的流量；當(dāng)系統(tǒng)壓力高于預(yù)設(shè)壓力時(shí)，補(bǔ)償閥2開(kāi)啟通過(guò)變量柱塞泵106的自身壓力補(bǔ)償調(diào)節(jié)變量柱塞泵106的流量。

請(qǐng)參閱圖2，圖2為壓力補(bǔ)償式的變量柱塞泵的控制原理結(jié)構(gòu)示意圖。其主要包括變量頭(斜盤(pán)1)與補(bǔ)償閥2。在伺服電機(jī)103帶動(dòng)變量柱塞泵106對(duì)整個(gè)液壓回路進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)過(guò)程中，系統(tǒng)壓力總是作用于斜盤(pán)1活塞上，斜盤(pán)1活塞總保持液壓泵的排量趨于最大。同時(shí)，系統(tǒng)壓力也為補(bǔ)償閥2腔提供壓力，使補(bǔ)償閥2腔壓力與補(bǔ)償?shù)膹椈闪Ρ３制胶?。?dāng)液壓泵流量大于載荷所需的流量時(shí)，系統(tǒng)壓力升高，系統(tǒng)壓力大于預(yù)設(shè)壓力時(shí)，變量柱塞泵106的補(bǔ)償閥2開(kāi)啟，通過(guò)自身壓力補(bǔ)償控制系統(tǒng)減小泵的排量，從而降低系統(tǒng)壓力，直至系統(tǒng)壓力恒定。

也就是壓機(jī)工作過(guò)程中，當(dāng)主控制器101接收到壓機(jī)供壓請(qǐng)求時(shí)，主控制器101控制液壓回路通道打開(kāi)，液壓油在變量柱塞泵106的帶動(dòng)下給液壓缸107進(jìn)行供液。在此過(guò)程中，液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)一方面通過(guò)壓力檢測(cè)裝置105，如壓力傳感器向伺服驅(qū)動(dòng)器102反饋壓力信號(hào)，并通過(guò)流量檢測(cè)裝置104，如編碼器向伺服驅(qū)動(dòng)器102反饋流量信號(hào)，根據(jù)反饋的信號(hào)，由主控制器101計(jì)算出控制的電流信號(hào)值，并將該電流信號(hào)值作為伺服驅(qū)動(dòng)器102的控制信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器102控制伺服電機(jī)103的旋轉(zhuǎn)速度，伺服電機(jī)103帶動(dòng)柱塞泵對(duì)整個(gè)液壓回路進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)，從而完成液壓系統(tǒng)的壓力和流量的調(diào)節(jié)。另一方面，變量柱塞泵106根據(jù)自身的變量機(jī)構(gòu)，通過(guò)該泵壓力-排量變量特性曲線(xiàn)并結(jié)合變量活塞，轉(zhuǎn)動(dòng)變量頭，從而改變變量頭的傾斜角實(shí)現(xiàn)泵排量的調(diào)節(jié)。通過(guò)以上兩方面的結(jié)合實(shí)現(xiàn)伺服液壓系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)。

具體的，當(dāng)F(系統(tǒng)壓力)<Ps(補(bǔ)償壓力彈簧設(shè)定壓力)時(shí)，補(bǔ)償閥2保持關(guān)閉，變量柱塞泵106繼續(xù)做最大排量V_max運(yùn)轉(zhuǎn)，即補(bǔ)償壓力彈簧設(shè)定壓力，也就是預(yù)設(shè)壓力沒(méi)有到達(dá)之前，流量的變化是通過(guò)伺服電機(jī)103的轉(zhuǎn)速變化而變化的。即根據(jù)Q＝V*n，式中n為變量柱塞泵106的轉(zhuǎn)速，V＝V_max。通過(guò)伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)伺服電機(jī)103的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)泵的流量。當(dāng)F(系統(tǒng)壓力)≥Ps時(shí)，補(bǔ)償閥2芯將克服彈簧力開(kāi)始移動(dòng)，液壓油將按比例流進(jìn)控制活塞腔。由于控制活塞面積比斜盤(pán)1活塞面積大，所以控制活塞就推動(dòng)斜盤(pán)1向減少變量柱塞泵106排量的方向移動(dòng)。補(bǔ)償控制系統(tǒng)繼續(xù)按比例給控制活塞供油，并且調(diào)節(jié)變量柱塞泵106的排量直到系統(tǒng)壓力恒定。此時(shí)，變量柱塞泵106僅提供載荷需要的液壓油流量。而后，當(dāng)F(系統(tǒng)壓力)<Ps(補(bǔ)償壓力彈簧設(shè)定壓力)時(shí)，補(bǔ)償閥芯回復(fù)原位，斜盤(pán)1回復(fù)到使變量柱塞泵106排量為最大的位置。

該壓力補(bǔ)償變量泵通過(guò)變量機(jī)構(gòu)控制斜盤(pán)1活塞，使斜盤(pán)1保持一定的開(kāi)口，當(dāng)泵輸出壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力時(shí)，泵切換至壓力控制狀態(tài)，所以閉環(huán)變量泵既無(wú)溢流損失，也無(wú)節(jié)流損失。另外在斜盤(pán)1設(shè)定的變化壓力沒(méi)有到達(dá)之前，流量的變化是通過(guò)伺服電機(jī)103的轉(zhuǎn)速變化而變化的。因而采用上述液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)不僅維持了原系統(tǒng)中伺服系統(tǒng)結(jié)合定量泵的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也優(yōu)化了原系統(tǒng)中溢流損失、節(jié)流損失等缺陷。

請(qǐng)參閱圖3，圖3為壓機(jī)的工藝流程示意圖。壓機(jī)根據(jù)壓制工藝要求主缸完成以下流程：主缸快速下行——減速壓制——排氣——保壓延時(shí)——泄壓回程——下一循環(huán)。在整個(gè)壓機(jī)壓制過(guò)程中，其中減速壓制以及保壓延時(shí)兩個(gè)過(guò)程處于高壓階段。本發(fā)明技術(shù)方案通過(guò)現(xiàn)階段伺服系統(tǒng)與變量柱塞泵106具備的壓力補(bǔ)償控制方式相結(jié)合，降低上述兩個(gè)高壓階段泵排量，進(jìn)而調(diào)節(jié)伺服液壓系統(tǒng)的壓力，達(dá)到高精度、低能耗、低成本等效果。

進(jìn)一步地，在上述實(shí)施例中，預(yù)設(shè)壓力的設(shè)置可以通過(guò)手動(dòng)設(shè)置補(bǔ)償壓力彈簧的壓力。具體的，將限位螺釘擰至上端，根據(jù)所需流量和壓力變化范圍調(diào)節(jié)彈簧套，使其流量發(fā)生變化時(shí)的初始?jí)毫Γ搭A(yù)設(shè)壓力符合要求，然后調(diào)節(jié)限位螺釘，使高壓時(shí)的流量符合要求，流量從刻度盤(pán)上粗略讀出，其中間的流量與壓力變化關(guān)系根據(jù)泵P-V變量特性曲線(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)即可，請(qǐng)參閱圖4，圖4為壓力補(bǔ)償變量特性曲線(xiàn)圖。

為提高控制的自動(dòng)化程度，預(yù)設(shè)壓力也可以通過(guò)電子設(shè)定。即所述主控制器101可以包括用于設(shè)定所述變量柱塞泵106的補(bǔ)償壓力彈簧的所述預(yù)設(shè)壓力的壓力設(shè)定模塊。進(jìn)而在壓機(jī)工作過(guò)程中，當(dāng)主控制器101接收到液壓機(jī)供壓請(qǐng)求時(shí)，主控制器101控制閥門(mén)打開(kāi)相應(yīng)壓機(jī)的液壓回路通道，液壓油在變量柱塞泵106的帶動(dòng)下給液壓缸107進(jìn)行供液，一方面在系統(tǒng)壓力小于預(yù)設(shè)壓力時(shí)通過(guò)伺服壓力閉環(huán)對(duì)液壓系統(tǒng)的壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，具體如上述實(shí)施例所述。另一方面在系統(tǒng)壓力大于預(yù)設(shè)壓力時(shí)，具體變量式柱塞泵補(bǔ)償壓力彈簧的預(yù)設(shè)壓力由主控制器101設(shè)定，主控制器101將設(shè)定好的模擬量發(fā)送至變量式柱塞泵，然后通過(guò)軟體程式并結(jié)合該泵壓力-排量變量特性曲線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)泵排量的調(diào)節(jié)。通過(guò)以上兩方面的結(jié)合實(shí)現(xiàn)伺服液壓系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，為了便于對(duì)系統(tǒng)壓力及流量的監(jiān)控，主控制器101可以進(jìn)一步包括顯示裝置，以將壓力檢測(cè)裝置105的檢測(cè)數(shù)據(jù)及流量檢測(cè)裝置104的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。進(jìn)而相關(guān)人員能夠方便的通過(guò)顯示裝置獲取系統(tǒng)運(yùn)行狀況。具體的，顯示裝置可以為顯示屏等。

基于上述實(shí)施例中提供的液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種壓機(jī)，該壓機(jī)包括上述實(shí)施例中任意一種液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于該壓機(jī)采用了上述實(shí)施例中的液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)，所以該壓機(jī)的有益效果請(qǐng)參考上述實(shí)施例。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種壓機(jī)的液壓閉環(huán)控制方法，包括：

設(shè)定壓力補(bǔ)償式的變量柱塞泵106的補(bǔ)償壓力彈簧的預(yù)設(shè)壓力；

當(dāng)系統(tǒng)壓力小于所述預(yù)設(shè)壓力時(shí)，所述變量柱塞泵106的補(bǔ)償閥2關(guān)閉，所述變量柱塞泵106以最大排量運(yùn)行，并根據(jù)所述系統(tǒng)壓力及所述變量柱塞泵106的流量控制伺服電機(jī)103的轉(zhuǎn)速；

當(dāng)所述系統(tǒng)壓力大于所述預(yù)設(shè)壓力時(shí)，所述變量柱塞泵106的補(bǔ)償閥2開(kāi)啟，調(diào)節(jié)所述變量柱塞泵106的排量直至所述系統(tǒng)壓力恒定，當(dāng)系統(tǒng)壓力下降至小于所述預(yù)設(shè)壓力時(shí)，所述變量柱塞泵106的補(bǔ)償閥2的閥芯回位，所述變量柱塞泵106以最大排量運(yùn)行。

該方法在斜盤(pán)1設(shè)定的變化壓力沒(méi)有到達(dá)之前，流量的變化是通過(guò)伺服電機(jī)103的轉(zhuǎn)速變化而變化；在變量柱塞泵106輸出壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力時(shí)，變量柱塞泵106切換至壓力控制狀態(tài)，所以閉環(huán)變量泵既無(wú)溢流損失，也無(wú)節(jié)流損失。另外的。因而采用上述液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)不僅維持了原系統(tǒng)中伺服系統(tǒng)結(jié)合定量泵的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也優(yōu)化了原系統(tǒng)中溢流損失、節(jié)流損失等缺陷。

請(qǐng)參閱圖5，圖5為本發(fā)明提供的液壓閉環(huán)控制方法一種具體實(shí)施方式的流程示意圖。

在一種具體實(shí)施方式中，本發(fā)明提供的液壓閉環(huán)控制方法包括以下步驟：

S101：設(shè)定壓力補(bǔ)償式的變量柱塞泵106的補(bǔ)償壓力彈簧的預(yù)設(shè)壓力；

S102：判斷系統(tǒng)壓力是否小于預(yù)設(shè)壓力，若是執(zhí)行步驟S103，否則執(zhí)行步驟S104；

S103：補(bǔ)償閥2關(guān)閉，進(jìn)入伺服壓力閉環(huán)控制；

也就是在系統(tǒng)壓力小于預(yù)設(shè)壓力時(shí)，補(bǔ)償閥2關(guān)閉，變量柱塞泵106以最大排量運(yùn)行，并根據(jù)系統(tǒng)壓力及變量柱塞泵106的流量控制伺服電機(jī)103的轉(zhuǎn)速，以調(diào)整變量柱塞泵106的流量。

S104：補(bǔ)償閥2開(kāi)啟，并執(zhí)行后續(xù)步驟；

S105：推動(dòng)斜盤(pán)1移動(dòng)以減小變量柱塞泵106的排量；

S106：根據(jù)P-V曲線(xiàn)調(diào)節(jié)變量柱塞泵106的排量；

一種具體實(shí)施方式中的P-V曲線(xiàn)請(qǐng)參考圖4。

S107：判斷系統(tǒng)壓力是否恒定，若是，則執(zhí)行后續(xù)步驟，否則返回步驟S106；

S108：變量柱塞泵106以當(dāng)前排量運(yùn)行。

也就是在系統(tǒng)壓力大于預(yù)設(shè)壓力時(shí)，補(bǔ)償閥2芯將克服彈簧力開(kāi)始移動(dòng)，補(bǔ)償閥2開(kāi)啟，液壓油將按比例流進(jìn)控制活塞腔。由于控制活塞面積比斜盤(pán)1活塞面積大，所以控制活塞就推動(dòng)斜盤(pán)1向減少變量柱塞泵106排量的方向移動(dòng)。補(bǔ)償控制系統(tǒng)繼續(xù)按比例給控制活塞供油，并且調(diào)節(jié)變量柱塞泵106的排量直到系統(tǒng)壓力恒定。此時(shí)，變量柱塞泵106僅提供載荷需要的液壓油流量。而后，當(dāng)系統(tǒng)壓力降低至小于預(yù)設(shè)壓力時(shí)，補(bǔ)償閥2芯回復(fù)原位，斜盤(pán)1回復(fù)到使變量柱塞泵106排量為最大的位置。

具體的，上述實(shí)施例中，根據(jù)所述系統(tǒng)壓力及所述變量柱塞泵106的流量控制伺服電機(jī)103的轉(zhuǎn)速具體可以為，根據(jù)壓力傳感器檢測(cè)的所述系統(tǒng)壓力和編碼器檢測(cè)的所述變量柱塞泵106的流量控制伺服電機(jī)103的轉(zhuǎn)速。也就是變量柱塞泵106以最大排量運(yùn)行，根據(jù)壓力傳感器及編碼器的檢測(cè)結(jié)果調(diào)整伺服電機(jī)103的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)變量柱塞泵106的流量。當(dāng)然，根據(jù)需要也可以通過(guò)其他常規(guī)的檢測(cè)裝置以監(jiān)測(cè)系統(tǒng)壓力及流量，具體可參考上述液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)的相關(guān)表述，此處不再贅述。

在上述各實(shí)施例中，上述步驟S101中，可以包括：

根據(jù)所述壓機(jī)運(yùn)行各階段的壓力需求，主控制器101設(shè)定所述各階段對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)壓力，并將所述預(yù)設(shè)壓力發(fā)送至所述變量柱塞泵106。也就是變量式柱塞泵補(bǔ)償壓力彈簧的預(yù)設(shè)壓力由主控制器101設(shè)定，主控制器101將設(shè)定好的模擬量發(fā)送至變量式柱塞泵，然后在系統(tǒng)壓力大于預(yù)設(shè)壓力時(shí)，通過(guò)軟體程式并結(jié)合該泵壓力-排量變量特性曲線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)泵排量的調(diào)節(jié)。

應(yīng)用本發(fā)明提供的壓機(jī)的液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)及方法，根據(jù)下式：

V＝Q/n

式中，V為變量柱塞泵106的排量，Q為變量柱塞泵106的流量，n為變量柱塞泵106的轉(zhuǎn)速。

當(dāng)F<P_S時(shí)，Q＝Q_max，則V＝V_max，V_max為泵的最大排量；當(dāng)F_cp≥P_S后，變量柱塞泵106自動(dòng)按照P-V變量特性曲線(xiàn)變化，降低泵的排量V，同時(shí)補(bǔ)償控制系統(tǒng)繼續(xù)按比例給控制活塞供油，并且調(diào)節(jié)變量柱塞泵106的排量直到系統(tǒng)壓力恒定。

而在此過(guò)程中，當(dāng)F_cp≥P_S時(shí)，根據(jù)下式：

T_n＝(F_cp*V)/2π

式中，F(xiàn)_cp為實(shí)時(shí)系統(tǒng)壓力值，T_n為電機(jī)額定扭矩，由于F_cp最終是恒定的，V減小，則Tn減小，則可推導(dǎo)出配套的電機(jī)規(guī)格減小。

同時(shí)，根據(jù)下式：

i_n＝T_n/K_t

式中，K_t為常量，i_n驅(qū)動(dòng)器額定電流，Tn減小，則i_n減小，則可推導(dǎo)出配套的伺服驅(qū)動(dòng)器102規(guī)格減小。

根據(jù)下式：

N＝F*Q

式中，N為系統(tǒng)功率，由于Q減小，F(xiàn)恒定，則N減小，則可推導(dǎo)出整個(gè)系統(tǒng)節(jié)能效果提高。

因而采用本發(fā)明提供的壓機(jī)的液壓閉環(huán)控制系統(tǒng)及方法，降低了控制系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)器及電機(jī)的規(guī)格，提高性?xún)r(jià)比；同時(shí)也使變量柱塞泵106的輸出功率下降，提高整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能效果。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。