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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Design of Hydraulic Control System for NC Punching MachineBased on 2D IIigh Frequency Digital ValveTONG Xiaoli ，JIN Qiuchun2(1.School of Mechatronics Engineering，Zhengzhou Institute of Aeronautical Industry Management，Zhengzhou Henan 450015，China；2.Department of Computer Science and Application，Zhengzhou Instituteof Aeronautical Industry Management，Zhengzhou Henan 450015，China)Abstrlact：A trend of hydraulic control system of NC punching machine was going to digitization，SO a hydraulic control system ofNC punching machine Was proposed based on 2D high frequency digital valve.The work principle and control principle were analyzed。

It is shown that the output force，the frequency and the displacement of the cylinder in the hydraulic control system are controlable。

Specifically，the displacement is continuously contro1.The parameters of the hydraulic control system were also calculated。

Keywords：2D high frequency digital valve；NC punching machine；Hydraulic control system；Digital control数控冲床是集机、电、液于-体的前沿产品，广泛用于各类金属卞零件加工，是-次性自动完成多种复杂孔型和浅拉深成型的板材加工关键设备。市场需求量大，我国年需求总量为3 000-5 000台套，估计将多年保持快速增长的态势 ，而我国进口数控板材加工设备占据市场主导地位，其中高端产品国产品牌几乎为零，而低端产品占20%左右。

目前，我国高速数控冲床液压控制系统主要依赖国外进口，成本高 ，因此迫切需要开发高技术含量的国产高速数控液压装置，与进口产品形成真正的竞争，削弱进口产品的市场份额。

作者将针对切削频率为1 000 7：/min的高端数控冲床提出-种液压控制系统。

1 高速数控冲床液压装置方案和原理1.1 工况的分析该高速数控冲床液压装置直接装在冲头上，控制冲头完成冲孔、压英弯曲、成形等工艺。要求该液压装置可以控制滑块的上、下运动速度和停滞位移连续可控，实现空程快速下行、慢速冲压、快速回程；可以控制冲压力的大小，并在整个行程中提供最大的工作压力；冲压频率高。也即是要求可以设定冲裁加工工艺的速度、位置以及冲压力的大小等参数。冲压频率与冲压行程、冲压板厚等参数有关，直接影响数控冲床的生产效率，作者主要针对冲压频率为1 000/min的液压系统进行设计。该液压系统其他参数为活塞最大行程40 mln，最大冲压力 330 kN，工作行程5 mm，冲裁板厚 1 mm。

1.2 核心控制元件的确定高速数控冲床液压系统具有压力高、流量大、频率高的特点，其设计的关键是液压核心控制元件和控制策略。由文献 [3]知数控冲床的伺服驱动技术发展趋势是全数字化。全数字化不仅包括伺服驱动内部控制的数字化，伺服驱动到数控系统接口的数字化，而