潘殿生，厲 榮，季 鵬，嚴(yán) 偉

（1.江蘇揚(yáng)力數(shù)控機(jī)床有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127；2.南京航天航空大學(xué)，江蘇 南京 210016）

激光切割機(jī)升降工作臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

潘殿生1，厲 榮1，季 鵬1，嚴(yán) 偉2

（1.江蘇揚(yáng)力數(shù)控機(jī)床有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127；2.南京航天航空大學(xué)，江蘇 南京 210016）

設(shè)計(jì)了一種用于激光切割機(jī)升降工作臺的液壓系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用雙聯(lián)泵、串聯(lián)液壓缸、調(diào)速閥等實(shí)現(xiàn)了四個(gè)液壓缸動作同步。

機(jī)械設(shè)計(jì)；液壓系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；升降工作臺；激光切割機(jī)

1 激光切割機(jī)升降工作臺的工作原理

激光切割機(jī)升降工作臺共有上下兩層，每層都可以放置待加工板料。當(dāng)激光切割機(jī)工作時(shí)，通過升降工作臺的升降來選取其中一層中的板料進(jìn)行切割加工，而另一層可同時(shí)進(jìn)行上料操作。這樣就省去了上料時(shí)間，提高了工作效率。升降工作臺升降要平穩(wěn)，不能傾斜，要求驅(qū)動升降工作臺的四個(gè)油缸動作同步。

2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及工作原理

四缸同步是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)。目前大多數(shù)激光切割機(jī)升降工作臺的液壓系統(tǒng)都是采用一進(jìn)四出的同步馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)四個(gè)油缸動作同步。這種液壓系統(tǒng)同步精度較高，但也有不少缺點(diǎn)：效率低，溫升快；油路復(fù)雜，成本高等。在這里介紹一種新的激光切割機(jī)升降工作臺液壓系統(tǒng)，如圖1所示，該液壓系統(tǒng)由兩個(gè)相互獨(dú)立的且完全相同的串聯(lián)缸同步回路組合而成。

2.1 升降工作臺上升

2.2 升降工作臺保持

當(dāng)升降工作臺到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，關(guān)閉電機(jī)電源，雙聯(lián)泵停止向系統(tǒng)供油。單向閥和電磁閥封住主油缸下腔液壓油，使升降工作臺保持在上死點(diǎn)位置。這時(shí)要求升降工作臺不能在重力的作用下緩慢下降。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，選用了密封性能良好的單向閥和插裝式電磁閥。

2.3 升降工作臺下降

2.4 主油缸自動補(bǔ)償

在升降工作臺上升過程中，如果兩對主副油缸不同步：其中一對主副油缸到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，另一對主副油缸還未到達(dá)上死點(diǎn)。到達(dá)上死點(diǎn)的回路中的液壓油自動打開溢流閥流回油箱；未到達(dá)上死點(diǎn)的回路中的液壓油通過單向閥進(jìn)入主油缸下腔，推動主副油缸繼續(xù)向上移動。當(dāng)四個(gè)油缸都到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，關(guān)閉電機(jī)。該液壓系統(tǒng)中的溢流閥不僅具有限制系統(tǒng)壓力，保護(hù)液壓元件的作用，還有主油缸自動補(bǔ)償作用。

2.5 副油缸手動補(bǔ)償

當(dāng)升降工作臺到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)中的四個(gè)油缸未全部到達(dá)上死點(diǎn)（可以通過感應(yīng)開關(guān)檢測）。說明在長期的工作中，主油缸上腔和副油缸下腔之間的液壓油由于油缸的內(nèi)泄而減少，造成主油缸到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，副油缸未能到達(dá)上死點(diǎn)。這時(shí)需要對副油缸進(jìn)行手動補(bǔ)償：保持電機(jī)在開啟狀態(tài)，打開截止閥，液壓油通過截止閥進(jìn)入副油缸下腔，推動副油缸向上移動，副油缸上腔液壓油通過回油過濾器流回油箱。當(dāng)四個(gè)油缸都到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，關(guān)閉截止閥，關(guān)閉電機(jī)。

3 小結(jié)

該液壓系統(tǒng)采用雙聯(lián)泵、串聯(lián)液壓缸、調(diào)速閥等實(shí)現(xiàn)四缸同步，油路簡單，成本低，易于實(shí)現(xiàn)；在升降工作臺上升過程中才開啟電機(jī)，其余時(shí)間電機(jī)都是關(guān)閉的，溫升慢，節(jié)能環(huán)保；在升降工作臺上升和下降過程中，油缸的速度和同步精度不受負(fù)載變化的影響，抗偏載能力強(qiáng)，同步精度高。該液壓系統(tǒng)不僅可以用于激光切割機(jī)升降工作臺，還可以用于其他升降平臺，具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1] 李壯云，葛宜遠(yuǎn).液壓元件與系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[2] 徐 灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第5卷）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

[3] 高殿榮，吳曉明.工程流體力學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[4] 權(quán)晉花.基于蓄能器的舊式水壓機(jī)改造[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2009，44（2）：26-28.

[5] 段俊勇.金屬薄板沖壓機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2010，（3）.

Design of hydraulic system for up-down worktable in laser cutting machine

PAN Diansheng1,LI Rong1,JI Peng1,YAN Wei2
（1.Jiangsu Yangli CNC Machine Tool Co.,Ltd.,Yangzhou 225127,Jiangsu China；2.Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,Jiangsu China）

The hydraulic system has been designed for up-down worktable of laser cutting machine.Four hydraulic cylinders of the system can move synchronously by use of dual pump,serial hydraulic cylinder and flux control valve.

Dual pump;Serial hydraulic cylinder;Flux control valve

TG665

A

1672－0121（2012）03－0054－02

2012-02-03

潘殿生（1965-），男，高級工程師，從事數(shù)控金屬板材加工設(shè)備研發(fā)設(shè)計(jì)