激光切割机升降工作台液压系统的设计

潘殿生，厉 荣，季 鹏，严 伟

（1.江苏扬力数控机床有限公司，江苏 扬州 225127；2.南京航天航空大学，江苏 南京 210016）

激光切割机升降工作台液压系统的设计

潘殿生1，厉 荣1，季 鹏1，严 伟2

（1.江苏扬力数控机床有限公司，江苏 扬州 225127；2.南京航天航空大学，江苏 南京 210016）

设计了一种用于激光切割机升降工作台的液压系统。该系统采用双联泵、串联液压缸、调速阀等实现了四个液压缸动作同步。

机械设计；液压系统；设计；升降工作台；激光切割机

1 激光切割机升降工作台的工作原理

激光切割机升降工作台共有上下两层，每层都可以放置待加工板料。当激光切割机工作时，通过升降工作台的升降来选取其中一层中的板料进行切割加工，而另一层可同时进行上料操作。这样就省去了上料时间，提高了工作效率。升降工作台升降要平稳，不能倾斜，要求驱动升降工作台的四个油缸动作同步。

2 液压系统的设计及工作原理

四缸同步是液压系统设计中的难点。目前大多数激光切割机升降工作台的液压系统都是采用一进四出的同步马达来实现四个油缸动作同步。这种液压系统同步精度较高，但也有不少缺点：效率低，温升快；油路复杂，成本高等。在这里介绍一种新的激光切割机升降工作台液压系统，如图1所示，该液压系统由两个相互独立的且完全相同的串联缸同步回路组合而成。

2.1 升降工作台上升

2.2 升降工作台保持

当升降工作台到达上死点时，关闭电机电源，双联泵停止向系统供油。单向阀和电磁阀封住主油缸下腔液压油，使升降工作台保持在上死点位置。这时要求升降工作台不能在重力的作用下缓慢下降。因此在设计时，选用了密封性能良好的单向阀和插装式电磁阀。

2.3 升降工作台下降

2.4 主油缸自动补偿

在升降工作台上升过程中，如果两对主副油缸不同步：其中一对主副油缸到达上死点时，另一对主副油缸还未到达上死点。到达上死点的回路中的液压油自动打开溢流阀流回油箱；未到达上死点的回路中的液压油通过单向阀进入主油缸下腔，推动主副油缸继续向上移动。当四个油缸都到达上死点时，关闭电机。该液压系统中的溢流阀不仅具有限制系统压力，保护液压元件的作用，还有主油缸自动补偿作用。

2.5 副油缸手动补偿

当升降工作台到达上死点时，系统中的四个油缸未全部到达上死点（可以通过感应开关检测）。说明在长期的工作中，主油缸上腔和副油缸下腔之间的液压油由于油缸的内泄而减少，造成主油缸到达上死点时，副油缸未能到达上死点。这时需要对副油缸进行手动补偿：保持电机在开启状态，打开截止阀，液压油通过截止阀进入副油缸下腔，推动副油缸向上移动，副油缸上腔液压油通过回油过滤器流回油箱。当四个油缸都到达上死点时，关闭截止阀，关闭电机。

3 小结

该液压系统采用双联泵、串联液压缸、调速阀等实现四缸同步，油路简单，成本低，易于实现；在升降工作台上升过程中才开启电机，其余时间电机都是关闭的，温升慢，节能环保；在升降工作台上升和下降过程中，油缸的速度和同步精度不受负载变化的影响，抗偏载能力强，同步精度高。该液压系统不仅可以用于激光切割机升降工作台，还可以用于其他升降平台，具有广阔的应用前景。

[1] 李壮云，葛宜远.液压元件与系统.北京：机械工业出版社，1999.

[2] 徐 灏.机械设计手册（第5卷）.北京：机械工业出版社，2000.

[3] 高殿荣，吴晓明.工程流体力学.北京：机械工业出版社，1999.

[4] 权晋花.基于蓄能器的旧式水压机改造[J].锻压装备与制造技术，2009，44（2）：26-28.

[5] 段俊勇.金属薄板冲压机液压系统的设计[J].锻压装备与制造技术，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，高级工程师，从事数控金属板材加工设备研发设计