激光切割機工作臺升降裝置的改進

楊 吉吉，劉文華，張 玉，郭 俊

（濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司，山東 濟南 250022）

激光切割機工作臺升降裝置的改進

楊 吉吉，劉文華，張 玉，郭 俊

（濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司，山東 濟南 250022）

激光切割機工作臺的升降裝置為液壓系統控制加機械機構導向，實現板材的送料動作。但是原液壓系統為調速閥控制，在實際操作中存在調節困難，不易實現平穩動作的問題。本文針對此問題，提出了解決方法。

機械制造；工作臺；激光切割機；控制系統；改進

1 前言

激光切割機用于切割金屬板材零件，尤其適于切割形狀復雜的產品，加工板材最大厚度25mm，因此，在制造業得到廣泛應用。機器工作臺為送料機構，通過它的升降把板材送到加工區域。工作臺采用液壓缸升降加機械導向的方式動作，工作臺的四角布置四個直徑相同的油缸及導向裝置，通過液壓系統控制油缸來驅動工作臺上升或下降。最初的液壓系統采用調速閥控制方案，即每一個油缸對應一個調速閥，調速閥通過調節流量的大小來調整油缸的升降速度，要求通過調節達到4個油缸速度基本一致，起到工作臺輔助同步的作用。同時，導向裝置在工作臺升降過程中起糾偏作用，保證升降動作的平穩與同步。

2 老系統的問題

（1）根據油缸速度=進入油缸的流量/油缸面積的原理，液壓油進入油缸流量的大小直接決定油缸的升降速度。在液壓系統的總流量一定的情況下，雖然每個油缸的流量都可以調節，但也出現了調節某一個油缸流量時其他油缸流量受影響的現象，再加上油缸數量較多，導致油缸速度越調越亂，不能平穩升降。此外調速閥調節困難，不易調節同步。

（2）原有液壓系統在布局上沒有考慮壓差對油缸升降動作的影響，從調速閥到每一個油缸的管路長度不同，沿程流阻不同，導致油缸剛開始動作時就出現偏差，雖有糾偏導向裝置，但往往反應滯后，影響精度。

（3）油缸與工作臺、油缸與導向裝置底座若為剛性連接，一旦油缸升降速度差異較大，易發生憋勁的現象，工作臺被動鎖緊，既不能上升，也不能下降。

產生上述現象的原因在于多缸動作不同步。多缸同步運動是液壓技術中的一大難題，液壓缸數目越多，同步難度越大，因為不同的執行機構在制造質量、結構剛度、負載、摩擦、泄漏等方面都存在差異。

3 系統的改進

針對該問題，根據同步精度要求的不同，有多種解決方案。裝置采用液壓缸速度同步和機械導向相結合的方案，液壓系統根據流量均衡分配的思路，使用分流集流閥對進入四個油缸的流量進行平均分配。

液壓系統總流量先由一個分流集流閥將總流量平均分成兩路，再通過另兩組分流集流閥將流量平均分成四路。通過這樣“一分二，二分四”的方法保證油缸的升降速度相同。分流集流閥在安裝時必須保持閥芯軸線水平，防止因閥芯自重影響精度。液壓原理見圖1所示。

同時分流集流閥安裝時采取對稱布置（圖 2），使分流集流閥到各個油缸管路長度一致，盡量消除管路容積壓差對油缸啟動的影響。

除了上述的主要措施以外，在生產加工過程中，嚴格按設計尺寸控制液壓缸內徑及活塞桿徑的加工誤差，使各缸的工作面積盡可能一致。

由于采用分流集流閥控制同步，同步性能很好，所以可增加機械輔助導向，也可不要機械輔助導向。若不要機械輔助導向，則直接采用油缸內部結構導向，這種方案結構簡單；若采用機械導向，則油缸與底座采用球鉸連接，油缸只傳遞動力，另外采用導向桿導向，見圖3所示。

導向桿2和油缸8固定在工作臺1上，可以和工作臺一起移動。油缸8下端的球鉸7可在滑靴6內作360°任意角度擺動，滑靴6用螺釘固定在底座5上。油缸缸體帶動工作臺升降，同時導向桿2在銅套3內上下滑動，起導向作用。

4 結束語

本方案結構簡單，使用方便，且成本低，具有較高的性價比。采用本裝置的激光切割機，工作臺升降平穩，同步性能好，操作簡單，調節方便，特別適用于大批量生產使用。

[1]雷天覺.新編液壓工程手冊.北京理工大學出版社，1998-12.

[2]徐 灝.機械設計手冊.北京：機械工業出版社，2000-6.

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[4]陳 愈.液壓閥.北京：中國鐵道出版社，1982-12.

[5]李宇順.中國大功率激光裝備的發展.鍛壓裝備與制造技術，2008，43（3）:9-12.

[6]周鵬飛.數控激光切割機光路補償措施的探討.鍛壓裝備與制造技術，2009，44（5）:50-53.

Improvement of lifting device on working table for laser cutting machine

YANG Zhe，LIU Wenhua，ZHANG Yu,GUO Jun
（Jinan foundry&Metalforming Machinery Research Institute Co.，Ltd.,Jinan 250022，Shandong China）

The traditional lifting device for working table of the laser cutting machine has been controlled by hydraulic system and guided by mechanical part，which can realize the feeding process of the sheet metal.But the hydraulic system has been controlled by speed control valve，which makes the adjustment difficult in stable movement.The solution has been put forward in the text.

Working table；Laser cutting machine；Control system;Improvement

TG485

B

1672－0121(2011)04－0040－02

2011-04-21

楊 吉吉（1980-），男，工程師，從事液壓系統的設計研究