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油缸要实现位置与力量的精确控制只能是数字油

日期:2019-12-13 11:13 作者:旧版尊龙人生就是博

  数字液压缸目前并没有明确的定义,多数人认可的概念就是电机驱动的阀控液压缸,电机可以用步进电机或伺服电机,同时液压缸的位置反馈采用滚珠丝杠这种机械方式,所以最初被称为步进液压缸。图为数字液压缸的原理图,具体构造就是在液压缸中安装滚珠丝杠,在缸尾安装滑阀,阀芯与丝杠“连接”,阀芯的另一端与伺服电机“连接”,这里所说的“连接”不是简单的连接,是一种旋转和进给复合的机构连接,当电机旋转时,阀芯将沿轴向移动打开油路给液压缸供油,使得活塞杆移动,由于活塞杆移动带动滚珠丝杠移动,滚珠丝杠又将阀芯推回到关闭状态。如果伺服电机不断旋转,阀芯不断打开,则活塞杆不断运动,这就是目前使用的数字液压缸原理。机械公社圈

  数字液压缸的控制精度主要取决于机械反馈传动环节,具体说来就是滚珠丝杠的精度、阀芯与电机连接机构的精度,是机械精度决定了数字液压缸的控制精度(与此相比电机可以认为是精确的),目前我们一般采用的是0.008mm/300mm精度的滚珠丝杠,再考虑到其他机械环节,测试结果是数字液压缸可以达到0.015mm左右的控制精度。 机械公社圈

  伺服电机的同步控制精度非常高,数字液压缸由于存在机械传动(如间隙、联轴器间隙)等环节,所以同步精度会受到影响。一个直观的同步精度测试试验就是采用数字液压缸夹持鸡蛋,是两个数字缸水平放置,两个活塞杆端部一定是平面,通过微调将鸡蛋夹持在两个平面之间,然后给两个数字缸发指令(一般是正弦波,相位差180度),前面说过数字液压缸控制精度0.015mm左右,我们测试的两缸不同步误差在0.03mm以内,当不同步误差超过0.05mm时,鸡蛋就会破裂了。这实际是考验位移控制精度和同步两个问题。机械公社圈

  当然,还有其它几种形式的数字油缸,结构不尽相同,但完成的功能是相近的,优劣只有根据使用环境的需要确定。

  图6-30是三通阀控缸式数字液压缸的结构原理图,它由步进电动机和液压放大器两部分组成。步进电动机和液压力放大器之间,加设了减速齿轮。液压力放大器是一个直接反馈式液压伺服机构,由控制阀、活塞缸和螺杆螺母反馈机构组成。在指令输入脉冲作用下步进电动机的转动通过减速齿轮6减速后,作用于三通阀芯5,使之转动。阀芯与螺杆4为一体,螺母3固联在活塞2上,此时活塞及反馈螺母不动,因此螺杆·螺母副的相对运动使阀芯产生向右的轴向位移,打开阀口。数字液压缸的执行机构一般采用差动液压缸,其有杆腔作用着供油压力ps,无杆腔油压pc受三通滑阀式伺服阀控制。当阀芯右移时,滑阀控制边a工作,pc与供油腔的阀口开大,液压油进入缸的右腔,由于ac(活塞无杆腔面积)面积大于ar(活塞有杆腔面积)(典型的差动缸此面积比ar:ac:1:2),pc; 2/1ps,活塞向左移动,带动活塞杆外伸,在活塞向左移动的同时,同活塞联成一体的反馈螺母带动阀芯左移,减小阀开口,实现了直接位置负反馈,阀口关小,开口量又恢复到初始状态。输入连续脉冲,则步进电动机连续旋转,活塞杆便随着外伸。若输入负脉冲时步进电动机反转,则阀芯左移,滑阀控制棱边6工作。pc腔与回油腔的阀口开启,活塞向右运动,活塞杆便向内缩。螺杆为空心结构,以便将沿螺纹泄漏到活塞杆内腔的油引回油箱。

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