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動力滑臺伺服液壓系統(tǒng)的結構及其原理

(一)主機功能結構

動力滑臺是組合機床上用來實現(xiàn)進給運動的一種通用部件。在滑臺上安裝動力箱和多軸主軸箱，可以完成鑽、鉸、鏜、刮端面、倒角、攻螺紋等加工工序，并可實現(xiàn)多種工作循環(huán)。液壓動力滑臺在運動過程中，由于運動機構與液壓缸的摩擦力，以及系統(tǒng)的非線性因素影響了機構的定位精度與系統(tǒng)的動態(tài)特性。特別是在滑臺靠近工件低速運動時，容易發(fā)生滑臺的黏滑以及啓動時的跳動。電液伺服系統(tǒng)控制的伺服滑臺能夠滿足低速運動時高精度定位的需要。

伺服滑臺的結構原理如圖A(a)所示。伺服閥控制的液壓缸驅動滑臺沿線性滑軌運動完成進給運動。線性滑軌的結構與工作原理如圖A(b)所示，主要包括滑軌、滑塊、端蓋、滾珠以及保持架等。線性滑軌的主要特點是以滾珠取代滑動，將滑塊固定在滑軌上，形成多點接觸以減少摩擦。

(二)液壓系統(tǒng)及其工作原理

圖B所示爲伺服滑臺的電液伺服控制系統(tǒng)原理圖。系統(tǒng)由液壓泵組、液壓缸組、控制閥組和檢測元件組等幾個部分組成。液壓泵組由定量齒輪泵3、吸油過濾器2、精過濾器5、電磁溢流閥12、蓄能器7和壓力繼電器13等組成。泵3的供油壓力設定與卸載由電磁溢流閥12控制；供油壓力變動范圍由壓力繼電器13控制，當系統(tǒng)壓力達到一定值時，壓力繼電器發(fā)信使電磁溢流閥中的換向閥通電切換至右位，泵3經(jīng)溢流閥卸載，此時，系統(tǒng)壓力由蓄能器7保持。當系統(tǒng)壓力降到一定值時，壓力繼電器發(fā)出反向信號，電磁溢流閥處于加載狀態(tài)，齒輪泵又向系統(tǒng)供油，同時向蓄能器充油。液壓缸組由液壓缸和伺服滑臺10組成。液壓缸帶動滑臺做直線運動，運動時需要高精度的定位?？刂崎y組由伺服放大器與伺服閥8組成。伺服閥爲力反饋兩級電液伺服閥，前置級可用噴嘴一擋闆閥，功率級用滑閥。檢測元件組由壓力傳感器和光學尺9組成。光學尺作爲位移傳感器檢測位移信號，壓力傳感器檢測壓力信號。光學尺由發(fā)光元件、光柵及受光元件産生相位差90°的A相和B相組成。

系統(tǒng)的工作原理如下。位置信號輸入計算機以后，經(jīng)過CPU運算，將獲得的控制命令通過ADC（模數(shù)轉換器）轉換傳輸?shù)诫娨核欧y，泵3的壓力油經(jīng)伺服閥輸出到液壓缸，驅動滑臺運動，滑臺上的光學尺檢測位移，經(jīng)解碼將信號送回計算機分析。缸兩側裝有壓差式傳感器14和15，經(jīng)伺服放大器將傳感器的信號轉換成電壓，由I/O卡讀取數(shù)值傳輸回CPU獲得壓力信號，與原來信號相比較，經(jīng)過CPU運算取得修正的位置。

(三)技術特點與推廣

1、組合機床液壓動力滑臺采用閥控伺服缸控制，能夠實現(xiàn)低速運動時高精度定位(可達到0. 99mm)。

2、電液伺服系統(tǒng)采用定量泵一蓄能器一電磁溢流閥恒壓能源?？杀ＷC液壓泵有一定的卸載時間，供油壓力在一定的范圍內變動。結構簡單、能量損失少、效率高。

3、采用蓄能器形成的動壓反饋裝置，增大了閉環(huán)控制系統(tǒng)的阻尼比，提高了系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。

4、滑臺的線性滑軌具有承受大負載、低摩擦的能力；液壓缸密封圈材料采用四氟乙烯複合材料(PTFE)，改變了缸的摩擦特性。

5、該電液伺服控制系統(tǒng)可解決精密組合機床的高精度要求，并可供數(shù)控機床的滑臺借鑒。

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