液壓傳動液壓伺服系統(tǒng)

1、第,11,章,11.1,概述,液壓伺服系統(tǒng),11.2,典型的液壓伺服控制元件,11.3,電液伺服閥,11.4,液壓伺服系統(tǒng)實例,液壓伺服系統(tǒng),(1/1),伺服系統(tǒng)又稱隨動系統(tǒng)或跟蹤,系統(tǒng)，是一種自動控制系統(tǒng)。在這,種系統(tǒng)中，執(zhí)行元件能以一定的精,度自動地按照輸入信號的變化規(guī)律,動作。液壓伺服系統(tǒng)是用液壓元件,組成的伺服系統(tǒng)。,液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點,(1/10),11.1,概述,1.,液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點,圖中是一種進口節(jié)流閥式,節(jié)流調(diào)速回路。在這種回路中，,調(diào)定節(jié)流閥的開口量，液壓缸,就以某一調(diào)定速度運動。通過,前述分析可知，當(dāng)負載、油溫,等參數(shù)發(fā)生變化時，這種系統(tǒng),將無法保證

2、原有的運動速度，,因而其速度精度較低且不能滿,進口節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路,足連續(xù)無級調(diào)速的要求。,液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點,(2/10),這里將節(jié)流閥的開口大小定義,為輸入量，將液壓缸的運動速度定,義為輸出量或被調(diào)節(jié)量。在上述系,統(tǒng)中，當(dāng)負載、油溫等參數(shù)的變化,而引起輸出量（液壓缸速度）變化,時，這個變化并不影響或改變輸入,量（閥的開口大?。?，這種輸出量,不影響輸入量的控制系統(tǒng)被稱為開,環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)不能修,正由于外界干擾引起的輸出量或被,調(diào)節(jié)量的變化，因此控制精度較低。,液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點,(3/10),為了提高系統(tǒng)的控制精度，可,以設(shè)想節(jié)流閥由操作者來調(diào)節(jié)。在,調(diào)節(jié)過

3、程中，操作者不斷地觀察液,壓缸的測速裝置所測出的實際速度，,并判斷實際速度與所要求的速度之,間的差別。然后，操作者按這一差,別來調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開口量，以減少,這一差值（偏差）。例如，由于負,載增大而使液壓缸的速度低于希望,值時，操作者就相應(yīng)地加大節(jié)流閥,的開口量，從而使液壓缸的速度達,到希望值。,液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點,(4/10),使液壓缸的速度達到希望值的調(diào)節(jié)過程可,表示為：,液壓缸速度調(diào)節(jié)過程示意圖,液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點,(5/10),由此可以看出，輸出量（液壓缸速度）通過,操作者的眼、腦和手來影響輸入量（節(jié)流閥的開,口量）。,這種反作用被稱為反饋。在實際系統(tǒng)中，為,了實現(xiàn)自

4、動控制，必須以電器、機械裝置來代替,人，這就是反饋裝置。,由于反饋的存在，控制作用形成了一個閉合,回路，這種帶有反饋裝置的自動控制系統(tǒng)，被稱,為閉環(huán)控制系統(tǒng)。,液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點,(6/10),在圖示電液伺服閥控制的液壓缸速度閉環(huán)自,動控制系統(tǒng)中不僅使液壓缸速度能任意調(diào)節(jié)，而,且在外界干擾很大（如負載突變）的工況下，仍,能使系統(tǒng)的實際輸出速度與設(shè)定速度十分接近，,即具有很高的控制精度和很快的響應(yīng)性能。,閥控油缸閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖,1,齒條；,2,齒輪；,3,測速發(fā),電機；,4,給定電位計；,5,放,大器；,6,電液伺服閥；,7,液,壓缸,液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點,(7/10),該

5、系統(tǒng)的工作原理如下：在某一穩(wěn)定狀態(tài),下，液壓缸速度由測速裝置測得（齒條,1,、齒輪,2,和測速發(fā)電機,3,）并轉(zhuǎn)換為電壓,u,f0,。這一電壓,與給定電位計,4,輸入的電壓信號,u,g0,進行比較。其,差,u,e0,=,u,g0,-,u,f0,值經(jīng)積分放大器放大后，以電流,i,0,輸入給電液伺服閥,6,。電液伺服閥按輸入電流的,大小和方向自動地調(diào)節(jié)其開口量的大小和移動,方向，控制輸出油液的流量大小和方向。,液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點,(8/10),對應(yīng)所輸入的電流,i,0,，電液伺服閥的開口量穩(wěn),定地維持在,x,v0,，伺服閥的輸出流量為,q,0,，液壓缸,速度保持為恒值,?,0,。如果由于

6、干擾的存在引起液,壓缸速度增大，則測速裝置的輸出電壓,u,f,u,f0,，而,使,u,e,=,u,g0,-,u,f,u,e0,，放大器輸出電流,i,i,0,。電液伺服閥,開口量相應(yīng)減小，使液壓缸速度降低，直到,?,=,?,0,時，調(diào)節(jié)過程結(jié)束。按照同樣原理，當(dāng)輸入給定,信號電壓連續(xù)變化時，液壓缸速度也隨之連續(xù)地,按同樣規(guī)律變化，即輸出自動跟蹤輸入。,液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點,(9/10),液壓伺服系統(tǒng)的特點如下：,（,1,）反饋。把輸出量的一部分或全部按一定,方式回送到輸入端，并和輸入信號進行比較，這,就是反饋。在上例中，反饋（測速裝置輸出）電,壓和給定（輸入信號）電壓是異號的，即反饋信,

7、號不斷地抵消輸入信號，這是負反饋。自動控制,系統(tǒng)大多數(shù)是負反饋。,液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點,(10/10),（,2,）偏差。要使液壓缸輸出一定的力和速度，,伺服閥必須有一定的開口量，因此輸入和輸出之,間必須有偏差信號。液壓缸運動的結(jié)果又力圖消,除這個誤差。但在伺服系統(tǒng)工作的任何時刻都不,能完全消除這一偏差，伺服系統(tǒng)正是依靠這一偏,差信號進行工作的。,（,3,）放大。執(zhí)行元件（液壓缸）輸出的力和,功率遠遠大于輸入信號的力和功率，其輸出的能,量是液壓能源供給的。,（,4,）跟蹤。液壓缸的輸出量完全跟蹤輸入信,號的變化。,液壓伺服系統(tǒng)的職能方塊圖和系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié),(1/5),2.,液壓伺服系統(tǒng)的

8、職能方塊圖和系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié),在速度伺服系統(tǒng)的職能方框圖中，圖中一個,方框表示一個元件，方框中的文字表明該元件的,職能。帶有箭頭的線段表示元件之間的相互作用，,即系統(tǒng)中信號的傳遞方向。,速度伺服系統(tǒng)職能方框圖,液壓伺服系統(tǒng)的職能方塊圖和系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié),(2/5),職能方框圖明確地表示了系統(tǒng)的組成元件、各,元件的職能以及系統(tǒng)中各元件的相互作用。因此，,職能方框圖是用來表示自動控制系統(tǒng)工作過程的。,由職能方框圖可以看出，上述速度伺服系統(tǒng)是由輸,入（給定）元件、比較元件、放大及轉(zhuǎn)換元件、執(zhí),行元件、反饋元件和控制對象組成的。,速度伺服系統(tǒng)職能方框圖,液壓伺服系統(tǒng)的職能方塊圖和系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié),(3/5)

9、,實際上，任何一個伺服系統(tǒng)都是由這些元,件（環(huán)節(jié)）組成的。,控制系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié),液壓伺服系統(tǒng)的職能方塊圖和系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié),(4/5),在職能方框圖中：,（,1,）輸入（給定）元件。通過輸入元件，給,出必要的輸入信號。如上例中由給定電位計給出,一定電壓，作為系統(tǒng)的控制信號。,（,2,）檢測、反饋信號。它隨時測量輸出量,（被控量）的大小，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的反饋信,號送回到比較元件。上例中由測速發(fā)電機測得液,壓缸的運動速度，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓作為,反饋信號,液壓伺服系統(tǒng)的職能方塊圖和系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié),(5/5),（,3,）比較元件。將輸入信號和反饋信號進行,比較，并將其差值（偏差信號）作為放大轉(zhuǎn)換

10、元,件的輸入。有時系統(tǒng)中不一定有單獨的比較元件，,而是由反饋元件、輸入元件或放大元件的一部分,來實現(xiàn)比較功能。,（,4,）放大、轉(zhuǎn)換元件。將偏差信號放大并轉(zhuǎn),換（電氣、液壓、氣動、機械間相互轉(zhuǎn)換）后，,控制執(zhí)行元件動作。如上例中的電液伺服閥。,（,5,）執(zhí)行元件（機構(gòu)）。直接帶動控制對象,動作的元件或機構(gòu)。如上例中的液壓缸。,（,6,）控制對象。如機器的工作臺、刀架等。,液壓伺服系統(tǒng)的分類,(1/2),3.,液壓伺服系統(tǒng)的分類,伺服系統(tǒng)可以從不同的角度加以分類。,（,1,）按輸入的信號變化規(guī)律分類：有定值控制,系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)三類。,當(dāng)系統(tǒng)輸入信號為定值時，稱為定值控制系統(tǒng)，,其基

11、本任務(wù)是提高系統(tǒng)的抗干擾能力。當(dāng)系統(tǒng)的輸,入信號按預(yù)先給定的規(guī)律變化時，稱為程序控制系,統(tǒng)。伺服系統(tǒng)也稱為隨動系統(tǒng)，其輸入信號是時間,的未知函數(shù)，輸出量能夠準(zhǔn)確、迅速地復(fù)現(xiàn)輸入量,的變化規(guī)律,液壓伺服系統(tǒng)的分類,(2/2),（,2,）按輸入信號的不同分類：有機液伺服系,統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)、氣液伺服系統(tǒng)等。,（,3,）按輸出的物理量分類：有位置伺服系統(tǒng)、,速度伺服系統(tǒng)、力（或壓力）伺服系統(tǒng)等。,（,4,）按控制元件分類：有閥控系統(tǒng)和泵控系,統(tǒng)。,在機械設(shè)備中，閥控系統(tǒng)應(yīng)用較多，故本章,重點介紹閥控系統(tǒng)。,液壓伺服系統(tǒng)的優(yōu)缺點,(1/1),4.,液壓伺服系統(tǒng)的優(yōu)缺點,液壓伺服系統(tǒng)除具有液壓傳動系統(tǒng)所

12、固有,的一系列優(yōu)點外，還具有控制精度高、響應(yīng)速,度快、自動化程度高等優(yōu)點。,但是，液壓伺服元件加工精度高，因此價,格較貴；對油液污染比較敏感，因此可靠性受,到影響；在小功率系統(tǒng)中，液壓伺服控制不如,電器控制靈活。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，液壓伺,服系統(tǒng)的缺點將不斷得到克服。在自動化技術(shù),領(lǐng)域中，液壓伺服控制有著廣泛的應(yīng)用前景。,單邊滑閥,(1/3),11.2,典型的液壓伺服控制元件,1.,滑閥,根據(jù)滑閥控制邊數(shù)（起控制作用的閥口數(shù)）的,不同，有單邊控制、雙邊控制和四邊控制三種類型,滑閥。,圖示為單邊滑閥的結(jié)構(gòu)簡圖。,單邊滑閥的工作原理,單邊滑閥,(2/3),滑閥控制邊的開口量,x,s,控制著液壓缸右

13、腔的壓,力和流量，從而控制液壓缸運動的速度和方向。,來自泵的壓力油進入單桿液壓缸的有桿腔，通過,活塞上小孔,a,進入無桿腔，壓力由,p,s,降為,p,1,，再通,過控制滑閥唯一的節(jié)流邊流回油箱。,單邊滑閥的工作原理,單邊滑閥,(3/3),在液壓缸不受外載作用的條件下，,p,1,A,1,=,p,s,A,2,。,當(dāng)閥芯根據(jù)輸入信號向左移動時，開口量,x,s,增大，,無桿腔壓力減小，于是,p,1,A,1,p,s,A,2,，缸體向左移動。,因為缸體和閥體連接成一個整體，故閥體左移又,使開口量,x,s,減?。ㄘ摲答仯敝疗胶?。,單邊滑閥的工作原理,雙邊滑閥,(1/2),在雙邊滑閥的結(jié)構(gòu)中，壓力油一路直

14、接進,入液壓缸有桿腔，另一路經(jīng)滑閥左控制邊的開,口,x,s1,和液壓缸無桿腔相通，并經(jīng)滑閥右控制邊,的開口,x,s2,流回油箱。,雙邊控制滑閥的工作原理,雙邊滑閥,(2/2),當(dāng)滑閥向左移動時，,x,s1,減小，,x,s2,增大，液壓,缸無桿腔壓力,p,1,減小，兩腔受力不平衡，缸體向,左移動。反之缸體向右移動；雙邊控制滑閥比單,邊控制滑閥的調(diào)節(jié)靈敏度高、工作精度高。,雙邊控制滑閥的工作原理,四邊滑閥,(1/4),四邊滑閥有四個控制邊，開口,x,s1,、,x,s2,分別控,制進入液壓缸兩腔的壓力油，開口,x,s3,、,x,s4,分別控,制液壓缸兩腔的回油。,四邊控制滑閥的工作原理,四邊滑閥,(

15、2/4),當(dāng)滑閥向左移動時，液壓缸左腔的進油口,x,s1,減小，回油口,x,s3,增大，使,p,1,迅速減??；與此同時，,液壓缸右腔的進油口,x,s2,增大，回油口,x,s4,減小，使,p,2,迅速增大。這樣就使活塞迅速左移。與雙邊控,制滑閥相比，四邊控制滑閥同時控制液壓缸兩腔,的壓力和流量，故調(diào)節(jié)靈敏度高，工作精度也高。,四邊控制滑閥的工作原理,四邊滑閥,(3/4),單邊、雙邊和四邊控制滑閥的控制作用是相,同的，均起到換向和調(diào)節(jié)的作用。,控制邊數(shù)越多，控制質(zhì)量越好，但其結(jié)構(gòu)工,藝性差。,在通常情況下，四邊控制滑閥多用于精度要,求較高的系統(tǒng)；單邊、雙邊控制滑閥用于一般精,度系統(tǒng)。,四邊滑閥,(

16、4/4),四邊滑閥在初始平衡的狀態(tài)下，其開口有三,種形式，即負開口（,x,s,0,）、零開口（,x,s,=0,）和,正開口（,x,s,0,），如圖,10.9,所示。具有零開口的,控制滑閥，其工作精度最高；負開口控制滑閥有,較大的不靈敏區(qū)，較少采用；具有正開口的控制,滑閥，工作精度較負開口高，但功率損耗大，穩(wěn),定性也差。,滑閥的三種開口形式,射流管閥,(1/3),2.,射流管閥,射流管閥由射流管,1,和接收板,2,組成。射流管,可繞,O,軸左右擺動一個不大的角度，接收板上有兩,個并列的接收孔,a,、,b,，它們分別與液壓缸兩腔相通。,壓力油從管道進入射流管后從錐形噴嘴射出，經(jīng)接,收孔進入液壓缸兩

17、腔。,射流管閥的工作原理,1,射流管；,2,接收板,射流管閥,(2/3),當(dāng)射流管處于兩接收孔的中間位置時，兩接收,孔內(nèi)油液的壓力相等，液壓缸不動。當(dāng)輸入信號使,射流管繞,O,軸向左擺動一小角度時，進入孔,b,的油,液壓力就比進入孔,a,的油液壓力大，液壓缸向左移,動。由于接收板和缸體連結(jié)在一起，接收板也向左,移動，形成負反饋，當(dāng)射流管又處于兩接受孔中間,位置時，液壓缸停止運動。,射流管閥的工作原理,1,射流管；,2,接收板,射流管閥,(3/3),射流管閥的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、動作靈敏、,工作可靠。它的缺點是射流管運動部件慣性較大、,工作性能較差；射流能量損耗大、效率較低；供,油壓力過高時易引起振

18、動。這種控制只適用于低,壓小功率場合。,流管閥的工作原理,1,射流管；,2,接收板,噴嘴擋板閥,(1/5),3.,噴嘴擋板閥,噴嘴擋板閥有單噴嘴和雙噴嘴兩種，兩者的工,作原理基本相同。,噴嘴擋板閥的工作原理,1,擋板；,2,、,3,噴嘴；,4,、,5,節(jié)流小孔,噴嘴擋板閥,(2/5),雙噴嘴擋板閥主要由擋板,1,、噴嘴,2,和,3,、固定,節(jié)流小孔,4,和,5,等元件組成。擋板和兩個噴嘴之間形,成兩個可變的節(jié)流縫隙,?,1,和,?,2,。,噴嘴擋板閥,(3/5),當(dāng)擋板處于中間位置時，兩縫隙所形成的節(jié)流,阻力相等，兩噴嘴腔內(nèi)的油液壓力相等，即,p,1,=,p,2,，,液壓缸不動。壓力油經(jīng)孔道,

19、4,和,5,、縫隙,?,1,和,?,2,流回,油箱。,噴嘴擋板閥,(4/5),當(dāng)輸入信號使擋板向左偏擺時，可變縫隙,?,1,關(guān),小，,?,2,開大，,p,1,上升，,p,2,下降，液壓缸缸體向左移,動。因負反饋作用，當(dāng)噴嘴跟隨缸體移動到擋板兩,邊對稱位置時，液壓缸停止運動。,電液伺服閥,(5/5),噴嘴擋板閥的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、,運動部件慣性小、反應(yīng)快、精度和靈敏度高；,缺點是能量損耗大、抗污染能力差。噴嘴擋板,閥常用作多級放大伺服控制元件中的前置級。,電液伺服閥,(1/2),11.3,電液伺服閥,電液伺服閥是電液,聯(lián)合控制的多級伺服元,件，它能將微弱的電氣,輸入信號放大成大功率,的液

20、壓能量輸出。電液,伺服閥具有控制精度高,和放大倍數(shù)大等優(yōu)點，,在液壓控制系統(tǒng)中得到,了廣泛的應(yīng)用。,電液伺服閥的結(jié)構(gòu)原理,1,永久磁鐵；,2,、,4,導(dǎo)磁體；,3,銜鐵；,5,線圈；,6,彈簧,；,7,擋板；,8,噴嘴；,9,滑閥；,10,節(jié)流孔；,11,濾油器,液壓放大器,(2/2),電液伺服閥由電磁,和液壓兩部分組成。,電磁部分是一個力,矩馬達，液壓部分是一,個兩級液壓放大器。,液壓放大器的第一,級是雙噴嘴擋板閥，稱,前置放大級；第二級是,四邊滑閥，稱功率放大,級。,電液伺服閥的結(jié)構(gòu)原理,1,永久磁鐵；,2,、,4,導(dǎo)磁體；,3,銜鐵；,5,線圈；,6,彈簧,；,7,擋板；,8,噴嘴；,9

21、,滑閥；,10,節(jié)流孔；,11,濾油器,力矩馬達,(1/2),1.,力矩馬達,力矩馬達主要由一對永,久磁鐵,1,、導(dǎo)磁體,2,和,4,、銜鐵,3,、線圈,5,和內(nèi)部懸置擋板,7,及,彈簧管,6,等組成。永久磁鐵把,上下兩塊導(dǎo)磁體磁化成,N,極,和,S,極，形成一個固定磁場。,銜鐵和擋板連在一起，由固,定在閥座上的彈簧管支撐，,使之位于上下導(dǎo)磁體中間。,擋板下端為一球頭，嵌放在,滑閥的中間凹槽內(nèi)。,力矩馬達,(2/2),當(dāng)線圈無電流通過時，力,矩馬達無力矩輸出，擋板處于兩,噴嘴中間位置。當(dāng)輸入信號電流,通過線圈時，銜鐵,3,被磁化，如,果通入的電流使銜鐵左端為,N,極，,右端為,S,極，則根據(jù)同

22、性相斥、,異性相吸的原理，銜鐵向逆時針,方向偏轉(zhuǎn)。于是彈簧管彎曲變形，,產(chǎn)生相應(yīng)的反力矩，致使銜鐵轉(zhuǎn),過,?,角便停下來。電流越大，,?,角就越大，兩者成正比關(guān)系。這,樣，力矩馬達就把輸入的電信號,轉(zhuǎn)換為力矩輸出。,液壓放大器,(1/4),2.,液壓放大器,力矩馬達產(chǎn)生的力矩很小，無法操縱滑閥的啟,閉來產(chǎn)生控制大的液壓功率。所以要在液壓放大器,中進行兩級放大，即前置放大和功率放大。,液壓放大器,(2/4),前置放大級是一個雙噴嘴,擋板閥，它主要由擋板,7,、噴嘴,8,、固定節(jié)流孔,10,和濾油器,11,組,成。液壓油經(jīng)濾油器和兩個固,定節(jié)流孔流到滑閥左、右兩端,油腔及兩個噴嘴腔，由噴嘴噴,出，

23、經(jīng)滑閥,9,的中部油腔流回油,箱。力矩馬達無信號輸出時，,擋板不動，左右兩腔壓力相等，,滑閥,9,也不動。若力矩馬達有信,號輸出，即擋板偏轉(zhuǎn)，使兩噴,嘴與擋板之間的間隙不等，造,成滑閥兩端的壓力不等，便推,動閥芯移動。,液壓放大器,(3/4),功率放大級主要由滑,閥,9,和擋板下部的反饋彈,簧片組成。前置放大級有,壓差信號輸出時，滑閥閥,芯移動，傳遞動力的液壓,主,油,路,即,被,接,通,（,圖,11.12,下方油口的通油情,況）。因為滑閥位移后的,開度是正比于力矩馬達輸,入電流的，所以閥的輸出,流量也和輸入電流成正比。,輸入電流反向時，輸出流,量也反向。,液壓放大器,(4/4),滑閥移動的同

24、時，擋板,下端的小球亦隨同移動，使,擋板彈簧片產(chǎn)生彈性反力，,阻止滑閥繼續(xù)移動；另一方,面，擋板變形又使它在兩噴,嘴間的偏移量減小，從而實,現(xiàn)了反饋。當(dāng)滑閥上的液壓,作用力和擋板彈性反力平衡,時，滑閥便保持在這一開度,上不再移動。因這一最終位,置是由擋板彈性反力的反饋,作用而達到平衡的，故這種,反饋是力反饋。,車床液壓仿型刀架,(1/5),11.4,液壓伺服系統(tǒng)實例,1.,車床液壓仿形刀架,車床液壓仿形刀架是機液伺服系統(tǒng)。,車床液壓仿形刀架的結(jié)構(gòu)組成,1,工件；,2,車刀；,3,刀架；,4,導(dǎo)軌；,5,溜板；,6,缸體；,7,閥體；,8,杠桿；,9,桿；,10,閥芯；,11,觸銷；,12,樣件

25、；,13,濾油器；,14,液壓泵,車床液壓仿型刀架,(2/5),液壓仿形刀架傾斜安裝在車床溜板,5,的上面，,工作時隨溜板縱向移動。樣板,12,安裝在床身后側(cè),支架上固定不動。液壓泵站置于車床附近。仿形,刀架液壓缸的活塞桿固定在刀架的底座上，缸體,6,、,閥體,7,和刀架連成一體，可在刀架底座的導(dǎo)軌上沿,液壓缸軸向移動?；y閥芯,10,在彈簧的作用下通,過桿,9,使杠桿,8,的觸銷,11,緊壓在樣件上。車削圓柱,面時，溜板,5,沿床身導(dǎo)軌,4,縱向移動。杠桿觸銷在,樣件上方,ab,段內(nèi)水平滑動，為了抵抗切削力滑閥,閥口有一定的開度，刀架隨溜板一起縱向移動，,刀架在工件,1,上車出,AB,段圓柱

26、面。,車床液壓仿型刀架,(3/5),車削圓錐面時，觸銷沿樣件,bc,段滑動，使杠桿,向上偏擺，從而帶動閥芯上移，打開閥口，壓力油,進入液壓缸上腔，推動缸體連同閥體和刀架軸向后,退。閥體后退又逐漸使閥口關(guān)小，直至關(guān)小到抵抗,切削力所需的開度為止。在溜板不斷地做縱向運動,的同時，觸銷在樣件,bc,段上不斷抬起，刀架也就不,斷地作軸向后退運動，此兩運動的合成就使刀具在,工件上車出,BC,段圓錐面。,車床液壓仿型刀架,(4/5),其它曲面形狀或凸肩也都是在切削過程中兩,個速度合成形成的。圖中,?,1,、,?,2,和,?,分別表示,溜板帶動刀架的縱向運動速度、刀具沿液壓缸軸,向的運動速度和刀具的實際合成

27、速度。,進給運動合成示意圖,車床液壓仿型刀架,(5/5),從仿形刀架的工作過程可以看出，刀架液壓,缸（液壓執(zhí)行元件）是以一定的仿形精度按著觸,銷輸入位移信號的變化規(guī)律而動作的，所以仿形,刀架液壓系統(tǒng)是液壓伺服系統(tǒng)。,進給運動合成示意圖,機械手伸縮運動伺服系統(tǒng),(1/6),2.,機械手伸縮運動伺服系統(tǒng),在一般的機械手中應(yīng)包括四個伺服系統(tǒng)，分,別控制機械手的伸縮、回轉(zhuǎn)、升降和手腕的動作。,它們的工作原理相同。,機械手伸縮運動電液伺服系統(tǒng)原理,1,電液伺服閥；,2,液壓缸；,3,機械手手臂；,4,齒輪齒條機構(gòu)；,5,電位器；,6,步進電機；,7,放大器,機械手伸縮運動伺服系統(tǒng),(2/6),機械手伸縮

28、運動電液伺服系統(tǒng)主要由電液伺,服閥,1,、液壓缸,2,、活塞桿帶動的機械手手臂,3,、齒,輪齒條機構(gòu),4,、電位器,5,、步進電動機,6,和放大器,7,等元件組成。它是電液位置伺服系統(tǒng)。,機械手伸縮運動電液伺服系統(tǒng)原理,1,電液伺服閥；,2,液壓缸；,3,機械手手臂；,4,齒輪齒條機構(gòu)；,5,電位器；,6,步進電機；,7,放大器,機械手伸縮運動伺服系統(tǒng),(3/6),當(dāng)電位器的觸頭處在中位時，觸頭上沒有電,壓輸出。當(dāng)它偏離這個位置時，就會輸出相應(yīng)的,電壓。電位器觸頭產(chǎn)生的微弱電壓，須經(jīng)放大器,放大后才能對電液伺服閥進行控制。電位器觸頭,由步進電動機帶動旋轉(zhuǎn)，步進電動機的角位移和,角速度由數(shù)字控制

29、裝置發(fā)出的脈沖數(shù)和脈沖頻率,控制。齒條固定在機械手手臂上，電位器固定在,齒輪上，所以當(dāng)手臂帶動齒輪轉(zhuǎn)動時，電位器同,齒輪一起轉(zhuǎn)動，形成負反饋。,機械手伸縮運動伺服系統(tǒng),(4/6),機械手伸縮系統(tǒng)的工作原理是：,由數(shù)字控制裝置發(fā)出的一定數(shù)量的脈沖，使,步進電動機帶動電位器,5,的動觸頭轉(zhuǎn)過一定的角,度,?,i,（假定為順時針轉(zhuǎn)動），動觸頭偏離電位器,中位，產(chǎn)生微弱電壓,u,1,，經(jīng)放大器,7,放大成,u,2,后，,輸入給電液伺服閥,1,的控制線圈，使伺服閥產(chǎn)生,一定的開口量。,機械手伸縮運動伺服系統(tǒng),(5/6),這時壓力油經(jīng)閥的開口進入液壓缸的左腔，推,動活塞連同機械手手臂一起向右移動，行程為,x,v,；,液壓缸右腔的回油經(jīng)伺服閥流回油箱。由于電位器,的齒輪和機械手手臂上齒條相嚙合，手臂向右移動,時，電位器跟著作順時針方向轉(zhuǎn)動。當(dāng)電位器的中,位和觸頭重合時，偏差為零，則動觸頭輸出電壓為,零，電液伺服閥失去信號，閥口關(guān)閉，手臂停止移,動。手臂移動的行程決定于脈沖數(shù)量，速度決定