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数字液压缸问题20150308 大家好，我是邱法维，做过一点数字液压缸方面的开发工作，看到网络上有这么多人对数字液压缸感兴趣，也想说说我对目前数字液压缸方面的认识，这是我第一次在网络上发言，希望能跟大家交流（我的电话是13601364232，邮箱tuts5011@sohu.com），因为数字液压缸种类很多，我所说内容仅仅是我做过的数字液压缸的内容，如果有说错的地方还请大家原谅。 1 数字液压缸是闭环反馈的，该闭环反馈采用的是机械传动方式，（而电液伺服缸采用的是传感器的电压或电流信号反馈）。这种机械式的闭环反馈是在数字液压缸中安装了滚柱丝杠，并与数字阀的阀芯连接，当步进电机（或伺服电机）驱动阀芯产生轴向位移时，阀芯打开，油缸的活塞运动，同时带动丝杠运动将阀芯推回零位，油缸活塞到达指令位置。关于滚柱丝杠如何将阀芯推回零位，目前有多种机构形式都可以实现，各有优缺点，不在这里详述。 2 数字液压缸的控制精度主要取决于机械反馈传动环节，具体说来就是滚柱丝杠的精度、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。 3 纯脉冲控制只能实现液压缸的位移控制模式。这也是我们不采用步进电机而采用伺服电机的原因（但是步进电机价格便宜是其优势），另外控制的命令也不是脉冲控制。电液伺服液压缸一般都有位移控制模式和力控制模式，有的还有加速度控制模式。脉冲对应的是电机的角度，该角度直接对应着阀芯的位移和滚珠丝杠的位移。更为关键的是脉冲的频率都是定值比如发100个脉冲对应位移1mm，持时是1秒，位移控制模式这没有问题。当你控制力的时候就不行了，例如100个脉冲（1秒）对于压缩一个软弹簧可能达到10公斤的力，而压缩一个硬弹簧能达到100公斤，如果现在想用频率1赫兹幅值100公斤的正弦波对这两种弹簧加载，硬弹簧100个脉冲1秒就达到幅值了，软弹簧要1000个脉冲10秒才能达到幅值，所以说纯脉冲控制不能做力闭环控制，即使把脉冲的时间间隔调小也不行，因为我们事先根本不知道试件的刚度！目前一些电拉试验机就存在这样的问题，这实际是位移控制模式下的力判断。静态试验问题不大，动态试验就不行了。当然许多数字液压缸应用场合仅仅是定位用，所以脉冲控制方式就够了，也就不涉及力控制的问题了。 4 高频数字液压缸问题，我们采用小惯量高转速伺服电机（8000转/分）进行过测试，大概能达到接近100赫兹，事实上此时要求电控硬件的处理能力至少达到3000赫兹，否则就无法比较完整再现波形。上世纪80年代德国申克公司就有1吨出力800赫兹的电液伺服缸，目前MTS公司也有1000赫兹的电液伺服缸，感兴趣可以去查查他们的资料，有比较简单的介绍。国内有2D数字阀也可以做到1000赫兹，基本原理和试验内容都可以查到。 5 最后说说数字液压缸夹持鸡蛋的问题，这实际是考验位移控制精度和同步问题，常规的做法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左右，当不同步误差超过0.05mm时，鸡蛋就会破裂了。 6 数字液压缸的困难，我们面临的困难是标准化和传动机构的加工工艺，标准化是希望能与现在的伺服液压缸对应，包括尺寸和油路等；传动机构的加工工艺非常关键，主要是保证加工精度，这是目前还没有完整解决的问题，这恰恰是影响数字液压缸精度的主要因素。
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发表于 2015-3-8 10:38:37
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发表于 2015-3-9 22:23:03
发表于 2015-4-11 12:04:00
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