阻尼式无阀液压同步伺服系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种阻尼式无阀液压同步伺服系统。
【背景技术】
[0002]液压同步控制系统不是一个单一的系统，它包含许多学科综合的内容，是机-电-液一体化技术中的一个重要研究领域，不仅理论上如此，在实际工业生产中的应用也越来越广泛。但是由于生产条件等因素限制，用于液压同步控制系统中的元件的加工精度要求，难以满足严苛条件，其性能也达不到要求。
[0003]为达到同步的效果，各缸运动应互不干扰，且其运动速度不随外负载的变化而变化。传统的串联同步液压系统:栗的工作压力，其值等于各串联液压缸的负载压力之和，所以当外负载较大时，不适合采用，否则会造成液压缸的同步紊乱。传统的并联同步液压系统:栗排出的油液同时进入执行原件中，而各执行元件的回油都进入油箱之中。但是这种油路只适用于外负载变化较小的情况或者对机构运动速度要求不高的场合。可见，传统的同步系统，同步精度较低，油路复杂，存在泄漏污染。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种环保节能，操作简单，控制精度高的阻尼式无阀液压同步伺服系统。
[0005]本发明的技术解决方案是:
一种阻尼式无阀液压同步伺服系统，其特征是:采用一个由伺服电机与变量栗组合的无阀系统，驱动无阀液压并联同步回路上的多个液压缸，各并联支路上采用传感器对速度、压力和位移进行数据采集，控制器对数据进行对比分析;各并联支路中，第一支路上的液压缸为目标缸，其余各支路上的液压缸为跟随缸，跟随缸的缸盖处加有摩擦阻力装置，通过摩擦阻力装置来调整各缸输出端的运动快慢，实现位移、速度、压力的同步。
[0006]所述摩擦阻力装置包括齿轮压块机构和V型密封圈，齿轮压块与缸体通过螺纹连接;齿轮压块与一齿轮外嗤合，该齿轮与一蜗轮同轴，其配对的蜗杆与一电机通过联轴器连接，该电机通过联轴器带动蜗杆轴正反转，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮带动同轴齿轮旋转，齿轮带动齿轮压块顺着缸体螺纹旋进、旋出，从而使得V型密封圈得以压缩、释放。
[0007]在各液压缸有杆腔和无杆腔分别设置了压力传感器，在各液压缸的输出端设置了速度传感器和位移传感器。
[0008]控制方法:
(I)无阀系统的伺服电机启动，各并联支路通油；
当伺服电机启动时，若这时候负载过大，会让电机不转或偏离正常运转曲线，此时减少变量栗的排量，减小变量栗的转矩，可使电机正常启动；当外负载不是很大的时候，保持伺服电机的低速运行，调节变量栗的排量，可以延长电机的寿命并且可以节约能量；
当伺服电机正常启动后，重载情况下，增大电机的转速n，使栗的排量处于最大值，从而使得系统的压力P提高，使得在重载的情况下电极正常工作并且保护电极；
(2)各缸动作:
①当目标缸的位移量较小时，控制器给跟随缸的电机发出指令，使得跟随缸的电机正转，通过蜗轮蜗杆机构使得齿轮转动，齿轮带动齿轮压块旋进，压紧V型密封圈，跟随缸活塞杆受摩擦力增大，运动速度降低，直至跟随缸活塞杆速度小于目标缸活塞杆速度时，跟随缸电机停止，此时跟随缸活塞杆的位移量会减少；
②直至跟随缸活塞杆位移小于目标缸活塞杆时，跟随缸电机立即反转，缸盖旋出一定量，V型密封圈释压，跟随缸活塞杆受摩擦力减小，运动速度增加，直至跟随缸活塞杆速度大于目标缸活塞杆速度时，跟随缸电机停止，此时跟随缸活塞杆的位移量又增大；
③直至跟随缸活塞杆位移又大于目标缸活塞杆，又回到步骤①，以此循环；
(3)当负载出现故障时，系统内的压力会急剧上升，利用压力传感器来进行过载保护，当压力传感器测得油路中压力大大超过设定的上限值时，压力传感器发送信号给控制器，控制器控制伺服电机的转速，使之迅速减小，运动到安全位置停止；当速度或位移传感器检测的信号超出正常范围很多，控制器及时发出信号控制伺服电机的运转。
[0009]本发明解决了传统阀控同步系统控制精度不高的问题;解决了传统阀控同步系统效率不高的问题;解决了传统阀控同步系统能耗高的问题;解决了传统阀控同步系统维护困难的问题;为同步控制提供一种新的思路。可以同时对电机、栗、液压缸进行控制，在精度上与传统的液压同步系统相比有了很大的提高。在无阀系统的基础上，从液压缸杆与缸盖间存在摩擦力的角度，巧妙地利用摩擦力来改变活塞运动速度，为实现同步提出一种新方法。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0011]图1是本发明系统整体结构示意图；
图2是本发明蜗杆蜗轮、同轴齿轮和齿轮压块位置关系图；
图3是本发明液压缸改进缸体结构图；
图4是本发明无阀液压伺服同步系统控制框图；
图5是本发明无阀液压伺服同步系统原理图。
[0012]图中:1-活塞杆I； 2-液压缸I; 3-液压缸2; 4_齿轮压块;5_活塞杆2; 6-蜗杆;7-蜗轮;8-联轴器;9-电机;10-同轴齿轮;11-轴承;12-轴；13-液压缸缸桶；14-液压缸缸盖;15-V型密封圈。
【具体实施方式】
[0013]实施例1:
一种阻尼式无阀液压同步伺服系统，采用一个由伺服电机与变量栗组合的无阀系统，驱动无阀液压并联同步回路上的多个液压缸，各并联支路上采用传感器对速度、压力和位移进行数据采集，控制器对数据进行对比分析;各并联支路中，第一支路上的液压缸为目标缸，其余各支路上的液压缸为跟随缸，跟随缸的缸盖处加有摩擦阻力装置，通过摩擦阻力装置来调整各缸输出端的运动快慢，实现位移、速度、压力的同步。
[0014]所述摩擦阻力装置包括齿轮压块机构和V型密封圈，齿轮压块与缸体通过螺纹连接;齿轮压块与一齿轮外嗤合，该齿轮与一蜗轮同轴，其配对的蜗杆与一电机通过联轴器连接，该电机通过联轴器带动蜗杆轴正反转，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮带动同轴齿轮旋转，齿轮带动齿轮压块顺着缸体螺纹旋进、旋出，从而使得V型密封圈得以压缩、释放。
[0015]在各液压缸有杆腔和无杆腔分别设置了压力传感器，在各液压缸的输出端设置了速度传感器和位移传感器。
[0016]控制方法:
(1)无阀系统的伺服电机启动，各并联支路通油；
当伺服电机启动时，若这时候负载过大，会让电机不转或偏离正常运转曲线，此时减少变量栗的排量，减小变量栗的转矩，可使电机正常启动；当外负载不是很大的时候，保持伺服电机的低速运行，调节变量栗的排量，可以延长电机的寿命并且可以节约能量；
当伺服电机正常启动后，重载情况下，增大电机的转速n，使栗的排量处于最大值，从而使得系统的压力P提高，使得在重载的情况下电极正常工作并且保护电极；
(2)各缸动作:
①当目标缸的位移量较小时，控制器给跟随缸的电机发出指令，使得跟随缸的电机正转，通过蜗轮蜗杆机构使得齿轮转动，齿轮带动齿轮压块旋进，压紧V型密封圈，跟随缸活塞杆受摩擦力增大，运动速度降低，直至跟随缸活塞杆速度小于目标缸活塞杆速度时，跟随缸电机停止，此时跟随缸活塞杆