一种伺服泵控液压直线驱动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及液压传动装置，具体为一种伺服栗控液压直线驱动系统，本实用新型两台伺服电机各驱动一个油栗协同动作，进而控制液压缸的动力输出，实现对直线往复运动的控制。
【背景技术】
[0002]通过液压缸控制直线运动和动力输出是一种常用机械结构，传统的液压直线驱动系统是电机驱动液压栗连续运转，由各种阀组、传感器和管路构成的油路控制液压油的流向、流速、压力，并继而实现液压缸的驱动。当需要控制液压缸的移动速度时，需要比例方向阀或比例方向伺服阀调节进入液压缸的液体速率；当需要控制液压缸的推动力时，需要控制溢流阀的溢流压强或者根据压力传感器的反馈并通过比例压力阀或比例压力伺服阀来控制进入液压缸的液体压强，由此控制液压缸的推力。
[0003]此类传统的液压直线驱动系统存在以下几点不足:1、驱动液压栗电机必须连续不间断运行，即使在液压缸运动无需进行调节控制时，电机也不能停机，不断从油箱栗出的液压油又通过阀组返回油箱，浪费了电能。尤其是当液压缸输出推力、但活塞位移极小或位移速度很低时，高压节流抬升了电机的功率消耗，浪费电能；2、浪费的电能变成热能，导致油温上升，使油路密封件加速老化，故障率上升;3、当液压油在液压缸的有杆腔和无杆腔之间往复流动时，需要控制各种阀门动作，不断产生溢流、充液动作，加大了系统损耗，阀门的故障率也比较高;4、在快速、精密控制时，需要采用P/Q阀(压力流量控制阀)或伺服阀参与控制，特别是伺服阀价格昂贵，维修困难，导致系统设备的购置和使用维护成本大幅增加;5、由于各种阀门的机械动作需要较长的时间来完成，导致油路的各种动作切换不可能进一步提速，直接影响设备的工作节拍。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提出一种伺服栗控液压直线驱动系统，A、B两台液压栗的出液端分别接入液压缸的无杆腔和有杆腔，A、B两台伺服电机分别与A、B液压栗连轴，与运动控制单元连接的A、B两台伺服驱动器分别控制A、B两台伺服电机，安装于液压缸的无杆腔和有杆腔内的A、B两只压力传感器的信号分别接入A、B两台伺服驱动器，安装于液压缸推杆的位移传感器的信号端连接运动控制单元。A和B伺服驱动器分别驱动A和B液压栗，其中一个伺服电机和所连接的液压栗正向运转，另一个伺服电机和所连接的液压栗反向运转泄压。运动控制单元根据推杆运动位置和速度控制要求和推杆的当前位移信号，给二伺服驱动器发送运行模式指令、速度设定指令及压力设定指令。
[0005]本实用新型设计的一种伺服栗控液压直线驱动系统，包括一个液压缸、两台液压栗及充液阀、溢流阀，活塞连接推杆、将液压缸内腔分为有杆腔和无杆腔，管路连接两台液压栗的进液端和储液箱，管路分别连接两台液压栗的出液端和液压缸的有杆腔和无杆腔，两台电机各连接并驱动两台液压栗，管路上有充液阀、溢流阀;本实用新型液压缸的无杆腔与A液压栗的出液端连接，液压缸的有杆腔与B液压栗的出液端连接。A液压栗和B液压栗的进液端连接储液箱。A伺服电机与A液压栗连轴，A伺服驱动器连接控制A伺服电机;B伺服电机与B液压栗连轴，B伺服驱动器连接控制B伺服电机。运动控制单元的控制端连接A和B伺服驱动器。安装于连接液压缸无杆腔和A液压栗出液端管路上A压力传感器的信号输出端接入A伺服驱动器;安装于连接液压缸有杆腔和B液压栗出液端管路上的B压力传感器的信号输出端接入B伺服驱动器。位移传感器安装于液压缸推杆，其信号输出端接入运动控制单元的输入端。
[0006]所述运动控制单元为中心处理器，配有通信接口和人机界面。
[0007]管路经充液阀连接储液箱和液压缸的无杆腔，所述充液阀为单向阀，当该阀无杆腔侧的压力小于储液箱侧压力时，此阀自动打开，反之此阀保持关闭状态。当液压缸的推杆快速向有杆腔方向移动时，无杆腔压力迅速下降，充液阀自动打开向无杆腔补液。
[0008]A液压栗的出液端连接液压缸无杆腔的管路上连接A溢流阀，B液压栗的出液端连接液压缸有杆腔的管路连接B溢流阀4和8溢流阀的出液端均接入储液箱。当管道内液体压力超过所连接栗的输出压力上限时，从所接的溢流阀泄出，进行限压保护。
[0009]本实用新型的方案之一为B伺服电机的轴上安装一个失电制动器，当系统故障保护停机或停电时，失电制动器锁定B伺服电机的轴，与B伺服电机连轴的B液压栗停止转动，避免液压缸的推杆及安装在其上的活塞工件因重力迅速下坠，以保系统设备安全。
[0010]本实用新型的另一个方案，B伺服电机为三相永磁同步伺服电机，其三相绕组安装失电常闭接触器或失电常闭继电器，当系统故障保护停机或停电时，B伺服电机的绕组被失电常闭接触器或失电常闭继电器短路。当液压缸的推杆及安装在其上的活塞工件被重力牵引下坠时，液压油推动B液压栗反向转动，从而带动B伺服电机转子反向转动，由于B伺服电机三相绕组短路而产生阻尼扭力，B液压栗仅能缓慢转动，使液压缸的推杆及活塞缓慢下滑到机械极限位置，保护系统设备安全。
[0011]本实用新型的另一个方案，液压缸的有杆腔与B液压栗连接的管路上，安装一个断电时自动关闭的保护阀，当系统故障保护停机或停电时，该保护阀自动关闭，有杆腔内的液压油不会泄出，即可防止液压缸的推杆受安装在其上的工件的重力牵引而下坠，起到安全保护作用。
[0012]本实用新型提出的伺服栗控液压直线驱动系统的A和B伺服驱动器分别驱动各自连接的A和B伺服电机，当A伺服电机正向运转、其所连接的A液压栗正向运转，A液压栗向液压缸的无杆腔内提供压力液体，液压缸的活塞向有杆腔方向运动，推杆输出动力；与此同时，B伺服电机及其所连接的B液压栗反向运转，液压缸的有杆腔经B液压栗泄出液体。反之，当B伺服电机及B液压栗正向运转，B液压栗向液压缸的有杆腔内提供压力液体，液压缸的活塞向有杆腔方向运动，同时，A伺服电机及A液压栗反向运转，液压缸的无杆腔经A液压栗泄压。
[0013]运动控制单元存储本系统的工艺数据以及不同控制模式下推杆位移信号与A和B伺服驱动器控制指令的关系数据，运动控制单元接受人机界面输入的控制要求，所述控制要求即根据工作要求设定液压缸推杆运动至某时刻所对应的速度或者推杆运动达到某位置时对应的速度，运动控制单元根据控制要求和所接收的位移传感器的推杆当前位移信号得到A和B伺服驱动器的运行模式指令以及速度设定指令和压力设定指令，并分别发送到A伺服驱动器及B伺服驱动器。从而调节2台伺服电机及2台液压栗的转动，并继而调节推杆的位置及速度，实现推杆的精确速度控制和位置控制。
[0014]与现有技术相比，本实用新型一种伺服栗控液压直线驱动系统的有益效果为:1、两台伺服电机驱动两个油栗协同动作，控制液压缸的动力输出，实现对直线往复运动的精确控制；2、伺服电机及伺服驱动器响应频率高，故系统可以实现高达十几至几十赫兹的响应频率和十几微米乃至微米级精度的位置控制;3、系统管路中的液压阀仅为两个用于液压保护的溢流阀及一个用于补液的单向充液阀，不需要电磁阀、P/Q阀或伺服阀，系统结构简单，成本低廉，可靠性高。
【附图说明】
[0015]图1为本伺服栗控液压直线驱动系统实施例结构示意图。
[0016]图中标识