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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 液壓伺服控制系統(tǒng)。 [打印本頁]

作者: impino 時(shí)間: 2012-12-10 08:17
標(biāo)題: 液壓伺服控制系統(tǒng)。
   隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，塑料制品行業(yè)對(duì)高速，高精密注塑機(jī)的需求量與日劇增，而液壓機(jī)高速，精密成型的保證，就是一必須擁有合理而高剛性的鎖模和射膠機(jī)構(gòu)，二它必須擁有強(qiáng)勁的動(dòng)力和反應(yīng)靈敏而精確的液控系統(tǒng)。其中，液壓伺服控制系統(tǒng)是使執(zhí)行元件以一定的精度自動(dòng)地按照輸入信號(hào)的變化規(guī)律而動(dòng)作的一種自動(dòng)控制系統(tǒng)。可從不同的角度加以分類，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；按控制信號(hào)分類，有機(jī)液伺服系統(tǒng)，電液伺服系統(tǒng)，氣液伺服系統(tǒng)；按控制元件分類，有閥控系統(tǒng)和泵控系統(tǒng)兩大類。下面，我們重點(diǎn)討論閥控伺服系統(tǒng)。
   閥控伺服系統(tǒng)主要由壓力傳感器，位置傳感器，控制器和伺服閥等構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)的系統(tǒng)，按系統(tǒng)的需求來分別做到或按序做到速度伺服控制，位置伺服控制和壓力伺服控制。最終，達(dá)到系統(tǒng)的要求。

   傳感器與控制卡（也可集成在塑機(jī)電腦中），伺服閥的有機(jī)組合，就形成了一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，隨著系統(tǒng)工作情況要求的不同，來實(shí)現(xiàn)不同的伺服控制。伺服系統(tǒng)都要求油源壓力穩(wěn)定，所以通常都與蓄能器一起使用。
   以注射工藝為例，注射到終點(diǎn)前，注射速度較為重要，則此系統(tǒng)以速度閉環(huán)控制為主，控制器對(duì)位置傳感器高頻采樣，測(cè)出活塞的瞬時(shí)速度與塑機(jī)電腦要求的速度對(duì)比，再發(fā)出調(diào)整后的信號(hào)給伺服閥。最終，使活塞的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到塑機(jī)電腦要求的速度。
   快到射膠終點(diǎn)段，保壓和熔膠背壓階段，這時(shí)壓力較為重要，則此系統(tǒng)以壓力閉環(huán)控制為主，裝在射膠油缸兩側(cè)的壓力傳感器傳回的信號(hào)起主要作用，控制卡將其與塑機(jī)電腦給出的壓力信號(hào)對(duì)比，來調(diào)整給伺服閥的信號(hào)，最終，使注射腔的壓力值與設(shè)定值相同。
   在塑機(jī)電腦沒有發(fā)出任何指令的情況下，此時(shí)位置保持就比較重要，所以，系統(tǒng)這時(shí)會(huì)主要進(jìn)行位置閉環(huán)的控制。
   同理，在鎖模油缸伺服控制的情形下，也是如此按順序控制，鎖模開始，快速移模可作速度閉環(huán)控制，模具快合上時(shí)，切換到位置控制，有些快速鎖模到鎖模油缸活塞停止的位置之間的轉(zhuǎn)換過程也是可控的，最后，模具合上時(shí)，切換的壓力控制。
   上述只是某種工藝要求下的伺服控制邏輯，不同的產(chǎn)品成型要求，控制的邏輯，種類也都不盡相同，有動(dòng)作的閉環(huán)控制（如上述），也有單獨(dú)的閥芯位置閉環(huán)控制（僅采用高速比例閥的控制系統(tǒng)），還有對(duì)塑料在模具內(nèi)部的狀態(tài)的閉環(huán)控制（在模具內(nèi)設(shè)置傳感器，原料特性，溫度等都要納入考慮，多用于制品要求極高的專用機(jī)上）。但是，其控制理念，是相同的。最終的目的，都是為了精確，迅速的達(dá)到塑機(jī)電腦的指令要求和保證動(dòng)作的重復(fù)精度。下面對(duì)伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)各組成部分作簡(jiǎn)單介紹。
一、傳感器。任何好的系統(tǒng)，只有及時(shí)，準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)當(dāng)前所處的狀態(tài)，控制器才能主動(dòng)地發(fā)出新的指令，來調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，使之接近控制電腦所要求的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因此，全方位的了解執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)，是伺服系統(tǒng)的必備條件。主要由壓力，位置等傳感器來共同構(gòu)成準(zhǔn)確，及時(shí)的跟蹤監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。傳感器的可靠性，線性，最大采樣頻率，抗干擾能力等都對(duì)準(zhǔn)確，及時(shí)地感知有重要影響。也是我們選型時(shí)要考慮的關(guān)鍵。
二、伺服閥。伺服系統(tǒng)中最重要，最基本的組成部分。伺服閥的性能曲線，閥芯機(jī)能，額定流量，階躍響應(yīng)，頻率特性，泄漏量等參數(shù)是選用的重要標(biāo)準(zhǔn)。按原理分，常見的伺服閥有直動(dòng)式閥，射流管先導(dǎo)級(jí)伺服比例閥噴嘴擋板閥伺服電磁閥等。下面簡(jiǎn)單介紹它們的結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)。

1. 直動(dòng)式閥將一與所期望的閥芯位移成正比的電信號(hào)輸入閥內(nèi)放大電路，此信號(hào)將轉(zhuǎn)換成一個(gè)脈寬調(diào)制電流作用在線性馬達(dá)上，力馬達(dá)產(chǎn)生推力推動(dòng)閥芯產(chǎn)生一定的位移。同時(shí)激勵(lì)器激勵(lì)閥芯位移傳感器產(chǎn)生一個(gè)與閥芯實(shí)際位移成正比的電信號(hào)，解調(diào)后的閥芯位移信號(hào)與輸入指令信號(hào)進(jìn)行比較，比較后得到的偏差信號(hào)將改變輸入至力馬達(dá)的電流大?。恢钡介y芯位移達(dá)到所需值。閥芯位移的偏差信號(hào)為零。最后得到的閥芯位移與輸入的電信號(hào)成正比。其特點(diǎn)是低泄漏，無先導(dǎo)級(jí)流量；動(dòng)態(tài)響應(yīng)較高，低滯緩和高分辨率使系統(tǒng)具有優(yōu)異的重復(fù)精度；良好的控制性能，直動(dòng)式伺服閥具有很高的閥芯位置回路增益，因此，閥的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能非常好。
2. 射流管先導(dǎo)級(jí)伺服比例閥  伺服射流管先導(dǎo)級(jí)主要由力矩馬達(dá)，射流管和接收器組成，當(dāng)線圈中有電流通過時(shí)，產(chǎn)生的電磁力使射流管偏離零位，管內(nèi)的大部分液流集中射向一側(cè)的接收器，而另一側(cè)的接收器所得到的流量明顯減少，由此造成兩接受器內(nèi)的壓力變化。主閥閥芯因此壓差而產(chǎn)生位移。其工作特點(diǎn)是由力矩馬達(dá)配射流管，大大改善了流量的接收率，使得能耗降低；具有很高的無阻尼自然頻率，這種閥的動(dòng)態(tài)響應(yīng)高。目前，這種伺服閥主要是二級(jí)，多級(jí)伺服閥。
3. 噴嘴擋板閥有單噴嘴式和雙噴嘴式兩種，兩者的工作原理基本相同，如圖3所示雙噴嘴擋板閥的原理，它有2，3兩個(gè)噴嘴，1為擋板，固定的兩個(gè)截流孔4和5組成。擋板和兩個(gè)噴嘴之間形成兩個(gè)可變截面的截流縫隙。擋板偏離中間位置時(shí)，造成兩個(gè)噴嘴的壓力發(fā)生變化，主閥閥芯因此而產(chǎn)生位移?，F(xiàn)在，擋板的運(yùn)動(dòng)多由力矩馬達(dá)來調(diào)節(jié)。因此，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)較高。伺服噴嘴擋板閥常用于多級(jí)放大伺服控制元件的前置級(jí)。

BY 704所伺服閥

作者: sz_lingnan 時(shí)間: 2012-12-10 09:45
謝謝樓主精彩分享，伺服系統(tǒng)在塑料機(jī)械上主要用于注塑機(jī)，特別是螺桿式的注塑機(jī)，能大大降低注塑機(jī)的用電量，起到節(jié)能減排的顯著效果，是現(xiàn)代及將來的注塑機(jī)的發(fā)展方向。

作者: andy1201 時(shí)間: 2012-12-10 12:31
又見704，月經(jīng)貼么{:soso_e140:}

作者: impino 時(shí)間: 2012-12-12 08:40

andy1201 發(fā)表于 2012-12-10 12:31 ( N5 F' I1 {, O4 o9 a6 c
又見704，月經(jīng)貼么

標(biāo)注下出處而已啦畢竟是人家的文章

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