CN102862094B - 数控***控制的液压伺服*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数控***控制的液压伺服***，电液比例阀通过油管与液压缸相连，液压缸带动加工刀具移动，位移传感器和压力传感器安装在液压缸的推杆上，位移传感器和压力传感器作为反馈信号输入到ARM控制器，ARM控制器输出控制电液比例阀工作，数控***连接ARM控制器，数控***中G代码控制ARM控制器。将传统的电液比例伺服控制方式改为数控控制的液压伺服控制方式，满足数控加工的要求，以电液比例伺服阀为基础，设计控制器，实现类似于电机控制的位置和速度控制方式；通过ARM控制与数控***相连接实现了数控G代码控制液压缸运动轨迹，达到液压伺服***作为驱动精度控制机床的要求，扩展了液压***在重型机床行业的应用。

Description

数控***控制的液压伺服***
技术领域
本发明涉及一种液压伺服***，特别涉及一种数控***控制的液压伺服***。
背景技术
当前数控***业已发展为***化，模块化和智能化模式，其控制对象主要针对各类不同的伺服电机，数控***提供标准的插接端口，可以直接连接到伺服电机，安装方便，标准化程度高，有利于控制。但是在重型机床行业中，采用电机作为驱动元件很难满足***大扭矩需求。由于液压***作用力大和惯量小等优点，在重型行业中得到了广泛的应用，其中也包含重型数控机床。但是液压伺服***中存在着很多非线性***环节，导致其比电机***控制要复杂，难度也要更大，因此不能很容易达到类似电机的精确控制要求。因此，快速的、精确的和方便的控制液压伺服***仍然是一个技术难题，相对于机床行业而言，开发高效的，简捷的和相对高精度的液压***完成指定轨迹的运动是最为关键的问题。考虑到现有的数控技术和数控***较为成熟，数控编程技术的普适性较强，开发基于数控***标准接口，采用位置和速度控制的液压伺服***对液压技术在机床上应用具有重要意义。因此研究高精度液压伺服***并开发出与数控机床控制***相适应的技术，对解决重型数控机床技术瓶颈具有重要价值。
发明内容
本发明是针对重型数控机床行业中液压伺服***作为驱动控制精度达不到机床控制要求的问题，提出了一种数控***控制的液压伺服***，采用数控***的标准接口连接液压伺服***，保证液压伺服***按照数控程序的要求完成指定的轨迹路线，使得液压伺服***有着类似于电机的位置和速度控制方式，并且其运动轨迹受到数控***直接控制。
本发明的技术方案为：一种数控***控制的液压伺服***，包括油箱，液压泵，溢流阀，电液比例阀，液压缸，加工刀具，位移传感器，压力传感器，ARM控制器，控制策略，数控***，液压泵通过油管与电液比例阀相连，溢流阀并联在液压泵两端，电液比例阀通过油管与液压缸相连，液压缸带动加工刀具移动，位移传感器和压力传感器安装在液压缸的推杆上，位移传感器和压力传感器作为反馈信号输入到ARM控制器，ARM控制器输出控制电液比例阀工作，数控***连接ARM控制器，数控***中G代码控制ARM控制器，控制策略与ARM控制器进行数据传输。
所述ARM控制器具有与数控***相连接的位置和速度控制标准接口。
所述ARM控制器根据与之连接的数控***的G代码编程数据，同时接收位移传感器和压力传感器的反馈信号，输出电信号通过控制电液比例阀工作来实现液压缸的轨迹运动。
本发明的有益效果在于：本发明数控***控制的液压伺服***，将传统的电液比例伺服控制方式改为数控控制的液压伺服控制方式，满足数控加工的要求，大大扩大了液压***在数控设备的应用；以电液比例伺服阀为基础，设计控制器，控制算法，实现类似于电机控制方式的位置控制和速度控制方式；同时，通过ARM控制与数控***相连接实现了数控G代码控制液压缸运动轨迹的目的，扩展了液压***在重型机床行业的应用。
附图说明
图1为本发明数控***控制的液压伺服***控制原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的数控***控制的液压伺服***，包括油箱1，液压泵2，溢流阀3，电液比例阀4，液压缸5，加工刀具6，位移传感器7，压力传感器8，ARM控制器9，控制策略10，数控***11等。
油箱1用于存储一定量液压油，液压泵2通过油管与电液比例阀4相连，同时与溢流阀3相连，使得***最高压力得到控制；电液比例阀4通过油管与液压缸5相连，可以控制电液比例阀4调节液压缸5以不同的速度往复运动；液压缸5带动加工刀具6移动，位移传感器7和压力传感器8安装在液压缸5的推杆上，用以检测液压缸5移动时的位移和外界受力。电液比例阀4控制是通过ARM控制器9来实施，位移传感器7和压力传感器8的信号输入到ARM控制器9内用以形成反馈。数控***11的标准接口连接ARM控制器9，从而实现数控***11中G代码控制ARM控制器9，通过控制策略10实现控制液压缸5的按照指定的轨迹运动。
本发明的原理为：根据现有较为成熟的基于电机控制的数控***，提出了以液压***为基础的数控***，通过ARM控制器9完成对电液比例阀4的控制，同时ARM控制9通过采集反馈信号形成闭环控制，利用设计出的控制策略10完成有效控制， ARM控制器9解析从数控***11输入的类似与电机控制的位置和速度标准接口信号，实现对数控***指令的有效响应。
通过数控***11的控制面板输入需要的加工的尺寸精度等数据，并形成G代码编程，利用数控***标准接口将这些数据传送到ARM控制器9，通过ARM控制器9把数据转化成电信号，进而控制电液比例阀4，使带有加工刀具6的液压缸5按照既定的轨迹运动切削机械零件毛坯。位移传感器7和压力传感器8的作用是反馈液压缸5的运动数据，进而输入至ARM控制器9，以便形成闭环控制***。ARM控制器9具有与数控***11的标准接口端口，与电液比例阀4的连接接口端口以及与位移传感器7和压力传感器8连接的接口端口。

Claims (3)

1.一种数控***控制的液压伺服***，其特征在于，包括油箱（1），液压泵（2），溢流阀（3），电液比例阀（4），液压缸（5），加工刀具（6），位移传感器（7），压力传感器（8），ARM控制器（9），控制策略（10），数控***（11），液压泵（2）通过油管与电液比例阀（4）相连，溢流阀（3）并联在液压泵（2）两端，电液比例阀（4）通过油管与液压缸（5）相连，液压缸（5）带动加工刀具（6）移动，位移传感器（7）和压力传感器（8）安装在液压缸（5）的推杆上，位移传感器（7）和压力传感器（8）作为反馈信号输入到ARM控制器（9），ARM控制器（9）输出控制电液比例阀（4）工作，数控***（11）连接ARM控制器（9），数控***（11）中G代码控制ARM控制器（9），控制策略（10）与ARM控制器（9）进行数据传输。
2.根据权利要求1所述数控***控制的液压伺服***，其特征在于，所述ARM控制器（9）具有与数控***（11）相连接的位置和速度控制标准接口。
3.根据权利要求1所述数控***控制的液压伺服***，其特征在于，所述ARM控制器（9）根据与之连接的数控***（11）的G代码编程数据编辑产生的信号，同时接收位移传感器（7）和压力传感器（8）的反馈信号，输出电信号通过控制电液比例阀（4）工作来实现液压缸（5）的轨迹运动。
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