液壓伺服控制系統(tǒng)淺析

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1、液壓伺服控制系統(tǒng)淺析???隨著國內(nèi)經(jīng)濟的高速發(fā)展，塑料制品行業(yè)對高速，高精密注塑機的需求量與日劇增，而液壓機高速，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構(gòu)，二它必須擁有強勁的動力和反應(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地按照輸入信號的變化規(guī)律而動作的一種自動控制系統(tǒng)?？蓮牟煌慕嵌燃右苑诸?，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；按控制信號分類，有機液伺服系統(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，我們重點討論閥控伺服系統(tǒng)。???閥控伺服系統(tǒng)主要由壓力

2、傳感器，位置傳感器，控制器和伺服閥等構(gòu)成一個閉環(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，達到系統(tǒng)的要求。???如圖1，傳感器與控制卡（也可集成在塑機電腦中），伺服閥的有機組合，就形成了一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，隨著系統(tǒng)工作情況要求的不同，來實現(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，控制器對位置傳感器高頻采樣，測出活塞的瞬時速度與塑機電腦要求的速度對比，再發(fā)出調(diào)整后的信號給伺服閥。最終，使活塞的運動速度達到塑機電腦要求的速度。?

3、??快到射膠終點段，保壓和熔膠背壓階段，這時壓力較為重要，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起主要作用，控制卡將其與塑機電腦給出的壓力信號對比，來調(diào)整給伺服閥的信號，最終，使注射腔的壓力值與設(shè)定值相同。???在塑機電腦沒有發(fā)出任何指令的情況下，此時位置保持就比較重要，所以，系統(tǒng)這時會主要進行位置閉環(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，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，切換的壓力控制。???上述只是某種工藝要

4、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，有動作的閉環(huán)控制（如上述），也有單獨的閥芯位置閉環(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，迅速的達到塑機電腦的指令要求和保證動作的重復(fù)精度。下面對伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)各組成部分作簡單介紹。???一、傳感器。任何好的系統(tǒng)，只有及時，準確的監(jiān)測執(zhí)行機構(gòu)當前所處的狀態(tài)，控制器才能主動地發(fā)出新的指令，來調(diào)整執(zhí)行機構(gòu)的運動，使之接近控制電腦所要求的運動狀態(tài)。

5、因此，全方位的了解執(zhí)行機構(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)成準確，及時的跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)。傳感器的可靠性，線性，最大采樣頻率，抗干擾能力等都對準確，及時地感知有重要影響。也是我們選型時要考慮的關(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)是選用的重要標準。按原理分，常見的伺服閥有直動式閥，射流管先導(dǎo)級伺服比例閥噴嘴擋板閥伺服電磁閥等。下面簡單介紹它們的結(jié)構(gòu)原理及特點。1.????直動式閥將一與所期望的閥芯位移成正比的電信號輸入閥內(nèi)放大電路，此信號將轉(zhuǎn)換成一個脈寬調(diào)制電流作

6、用在線性馬達上，力馬達產(chǎn)生推力推動閥芯產(chǎn)生一定的位移。同時激勵器激勵閥芯位移傳感器產(chǎn)生一個與閥芯實際位移成正比的電信號，解調(diào)后的閥芯位移信號與輸入指令信號進行比較，比較后得到的偏差信號將改變輸入至力馬達的電流大?。恢钡介y芯位移達到所需值。閥芯位移的偏差信號為零。最后得到的閥芯位移與輸入的電信號成正比。其特點是低泄漏，無先導(dǎo)級流量；動態(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)定性和動態(tài)響應(yīng)性能非常好。2.????射流管先導(dǎo)級伺服比例閥?如圖2，伺服射流管先導(dǎo)級主要由力矩馬達，射流管和接收器組成，當線圈中

7、有電流通過時，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。其工作特點是由力矩馬達配射流管，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，這種閥的動態(tài)響應(yīng)高。目前，這種伺服閥主要是二級，多級伺服閥。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2，3兩個噴嘴，1為擋板，固定的兩個截流孔4