復雜圓柱曲面石材加工機的液壓馬達仿形控制系統
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        主機功能結構
        該機是一種采用火影忍者博人传日语中字仿形技術加工各種復雜圓柱曲面石材產品的切削加工設備。圖7-12所示為該機的主機及液壓控制系統結構原理圖,它主要由主軸元件(電機及主軸減速箱)、尾架、刀架、刀具(金剛石鋸片)、橫向溜板、縱向溜板、絲杠進給元件(電動機及減速箱)、液壓馬達仿形機構及系統(樣件、單桿液壓缸、雙向機液伺服滑閥等)組成。
        復雜圓柱曲面石材加工需有工件的回轉切向運動、橫向溜板及刀架的橫向運動和刀架的縱向運動等三個運動完成。切削加工時,工件由主軸減速箱2的夾盤及尾架4夾緊和支承,電動機1經主軸箱及其主軸帶動工件3回轉,從而完成工件的回轉切向運動;整個刀架放在橫向溜板上,而橫向溜板又與液壓仿形機構的液壓缸缸體連接,固定在床身上的樣件11與伺服閥觸頭12接觸,控制橫向溜板及安放在刀架主軸上的刀具7(由電動機2直接轉動)的橫向進給深度,從而完成工件的橫向切割運動(仿形運動);液壓缸的活塞(桿)與縱向溜座14連接在一起,當電動機16通過減速箱15帶動絲杠回轉使縱向溜板縱向運動時,帶動刀架縱向進給完成工件的軸向切削運動。通過縱、橫溜板的合成運動完成工件的曲線加工,而工件的回轉運動完成柱面加工。 
                                                     
                                                                                  圖7-12石材加工機的主機及液壓馬達仿形控制系統結構原理圖
1-主軸驅動電機;2-主軸減速箱;3-工件;4-尾架;5-刀架驅動電機;6-刀架; 7-刀具(金剛石鋸片)8-橫向溜板;9-液壓缸;10 -雙向機液伺服滑閥;11-樣件;12-觸頭;13-減速箱;14 -縱向溜板;15-進給絲杠;16-縱向進給驅動電機;17-二位二通電磁換向閥18-單向節流閥;19 -三位四通電磁換向閥20-溢流閥;21-定量液壓泵
        液壓馬達仿形控制系統及其工作原理
        刀架的橫向運動由液壓仿形系統控制:樣件11固定在床身上(參見圖7-12),仿形機構安裝在機床的縱向溜板上,并隨縱向溜板一起作縱向進給運動。液壓缸缸體固定在刀架上,伺服滑閥的閥套與液壓缸缸體焊接在一起,構成剛性反饋連接;缸體又與橫向溜板固連為一體,活塞桿與縱向溜板也固結為一體,從而形成一個機一液位置伺服反饋控制系統(見圖7—13)。液壓泵21是系統的油源,以恒定壓力向系統供油,供油壓力由溢流閥20設定,并在工作中保持不變;伺服滑閥是一個轉換放大元件,其下端的彈簧經閥心使觸頭12壓緊在樣件11上,位移指令由樣件發出,經觸頭作用在閥心上,使輸入的橫向位移信號,轉換成液壓系統信號(壓力p、流量q)輸出并加以放大;液壓缸是執行器,其缸體跟隨滑閥運動,從而使刀架沿液壓缸軸線方向產生橫向仿形運動
        由圖7-12可知:液壓缸有桿腔與供油路相連,無桿腔經滑閥開口xl與x2分別與供油路和回油路相通,故無桿腔中的壓力由滑閥開口x1和x2的比例關系決定。 
                                       
                                                                                   【 圖7—13 機一液位置伺服反饋控制液壓系統原理方框圖】
        當觸頭沿樣件的圓柱面滑動時,滑閥閥心和液壓閥套沒有相對運動,液壓缸沿橫向處于相對平衡狀態,刀架及金剛石鋸片僅隨縱向溜板作縱向進給運動,從而加工出圓柱面。
當觸頭沿著樣件的異形曲面運動(縱向和橫向的合成運動)時,接觸頭沿著橫向向下牽動閥心使滑閥開口x1增大,x2減小,于是液壓缸有桿腔中的壓力增大,液壓缸體帶動刀架及刀具后退。此時,溜板的縱向進給運動口:和液壓缸體及刀架的橫向運動口n的合成運動,使得刀具加工出工件的異形曲面。其控制機理是:由于缸體和滑閥體連成一個整體,所以缸體后退時閥體同時后退,并通過觸頭牽動閥心也作微小后退,實現液壓缸位移與閥心輸入位移相比較,得出二者間的位置偏差亦即滑閥的開口量,因此,油源的壓力油進入液壓缸,驅動液壓缸運動,使閥的開口量(即偏差)減小,直至輸出位移與輸入位移相一致時為止。從而實現負反饋作用和刀具對觸頭的跟隨運動,加工出異形曲面。
        前已述及,該系統液壓缸缸體與伺服滑閥閥套焊接為一體,縮短了油路,因而減小了系統的壓縮容積V和液壓缸的等效質量M,增大了系統無阻尼液壓固有頻率,對提高系統的動態穩定性和響應速度非常有利。
        而液壓缸驅動刀架空程進退及速度則由三位四通電磁換向閥19、二位二通電磁換向閥17和單向節流閥18控制。
        技術特點
        該機的液壓馬達仿形控制系統為典型的閥控缸機一液位置伺服控制系統,系統的輸出量可以嚴格按輸入量的規律變化,結構簡單,操縱維護方便,生產效率較高。


本文標題:復雜圓柱曲面石材加工機的液壓馬達仿形控制系統


分類:液壓行業知識
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