[發明專利]一種控制油缸速度環及位置環的數字控制閥及其控制方法

有效

• 申請號: 201610294832.8
• 申請日: 2016-05-05
• 公開（公告）號: CN105757033B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 余志軍;施桂和;楊春煒
• 申請（專利權）人: 浙江億洋工具制造有限公司
• 主分類號: F15B13/04
• 分類號: F15B13/04;F16K11/065
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 鄭海峰

技術領域

本發明涉及一種控制閥，尤其涉及一種控制油缸速度環及位置環的數字控制閥及其控制方法。

背景技術

液壓閥的基本結構主要包括閥芯、閥體和驅動閥芯在閥體內作相對運動的操縱裝置。閥芯的主要形式有滑閥、錐閥和球閥；閥體上除有與閥芯精密配合的閥體孔或閥座孔外，必須有外接油管的進、出油口，此外，根據功能需要可能還有控制油口和泄油口；驅動閥芯在閥體內作相對運動的裝置可以是手動機構，也可以是彈簧或電磁鐵，還有就是采用液壓作用力驅動。

隨著計算機技術的發展，液壓系統中數字技術的應用領域得到不斷拓展。近幾年，由于微型計算機的發展和提高，特別是單板機、單片機低廉的價格，為液壓系統的數字化提供了必要的條件，使數字技術已應用于液壓的諸多方面，并且還不斷地在開拓著新的應用領域。

液壓系統中采用的數字控制閥，可分為模擬式閥、組合式數字閥、步進式數字閥及高速開關閥等類型。

模擬式閥需要進行數模和模數的反復轉換，也常采用脈寬調制式控制，是一種間接式的數字控制。組合式數字閥是由成組的普通電磁閥和壓力閥或流量閥組成的數字式壓力或流量閥。

電磁閥接受由微機編碼的經電壓放大后的二進制電壓信號，省去了昂貴的D/A轉換裝置。

步進式數字閥是采用步進電動機作為電—機械轉換元件，將輸入信號轉換為與步數成比例的閥輸出信號，這類閥具有重復精度高、無滯環、無需采用D/A轉換和線性放大器等優點，但由于它的響應速度慢，對于要求快速響應的高精密系統，需要采用模擬量控制方式。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種控制油缸速度環及位置環的數字控制閥及其控制方法。

控制油缸速度環、位置環的數字控制閥包括主動伺服電機、反饋伺服電機、滾珠絲杠螺母、滾珠絲杠、閥體、閥芯、螺母連接軸角接觸球軸承、閥芯角接觸球軸承、主動聯軸器、反饋聯軸器、螺母連接軸、光柵、主動伺服驅動、反饋伺服驅動、油缸、回油箱、上機位、左密封腔、右密封腔、以及端蓋；上機位與主動伺服驅動相連，主動伺服驅動與主動伺服電機相連，主動伺服電機通過主動聯軸器與螺母連接軸相連，主動聯軸器位于右密封腔內，閥芯通過一組角接觸球軸承與滾珠絲杠形成轉動聯接，滾珠絲杠螺母套在滾珠絲杠上，螺母連接軸套在滾珠絲杠螺母上并通過一組螺栓固連，螺母連接軸兩端套有一組角接觸球軸承，角接觸球軸承通過端蓋和左密封腔定位固定，反饋聯軸器與螺母連接軸固連，反饋伺服電機與反饋聯軸器固連，反饋伺服電機與反饋伺服驅動相連，光柵與反饋伺服驅動相連，回油箱位于閥體的上方并且與閥體上的主回油口T相連，閥體上還設有主進油口P、工作油口A以及工作油口B，光柵包括指示光標和光電元件部分，光柵的指示光標固定在油缸的活塞桿上，光柵的光電元件部分位置固定且與反饋伺服驅動相連。

所述的閥芯上設置有四個凸形側面，即A面、B面、C面、D面，所述的閥體內腔上設置有四個凹形側面，即A1面、B2面、C3面、D4面；當油缸處于平衡位置時，所述的凸形側面和凹形側面互相對齊配合。

所述的主動伺服電機與右密封室之間設有密封圈，閥體分別與右密封室、左密封室之間設置有密封圈，左密封室與端蓋之間設置有密封圈。

所述的閥體上設置有油孔，用于接通來自液壓源的液壓油。

所述的主動伺服電機、反饋伺服電機的傳動采用錐環式無間隙傳動。

控制油缸速度環、位置環的數字控制閥的控制方法包括以下步驟：

1)油缸處于平衡位置：當閥芯的A、B、C、D面分別與閥體的A1、B1、C1、D1面對齊，此時油缸的A、B口處于閉合狀態，油缸靜止不動；

2)控制油缸向左方向移動：上位機發出左移運動指令脈沖信號經主動伺服驅動放大控制主動伺服電機順時針旋轉，經主動聯軸器帶動滾珠絲桿順時針旋轉，推動閥芯向右移動，此時主進油口P與工作油口B接通、主回油口T與工作油口A接通，油缸處于向左方向運動；隨著油缸向左運動，當光柵的指示光標給予光電元件部分光信號輸入時，光柵輸出左移反饋脈沖信號，此信號經反饋伺服驅動放大控制反饋伺服電機順時針轉動經反饋聯軸器帶動螺母連接軸順時針轉動，帶動滾珠絲桿螺母順時針轉動，使得閥芯獲得向左方向移動的負反饋運動；當左移脈沖信號停止時，閥芯處于平衡位置，此時油缸停止運動；