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1、《机床与液压》2(X)l.Nol气动比例/伺服控制技术及应用,韩建海张河新,(洛阳工学院机电工程系471039),、O前言装置的不同又有喷咀挡板型开关电磁阀型和比例。。随着市场需求向多品种、小批量的多样化方向发电磁铁型之分其分类如图1所示[’1,,展自动生产设备对气动控制系统的要求也从原来}力马达驱动型、速度和力简单的开关控制向可实现执行元件的位置·压电晶片驱动型。,的连续可调的高精度控制方向转变近年来随着电开关电进阎型、、,气动子材料控制理论及传感器等科学技术的发展气比例控制阀日。动比例/伺服控制技术也得到了快速提高以比例/伺服控制阀为核心组成的气动比例/伺服控制系统可实现压力、流量连续
2、变化的高精度控制,能够满足自动化图1气动比例控制阀的类型。设备的柔性生产要求¹比例压力阀,最大的不同.。气动控制系统与油压控制系统相比a喷咀挡板型喷咀挡板型比例压力阀的主阀结。点在于空气与油压的压缩性和粘性的不同空气的压,、构和工作原理与先导式减压阀相似都是调整控制、,缩性大粘性小有利于构成柔软型驱动机构和实现。二次输出压力所不同的是前者用电控调压装置来代。,高速运动相反压缩性大会带来压力响应的滞后;,替后者的手动调压装置即用先导压力来代替调压弹,粘性小意味着系统阻尼小或衰减不足易引起系统响。,簧具体来讲就是利用电控驱动装置来调节挡板与。,,应的振动另外由于阻尼小系统的增益系数不可喷咀之间
3、的距离,改变作用在膜片上腔的背压,使主,能高系统的稳定性易受外部干扰和系统参数变化的,阀芯在新的位置上达到平衡从而得到一个与输人信,。影响难于实现高精度控制所以过去人们一直认为。号成比例的输出压力,气动控制系统只能用于气缸行程两端的开关控制难按档板驱动机构的不同又有力马达驱动型和压电。,于满足对位置或力连续可调的高精度控制要求因此。,晶片驱动型之分力马达主要由定磁铁和动线圈构成,,在设计伺服控制系统时除了一些特殊的应用场合。,由动线圈输出直线位移在力马达驱动型比例阀中。,很少选择气动伺服控制系统但是随着新型的气动。把动线圈与挡板直接相连靠动线圈中产生的与输人,比例/伺服控制阀的开发和现代控
4、制理论的导人气动,。信号成比例的力来推动挡板移动力矩马达驱动型。比例/伺服控制系统的控制性能得到了极大的提高再的特点:小20佣LA,。电流()不需专用的控制器精度、、加上气动系统所具有的轻量价廉抗电磁干扰和过为土1.5%,响应速度为.。邓065适用于中等控制精度,载保护能力等优点气动比例/伺服控制系统越来越受。和响应速度的应用场合压电晶片驱动型是利用压电,。到设计者的重视其应用领域正在不断地扩大晶片输出的位移能随着控制电压而变化的特性,把压本文首先对气动比例/伺服控制阀的类型及特性进。,电晶片与挡板直接相连并内藏二次压检测传感器,行叙述然后对气动比例/伺服控制系统的设计要点和。构成二次压的
5、局部负反馈控制压电晶片驱动型的特,与现代控制理论的关系作一论述最后举例对应用作:,点由于在内部采用了压力负反馈控制方式控制精。一介绍..士5%、,1。度(0邓)滞环小但响应速度慢(5)适1气动比例/伺服控制阀的分类及特性。用于高控制精度要求的应用场合。比例控制阀与伺服控制阀的区别并不明显但一b.开关电磁阀,、、、般认为比例控制阀消耗的电流大响应慢精度低。型开关电磁阀型比。,翰入信号价廉和抗污染能力强;而伺服阀则相反再者比例例压力阀的电控调压进气电磁阔排气电磁润,控制阀适用于开环控制而伺服控制阀则适用于闭环、装置由进排气高速压力传感器口。滋流暴/控制由于比例伺服控制阀正处于不断地开发和完善开
6、关电磁、r1l一-气}叮阀二次压,。(兰庆压力)中新类型较多下面仅就目前已商品化的气动比例/(一次压力)」。检测传感器和控制电先导式减压阀伺服控制阀的类型及特性作一叙述。路构成其动作原理(l)比例控制阀2。如图2所示1]当有图2开关电磁阀型比例气动比例控制阀能够通过控制输人信号(电压或,压力阀的动作原理输人信号时进气电,电流)实现对输出信号(压力或流量)的连续成比例,,,磁阀打开排气电磁阀关闭向主阀先导腔供气主。,控制按输出信号的不同可分为比例压力阀和比例,。阀芯下移输出二次压力同时二次压力值由压力传。流量阀两大类其中比例压力阀按所使用的电控驱动《机床与液压》201.N。.],。同的是,感
7、器检测并反馈到控制电路控制电路以输入信号压力型的阀芯具有调压特性靠二次压力与比,,与输出二次压的偏差为基础用PWM控制方式驱动例电磁力相平衡来调节二次压力的大小;而流量型进、排气电磁阀,实现对先导腔压力的调节。直到偏的阀芯具有节流特性,靠弹簧力与比例电磁力相平衡,,、,。,差为零进排气电磁阀均关闭主阀芯在新的位置来调节流量的大小和流通方向按通数的不同比例,。上达到平衡从而得到一个与输人信号成比例的输出流量阀又有二通与三通
