液壓與伺服混合驅(qū)動(dòng)技術(shù)帶來(lái)較高能效

時(shí)間：2022-07-01作者：山東泰豐智能控制股份有限公司瀏覽：89

近年來(lái)，盡管電子驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用在不斷增長(zhǎng)，但液壓驅(qū)動(dòng)在很多應(yīng)用中仍然是不可或缺的一部分。一般液壓控制系統(tǒng)都要求有高性能、適合的控制方案， 在過去，人們普遍使用專屬控制解決方案，但是現(xiàn)在，Beckhoff 提供了一種基于 PC 的控制解決方案，相比 之下有較加強(qiáng)大的功能，使編程和維護(hù)工作較加輕松。通過采用 EtherCAT 總線和 TwinCAT 液壓 功能庫(kù)，能夠滿足很高的性能要求。TwinCAT 液壓功能庫(kù)為由液壓驅(qū)動(dòng)軸和電動(dòng)軸組成的混合 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供了較佳的能效。 
      靜液壓驅(qū)動(dòng)在機(jī)械工程領(lǐng)域仍占有著很大的市場(chǎng)份額。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的高功率密度以及直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單和成本低廉，使緊湊的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案成為了可能。由于采用了液壓蓄能器和伺服閥技術(shù)，因此能夠使用高動(dòng)態(tài)、高精確性驅(qū)動(dòng)器，例如，在注塑機(jī)上的應(yīng)用。但與此同時(shí)，液壓驅(qū)動(dòng)軸也有著不容忽視的缺點(diǎn)：低能效、環(huán)境噪聲以及液壓油的污染。盡管如此，液壓還不是能完全被取代，因?yàn)樗転楹芏鄳?yīng)用場(chǎng)合提供較大的力和扭矩。 
       從控制技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，液壓驅(qū)動(dòng)軸在控制算法和響應(yīng) 
      時(shí)間方面有著特殊需求。液**在從引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)到控制壓力曲線的過渡中對(duì)時(shí)間非常敏感。簡(jiǎn)單的液**通常擁有較低的固有頻率和高度定位控制系統(tǒng)性能。這就是為什么采用 PID 控制時(shí)間位移曲線會(huì)失敗的原因。因此，在過去，液**常常需要使用**的硬件控制器。 
       液壓功能庫(kù)：通過軟件實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制功能 
      Beckhoff 基于 PC 的控制器的分為硬件模塊和軟件模塊兩個(gè)部分。運(yùn)動(dòng)控制功能通過軟件庫(kù)實(shí)現(xiàn)，*任何**硬件。而過程數(shù)據(jù)將通過電子總線端子模塊讀入和輸出。采用 Beckhoff XFC 較速控制技術(shù)，將大大縮短系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間；若采用 EtherCAT 和功能強(qiáng)大的 Intel? CPU ，可實(shí)現(xiàn)控制器采樣時(shí)間達(dá)到 100 μs。 
       TwinCAT 液壓功能庫(kù)提供了液**的運(yùn)動(dòng)控制功能；電動(dòng)伺服軸也可選擇性地進(jìn)行控制。模塊設(shè)計(jì)及認(rèn)證符合 PLCopen 標(biāo)準(zhǔn)。用戶使用的界面在功能上與 Beckhoff 以及其他制造商的同類產(chǎn)品相同。液壓功能庫(kù)支持所有通用的傳感器類型；非線性閥特性曲線通過采用對(duì)自動(dòng)生成的特性曲線進(jìn)行線性化來(lái)補(bǔ)償。
       如果簡(jiǎn)單的 PID 位移控制器找到一個(gè)與位移無(wú)關(guān)的特殊控制系統(tǒng)特性，傳統(tǒng)的 NC 系統(tǒng)將計(jì)算出與時(shí)間相關(guān)的時(shí)間位移曲線。該液壓驅(qū)動(dòng)器的特殊控制系統(tǒng)特性要求生成的曲線考慮到與位移相關(guān)的軌跡特性、黏滑效應(yīng)以及較大制動(dòng)/延遲時(shí)間。液壓功能庫(kù)包含了生成漸進(jìn)曲線的功能模塊。方向相關(guān)的控制系統(tǒng)特性也被考慮進(jìn)去，加速和減速匝道則根據(jù)曲線精度標(biāo)準(zhǔn)或較小周期時(shí)間來(lái)計(jì)算。 
      軌跡控制與時(shí)間控制的比較 
       傳統(tǒng)的 NC 控制器計(jì)算的位移曲線是一個(gè)時(shí)間函數(shù)，但是，這種計(jì)算方式不適用于液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特性曲線。在時(shí)間控制中，可以觀察到對(duì)象有強(qiáng)烈的速度波動(dòng)、過沖或黏滑振動(dòng)。經(jīng)濟(jì)的液壓方案不使用伺服閥，但需要生成一個(gè)位移相關(guān)的曲線。對(duì)于這些軌跡來(lái)說(shuō)，與高驅(qū)動(dòng)速度和目標(biāo)精確定位相比，曲線精度就顯得不那么重要了。對(duì)于位移相關(guān)的運(yùn)動(dòng)控制，在運(yùn)動(dòng)期間不會(huì)執(zhí)行位移控制；決定生成曲線的控制變量是剩余距離，而不是時(shí)間。達(dá)到目標(biāo)位置是通過制動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)的，例如，啟動(dòng)一個(gè)根函數(shù)后。 
      液**通常用在需要從速度控制轉(zhuǎn)換到壓力調(diào)節(jié)的設(shè)備中，例如，壓機(jī)、注塑機(jī)或模鑄機(jī)。XFC 結(jié)合了液壓功能庫(kù)中的功能，具有對(duì)輸入信號(hào)響應(yīng)時(shí)間短、時(shí)間分辨率高的特點(diǎn)，它為上述應(yīng)用提供了理想的解決方案。這樣，注塑運(yùn)動(dòng)由位移引導(dǎo)；隨后的壓力調(diào)節(jié)在閉環(huán)中根據(jù)特定的過程以高分辨率的方式實(shí)現(xiàn)。
       在壓機(jī)和折彎?rùn)C(jī)應(yīng)用中，要求多個(gè)液**同時(shí)驅(qū)動(dòng)；為此將強(qiáng)制進(jìn)行同步運(yùn)動(dòng)和非橫向力的壓力增加。在實(shí)際應(yīng)用中，使用液壓功能庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)用小于 10 或者大到數(shù)千噸的驅(qū)動(dòng)壓力帶動(dòng)較多 20 根同步軸。根據(jù)具體的需求，液壓功能庫(kù)可支持主/從軸或虛擬主軸方式。若要構(gòu)建高閉合力，直線液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須與非線性齒輪結(jié)合，如連桿或曲柄機(jī)構(gòu)；液壓功能庫(kù)也可為此提供合適的轉(zhuǎn)換功能。
液**和電動(dòng)伺服軸結(jié)合使用 — 顯著提高能效 
      為了增加能效，混合驅(qū)動(dòng)方案 — 結(jié)合使用電動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)軸和液壓驅(qū)動(dòng)軸 — 已在實(shí)際運(yùn)用中獲得了越來(lái)越多的青睞。伺服電機(jī)也可通過使用液壓功能庫(kù)以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式進(jìn)行控制。時(shí)間控制曲線曲線也可由液壓功能庫(kù)生成。同時(shí)，液壓功能庫(kù)也支持電動(dòng)軸的同步運(yùn)動(dòng)。
伺服電機(jī)和液壓定位的容積式泵的混合使用將進(jìn)一步提升靜液壓驅(qū)動(dòng)的能效。液壓功能庫(kù)中的軌跡控制與活動(dòng)部分相關(guān)，同時(shí)，使用高動(dòng)態(tài)性 EtherCAT 驅(qū)動(dòng)器能夠?qū)崿F(xiàn)全新的創(chuàng)新型運(yùn)動(dòng)控制方案。
      Scope View 軟件提供操作簡(jiǎn)單的診斷功能 
       示波器功能（Scope View）軟件通過對(duì)重要信號(hào)特性曲線的精確分析簡(jiǎn)化了控制軟件的實(shí)施和驗(yàn)證工作。它可以在 TwinCAT 開發(fā)環(huán)境中擴(kuò)展。所有輸入信號(hào)以及內(nèi)部變量都以不同的軸分辨率顯示。為了能夠以較佳方式運(yùn)行液壓回路，常常需要進(jìn)行重新調(diào)整。對(duì)于出現(xiàn)緊急情況時(shí)需要維修服務(wù)，并需要大量信息的時(shí)候，總部的開發(fā)人員必須提供支持。通常，**的硬件解決方案有很大的局限性。若使用 TwinCAT Scope View 軟件，能夠保存并發(fā)送測(cè)量結(jié)果以對(duì)故障進(jìn)行分析，并可為現(xiàn)場(chǎng)維修提供帶測(cè)量調(diào)整功能的模板。
山東泰豐智能控制股份有限公司專注于二通插裝閥,柱塞泵,電液集成系統(tǒng)等

• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 我國(guó)正從知識(shí)產(chǎn)權(quán)引進(jìn)大國(guó)向知識(shí)產(chǎn)權(quán)創(chuàng)造大國(guó)轉(zhuǎn)變

  申長(zhǎng)雨表示，五年來(lái)，我國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)事業(yè)**新的歷史性成就，全社會(huì)“尊重知識(shí)、崇尚創(chuàng)新、誠(chéng)信守法、公平競(jìng)爭(zhēng)”的知識(shí)產(chǎn)權(quán)文化環(huán)境加快形成，有力支撐了創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)和全面建成小康社會(huì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 一是知識(shí)產(chǎn)權(quán)創(chuàng)造質(zhì)量持續(xù)提升。五年來(lái)，累計(jì)授權(quán)發(fā)明**253.1萬(wàn)件，年均增長(zhǎng)13.4%；累計(jì)注冊(cè)商標(biāo)2770.5萬(wàn)件，年均增長(zhǎng)29.0%。著作權(quán)、植物新品種、集成電路布圖設(shè)計(jì)登記量也屢創(chuàng)新高。截至2021年底，

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