液壓滑臺(tái)的維修——技術(shù)改造

    滑臺(tái)是組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)的主要?jiǎng)恿Σ考_(tái)的精度、結(jié)構(gòu)剛性和技術(shù)性能對(duì)組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)的工作能力、完成的工作內(nèi)容、所能達(dá)到的加工精度及其生產(chǎn)率等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都有決定性的影響。液壓滑臺(tái)是用來(lái)完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件，可根據(jù)被加工零件的工藝要求，在其上安裝動(dòng)力箱（需配多軸箱）、各種切削頭，并與支撐部件相配套，組成不同形式的組合機(jī)床，用于完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、锪孔、刮端面、倒角、車(chē)端面、銑削及攻螺紋等工序。在滑臺(tái)上安裝檢測(cè)裝置，以便完成自動(dòng)檢測(cè)工序的進(jìn)給動(dòng)作。

    對(duì)氣缸體曲軸孔止推面臥式精鏜組合機(jī)床的HY32B型液壓滑臺(tái)進(jìn)行技術(shù)改造，裝備電液伺服控制系統(tǒng)。

(1)液壓滑臺(tái)的組成及工作原理

    液壓滑臺(tái)由滑臺(tái)、滑座和液壓缸三部分組成。液壓缸固定在滑座上，活塞桿則固定在滑臺(tái)下面。當(dāng)壓力油進(jìn)入液壓缸時(shí)，便可實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)沿滑座導(dǎo)軌移動(dòng)。

    液壓滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)2次進(jìn)給工作循環(huán)的液壓系統(tǒng)，如圖J所示，完成的工作循環(huán)為如下幾個(gè)過(guò)程：滑臺(tái)快進(jìn)一一次工進(jìn)一二次工進(jìn)一停留、快退。

    在圖J所示動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)中采用限壓式變量葉片泵和2個(gè)調(diào)速閥組成的進(jìn)油路容積節(jié)流調(diào)速回路，并在回油路上設(shè)置了背壓閥，使滑臺(tái)得到較穩(wěn)定

的低速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也改善了滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。快進(jìn)與工進(jìn)的換接采用行程閥和液控順序閥，速度換接較平穩(wěn)。在工進(jìn)結(jié)束時(shí)，采用死擋鐵控制工作臺(tái)停留位置。

(2)加工精度對(duì)液壓位置伺服系統(tǒng)的要求

    氣缸體曲軸孔止推面的深度控制是通過(guò)控制滑臺(tái)的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而滑臺(tái)移動(dòng)的精確控制又取決于伺服缸的定位精度和重復(fù)定位精度，因此，為保證孔的深度的穩(wěn)定，對(duì)液壓位置伺服系統(tǒng)的定位精度提出了較高的要求。另外，止推面的加工要進(jìn)行多次進(jìn)給，每次進(jìn)給深度是由伺服缸的位置進(jìn)行控制的，為提高加工效率，要求伺服缸在每次切換位置時(shí)，要在盡量短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)?？傊?，加工精度對(duì)液壓位置伺服系統(tǒng)的要求是，具有較快動(dòng)態(tài)響應(yīng)的同時(shí)，要具有較高的穩(wěn)態(tài)精度。

(3)研制出的電液伺服系統(tǒng)控制原理

如圖K所示，液壓滑臺(tái)電液伺服系統(tǒng)主要由電液伺服閥2、液壓缸1、活塞桿帶動(dòng)的滑臺(tái)、電位器4、步進(jìn)電機(jī)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)5和比例放大器3等元件組成。當(dāng)電位器的動(dòng)觸頭處在中位時(shí)，觸頭上沒(méi)有電壓輸出；當(dāng)它偏離這個(gè)位置時(shí)，就會(huì)輸出相應(yīng)的電壓。電位器的動(dòng)觸頭產(chǎn)生的微弱電壓，需經(jīng)比例放大器放大后才可對(duì)電液伺服閥進(jìn)行控制。動(dòng)觸頭由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)的角位移和角速度由數(shù)字控制裝置發(fā)出的脈沖和脈沖頻率控制。齒條固定在滑臺(tái)上，電位器固定在齒輪上，所以當(dāng)滑臺(tái)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電位器同齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋。

    由數(shù)字控制裝置發(fā)出的一定數(shù)量的脈沖，使步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)電位器的動(dòng)觸頭轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度（順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)），動(dòng)觸頭偏離電位器的中位，產(chǎn)生微弱的電壓u1，經(jīng)放大器放大成u₂后輸入電液伺服閥的控制線(xiàn)圈，使伺服閥產(chǎn)生一定的開(kāi)口量。這時(shí)壓力油經(jīng)滑閥開(kāi)口進(jìn)入液壓缸的左腔，推動(dòng)活塞連同工作臺(tái)一起向右移動(dòng)，液壓缸右腔的油經(jīng)伺服閥流回油箱。由于電位器齒輪和滑臺(tái)上的齒條相嚙合，滑臺(tái)向右移動(dòng)時(shí)，電位器跟著做順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電位器轉(zhuǎn)過(guò)角θ₀時(shí)，電位器的碳膜中位和動(dòng)觸頭重合，動(dòng)觸頭輸出電壓為零，電液伺服閥失去信號(hào)，閥口關(guān)閉，滑臺(tái)停止移動(dòng)?；_(tái)移動(dòng)的行程決定于脈沖的數(shù)量，速度決定于脈沖的頻率。當(dāng)數(shù)字控制反向發(fā)出脈沖時(shí)，步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，滑臺(tái)便向左移動(dòng)。

(4)測(cè)試結(jié)果及結(jié)論

    將研制的電液伺服系統(tǒng)裝備到所改造的HY32B型液壓滑臺(tái)上，經(jīng)過(guò)測(cè)試證實(shí)，無(wú)論是在動(dòng)作順序控制的可靠性、準(zhǔn)確性方面，還是在液壓伺服缸的重復(fù)定位精度、動(dòng)態(tài)特性方面，都達(dá)到或超過(guò)了設(shè)備原有的技術(shù)指標(biāo)。

    該電液伺服系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)態(tài)精度高的特點(diǎn)，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便。