專利名稱：采用伺服電機(jī)直驅(qū)的數(shù)字式電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種數(shù)字式電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置，特別是涉及一種用于數(shù)控機(jī)床低
速大扭矩旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)加工件轉(zhuǎn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)或低速大推力直線坐標(biāo)的采用伺服電機(jī)直驅(qū)的數(shù)字 式電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
近三十年，數(shù)控機(jī)床在我國獲得了快速發(fā)展和普及，一臺(tái)數(shù)控機(jī)床的加工運(yùn)動(dòng)，已 由二軸的數(shù)控車床和三軸的數(shù)控銑床向五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的五軸，向具有復(fù)合功能的多軸發(fā) 展。當(dāng)前雖然已有直線電機(jī)用于數(shù)控機(jī)床的直線坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)，有大扭矩力矩電機(jī)用于數(shù)控機(jī) 床的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)直驅(qū)，但是由于直線電機(jī)和力矩電機(jī)價(jià)格昂貴，直驅(qū)的力和力矩不足等缺點(diǎn)， 還不能廣泛使用。對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)前采用較多的是使用伺服電機(jī)通過滾珠絲杠直聯(lián)驅(qū)動(dòng)， 當(dāng)直聯(lián)驅(qū)動(dòng)力矩不足，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不匹配時(shí)，使用齒形帶或低背隙精密齒輪減速機(jī)減速。對(duì)于 需要數(shù)控化的工件主軸和刀具主軸的連續(xù)旋轉(zhuǎn)和分度定位運(yùn)動(dòng)，大多采用伺服電機(jī)并通過 大速比精密減速機(jī)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)采用大減速比減速機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于減速機(jī)的反向間隙和傳動(dòng)誤 差，大大降低了傳動(dòng)精度，同時(shí)由于傳動(dòng)鏈的過長，而降低了傳動(dòng)的剛度，這將造成機(jī)床振 動(dòng)，影響加工的效率和質(zhì)量，也會(huì)降低刀具和機(jī)床的壽命。另外，當(dāng)直線驅(qū)動(dòng)力達(dá)到幾十噸， 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的力矩達(dá)到數(shù)萬N m時(shí)，機(jī)械減速機(jī)太大太重造成無法安裝，在運(yùn)動(dòng)學(xué)上慣量太 大，造成運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)太低而無法使用。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種用于數(shù)控機(jī)床低速大 扭矩旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)加工件轉(zhuǎn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)或低速大推力直線坐標(biāo)的采用伺服電機(jī)直驅(qū)的數(shù)字式電 液伺服驅(qū)動(dòng)裝置。。
本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種采用伺
服電機(jī)直驅(qū)的數(shù)字式電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置，包括有工作臺(tái)，還設(shè)置有伺服電機(jī)和由伺服電機(jī)
驅(qū)動(dòng)的雙向液壓泵，所述的雙向液壓泵的兩個(gè)液壓輸出端連接工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置，所述的工
作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置連接工作臺(tái)用于驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)的動(dòng)作，在雙向液壓泵的兩個(gè)液壓輸出端之間還
分別并聯(lián)設(shè)置有第一安全閥和第二安全閥，所述的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)端連接
第一液控單向閥，另一個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)端連接第二液控單向閥，所述的第一液控單向閥的另一
端與第二液控單向閥的另一端共同連接補(bǔ)油油箱，對(duì)應(yīng)著工作臺(tái)還設(shè)置有反饋光柵，所述
的伺服電機(jī)的信號(hào)輸入端所接收的信號(hào)是，將控制部分所發(fā)出的控制信號(hào)與反饋光柵所反
饋的工作臺(tái)的位置信號(hào)經(jīng)比較器進(jìn)行比較后，又經(jīng)放大器進(jìn)行放大的信號(hào)。 所述的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置是采用雙向直線驅(qū)動(dòng)液壓缸或是采用液壓馬達(dá)。 所述的工作臺(tái)是雙向直線運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)。 所述的工作臺(tái)是雙向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)。 所述的第一安全閥與第二安全閥的液體流向相反。[0009] 所述的第一液控單向閥與第二液控單向閥的液體流向相反。 所述的反饋光柵為直線型光柵，或是圓型光柵。 本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本實(shí)用新型的采用伺服電機(jī)直驅(qū)的數(shù)字式 電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置，具有如下的特點(diǎn) 1、傳動(dòng)鏈短，體積小，重量輕，慣量小，傳動(dòng)精度高，傳動(dòng)剛性高，動(dòng)態(tài)品質(zhì)好，抗沖 擊振動(dòng)，成本較低； 2、將純電伺服電機(jī)與液壓泵和液壓驅(qū)動(dòng)裝置有機(jī)結(jié)合，形成數(shù)字式大扭矩大推力
電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置，使伺服電機(jī)的控制方便和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的高剛性大推力大扭矩相結(jié)
合，大大提高了液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可控性，擴(kuò)大了液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的使用范圍，適用于數(shù)控機(jī)床
低速大扭矩(1 10萬N m)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)和低速大推力直線坐標(biāo)的驅(qū)動(dòng)； 3、與傳統(tǒng)的使用電液伺服閥的電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置相比，具有更高的傳動(dòng)效率和更
高的可靠性，節(jié)能且不發(fā)熱。

圖1是本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中的標(biāo)號(hào)分別是 1-工作臺(tái)；2_伺服電機(jī)；3_雙向液壓泵；4_工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置；5_反饋光柵；6_比
較器；7-放大器；8-第一安全閥；9-第二安全閥；10-第一液控單向閥；ll-第二液控單向 閥；12-補(bǔ)油油箱。
具體實(shí)施方式為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合 附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的如下 如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的采用伺服電機(jī)直驅(qū)的數(shù)字式電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置， 包括有工作臺(tái)l，還設(shè)置有伺服電機(jī)2和由伺服電機(jī)2驅(qū)動(dòng)的雙向液壓泵3，所述的雙向液 壓泵3的兩個(gè)液壓輸出端連接工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置4，所述的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置4連接工作臺(tái)1用 于驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)1的動(dòng)作，在雙向液壓泵3的兩個(gè)液壓輸出端之間還分別并聯(lián)設(shè)置有第一安 全閥8和第二安全閥9，所述的第一安全閥8與第二安全閥9的液體流向相反。所述的第一 安全閥8和第二安全閥9所起的作用是在伺服電機(jī)急停時(shí)，起到緩沖降壓的作用，減少因壓 力脈沖造成管路的損壞。所述的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置4的一個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)端連接第一液控單向閥 IO，另一個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)端連接第二液控單向閥ll，所述的第一液控單向閥10的另一端與第二 液控單向閥11的另一端共同連接補(bǔ)油油箱12。所述的第一液控單向閥IO與第二液控單向 閥11的液體流向相反。對(duì)應(yīng)著工作臺(tái)1還設(shè)置有反饋光柵5，所述的伺服電機(jī)2的信號(hào)輸 入端所接收的信號(hào)是，將控制部分所發(fā)出的控制信號(hào)與反饋光柵5所反饋的工作臺(tái)1的位 置信號(hào)經(jīng)比較器6進(jìn)行比較后，又經(jīng)放大器7進(jìn)行放大的信號(hào)。 本實(shí)用新型的采用伺服電機(jī)直驅(qū)的數(shù)字式電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置，均采用伺服電機(jī)直 接驅(qū)動(dòng)雙向液壓泵，從而形成數(shù)字式電液伺服泵，當(dāng)電液伺服泵與大推力液壓缸構(gòu)成大推 力數(shù)字式電液伺服油缸時(shí)，用其完成低速大推力直線坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)；當(dāng)電液伺服泵與大扭矩液
4壓馬達(dá)構(gòu)成低速大扭矩?cái)?shù)字式電液伺服馬達(dá)時(shí)，可以用于低速大扭矩旋轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動(dòng)。 如圖1所示，所述的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置4是采用雙向直線驅(qū)動(dòng)的液壓缸，所述的工作 臺(tái)1是雙向直線運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)，所述的反饋光柵5為直線型光柵 如圖2所示，所述的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置4是采用液壓馬達(dá)，所述的工作臺(tái)l是雙向旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)，所述的反饋光柵5為圓型光柵。 本實(shí)用新型的采用伺服電機(jī)直驅(qū)的數(shù)字式電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置的工作過程是，當(dāng)工 作臺(tái)工作時(shí)，比較器首先將計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制指令信號(hào)a與光柵反饋的工作臺(tái)當(dāng)前的移動(dòng) 狀態(tài)信號(hào)b進(jìn)行比較，當(dāng)反饋的移動(dòng)狀態(tài)信號(hào)b大于計(jì)算機(jī)所發(fā)出的控制指令信號(hào)a，伺服 電機(jī)進(jìn)行反轉(zhuǎn)；當(dāng)反饋的工作臺(tái)當(dāng)前的移動(dòng)狀態(tài)信號(hào)b小于計(jì)算機(jī)所發(fā)出的控制指令信號(hào) a，伺服電機(jī)進(jìn)行正常工作；當(dāng)反饋的工作臺(tái)當(dāng)前的移動(dòng)狀態(tài)信號(hào)b等于計(jì)算機(jī)所發(fā)出的控 制指令信號(hào)a，伺服電機(jī)停止工作。
權(quán)利要求一種采用伺服電機(jī)直驅(qū)的數(shù)字式電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置，包括有工作臺(tái)(1)，其特征是還設(shè)置有伺服電機(jī)(2)和由伺服電機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)的雙向液壓泵(3)，所述的雙向液壓泵(3)的兩個(gè)液壓輸出端連接工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置(4)，所述的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置(4)連接工作臺(tái)(1)用于驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)(1)的動(dòng)作，在雙向液壓泵(3)的兩個(gè)液壓輸出端之間還分別并聯(lián)設(shè)置有第一安全閥(8)和第二安全閥(9)，所述的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置(4)的一個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)端連接第一液控單向閥(10)，另一個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)端連接第二液控單向閥(11)，所述的第一液控單向閥(10)的另一端與第二液控單向閥(11)的另一端共同連接補(bǔ)油油箱(12)，對(duì)應(yīng)著工作臺(tái)(1)還設(shè)置有反饋光柵(5)，所述的伺服電機(jī)(2)的信號(hào)輸入端所接收的信號(hào)是，將控制部分所發(fā)出的控制信號(hào)與反饋光柵(5)所反饋的工作臺(tái)(1)的位置信號(hào)經(jīng)比較器(6)進(jìn)行比較后，又經(jīng)放大器(7)進(jìn)行放大的信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用伺服電機(jī)直驅(qū)的數(shù)字式電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是 所述的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置(4)是采用雙向直線驅(qū)動(dòng)液壓缸或是采用液壓馬達(dá)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用伺服電機(jī)直驅(qū)的數(shù)字式電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是 所述的工作臺(tái)(1)是雙向直線運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用伺服電機(jī)直驅(qū)的數(shù)字式電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是 所述的工作臺(tái)(1)是雙向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用伺服電機(jī)直驅(qū)的數(shù)字式電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述的第一安全閥(8)與第二安全閥(9)的液體流向相反。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用伺服電機(jī)直驅(qū)的數(shù)字式電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述的第一液控單向閥(10)與第二液控單向閥(11)的液體流向相反。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用伺服電機(jī)直驅(qū)的數(shù)字式電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述的反饋光柵(5)為直線型光柵，或是圓型光柵。
專利摘要一種采用伺服電機(jī)直驅(qū)的數(shù)字式電液伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其結(jié)構(gòu)是雙向液壓泵的兩個(gè)液壓輸出端連接工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置，工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置連接工作臺(tái)，在雙向液壓泵的兩個(gè)液壓輸出端之間還分別并聯(lián)設(shè)置有第一安全閥和第二安全閥，工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)端連接第一液控單向閥，另一個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)端連接第二液控單向閥，兩個(gè)液控單向閥的另一端共同連接補(bǔ)油油箱，對(duì)應(yīng)著工作臺(tái)還設(shè)置有反饋光柵，伺服電機(jī)的信號(hào)輸入端所接收的信號(hào)是，將控制部分所發(fā)出的控制信號(hào)與反饋光柵所反饋的工作臺(tái)的位置信號(hào)經(jīng)比較器進(jìn)行比較后，經(jīng)放大器進(jìn)行放大的信號(hào)。本實(shí)用新型傳動(dòng)鏈短，體積小，重量輕，慣量小，傳動(dòng)精度高，傳動(dòng)剛性高，動(dòng)態(tài)品質(zhì)好，抗沖擊振動(dòng)，成本較低。
文檔編號(hào)F15B21/08GK201521512SQ200920221409
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者路文忠 申請(qǐng)人:路文忠