一种液体静压导轨油膜厚度控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种液体静压导轨油膜厚度控制系统，包括电液比例节流阀、导轨、滑台、位移传感器、模数转换器、控制器、控制计算机及数模转换器，所述位移传感器置于滑台的内侧，所述位移传感器连接模数转换器，所述模数转换器连接控制器，所述控制器通过数模转换器与电液比例节流阀连接，所述电液比例节流阀与滑台的进油口连接；控制计算机与控制器连接；在导轨的四角上还安装有第二位移传感器；选用电液比例节流阀，位移传感器，控制器对油膜厚度进行闭环控制，实现液体静压导轨油膜厚度恒定的效果，并应用计算对参数进行控制与显示；第二位移传感器对导轨的位移量进行检测，对四个位移量的比较，可补偿由于外负载偏心引起的导轨水平度超差。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及液体静压导轨技术等领域，具体的说，是一种液体静压导轨油膜 厚度控制系统。
技术介绍
液体静压导轨是在导轨与滑台之间充入一定压力的液压油，使导轨的运动副之间 被油膜隔开，减小了因导轨表面加工误差的影响，使导轨可以获得很高的运动精度，同时， 液体摩擦的存在使得导轨可以在很宽的速度范围与载荷条件下无磨损的工作，由于油膜的 存在，导轨还具有良好的吸振性与润滑性，并具有工作平稳可靠、寿命高、运动速度的变化 对油膜厚度和刚度的影响小等优点，能满足高精度、重载荷及各种速度范围机床的要求，在 各类机床中的得到广泛的应用。 液体静压导轨供油系统输出压力为Ps的压力油，经过固定节流器后，压力降为Pr， 进入导轨油腔，油腔压力为Pd。当油腔压力Pd与油腔面积A的乘积大于外负载时，滑台浮起高 度为ho,即油膜厚度为h〇,油腔中压力油通过间隙向外溢出，溢出后的压力油与大气接触，压 力为零。随着外负载的增大，油腔压力Pd增大，重新与外负载达成平衡。根据液阻理论，设静 压导轨供油系统固定节流器液阻为Ri，滑台封油边液阻为R(h)，有液阻公式：可知，当油腔压力Pd增大，系统输出压力为 Ps、固定节流器液阻为Ri不变的前提下，只有减小滑台封油边液阻为R(h)，即减小了油膜厚 度。而油膜厚度变化，不仅会影响导轨自身的刚度，而且对导轨的运动精度、定位精度，以及 工件的加工精度都有较大影响。因此，有必要采取必要的措施，在外负载变化使保持油膜厚 度的恒定，以确保导轨系统的性能，最终保证机床的加工性能。
技术实现思路
本技术的目的在于设计出一种液体静压导轨油膜厚度控制系统，选用电液比 例节流阀，位移传感器，控制器对油膜厚度进行闭环控制，实现液体静压导轨油膜厚度恒定 的效果，并应用计算对参数进行控制与显示。 本技术通过下述技术方案实现:一种液体静压导轨油膜厚度控制系统，包括 电液比例节流阀、导轨、滑台、位移传感器、模数转换器、控制器、控制计算机及数模转换器， 所述位移传感器置于滑台的内侧，所述位移传感器连接模数转换器，所述模数转换器连接 控制器，所述控制器通过数模转换器与电液比例节流阀连接，所述电液比例节流阀与滑台 的进油口连接;所述控制计算机与控制器连接。 进一步的为更好的实现本专利技术，能够在滑台与导轨之间充入一定压力的液压油， 使导轨的运动副之间被油膜隔开，特别设置成下述结构:所述滑台置于导轨上。 进一步的为更好的实现本技术，通过对四个位移量的比较，可补偿由于外负 载偏心引起的导轨水平度超差，特别设置成下述结构：在所述导轨的四角上还安装有第二 位移传感器。 进一步的为更好的实现本技术，特别采用下述设置方式:所述位移传感器采 用非接触式位移传感器。 本技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果： 本技术选用电液比例节流阀，位移传感器，控制器对油膜厚度进行闭环控制， 实现液体静压导轨油膜厚度恒定的效果，并应用计算对参数进行控制与显示。 本技术能够利用位于导轨四角的4个第二位移传感器对导轨的位移量进行检 测，通过对四个位移量的比较，可补偿由于外负载偏心引起的导轨水平度超差。 本技术在滑台内侧安装有非接触式位移传感器，用以检测滑台的浮起量，并 将检测到的油膜厚度数值返回控制器，在控制器内对检测值与设定值进行比较，当二者相 等时，系统保持现状;当二者不相等时，控制器输出信号，控制电液比例节流阀阀口开度，调 节阀口流量及出口压力，从而调节滑台油腔压力，改变滑台的浮起量，直至油膜厚度与设定 值相符。【附图说明】 图1为本技术结构图。 其中，1-电液比例节流阀，2-导轨，3-滑台，4-位移传感器，5-模数转换器，6-控制 器，7-控制计算机，8-数模转换器，9-第二位移传感器。【具体实施方式】 下面结合实施例对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不 限于此。 实施例1: -种液体静压导轨油膜厚度控制系统，选用电液比例节流阀，位移传感器，控制器 对油膜厚度进行闭环控制，实现液体静压导轨油膜厚度恒定的效果，并应用计算对参数进 行控制与显示，如图1所示，特别设置成下述结构:包括电液比例节流阀1、导轨2、滑台3、位 移传感器4、模数转换器5、控制器6、控制计算机7及数模转换器8,所述位移传感器4置于滑 台3的内侧，所述位移传感器4连接模数转换器5，所述模数转换器5连接控制器，所述控制器 通过数模转换器8与电液比例节流阀1连接，所述电液比例节流阀1与滑台3的进油口连接； 所述控制计算机7与控制器6连接。 实施例2: 本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本专利技术， 能够在滑台与导轨之间充入一定压力的液压油，使导轨的运动副之间被油膜隔开，如图1所 示，特别设置成下述结构:所述滑台3置于导轨2上。 实施例3:本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实 用新型，通过对四个位移量的比较，可补偿由于外负载偏心引起的导轨水平度超差，如图1 所示，特别设置成下述结构:在所述导轨2的四角上还安装有第二位移传感器9。第二位移传 感器9安装在导轨2的四角，即在导轨2上共安装四个第二位移传感器9,由四个第二位移传 感器9输出的四点位移信号，可判断导轨平面的水平度情况，由控制计算机7控制对应油腔 的压力油输出，输出的液压油压力与导轨位移量成正比，压力增量大则导轨浮起量大，压力 增量小则导轨浮起量小，最终保证导轨在外负载作用下保持水平以及恒定的油膜厚度。 实施例4:本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实 用新型，特别采用下述设置方式:所述位移传感器4采用非接触式位移传感器。在滑台上安装有位移传感器4,可实时监测油膜厚度。当供油系统未工作，液体静 压导轨处于静止状态，滑台3与导轨2接触，油膜厚度为零。当液体静压导轨供油系统工作 后，滑台油腔充入一定量的压力油，滑台3浮起，此时滑台3与导轨2之间的油膜厚度为ho，ho 是通过设计计算得出的液体静压导轨的最佳油膜厚度，此时导轨具有最佳的刚度、阻尼，并 使机床具有最佳的加工精度时的油膜厚度，最佳油膜厚度hQ作为控制参数预先输入控制计 算机7中，并存储在控制器6中。当外负载增加，滑台3下降Ah，油膜厚度变为ho-Ah，位移传 感器4将监测得到的位移信号传输到控制器6,控制器6将监测值与预先输入的最佳油膜厚 度进行比较，根据二者差异输出控制电液比例节流阀1的控制信号，增大电液比例节流阀1 的阀口开度，减小电液比例节流阀1的进出口压降，增大电液比例节流阀1的出口压力，进而 增大滑台3油腔压力，使滑台3上浮，油膜厚度增大，直至油膜间隙恢复到最佳油膜厚度ho。 反之，当外负载减小，滑台3上浮时，则控制器6输出信号，减小电液比例节流阀1的阀口开 度，增加电液比例节流阀1的进出□压降，减小电液比例节流阀1的出□压力，进而减小滑台 3油腔压力，使滑台下降，油膜厚度减小，直至恢复最佳油膜厚度ho。具体的，位移传感器4将导轨的位移变换情况转换成连续的电流或电压信号，经过 模数转换器5将连续的电流或电压信号，转换成能由控制器6处理的数字信号。控制计算机7 发出的数字信号通过控制器6与位移传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体静压导轨油膜厚度控制系统，包括电液比例节流阀（1）、导轨（2）、 滑台（3）、位移传感器（4）、模数转换器（5）、控制器（6）、控制计算机（7）及数模转换器（8），其特征在于：所述位移传感器（4）置于滑台（3）的内侧，所述位移传感器（4）连接模数转换器（5），所述模数转换器（5）连接控制器，所述控制器通过数模转换器（8）与电液比例节流阀（1）连接，所述电液比例节流阀（1）与滑台（3）的进油口连接；所述控制计算机（7）与控制器（6）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武鹏飞，陈秀梅，
申请(专利权)人：四川建筑职业技术学院，
类型：新型
国别省市：四川;51