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HIR導軌方形滑塊LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K

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SR1540RN SR2050RN SR2560RN SR3270RN

SR4087RN SR50125RN

高組：方形LMA-R系列 =MSA-S

LMA15R LMA20R LMA20LR

LMA25R LMA25LR LMA30R LMA30LR LMA35R LMA35LR

LMA45R LMA45LR LMA55R LMA55LR LMA65R LMA65LR

HIR導軌方形滑塊LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K實

現(xiàn)自動化的技能本事，在現(xiàn)在緊張有兩個：

電氣(電子)控制和流體動力控制。流體動力控制有三

類：(1)液壓控制，事情流體緊張是礦物油。(2)氣壓控制，事情介質(zhì)緊張是壓縮氛圍，另有燃氣和

蒸氣。(3)射流技能，事情介質(zhì)有氣體也有液體，該技能在一些多管道的生産流程中得到應(yīng)用〔1〕

。
氣壓伺服控制因此氣體爲事情介質(zhì)，實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)達、轉(zhuǎn)換、分配及控制的一門技能。氣動體系

因其節(jié)能、無汙染、布局簡略、代價低廉、高速、高效、事情可靠、壽命長、順應(yīng)溫度範疇廣、工

作介質(zhì)具有防燃、防爆、防電磁滋擾等一系列的不壞處而得到了敏捷的生長〔2〕。浩繁的報道表

明

，氣動技能是實現(xiàn)當代傳動和控制的要害技能，它的生長水溫和速度直接影響機電産品的數(shù)量和水

平，接納氣動技能的程度已成爲衡量一個國家的緊張標志〔3〕。
據(jù)資料表明，現(xiàn)在氣動控制裝置在自動化中占據(jù)很緊張的職位地方，已普遍應(yīng)用于各行業(yè)，現(xiàn)

概括

如下：(1)絕大多數(shù)具有管道生産流程的各生産部門每每接納氣壓控制。如：煤油加工、氣體加工

、化工、肥料、有色金屬冶煉和食品工業(yè)等。(2)在輕工業(yè)中，電氣控制友不壞動控制裝置大概相

稱

。在我國已普遍用于紡織呆板、造紙和制革等輕工業(yè)中。(3)在交通運輸中，列車的制動閘、貨品

的包裝與裝卸、堆棧辦理和車輛門窗的開閉等〔3〕〔4〕。(4)在航空工業(yè)中也得到普遍的應(yīng)用。

因電子裝置在沒有冷卻裝置下很難在300℃～500℃高溫條件下事情，故當代灰機上大量接納氣動裝

置。同時，火箭和導彈中也普遍接納氣動裝置。(5)魚雷的自動裝置大多是氣動的，因爲以壓縮空

氣作爲動力能源，體積小、重量輕，乃至比具有雷同能量的電池體積還要小、重量還要輕。 (6)在

生物工程、醫(yī)療、原子能中也有普遍的應(yīng)用。(7)在呆板工業(yè)範疇也得到普遍的應(yīng)用。
HIR導軌方形滑塊LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K從氣動的特點和應(yīng)用環(huán)境可知，研究和生

長氣動技能具有非常緊張的理論代價和實際意義。氣

動技能在美國、法國、日本、德國等緊張工業(yè)國家的生長和研究非常敏捷，我國于七十年代初期才

開始珍視和構(gòu)造氣動技能的研究。無論從産品規(guī)格、種類、數(shù)量、販賣量、應(yīng)用範疇，還是從研究

水平、研究人員的數(shù)量上來看，我國與天下緊張工業(yè)國家相比都非常落後。爲生長我國的氣動行業(yè)

，提高我國的氣動技能水平，收縮與發(fā)達國家的差距，開展和加強氣動技能的研究是很須要的。

2 電—氣伺服控制的生長表面

HIR導軌方形滑塊LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K氣動伺服控制體系按其接納的電—氣轉(zhuǎn)換

元件的差異可分爲電—氣比例伺服體系和電—氣開關(guān)

伺服體系。電—氣比例伺服體系模擬信號控制的比例閥或伺服閥作電 —氣信號轉(zhuǎn)換元件。這類系

統(tǒng)控制精度高、相應(yīng)較快，但伺服閥或比例閥造價昂貴，因而體系成本高，而且對事情環(huán)境要求嚴

。
HIR導軌方形滑塊LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K早在1956年，Shearer等人告成地將高壓

、高溫氣體作爲事情介質(zhì)的氣動伺服機構(gòu)應(yīng)用于航天

飛行器及導彈的姿態(tài)和飛行穩(wěn)固控制中〔6〕〔7〕〔8〕〔9〕。由于氛圍壓縮性大、粘度小、剛度

低，對付低壓體系很難用古典控制要領(lǐng)和模擬調(diào)治器實現(xiàn)精密伺服控制，因此，氣動伺服控制長期

停頓在理論和實行階段。1979年德國Aachen R.W工業(yè)大學W.Backe'教授研制出的*個氣動伺服閥

大大推進了氣動伺服控制的生長〔10〕。以後，德國、日本、美國等工業(yè)發(fā)達國家投入大量資金和

人力告成地研制了種種規(guī)格的比例閥和伺服閥，以及高性能的氣缸、氣馬達〔11〕〔12〕〔13〕。

隨著高性能的電—氣控制元件和實行元件的敏捷生長，氣動伺服控制技能的研究也取得了肯定的成

果〔14〕〔15〕。我國的周洪博士、陳大軍博士對電—氣比例/伺服體系及其控制戰(zhàn)略舉行了研究

。別的，哈爾濱工業(yè)大學許耀銘教授包袱國家高技能“863”籌劃自動化範疇智能呆板人主課題中

的“電—氣伺服體系及其電—氣伺服器件的開辟研究”，取得了肯定的結(jié)果〔16〕。
電—氣開關(guān)/伺服體系接納數(shù)字信號控制的開關(guān)閥作電—氣信號轉(zhuǎn)換元件。這類體系成本低，

對事情環(huán)境要求不高，且易于謀略機控制；但得到寬頻帶、高精度比力困難。開關(guān)/伺服控制早

出現(xiàn)在液壓體系中〔17〕，Burrows開始將開關(guān)/伺服控制用于氣動伺服機構(gòu)中〔18〕〔19〕。八十

年代初，T.Eun等人計劃了一種新的氣動開關(guān)伺服機構(gòu)，並細致研究了該機構(gòu)的穩(wěn)固性和精度〔20

〕。以上的開關(guān)伺服機構(gòu)都是議決簡略的邏輯果斷來反饋氣缸位置，只能實現(xiàn)點到點(PTP)控制，

而且精度很低。這時期，G.Belforate等人將機車制動技能引入氣動機構(gòu)，計劃了一種帶抱閘實現(xiàn)

氣缸在目的位置定位。這種氣動開關(guān)伺服機構(gòu)受負載等滋擾的影響大，但定位後的剛度大，其定位

精度約±0.3mm。
HIR導軌方形滑塊LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K厥後，日本的花房秀郎、原田正一等人用

開關(guān)閥、節(jié)省閥的串並聯(lián)實現(xiàn)氣缸的分區(qū)控制，得到

±0.4mm的定位精度。意大利的G.Belforate等人也對這種體系舉行了研究，他接納的是無密封裝置

氣缸和FESTO公司的開關(guān)閥、單向節(jié)省閥及FPC606微處理懲罰器等元件。理論上，這種控制能得到

0.0314mm定位精度，實際體系受間隙的影響，得到定位精度約±0.35mm〔21〕。北京航空航天大學

莫松峰博士用三個開關(guān)閥組成一個新的氣動位置開關(guān)控制體系〔22〕，實行結(jié)果表明，該體系具有

實現(xiàn)簡略、方便、成本低且性能不壞等不壞處。
以上的氣動開關(guān)控制體系，只管接納了位移傳感器，但位移信號只是作爲邏輯果斷用，沒有用

來調(diào)治控制信號的大小，其素質(zhì)上仍是開環(huán)控制，大概說是準閉環(huán)控制。因此，這種體系的特點是

成本低、控制簡略；但精度進一步提高受到限定。隨著控制指標的提高，氣動開關(guān)控制向脈衝調(diào)制

的開關(guān)/伺服控制生長。脈衝調(diào)制要領(lǐng)有脈寬調(diào)制(PWM)、脈衝編碼調(diào)制(PCM)、脈衝數(shù)調(diào)制(PNM)及

脈頻調(diào)制(PFM)等〔23〕〔24〕。
PWM控制原理是用肯定周期Ts的脈衝信號驅(qū)動開關(guān)閥(見圖1)，用控制信號控制脈衝寬度DiTs

(i=1，2，…，n)，即開關(guān)閥的關(guān)閉時間。因此，控制Di的大小宏觀上等價于控制流過閥的介質(zhì)流

量〔25〕〔26〕〔27〕。典範的氣動PWM控制回路如圖2所示。

圖1 PWM控制原理

圖2 典範氣動PWM回路

HIR導軌方形滑塊LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662KPWM控制初是美國的Stephen用在伺服閥

組成的電液伺服體系。用PWM控制的伺服體系辦理了

溫漂和卡緊征象，提高了穩(wěn)固性和抗介質(zhì)汙染本領(lǐng)，放寬了制造公差；並易于直接與謀略機接口實

現(xiàn)數(shù)字控制。與此同時，隨著開關(guān)閥的敏捷生長，Goldstein提出用快速開關(guān)電磁閥代替昂貴的伺

服閥。開始將 PWM開關(guān)伺服控制引入體系的這天本的則次俊郎〔28〕，他告成地將PWM電—氣開關(guān)/

伺服體系應(yīng)用于呆板手中〔29〕，他得到的定位精度是±0.06mm。小山紀等人用二個開關(guān)閥實現(xiàn)廣

義PWM控制，得到±0.02mm的高精度。美國的Jing—Yih Lai〔30〕等人以五自由度呆板人的手臂爲

控制東西舉行了PWM氣動控制理論分析和實行研究。國內(nèi)，哈爾濱工業(yè)大學劉慶和教授向?qū)У恼n題

組對氣動PWM控制也舉行了研究，得到了±0.09°的氣馬達轉(zhuǎn)角位置精度〔31〕。吳沛溶教授也對

PWM控制氣動體系作過研究〔32〕，取得了肯定的結(jié)果。別的，北京理工大學的楊樹興、姚曉光對

PWM控制體系理論和實行舉行過研究〔33〕。
脈衝編碼(PCM)控制是把控制信號編爲n位二進制信號來控制n個開關(guān)閥的開啓和閉合。這n個開

關(guān)閥的有效截面積(爲方便敘述，本文所說的開關(guān)閥有效截面積都是指開關(guān)閥與其串聯(lián)的接節(jié)省閥

的綜合節(jié)省面積)之間的幹系爲S0：S1：S2：…：Sn-1=1：2：4：…：2n-1。n個閥的開關(guān)狀態(tài)組合

數(shù)爲2n，即可得到2n級差別的截面積。以圖1～圖3所示的氣動體系來闡明PCM控制原理及進程。

圖3 氣動PCM控制原理

HIR導軌方形滑塊LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662KPCM控制要領(lǐng)非常得當謀略機直接數(shù)字控

制，其控制原理和進程是：在每一個采樣周期內(nèi)，計

算機將控制量的設(shè)定值與檢測到的控制量舉行比力，根據(jù)計劃的控制規(guī)率，經(jīng)果斷、謀略，發(fā)出一

組二進制編碼控制n個開關(guān)閥，得到差別的綜合開口面積，從而控制氣缸的氣體流量，使氣缸按要

求活動。日本的中村開始將PCM 控制技能用于液壓控制。Hirohisa Tanaka對PCM液壓控制體系也進

行了研究，提出了用軟件降服因開關(guān)閥的啓閉時間差異造成流量顛簸〔34〕。厥後，則次俊郎*

個將PCM控制技能用于氣動體系，並告成用PCM要領(lǐng)控制了英國Pendar公司的三自由度呆板人，他獲

得的定位精度約±0.25mm。我國對氣動PCM控制的研究是從90年代初開始的，緊張的研究人員有哈

工大劉慶和教授向?qū)У恼n題組〔35〕〔36〕〔37〕，山東輕工學院的甯舒〔38〕。鄭學明博士對

Fuzzy-PI控制氣動PCM位置體系舉行了研究得到了±0.25mm的定位精度〔37〕。王宣銀博士初次提

出變增益PCM控制，並利用自校正，自學習控制算法，得到了±0.18mm的定位精度〔46〕。

3 氣液連動的須要性及生長表面

HIR導軌方形滑塊LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K但是，由于氣體的壓縮性大、粘度小、剛

度低等因素，導致了氣動活動的不安穩(wěn)性以及氣動定

位的不準確性(即定位精度不高)〔39〕。爲了提高其定位精度及活動安穩(wěn)性。又充實發(fā)揮氣動的優(yōu)

點，故思量引入不行壓縮性(在低壓下視之)的油作爲介質(zhì)，接納氣液連動控制，提高體系的性能。
關(guān)于氣液連動，開始應(yīng)用的是氣液阻尼缸，亦稱之爲油阻尼缸。它實際上是一種雙作用雙活塞

缸，接納一根活塞桿將兩活塞串聯(lián)在一起?；钊妮斨κ瞧椎耐屏?或拉力)與油缸阻力之差。

油缸裝在氣缸的背面被氣缸發(fā)動，其活動速度是靠調(diào)治節(jié)省閥的開度來調(diào)治的〔40〕，如圖4所示

。

圖4 油阻尼缸圖

圖5 氣液增壓回路

圖6 一氣液轉(zhuǎn)換器回路

圖7 兩氣液轉(zhuǎn)換器回路

HIR導軌方形滑塊LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K別的，另有用到氣液轉(zhuǎn)換器的回路，如圖

6所示的單向節(jié)省調(diào)速回路、圖7所示的雙向節(jié)省調(diào)速

回路。氣液轉(zhuǎn)換器是將氛圍壓轉(zhuǎn)換爲油壓(增壓比爲1：1)的元件，可作爲附件組入氣液回路。利用

它可消除一樣平常氣動回路中出現(xiàn)低速活動的爬行和不穩(wěn)固征象，並可和種種氣動元件組合利用。

氣液

轉(zhuǎn)換器的特點：(1)規(guī)格多，順應(yīng)性強。比方日本達柯公司生産的氣液轉(zhuǎn)換器有48種規(guī)格，輸出壓

力油的有效容積爲40～27000cm3，常用事情壓力爲 0.3～0.7MPa，只要調(diào)治氣動減壓閥，就能得到

相應(yīng)的壓力變革。應(yīng)聲速度快，能饜足差異用戶的要求；(2)由于事情油溫穩(wěn)固，氛圍不會混入油

中，效率高，因而能得到穩(wěn)固的移動；(3)與液壓相比，不需龐大、巨大的泵站和冷卻體系等，價

格自制。又因無泵引起的脈動，油溫穩(wěn)固，可用于精密切割，精密穩(wěn)固進給；(4)與液壓阻尼缸比

較，氣液轉(zhuǎn)換器和油缸疏散，可放在恣意位置，操作方便，自由度高〔44〕。
別的，另有氣液增壓的資助回路，如圖5所示。氣液增壓裝置在生産實踐中，特別是在機床的

液壓夾具中普遍利用，已爲人們所熟知。在實際事情中偶然要應(yīng)用壓力1MPa以上的氣壓，此時一樣

平常

小型氛圍壓縮機已無本領(lǐng)而每每又沒有須要購買一臺高壓氛圍的壓縮機。這一問題每每接納氣液增

壓裝置得到辦理。
總之，氣壓傳動一樣平常用于快速轉(zhuǎn)達，不怕打擊，速度要求不嚴的場所；液壓傳動一樣平

常用于傳

動安穩(wěn)，必須控制調(diào)治的場所。壓縮氛圍爲氣—液傳動體系的動力源，代替液壓傳動體系動力裝置

的油泵推壓油液，推動進給缸舉行切削加工，又可同時用于別的氣缸的直接傳動。在中低壓的狀態(tài)

下，油液視爲不行壓縮的，使進給缸能得到安穩(wěn)的活動。該體系的缺點是油液的過濾和密封要求嚴

格，爲補償走漏要設(shè)置一油杯或補油泵。而且，負載變革時，壓力有顛簸，泵之相應(yīng)性較差，應(yīng)用

範疇局促，不實用于連續(xù)大量供油的場所或壓力顛簸要求較嚴的場所。別的，不論油阻尼缸還是利

用氣液轉(zhuǎn)換器組合的回路，其進給速度常出現(xiàn)不穩(wěn)固征象，造成不穩(wěn)固的緣故原由是因爲油中混有

氣體

。一方面緣故原由是因爲氣液滲漏引起的，另一方面是由于油缸沒有排氣孔或排氣孔的位置不妥，

在向

油缸加油時，油缸內(nèi)氣體無法排擠引起的。由于氣體的可壓縮性以及氣油的渾流滋擾，使阻尼缸工

作時孕育産生爬行、打擊、停頓等征象，低沈了機床的加工精度。爲辦理此問題，應(yīng)在計劃、制造

氣液

缸時，包管密封圈處溝槽的公差及活塞與缸筒內(nèi)壁、活塞桿與缸蓋之間的共同精度，這樣才氣變化

氣液體系的性能。
?連結(jié)原有的操作要領(lǐng),並且編寫了和原來操作界面相似的人機界面，編寫了許多專用的凸輪加工

步調(diào)，*到達預(yù)期的要求。

NUM體系特別成果：
1. 液壓砂輪平衡裝置
2. 用戶化的專用人機界面，便于操作和編程
3. 坐標系變動，實現(xiàn)凸輪桃定位的變動
4. 凸輪加工步調(diào)的自動生成
5. 緊急回退成果
HIR導軌方形滑塊LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K可將操作面板中MODE旋鈕切換到DRY RUN，再

點擊操作面板上的按鈕START，即可觀察數(shù)控步調(diào)的運

行軌跡，此時也可議決“視圖”菜單中的動態(tài)旋轉(zhuǎn)、動態(tài)放縮、動態(tài)平移等要領(lǐng)對三維運行軌跡進

行的動態(tài)觀察，運行軌跡如圖16所示。

圖16 操作面板的MODE旋鈕及運行軌跡圖

6. 對基準、裝*
運行軌跡精確，表明輸入的步調(diào)根本精確，數(shù)控步調(diào)以零件上外貌中間點爲原點，下面將闡明

怎樣議決對基準來創(chuàng)建工件坐標系與機床坐標系的幹系。
點擊菜單“機床/基準東西…”，在基準東西對話框中選取左邊的剛性圓柱基準東西，其直徑

爲14mm，如圖17；將操作面板中MODE旋鈕切換到JOG，點擊MDI鍵盤的POS按鈕，利用操作面板上的

按鈕JOG和X、Y、Z軸的控制旋鈕，將機床移動到如圖18所示的大抵位置。

圖17 基準東西

圖18 對基準

HIR導軌方形滑塊LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K點擊菜單“塞尺查抄/1mm”，首先對X軸

偏向的基準，將基準東西移動到如圖19所示的位置，