[发明专利]一种主动控制闭式静压导轨

说明书

技术领域

本发明属于流体传动与控制技术领域，特别是涉及一种主动控制闭式静压导轨。

背景技术

为了保证机床导轨的工作性能，不仅要求导轨能实现正确的相对运动、运动精度稳定，还要求其有精度保持性好，能承受较大的变负载的特性。特别是高精密机床，对加工精度要求极高，此时普通滑动导轨的爬行、浮起、磨损严重和运动精度不稳定等缺点以及滚动导轨的抗振性差及材料加工要求高等缺点已不能满足高精密机床导轨的需要。而液体静压导轨具有摩擦阻力极小、运动精度的保持性好、抗振性能好、承载能力大和对导轨材料要求低等优点，使其在高精密机床中得到广泛应用。

液体静压导轨是在两个相对运动的导轨间通入压力油，在压力的作用下，将运动部件顶起，通常称为浮起。工作过程中，移动部件在运动或静止状态下始终与导轨间呈纯液体摩擦状态，从而大大减小了两导轨面相对运动时的摩擦力。

对于恒压式静压导轨，油腔压力的建立与调整是根据负载的变化调节节流器的开口大小来调节的。一般将静压导轨分为开式静压导轨和闭式静压导轨两大类。开式静压导轨只能承受单向载荷，承受偏载和倾覆力矩的能力差，应用范围较小；闭式静压导轨有对置的油腔，可以承受不同方向的载荷和承受很大的倾覆力矩，在高精密和重型机床应用较广。

现有的闭式静压导轨主要选用薄膜节流器或是扭板反馈节流器组成一套内部反馈控制系统。但是其存在毛细管与扭板的加工精度高、膜片使用易疲劳破坏等缺陷，尤其是薄膜节流器和扭板反馈节流器是根据计算得到的结果进行选取。在实际应用时，如果初始条件发生变化，很难保证静压导轨的刚度和精度，从而影响加工精度。

发明内容

针对现有闭式静压导轨存在的上述不足，本发明提供一种可在一定范围内任意调节油膜厚度，并在受到负载力前后使油膜厚度保持不变的主动控制闭式静压导轨。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种主动控制闭式静压导轨，包括上部具有导轨可动部件的导轨底座，在所述导轨可动部件上设置有主静压腔和辅静压腔；其特点是，液压泵的输出端分别与第一比例流量阀、第二比例流量阀的输入端相连接，溢流阀的输入端与所述液压泵的输出端相连接，所述液压泵的输入端、溢流阀的输出端分别与油箱相连接；所述第一比例流量阀的输出端与辅静压腔相连接，所述第二比例流量阀的输出端与主静压腔相连接；所述第一比例流量阀、第二比例流量阀的控制端分别经第一比例放大器、第二比例放大器与计算机相连接；设置在所述导轨可动部件上的电涡流位移传感器的输出端经数据采集卡与计算机相连接。

本发明的有益效果：

1、本发明采用闭环主动控制方法，实时测定油膜厚度变化，实现改变阻尼来保证油膜厚度的恒定，从而使得机床导轨的刚度趋近无穷大，保证了机床的加工精度；

2、本发明采用计算机控制技术，安装、调试、维护方便；

3、本发明避免了采用加工要求较高的节流器，保证了系统的广泛适应性。

附图说明

图1为本发明的闭式静压导轨的结构示意图；

其中，1-电涡流位移传感器，2-导轨底座，3-导轨可动部件，4-第一比例流量阀，5-第二比例流量阀，6-溢流阀，7-液压泵，8-计算机，9-第一比例放大器，10-第二比例放大器，11-数据采集卡，12-辅静压腔，13-主静压腔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：

如图1所示，一种主动控制闭式静压导轨，包括上部具有导轨可动部件3的导轨底座2，在所述导轨可动部件3上设置有主静压腔13和辅静压腔12；液压泵7的输出端分别与第一比例流量阀4、第二比例流量阀5的输入端相连接，溢流阀6的输入端与所述液压泵7的输出端相连接，所述液压泵7的输入端、溢流阀6的输出端分别与油箱相连接；所述第一比例流量阀4的输出端与辅静压腔12相连接，所述第二比例流量阀5的输出端与主静压腔13相连接；所述第一比例流量阀4、第二比例流量阀5的控制端分别经第一比例放大器9、第二比例放大器10与计算机8相连接；设置在所述导轨可动部件3上的电涡流位移传感器1的输出端经数据采集卡11与计算机8相连接。