[发明专利]可变式恒流静压导轨及控制方法

说明书

所属领域：

本发明是属于恒流静压导轨及其控制方式，尤其适用于超重型数控回转工作台所配用的可变式恒流静压导轨机构。

背景技术：

静压导轨由于具有摩擦阻力小、使用寿命长、速度范围广、抗振性能好、运动精度高、适应好等优点，广泛的用于数控机床上。

静压导轨又分恒流静压导轨和恒压静压导轨两种，恒流静压的油膜刚度比恒压静压的油膜刚度要高，在理论上说：静压导轨的油膜刚度与油膜间隙成3次方的变化关系，工作台的负载变化会引起油膜间隙的变化，从而改变油膜刚度，在相当大的一个载荷范围内，恒流静压的浮升量变化量很小，油膜厚度基本上保持不变，因此工作台的导轨一般都采用恒流静压导轨。

随着现代机床朝着超大规格方向发展，工作台所需承载重量也要求越来越大，当空载和满载之间的压力差达到了2倍以上时，恒流静压导轨在小载荷时的浮升量是满载时的浮升量的1.25倍，油膜间隙变大，油膜刚度变小，会对工件的加工产生一定的影响。

发明内容：

本发明主要目的是针对现有技术中的不足，设计一种适用于超大承载重量的变恒流静压导轨以及其控制方式：在小载荷时恒流调整静压导轨的压力；在大载荷时恒压增大静压导轨得流量，以满足工作台在各种承载条件下静压导轨的油膜间隙、油膜刚度保持一致。

本发明所说的可变式恒流静压导轨，主要有静压机构、油路监控系统和油路控制系统等三部分组成。静压机构由恒流供油装置和静压导轨板组成开式恒流静压导轨；油路监控系统主要由安装在静压腔前面的流量传感器、压力传感器组成，主要起到监控静压腔的压力、流量的作用；油路控制系统主要由驱动恒流供油装置的变频电机及PLC(可编程逻辑控制器)组成。静压导轨板与导轨之间形成开式静压导轨；由变频电机驱动的恒流供油装置，按一泵一腔的方式与每个静压导轨板的静压腔相联接，液压油通过恒流供油装置均匀的分到每个静压腔内，保证每个静压腔内的静压油的流量都相同，形成恒流开式静压导轨。在恒流供油装置的每个出口均设置有压力传感器和流量传感器。变频电机、压力传感器和流量传感器均与PLC相联接。

本发明所说的可变式恒流静压导轨的控制过程及方式为：

1、启动工作按钮后，驱动恒流供油装置的变频电机启动，并按指定的速度匀速运行；

2、液压油通过恒流供油装置均匀的分到每个静压腔内，形成恒流开式静压导轨；

3、流量传感器与压力传感器的监测与报警：

(a)流量传感器检测恒流供油装置的出口流量，监测变频电机是否按照要求的转速进行工作，并正常发讯；当没有发讯则报警，此时应该停机检查；

(b)压力传感器实时检测静压油腔内的压力，并将压力值输送到PLC中对实时负载情况进行判断；当没有压力值则报警，此时应该停机检查；

4、PLC程序读取各压力传感器传回的压力信号判断压力大小，

(a)当压力过小时，表明承载重量小，系统的浮升量大，此时通过PLC程序关闭部分恒流供油装置，减小总静压腔的面积，增大静压腔内的油压，降低整个系统的浮升量；

(b)当压力过大时，PLC程序指挥变频电机高速运转，恒流供油装置转速提高出口流量增大，静压腔内的流量增大，保证整个系统有足够的浮升量；

(c)通过对变频电机的控制，可使整个系统的浮升量的变化范围在0.1mm～0.02mm以内。

由于本发明所说的可变式恒流静压导轨及控制方法，采用变频电机驱动的恒流供油装置设计，并按一泵一腔的方式进行监控和管理，利用PLC对实时的负载情况进行判断，通过信号处理和反馈，对恒流供油装置、静压腔压力、变频电机等的工况进行适当的控制，以保证导轨上有充分的静压油；提高或降低整个系统的浮升量，使整个系统的浮升量的变化范围在规定的精密加工允许的范围以内，以能满足高精度机床的加工要求。

附图说明：

附图1：可变式恒流静压导轨原理示意图；

附图2：可变式恒流静压导轨剖视图；

附图3：可变式恒流静压导轨逻辑控制图。

具体实施方式：

附图2是附图1中I部分的局部放大图，为本发明所说的可变式恒流静压导轨部分的剖视图。静压导轨板5与导轨6之间形成静压导轨，静压导轨板5中设置有静压腔7；变频电机2与恒流供油装置1相连结并驱动恒流供油装置1，恒流供油装置1按一泵一腔的方式联接到每个静压导轨中的静压腔7上，开始时变频电机按指定的速度匀速运行，液压油通过恒流供油装置均匀的分到每个静压腔内，形成恒流开式静压导轨。