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电-气比例/伺服系统的组成 |
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电-气比例/伺服系统 |
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电-气比例/伺服系统由控制阀(气动比例伺服阀)、气动执行元件、传感器、控制器(比例控制器)组成 |
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气动比例伺服阀(三位五通气动流量伺服阀) |
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气动比例伺服阀可分电压型控制(0~10V)和电流型控制(4~20mA)，它的主要技术特点表现在它的一个中间位置。即当气动比例伺服阀的控制信号处于5V或12mA时，它的输出为零(也就是整个气动伺服系统运作到达设定点的位置停止)。因此，气动比例伺服系统要满足一个条件，即输出＝设定位置-当前位置+5V(电压型)。换而言之，驱动器到达其设定点位置时，就意味着设定位置-当前位置＝0。此时，气动比例伺服阀只得到5V的控制信号，它无输出(见图b) |
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气动执行元件 |
气动执行元件可采用常规的普通气缸、无杆气缸或摆动气缸。为了要实现它的闭环控制，这些气动执行元件必须与位移传感器连接
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传
感
器 |
与气动比例伺服阀配合使用的位移传感器有数字式位移传感器和模拟式位移传感器两大类 数字式位移传感器：采用磁致伸缩测量原理，它是一种非接触式、绝对测量方式，运行速度快、使用寿命长、保护等级高(IP65)，一些气动制造厂商把数字式位移传感器内置于无杆气缸内部，电接口采用数字式、CAN带协议或接入伺服定位控制连接器(网关)。数字式位移传感器行程长度可从225~2000mm，环境温度-40~75℃，分辨率＜0.01mm，最大耗电量为90mA，由于无接触方式，它的运行速度、加速度可任意 |
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模拟式位移传感器：有两种连接方式，一种是采用滑块式(类似无杆气缸上的滑块)方式与气动驱动器连接，另一种是采用伸出杆(类似普通单出杆气缸上的活塞杆)方式与气动驱动器连接 (1)滑块式模拟式位移传感器采用有开口的型材，故需带密封条，它是一种接触式、绝对测量方式，电接口是4针插头(类型A DIN63650)，行程可从225~2000mm，环境温度-30~100℃，分辨率＜0.01mm，由于该模拟式位移传感器为接触方式，它的运行速度为10m/s、加速度为200m/s2，与驱动器连接处的球轴承在连接中的角度偏差允许在±1℃、平行偏差在±1.5mm，最大耗电量为4mA，防护等级为IP40 (2)伸出杆式模拟式位移传感器采用圆形的型材，故不需密封条。它是接触式，并可实现绝对位移测量，电接口是4针插头，行程可从100~750mm，环境温度-30~100℃，分辨率＜0.01mm，由于该模拟式位移传感器为接触方式，它的运行速度为5m/s、加速度为200m/s2，与驱动器连接处的球轴承在连接中的角度偏差允许在±12.5℃，最大耗电量为4mA，防护等级为IP65。该伸出杆模拟式位移传感器应与机器隔离安装，并通过关节球轴承连接，避免活塞杆的机械振动传递到传感器，在必要情况下应采用辅助电隔离措施确保隔离的效果 |
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一般采用模拟量或数字量的位移传感器。模拟量位移传感器与气缸配套使用，可直接测量出气缸的位移，它可实现绝对位移测量。如：对于电压型气动比例伺服阀(0~10V型)，也就是给位移传感器0~10V，当气缸达到某一位置时(即位移传感器也达到某一位置)，实际上就反映了该点的阻值，该值就是反馈值，见图c |
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控
制
器 |
比例控制器(位置控制器)主要用于气动驱动器，是一种包含开环和闭环的控制器，具有100个程序、次级编程技术，它采用数字式的输入/输出，模拟量输入，具有Profibus、DeviceNet、Interbus接口，可控制一个至四个定位轴(包括可控制步进马达)。更详细技术参数需查阅各气动制造厂商提供详细说明书 比例控制器与位移传感器、气动比例伺服阀、驱动器一起组成闭环控制，根据传感器测量的信号和设定的信号，按一定的控制规律计算并产生与气动伺服比例阀匹配的控制信号，另一个功能是为实现机器的工作程序控制所具备的软件程序功能(包括储存N个程序与运动模式、补偿负载变化的位置自我优化、输入输出简单顺序控制) |
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