闭环控制数字液压缸及其控制系统（3）数字液压缸闭环控制

使用闭环控制数字液压缸实现机床刀具快进—工进—快退的运动循环过程，控制框图如图4所示。

(1)复位。判断绝对脉冲存储区的数据是否为零。如果是零，说明液压缸在零位;如果不是零，说明液压缸不在零位。不在零位，则反向旋转步进电动机(图4以1200 Hz为例)，当光电编码器返回一个脉冲信号时，说明液压缸后退了一个脉冲当量，绝对脉冲存储区的数据减1，液压缸后退到零位为止。

(2)开关判断。开关按下，执行运动，否则不动。

(3)报警。如果液压缸不在零位说明在工作过程当中，即使此时按下开关也不能使液压缸运动。

(4)快进。给步进电动机发送正向高速脉冲(图4以1000 Hz为例)，同时当光电编码器返回一个脉冲信号时，说明液压缸前进了一个脉冲当量，绝对脉冲存储区的数据1。

(5)工进。当液压缸走到指定的位置(图4以相对零位置6000个脉冲当量为例)，即将开始加工工件的时候，降低发给步进电动机的正向脉冲速度(图4以200Hz为例)，同样光电编码器每返回一个脉冲信号，绝对脉冲存储区的数据加1。

(6)延时。当液压缸走到终点位置(图4以相对零位置6400个脉冲当量为例)，根据加工要求通常在终点位置停留一段时间，在数字液压缸系统中，只需要是步进电动机停止旋转，液压缸就会停止运动。

(7)后退。延时结束后，反向旋转步进电动机(图4以1200Hz为例)，当光电编码器返回一个脉冲信号时，说明液压缸后退了一个脉冲当量，这时绝对脉冲存储区的数据减1，液压缸后退到零位为止。

按照以上方法控制液压缸运动的特点是：单片机绝对脉冲存储区所存储的数据和液压缸相对于零点的位移是惟一对应的，不需使用会影响液压缸控制精度的霍尔开关。通过以上方法就可以有效地保证液压缸行程精度。

相对于传统液压执行系统，数字液压执行系统具有以下优点：

1)结构简单，环节少实验当中通过使用一个数字缸，实现了需要三个滑阀、一个节流阀、一个普通液压缸所组成的一个液压回路系统才能实现的所有功能。

2)运动规律易于改变数字液压缸可以通过改变控制程序实现其运动速度和位移的变化，而传统液压回路系统就不容易改变其速度和位移，需要增减液压阀、改变回路结构。

3)控制精度高滚珠丝杠的导程为10mm，步进电动机和光电编码器的脉冲周期为1024P/R，数字液压缸的精度可达到0.01 mm。

相对于开环控制控制数字液压缸，闭环控制数字液压缸能对系统温度、压力负载、内泄及死区等因素对速度和位移产生的影响进行补偿，并且控制精度进一步提高。

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