HIR导轨方形滑块LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K
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LR2562B LR2562B-K LR3070B LR3070B-K LR40102B
LR40102B-K LR40126B LR40126B-K LR52140BLR124133B
LR3050K LR3662K LR4575K LR5585K
LR68105K LR82145K
SR1540RN SR2050RN SR2560RN SR3270RN
SR4087RN SR50125RN
高组：方形LMA-R系列 =MSA-S
LMA15R LMA20R LMA20LR
LMA25R LMA25LR LMA30R LMA30LR LMA35R LMA35LR
LMA45R LMA45LR LMA55R LMA55LR LMA65R LMA65LR
HIR导轨方形滑块LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K實
現自動化的技能本事，在現在緊張有兩個：
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，事情介質緊張是壓縮氛圍，另有燃氣和
蒸氣。(3)射流技能，事情介質有氣體也有液體，該技能在一些多管道的生産流程中得到應用〔1〕
。
氣壓伺服控制因此氣體爲事情介質，實現能量轉達、轉換、分配及控制的一門技能。氣動體系
因其節能、無汙染、布局簡略、代價低廉、高速、高效、事情可靠、壽命長、順應溫度範疇廣、工
作介質具有防燃、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〕。
據資料表明，現在氣動控制裝置在自動化中占據很緊張的職位地方，已普遍應用于各行業，現
概括
如下：(1)絕大多數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等。(2)在輕工業中，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)在航空工業中也得到普遍的應用。
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、醫療、原子能中也有普遍的應用。(7)在呆板工業範疇也得到普遍的應用。
HIR导轨方形滑块LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K從氣動的特點和應用環境可知，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
開始珍視和構造氣動技能的研究。無論從産品規格、種類、數量、販賣量、應用範疇，還是從研究
水平、研究人員的數量上來看，我國與天下緊張工業國家相比都非常落後。爲生長我國的氣動行業
，提高我國的氣動技能水平，收縮與發達國家的差距，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导轨方形滑块LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K氣動伺服控制體系按其接納的電—氣轉換
元件的差異可分爲電—氣比例伺服體系和電—氣開關
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 —氣信號轉換元件。這類系
統控制精度高、相應較快，但伺服閥或比例閥造價昂貴，因而體系成本高，而且對事情環境要求嚴
。
HIR导轨方形滑块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的氣動伺服機構應用于航天
飛行器及導彈的姿態和飛行穩固控制中〔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和模擬調治器實現精密伺服控制，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、美國等工業發達國家投入大量資金和
人力告成地研制了種種規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略舉行了研究
。別的，哈爾濱工業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”，取得了肯定的結果〔16〕。
電—氣開關/伺服體系接納數字信號控制的開關閥作電—氣信號轉換元件。這類體系成本低，
對事情環境要求不高，且易于謀略機控制；但得到寬頻帶、高精度比力困難。開關/伺服控制早
出現在液壓體系中〔17〕，Burrows開始將開關/伺服控制用于氣動伺服機構中〔18〕〔19〕。八十
年代初，T.Eun等人計劃了一種新的氣動開關伺服機構，並細致研究了該機構的穩固性和精度〔20
〕。以上的開關伺服機構都是議決簡略的邏輯果斷來反饋氣缸位置，只能實現點到點(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，計劃了一種帶抱閘實現
氣缸在目的位置定位。這種氣動開關伺服機構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导轨方形滑块LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K厥後，日本的花房秀郎、原田正一等人用
開關閥、節省閥的串並聯實現氣缸的分區控制，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公司的開關閥、單向節省閥及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閥組成一個新的氣動位置開關控制體系〔22〕，實行結果表明，該體系具有
實現簡略、方便、成本低且性能不壞等不壞處。
以上的氣動開關控制體系，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
來調治控制信號的大小，其素質上仍是開環控制，大概說是准閉環控制。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，氣動開關控制向脈衝調制
的開關/伺服控制生長。脈衝調制要領有脈寬調制(PWM)、脈衝編碼調制(PCM)、脈衝數調制(PNM)及
脈頻調制(PFM)等〔23〕〔24〕。
PWM控制原理是用肯定周期Ts的脈衝信號驅動開關閥(見圖1)，用控制信號控制脈衝寬度DiTs
(i=1，2，…，n)，即開關閥的關閉時間。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导轨方形滑块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，提高了穩固性和抗介質汙染本領，放寬了制造公差；並易于直接與謀略機接口實
現數字控制。與此同時，隨著開關閥的敏捷生長，Goldstein提出用快速開關電磁閥代替昂貴的伺
服閥。開始將 PWM開關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/
伺服體系應用于呆板手中〔29〕，他得到的定位精度是±0.06mm。小山紀等人用二個開關閥實現廣
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，哈爾濱工業大學劉慶和教授向導的課題
組對氣動PWM控制也舉行了研究，得到了±0.09°的氣馬達轉角位置精度〔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個開關閥的開啓和閉合。這n個開
關閥的有效截面積(爲方便敘述，本文所說的開關閥有效截面積都是指開關閥與其串聯的接節省閥
的綜合節省面積)之間的幹系爲S0：S1：S2：…：Sn-1=1：2：4：…：2n-1。n個閥的開關狀態組合
數爲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导轨方形滑块LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662KPCM控制要領非常得當謀略機直接數字控
制，其控制原理和進程是：在每一個采樣周期內，計
算機將控制量的設定值與檢測到的控制量舉行比力，根據計劃的控制規率，經果斷、謀略，發出一
組二進制編碼控制n個開關閥，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
工大劉慶和教授向導的課題組〔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导轨方形滑块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性以及氣動定
位的不准確性(即定位精度不高)〔39〕。爲了提高其定位精度及活動安穩性。又充實發揮氣動的優
點，故思量引入不行壓縮性(在低壓下視之)的油作爲介質，接納氣液連動控制，提高體系的性能。
關于氣液連動，開始應用的是氣液阻尼缸，亦稱之爲油阻尼缸。它實際上是一種雙作用雙活塞
缸，接納一根活塞杆將兩活塞串聯在一起。活塞的輸著力是汽缸的推力(或拉力)與油缸阻力之差。
油缸裝在氣缸的背面被氣缸發動，其活動速度是靠調治節省閥的開度來調治的〔40〕，如圖4所示
。
圖4 油阻尼缸圖
圖5 氣液增壓回路
圖6 一氣液轉換器回路
圖7 兩氣液轉換器回路
HIR导轨方形滑块LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K別的，另有用到氣液轉換器的回路，如圖
6所示的單向節省調速回路、圖7所示的雙向節省調速
回路。氣液轉換器是將氛圍壓轉換爲油壓(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低速活動的爬行和不穩固征象，並可和種種氣動元件組合利用。
氣液
轉換器的特點：(1)規格多，順應性強。比方日本達柯公司生産的氣液轉換器有48種規格，輸出壓
力油的有效容積爲40～27000cm3，常用事情壓力爲 0.3～0.7MPa，只要調治氣動減壓閥，就能得到
相應的壓力變革。應聲速度快，能餍足差異用戶的要求；(2)由于事情油溫穩固，氛圍不會混入油
中，效率高，因而能得到穩固的移動；(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，油溫穩固，可用于精密切割，精密穩固進給；(4)與液壓阻尼缸比
較，氣液轉換器和油缸疏散，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而每每又沒有須要購買一台高壓氛圍的壓縮機。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，必須控制調治的場所。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
下，油液視爲不行壓縮的，使進給缸能得到安穩的活動。該體系的缺點是油液的過濾和密封要求嚴
格，爲補償走漏要設置一油杯或補油泵。而且，負載變革時，壓力有顛簸，泵之相應性較差，應用
範疇局促，不實用于連續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
用氣液轉換器組合的回路，其進給速度常出現不穩固征象，造成不穩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壁、活塞杆與缸蓋之間的共同精度，這樣才氣變化
氣液體系的性能。
?連結原有的操作要領,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，*到達預期的要求。
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，實現凸輪桃定位的變動
4. 凸輪加工步調的自動生成
5. 緊急回退成果
HIR导轨方形滑块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，即可觀察數控步調的運
行軌迹，此時也可議決“視圖”菜單中的動態旋轉、動態放縮、動態平移等要領對三維運行軌迹進
行的動態觀察， 運行軌迹如圖16所示。
圖16 操作面板的MODE旋鈕及運行軌迹圖
6. 對基准、裝*
運行軌迹精確，表明輸入的步調根本精確，數控步調以零件上外貌中間點爲原點，下面將闡明
怎樣議決對基准來創建工件坐標系與機床坐標系的幹系。
點擊菜單“機床/基准東西…”，在基准東西對話框中選取左邊的剛性圓柱基准東西，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 基准東西
圖18 對基准
HIR导轨方形滑块LMA15R LMA30LR SR2560RN LR3662K點擊菜單“塞尺查抄/1mm”，首先對X軸
偏向的基准，將基准東西移動到如圖19所示的位置，
將操作面板的MODE旋鈕切換到STEP，議決調治操作面板上的倍率旋鈕和JOG按鈕移動基准東西，使
得提示信息對話框表現“塞尺查抄的結果：切合”，記下此時CRT中的X坐標113.503，此爲基准工
具中間的 X坐標，故工件中間的X座標爲113.503-1（賽尺）-14/2（基准東西）-240/2（工件）=-
14.497，同樣可得到工件中間的Y座標爲- 153.429。
X，Y偏向基准對不壞後，擡高並點擊菜單“機床/拆除東西”拆除基准東西，點擊菜單“機床/
選
擇*”，選擇一把直徑爲8mm的平底刀，如圖20，裝不壞*後，機床如圖21所示。用類似要領
得
到工件上外貌的Z座標
