数字油缸即数字化控制液压油缸系统,亦可以理解为集成化的伺服液压系统。它把各个元件集成为一体,采用直联方式把伺服电机、伺服阀、检测反馈丝杆直接集成在液压油缸上,由数控系统直接编程控制。电脉冲的频率与数字液压作动器的运动速度对应,电脉冲的数量与数字液压作动器的行程或转角对应,而这种对应关系是通过其内部的设计、制造过程确定好的,无需任何外部的诸如:传感器、调节器、调节参数等来保障。数字液压对于使用者而言,是一个开环控制器件。
数字油缸目前并没有明确的定义,多数人认可的概念就是电机驱动的阀控液压缸,电机可以用步进电机或伺服电机,同时液压缸的位置反馈采用滚珠丝杠这种机械方式,所以也被称为步进液压缸。图1为数字液压缸的原理图,具体构造就是在液压缸中安装滚珠丝杠,在缸尾安装滑阀,阀芯与丝杠“连接”,阀芯的另一端与伺服电机“连接”,这里所说的“连接”不是简单的连接,是一种旋转和进给复合的机构连接,当电机旋转时,阀芯将沿轴向移动打开油路给液压缸供油,使得活塞杆移动,由于活塞杆移动带动滚珠丝杠移动,滚珠丝杠又将阀芯推回到关闭状态。如果伺服电机不断旋转,阀芯不断打开,则活塞杆不断运动,这就是目前使用的数字液压缸原理。至于液压缸运动的速度和位移,与伺服电机的转动速度、丝杠导程和阀的流量有关,需要进行各个环节的参数匹配。数字液压缸还有其他几种类型,如活塞杆直接反馈的,滑阀驱动的。
相比传统伺服液压系统,数字油缸的优点是显而易见的。由于系统采用标准化数控系统,编程非常方便,系统运行过程中可以直观程序运行,对于程序的修改或调整都非常方便。从企业角度看,对于降本增效,数字油缸更有其独特优势。油缸各组成结构直连式集成在液压油缸上,设备安装调试快捷方便,故障率低,操作培训也简单易学,用户上手操作快,设备的维护及使用成本大幅降低。