
К устройствам цифровой гидравлической сервотехники относятся ротационные и линейные приводы с механическим или электрическим управлением, а также управляемые регуляторы расхода и предохранительные клапаны. Управляемые цифровые гидравлические приводы различных типов применяются в станках и технологическом оборудовании с ЧПУ средней точности, промышленных роботах, вспомогательных механизмах для регулирования скорости движения серводвигателей. Управляемые предохранительные клапаны применяются в основном для дистанционного программного изменения рабочего давления, например для изменения усилия зажима или изменения давления рабочей жидкости в различного рода прессах.
В системах цифровой гидравлической сервотехники в качестве задатчиков используются маломощные шаговые электродвигатели. В системах с механической обратной связью по положению ШД во время движения рабочего органа постоянно вращается, причем максимальная скорость движения рабочего органа определяется максимальной пропускаемой частотой импульсов и «ценой» одного импульса.
В системах с электрической обратной связью ШД поворачивается на определенный угол, определяющий задание скорости движения рабочего органа.
Максимальная скорость движения рабочего органа определяется в этом случае максимально допустимой периодичностью считывания информации измерительной системой. В хороших приводах с цифровой гидравлической сервотехникой при «цене» одного импульса 0,01 мм обеспечивается скорость перемещения до 80 м/мин.
Для построения типовых схем гидравлических систем широко используются типовые специальные гидравлические узлы. К ним относятся:
-вращающиеся гидроцилиндры, обычно используемые для зажима в патроне вращающихся шпинделей токарных станков с ЧПУ;
-гидроприводы уравновешивания, позволяющие разгрузить приводы подач вертикально движущихся рабочих органов от действия силы тяжести и тем самым повысить их точность;
-гидроприводы зажимных механизмов, которые используются в машиностроении, в том числе для закрепления деталей на палетах, спутниках и поддонах;
-гидропанели реверса, которые применяются, главным образом, в технологическом оборудовании с возвратнопоступательным движением.
В сверхпрецизионном оборудовании применение цифровой гидравлической сервотехники с электрической обратной связью открывает принципиально более широкие возможности, а именно:
-тонкое регулирование расхода непрерывно дозируемых рабочих жидкостей, поступающих в гидродвигатели большого рабочего объема, позволяет достичь высокой точности регулирования перемещений рабочих органов (точность перемещений оказывается при этом в пределах сотых долей микрометра);
-использование цифрового принципа преобразования и использования информации повышает надежность и помехоустойчивость
исключает дрейф нуля, в том числе вызванный изменением температуры;
-совмещение в минимальном количестве деталей функций двигателя, направляющего устройства и контроля (например, с помощью лазерного интерферометра) предоставляет конструктору возможность оптимальной компоновки оборудования;
-создается возможность использования «холодной» гидравлики, что позволяет обеспечить термическую стабилизацию.
Для автоматизации производственных процессов в машиностроении и используемого при этом технологического оборудования применяются специальные гидравлические устройства, не включенные в классификационную схему на рисунке.
К таким устройствам относятся, прежде всего, вращающиеся гидроцилиндры зажима патрона, гидроприводы поворотных механизмов различного рода делительных столов и головок, револьверных головок, инструментальных магазинов и других устройств, требующих максимально высокого быстродействия, гидроприводы уравновешивания, а также гидропанели реверса.
Кроме описанных функциональных гидроаппаратов для построения гидросистем автоматизации используются различные фильтры чистоты рабочей жидкости, аккумуляторы и трубопроводы.
Фильтры работают в режимах полнопоточной или пропорциональной фильтрации во всасывающей, напорной или сливной линиях. Аккумуляторы служат для накопления гидравлической энергии и уменьшения пульсации давления рабочей жидкости.
Гидравлические трубопроводы изготовляют из стальных бесшовных холоднодеформированных труб, из прецизионных стальных труб, а также из тонкостенных стальных или медных труб и рукавов высокого давления. Для их соединения используют развальцовку, шаровой ниппель или врезающееся кольцо. Внутренний диаметр трубопроводов определяется расходом и скоростью протекающей рабочей жидкости.
Конструктивно в современных гидросистемах наряду с трубным и стыковым соединением применяется также модульный и башенный монтаж гидроаппаратуры на основе использования конструктивно законченных функциональных блоков и устройств встраиваемого исполнения. Следует заметить, что в технологическом оборудовании помимо аппаратуры гидравлической сервотехники все большее применение находят гидростатические направляющие. При использовании подобных направляющих в зазор между поверхностями органов, перемещающихся друг относительно друга, под давлением подается рабочая жидкость, что исключает прямой контакт этих поверхностей.
Использование достаточно жестких и точных гидростатических направляющих позволяет исключить механическое трение, обеспечить долговечность базирующих поверхностей, повысить геометрическую точность перемещений, а также обеспечить внутреннее демпфирование в подвижных соединениях и возможность сверхмалых коррекций положения и зажима.