數(shù)字液壓

被稱之為數(shù)字液壓缸，其最大區(qū)別于伺服液壓系統(tǒng)之處在于，數(shù)字液壓缸的運動特性完全被數(shù)字化，即：電脈沖的頻率與油缸的運動速度對應(yīng)，電脈沖的數(shù)量與油缸的行程對應(yīng)，而這種對應(yīng)關(guān)系是通過數(shù)字油缸內(nèi)部的設(shè)計、制造過程確定好的，無需任何外部的諸如：傳感器、調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)參數(shù)等來保障。數(shù)字液壓缸對于使用者而言，是一個開環(huán)控制器件。有人形象的表述對數(shù)字液壓缸的使用感受就是：“會數(shù)數(shù)就會使用數(shù)字液壓缸”。

數(shù)字液壓實現(xiàn)微米級精密控制的核心是機液閉環(huán)的伺服控制技術(shù)，其與電液伺服閥控最大的不同在于，它利用巧妙的機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了液壓作動器的精密反饋控制，使液壓傳動控制大為簡化，讓使用者不必再關(guān)心什么是PID、什么是頻響、什么是閥口增益等等復(fù)雜的器件特性，將關(guān)注點集中在目標(biāo)需求上。數(shù)字液壓不僅大幅降低了技術(shù)門檻，對電離電磁、油液污染、沖擊振動、溫度范圍等的耐受也大幅改善，努力做到讓人人會用、用好。

數(shù)字液壓缸是一種集成了機械反饋的直線液壓放大器。在這個緊湊組件里，利用穩(wěn)定可靠且環(huán)境耐受能力更強的機械仿形（滾珠）絲杠，替代了電位移傳感器和反饋調(diào)節(jié)功能。電控步進電機或伺服電機○1帶動閥芯○2在螺母套○3中旋轉(zhuǎn)，使閥芯產(chǎn)生軸向移動，將閥口打開。根據(jù)電機的旋轉(zhuǎn)方向，P口壓力油將進入液壓缸前或后腔，活塞桿○5伸出或縮回。這時，與活塞桿固定在一起的仿形螺母○4被一起帶動，與其嚙合的仿形螺桿○6被轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致連接在其左側(cè)的螺母套○3旋轉(zhuǎn)并推動閥芯○2返回移動，直至將開啟的閥口關(guān)閉，完成液壓缸直線移動對電機轉(zhuǎn)角的仿形，過程中實現(xiàn)了力矩放大。這是一種帶機械反饋的伺服系統(tǒng)（隨動系統(tǒng)）。根據(jù)設(shè)計，仿形螺桿可用不同的導(dǎo)程，導(dǎo)程越大，可獲得在一定精度范圍內(nèi)液壓缸有較快的運動速度。當(dāng)仿形螺桿采用小導(dǎo)程時，液壓缸其運動速度將會降低，但此時的位置精度將會很高。

數(shù)字液壓缸可被看作是電機的特性隨動和功率放大裝置。

目前行業(yè)中稱之為：“數(shù)字液壓”的技術(shù)形式有不少，簡單歸納為以下幾種：

1、控制方式數(shù)字化：

主要指利用高速開關(guān)閥通過開關(guān)占空比不同（PWM，Pulse Width Modulation），實現(xiàn)在單位時間內(nèi)的流量調(diào)節(jié)。但由于運動慣量會嚴(yán)重影響特性，只能實現(xiàn)很小流量的調(diào)節(jié)，限制了技術(shù)的發(fā)展空間；

2、流道通徑數(shù)字化：

通過1、2、4、8......可多達(dá)128個閥成平方倍（PCM，Pulse Code Modulation）通徑關(guān)系的開關(guān)閥組合，希望實現(xiàn)流量的數(shù)字化調(diào)節(jié)。這種技術(shù)在學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域較多，不僅沒有使其擺脫原本液壓固有的難題，反而其龐大的體積和重量、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)等，使其沒有了實用價值；

無論以上兩種或是其它類似方式的數(shù)字化，其根本目的都是希望用最簡單可靠的方式實現(xiàn)液壓執(zhí)行器件的方向、速度、位移的精確控制，簡化液壓使用難度。而僅完成了控制的數(shù)字化，或流道通徑的數(shù)字化，由于負(fù)載、系統(tǒng)壓力、油液流動性等諸多因素的不確定，依然無法保證最終液壓執(zhí)行器件的速度穩(wěn)定，更無法控制其位移量，依然需要借助其它檢測、控制手段來實現(xiàn)液壓執(zhí)行器件的控制調(diào)節(jié)，本質(zhì)上與復(fù)雜的伺服閥控系統(tǒng)無差別。

3、特性數(shù)字化：

無論何種方式的數(shù)字化，其根本目的都是希望用最簡單可靠的方式實現(xiàn)液壓執(zhí)行器件的方向、速度、位移的精確控制，簡化液壓使用難度。這里所定義的數(shù)字液壓是液壓執(zhí)行器件（缸、馬達(dá)）運動特性的數(shù)字化，即：電脈沖的頻率對應(yīng)液壓執(zhí)行器的速度、電脈沖的數(shù)量對應(yīng)執(zhí)行器的位移。負(fù)載、系統(tǒng)壓力、流體特性、甚至是外泄內(nèi)泄等的變化，均不影響液壓執(zhí)行器的需求特性，這樣的技術(shù)被定義為數(shù)字液壓技術(shù)。