[实用新型]数字式直线伺服泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数字式直线伺服泵，特别是涉及一种将伺服电机和滚珠丝杠与油缸进行组合的数字式直线伺服泵。

背景技术

在现代数控机床中，采用最多的驱动方式是伺服电机驱动滚珠丝杠，并使用直线滚动导轨来完成数控机床的数控坐标驱动。这种数控机床的数控坐标驱动机构如图1所示，包括有：依次连接的数控系统1、比较器2、伺服放大器3、伺服电机5、滚珠丝杠7和机床工作台4，所述的机床工作台4通过光栅6连接比较器2。这种驱动方式几十年来在数控机床上获得广泛应用，在当前它最高能实现0.003～0.004mm的定位精度和0.001～0.002mm的重复定位精度。

但技术的发展是永无止境的，据数控机床几十年发展的统计资料显示，几十年来，大约每8～10年数控机床的精度提高一倍，当前中小型号的加工中心，其定位精度已达0.003mm左右，重复定位精度已达0.002mm左右，5～10年内机床的定位精度将突破0.001mm。但以现有伺服电机滚珠丝杠为驱动，已不能实现，因这样的滚动元件的摩擦系数为0.005，这从结构原理上已限制了其精度的提高，要实现0.001mm以内的定位精度，必须研发新一代摩擦系数更低的驱动方式。

历史常可以给人以启发，上世纪50～60年代，初期的数控机床的坐标驱动是由电液伺服方式解决的，即用快速反应元件电液伺服阀控制油缸或液压马达来实现，这是从军工领域移植过来的技术，这种数控机床的驱动结构如图2所示，包括有：依次连接的计算机8、比较器2、伺服放大器3、电液伺服阀9、油缸10、机床工作台4，所述的机床工作台4通过光栅6连接比较器2。

图2所示的电液伺服驱动方式与伺服电机滚珠丝杠方式比较，其优点为：驱动的刚性高、定位精度高、动态响应快；其缺点为：（1）驱动的效率低，最大只有38%，因而会发热；（2）对油的清洁度要求高；（3）电液伺服阀的零点漂移大，其工作的可靠性远不如伺服电机滚珠丝杠方式，其成本也高得多，因而在上世纪70年代很快被伺服电机滚珠丝杠方式取代。但电液伺服驱动方式并没有被淘汰，它在宇航、航空、冶金、电站等领域仍在使用和发展，几十年来，技术的发展在保留了其优点的同时，克服着其自身的缺点。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种可获得较高的驱动刚度和精度的数字式直线伺服泵。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种数字式直线伺服泵，包括依次连接的数控系统、比较器、伺服放大器，所述的伺服放大器的输出连接直线油泵，所述的直线油泵通过管路连接第一油缸组，所述的第一油缸组的活塞连接并驱动机床工作台，所述的机床工作台通过光栅连接比较器。

所述的直线油泵包括有依次连接的伺服电机、滚珠丝杠和第二油缸组，其中，所述的伺服电机的输入端连接所述的伺服放大器的输出端，所述的第二油缸组通过管路连接第一油缸组。

所述的第二油缸组还分别通过第一单向阀和第二单向阀连接蓄能器。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型的数字式直线伺服泵具有以下优点：

1.数字式直线伺服泵的容积效率可高达99.9%，这远高于一般油泵的90～96%，因而可获得较高的驱动刚度和精度。

2．与纯电伺服电机滚珠丝杠驱动相比，伺服电机和滚珠丝杠并不与机床工作台以及切削刀具直联，不直接决定机床工作台的定位精度和刚度，可提高机床加工光洁度。

3.与传统的使用电液伺服阀的电液伺服驱动相比，这种驱动方式效率可高达90%以上，克服了使用电液伺服阀驱动的发热问题，同时对油的清洁度敏感度远低于电液伺服阀，工作的可靠性大大提高，但成本却大为降低。

4.本实用新型的数字式直线伺服泵的驱动可实现的定位精度可达≤0.001mm。

附图说明

图1是现有技术的数控机床的数控坐标驱动机构的结构示意图；

图2是现有技术的另一种数控机床的驱动结构的结构示意图；

图3是本实用新型的数字式直线伺服泵的结构示意图。

图中

1：数控系统           2：比较器

3：伺服放大器         4：机床工作台

5：伺服电机           6：光栅

7：滚珠丝杠           8：计算机

9：电液伺服阀         10：第一油缸组

11：第一单向阀        12：第二单向阀

13：第二油缸组        14：直线油泵