直傳旋轉式伺服閥的製作方法
2023-06-22 17:52:56 3
直傳旋轉式伺服閥的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種直傳旋轉式伺服閥，其是包含有工作檯、伺服馬達、油壓運動裝置、油路閥本體、光學尺及控制器，工作檯受油壓運動裝置而位移，伺服馬達控制油路閥本體，並伺服馬達接受控制器的指令，油壓運動裝置使工作檯位移；其特徵在於：油路閥本體內有一油路軸心，油路轉換閥，油路轉換閥位於油路軸心內，控制器接收光學尺的訊息而判讀，作出伺服馬達的執行動作。由油路轉換閥受伺服馬達的動作而偏轉角度大小，作控制油壓流量大小，除改變油壓流向，作工作檯換向位移外，配合光學尺，以伺服馬達精密的角度偏轉，能精確的作出工作檯的位置、速度、定位、緩衝距離及位置補償。
【專利說明】直傳旋轉式伺服閥
【【技術領域】】
[0001]本實用新型是有關於一種直傳旋轉式伺服閥，尤指同時具有改變工作檯的方向及借著伺服馬達精密偏轉角度大小，精確控制油壓流量大小，以外部的控制器來控制伺服馬達作精密角度旋轉，來作動工作檯的換向及油壓大小流量的直傳旋轉式伺服閥。
【【背景技術】】
[0002]傳統的立式的車床、旋轉磨床的傳動機構皆採皮帶輪傳動或以減速機傳動，兩者成本皆高，而且機件複雜，目前的工作對象位置控制，可由平臺的移動來達成，例如一個機械手臂，或是一個機械工作平臺，主要提供移動的動力，可以是氣壓、油壓、或是電力驅動的方式呈現，一般若是講求精密度高，可使用馬達驅動滾珠螺杆，來移動工作平臺，達到工作對象所需正確的位置，作精密的加工，但是若遇長距離位移，滾珠螺杆所需長度長，於旋轉時有震動等問題出現，造成工作平臺不穩，因此雖可控制準確位移距離，長距離的位移，有其利弊。
[0003]另一種則是採用油壓驅動方式，為油壓伺服是統，其伺服控制器通常包含速度控制器與扭矩控制器，經由外迴路的命令，可直接控制馬達的轉速或扭矩，但是其工作平臺位移距離的精密度有其誤差，視工作對象可接受的範圍內而應用，尤在高速輪廓控制時，會造成顯著的誤差。 [0004]油壓伺服閥，它是一種可以接收訊號然後做位置控制的油壓閥，如圖1-2所示，是傳統方向控制閥，有一閥體10，閥體10內有一短管11、A端出油孔12、B端出油孔13、P端油壓源入油孔14及R端油壓回油孔15，短管11有前止塞環111及後止塞環112，短管11可受動力控制位移，或以電磁閥控制位移；當短管11如圖1所示位置，由P端油壓源入油孔14流向A端出油孔12，作工作平臺單向位移，當短管11如圖2所示位置，由P端油壓源入油孔14流向B端出油孔13，作工作平臺逆向位移，只要移動短管11，可改變油流方向，作改變工作平臺方向位移。但是，有以下缺失:
[0005]一、舊式伺服器比例閥採用噴流方向平衡控制需特殊轉矩馬達，控制迴路，及非常嚴苛的過濾是統，及非常高的油壓壓力，才能控制，成本非常的高。
[0006]二、傳統式的流量及方向閥組，組件多及無法作精度的速度及位置控制。
[0007]三、外加複雜的控制電路。
[0008]上述問題，顯然有待解決。
【實用新型內容】
[0009]本實用新型一種直傳旋轉式伺服閥，其目的是提供:1、同時具有改變工作檯的方向及借著伺服馬達精密偏轉角度大小，精確控制油壓流量大小，以外部的控制器來控制伺服馬達作精密角度旋轉，來作動工作檯的換向及油壓大小流量，工作檯可至預定位置，加減速及緩衝。2、於移動工作檯過程中，搭配光學尺作感應工作檯的位置，作關閉迴路或開啟迴路，隨時檢核量測位移尺寸及位置，作工作檯位置補償或來回校正微調。3、可應用於直線式位移的工作檯。4、可應用於旋轉式的工作檯。
[0010]—種直傳旋轉式伺服閥,其包含有:
[0011]一工作檯，承載架設工作對象，工作檯受一油壓運動裝置而位移或旋轉；
[0012]一伺服馬達，控制一油路閥本體，並伺服馬達接受來自一控制器的指令；
[0013]一油壓運動裝置，設有一油壓缸、柱塞、連動機構及A端油路孔、B端油路孔，以注入A端油路孔或B端油路孔的油壓帶動柱塞往返連動機構，使工作檯位移；
[0014]其特徵在於:
[0015]該油路閥本體，內有一油路軸心，油路轉換閥、A端出油孔、B端出油孔、P端油壓源入油孔及T端油壓回油孔，油路軸心為一環型油缸，油路轉換閥位於油路軸心內，設有第一止擋部及第二止擋部，A端出油孔、B端出油孔、P端油壓源入油孔及T端油壓回油孔分別位於環型油缸外，並連通於環型油缸，第一止擋部作止擋P端油壓源入油孔，第二止擋部作止擋T端油壓回油孔，A端出油孔有油路連接至油壓運動裝置的A端油路孔，B端出油孔有油路連接至油壓運動裝置的B端油路孔，油路轉換閥受伺服馬達的動作而偏移角度；
[0016]一光學尺，量測感應工作檯的位置；
[0017]該控制器，設定工作檯的移動位置、速度、定位及緩衝距離，接收光學尺的訊息而判讀，作出伺服馬達的執行動作；
[0018]由油路轉換閥的偏轉角度大小，作控制P端油壓源入油孔至A端出油孔的油壓流量大小，或作控制P端油壓源入油孔至B端出油孔的油壓流量大小，除改變油壓流向，作工作檯換向位移外，以伺服馬達精密的角度偏轉，能精確的作出工作檯的位置、速度、定位、緩衝距離及位置補償。
[0019]其中，該油路閥本體前後各有一前蓋與後蓋,前蓋連接伺服馬達,後蓋供一定位軸樞接，定位軸結合於油路軸心，於油路軸心前後各有一止漏環。
[0020]其中，該後蓋有一孔洞供一原點近接開關定位，該定位軸設有一入孔，入孔供原點近接開關插入。
[0021]其中，該伺服馬達有一傳動軸，相對該油路轉換閥有一定位孔，傳動軸卡置於定位孔內。
[0022]其中，該第一止擋部是一凸擋，全封住或部份封住P端油壓源入油孔。
[0023]其中，該第二止擋部是一凸擋，全封住或部份封住T端油壓回油孔。
[0024]其中，該工作檯用於直線式位移工作檯。
[0025]其中，該工作檯用於旋轉式的工作檯。
[0026]本實用新型優點及功效在於:
[0027]一、旋轉式的油路轉換閥反應速度快，可避免油路轉換閥死區不動作，直驅式的伺服馬達，可同時作速度控制及方向控制，反應速度快、定位精確非常準確，目前伺服馬達定位精度可達1/1000度，可控非常準確的流量供給。
[0028]二、單向控制可作單純的流量控制。
[0029]三、直傳旋轉式伺服閥(油路轉換閥)可搭配各廠牌伺服馬達及各種大小馬達，作直接驅動，小流量及超大流量，5 (Ι/min)至1000 (Ι/min)者可直接驅動,不必再加引導式方向閥來作大流驅動是最大特色，大大降低成本及取代相當多的閥組。
[0030]四、配合CNC控制可作迴路位置及速度控制，不必再外加控制電路。[0031]五、傳統的立式的車床、旋轉磨床的傳動機構皆採皮帶輪傳動或以減速機傳動，兩者成本皆高，而且機件複雜，本實用新型可以節省製造成本，讓設計更容易，本案伺服馬達及油路閥本體的運用不僅提供旋轉式工作檯(旋轉盤)的動力來源，而且具有加、減速、緩衝、以及角度定位(配合環狀的光學尺及控制器)。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0032]圖1是習知方向控制閥A端出油孔至B端出油孔的剖面示意圖。
[0033]圖2是習知方向控制閥B端出油孔至A端出油孔的剖面示意圖。
[0034]圖3是本實用新型第一實施例的方塊流程示意圖。
[0035]圖4是本實用新型第一實施例伺服馬達、油路閥本體的立體分解示意圖。
[0036]圖5是本實用新型第一實施例伺服馬達、油路閥本體的平面示意圖。
[0037]圖6是本實用新型第一實施例伺服馬達、油路閥本體的剖面示意圖。
[0038]圖7是本實用新型第一實施例有關油路閥本體的油路轉換閥正向時的平面示意圖。 [0039]圖8是本實用新型第一實施例有關油路閥本體的油路轉換閥順向偏轉時的平面示意圖。
[0040]圖9是本實用新型第一實施例有關油路閥本體的油路轉換閥逆向偏轉時的平面示意圖。
[0041]圖10是本實用新型第二實施例工作檯、油壓運動裝置、油路閥本體及控制器的流程不意圖。
[0042]圖中標號說明如下:
[0043]10、閥體11、短管12、A端出油孔13、B端出油孔
[0044]14、P端油壓源入油孔15、R端油壓回油孔
[0045]111、前止塞環112、後止塞環 20、工作檯30、伺服馬達
[0046]40、油壓運動裝置 50、油路閥本體 60、光學尺41、油壓缸
[0047]42、柱塞 43、連動機構 44、A端油路孔
[0048]45、B端油路孔31、傳動軸 52、油路轉換閥
[0049]70、控制器 53、前蓋54、後蓋
[0050]55、定位軸 51、油路軸心 511、止漏環
[0051]512、止漏環 541、孔洞56、原點近接開關
[0052]551、入孔 501、A端出油孔502、B端出油孔
[0053]503、P端油壓源入油孔504、T端油壓回油孔
[0054]521、第一止擋部 522、第二止擋部
[0055]441、油路 451、油路 521、定位孔
[0056]90、工作檯 80、油壓運動裝置100、光學尺
[0057]84、A端油路孔85B、端油路孔 841、油路
[0058]851、油路 83、連動機構 110、控制器
【【具體實施方式】】[0059]本實用新型一種直傳旋轉式伺服閥，第一實施例，工作檯20用於直線式位移，如圖3-7所示，包含有一工作檯20、一伺服馬達30、一油壓運動裝置40、一油路閥本體50及一光學尺60，工作檯20是承載及架設工作對象，工作檯20受一油壓運動裝置40而位移，油壓運動裝置40設有一油壓缸41、柱塞42、連動機構43及A端油路孔44、B端油路孔45，以注入A端油路孔44，使油壓帶動柱塞42往返連動機構43，或注入B端油路孔45的油壓帶動柱塞42往返連動機構43，而使工作檯20位移，伺服馬達30有一傳動軸31 (如圖4和6所示)，傳動軸31作動一油路閥本體50內的油路轉換閥52，並伺服馬達30接受來自一控制器70的指令(如圖3所示)。
[0060]如圖4-7所示，一油路閥本體50，是一缸體，該油路閥本體50前有一前蓋53，後有一後蓋54，前蓋53連接伺服馬達30，後蓋54供一定位軸55樞接，定位軸55結合於一油路軸心51,於油路軸心51前、後各有一止漏環511、512，該後蓋54有一孔洞541供一原點近接開關56定位，該定位軸55設有一入孔551，入孔551可供原點近接開關56插入，作歸零之用，油路閥本體50內具有一油路轉換閥52、一油路軸心51、A端出油孔501、B端出油孔502、P端油壓源入油孔503及T端油壓回油孔504，油路軸心51為一環型油缸，油路轉換閥52位於油路軸心51內，油路轉換閥52設有第一止擋部521及第二止擋部522，A端出油孔50UB端出油孔502、P端油壓源入油孔503及T端油壓回油孔504分別連通位於油路軸心51夕卜，第一止擋部521可作止擋P端油壓源入油孔503，第二止擋部522可作止擋T端油壓回油孔504，該第一止擋部521是一凸擋，可全封住或部份封住P端油壓源入油孔503，該第二止擋部522是一凸擋，可全封住或部份封住T端油壓回油孔504，A端出油孔501有油路441連接至油壓運動裝置40的A端油路孔44 (如圖3所示)，B端出油孔502有油路451連接至油壓運動裝置40的B端油路孔45，T端油壓回油孔504是接收A端油路孔44至A端出油孔501回流的油或B端油路孔45至B端出油孔502回流的油，該伺服馬達30的傳動軸31，相對該油路轉換閥52位置有一定位孔521 (如圖6所示)，傳動軸31卡置於定位孔521內，使油路轉換閥52受伺服馬達30的動作而可連動偏移一預定精確角度。
[0061]一光學尺60，如圖3所示，是量測感應工作檯20的位置，該控制器70可設定工作檯20的移動位置、速度、定位及緩衝距離，接收光學尺60的訊息而判讀，作出伺服馬達30的執行動作。
[0062]由上述的結構裝置，本實用新型一種直傳旋轉式伺服閥，第一實施例，使用時，如圖1-5所示，先由外部的控制器70設定工作檯20所要的移動位置、速度、定位及緩衝距離，並作出伺服馬達30的執行動作，當工作檯20移動時，光學尺60作感應工作檯20的位置，控制器70接收光學尺60的訊息而判讀，作出伺服馬達30的執行動作，以利工作檯定位、緩衝距離及位置補償；
[0063]如圖6-7所示，當油路轉換閥52正向位於原點位置，無任何偏轉角度時，A端出油孔501及B端出油孔502無任何出入油動作，此時伺服馬達30的傳動軸31無動作，柱塞、連動機構及工作檯均無動作。
[0064]如圖3、6及9所示，動作時，伺服馬達30的傳動軸31旋轉油路轉換閥52作精密偏轉角度大小，作控制P端油壓源入油孔503至A端出油孔501的油壓流量大小，A端出油孔501的油量經油路441經油壓運動裝置40的A端油路孔44，T端油壓回油孔504是接收B端油路孔45至B端出油孔502回流的油，借著油壓使柱塞42位移，連動機構43帶動工作檯20移動至預定位置，再經光學尺60作感應工作檯20的位置，控制器70接收光學尺60的訊息而判讀，作出伺服馬達30的執行小角度的偏轉油路轉換閥52動作，以利工作檯20來回修正定位、緩衝距離及位置補償。
[0065]如圖3、6及8所示，或伺服馬達30的傳動軸旋轉油路轉換閥52作精密偏轉角度大小，作控制P端油壓源入油孔503至B端出油孔502的油壓流量大小，B端出油孔502的油量經油路451經油壓運動裝置40的B端油路孔45，T端油壓回油孔504是接收A端油路孔44至A端出油孔501回流的油，改變油壓流向，作工作檯20換向位移外，借著油壓使柱塞42位移，連動機構43帶動工作檯20移動至預定位置，再經光學尺60作感應工作檯20的位置，控制器70接收光學尺60的訊息而判讀，作出伺服馬達30的執行小角度的偏轉油路轉換閥52動作，以利工作檯20來回修正定位、緩衝距離及位置補償。
[0066]本實用新型同時具有改變工作檯20的方向及借著伺服馬達30精密偏轉角度大小，精確控制油壓流量大小，以外部的控制器70來控制伺服馬達30作精密角度旋轉，來作動工作檯70的換向及油壓大小流量，並於移動工作檯20過程中，搭配光學尺60作感應工作檯20的位置，作關閉迴路或開啟迴路，隨時檢核量測位移尺寸及位置，作工作檯20位置補償或來回校正微調，亦即工作檯可加減速、緩衝及位移補償。
[0067]本實用新型第二實施例如圖10所示，為實施在旋轉式工作檯90，一樣運用第一實施例的伺服馬達30及油路閥本體50，將伺服馬達30及油路閥本體50驅動一油壓運動裝置80，使油壓運動裝置80對一工作檯90旋轉，同時工作檯90中間周邊設有環狀的光學尺100，用以檢測工作檯100的旋轉速度及定位角度，油壓運動裝置80仍以以油壓作驅動工作檯90的旋轉，油壓運動裝置80有A端油路孔84、B端油路孔85，並A端油路孔84有油路841連接至油路閥本體50的A端出油孔501，B端油路孔85有油路851連接至油路閥本體50的B端出油孔502，使油壓運動裝置80推動一連動機構83作旋轉該工作檯90，控制器110的指令使油路閥本體50以A端出油孔501注入油壓運動裝置80的A端油路孔84，或以B端出油孔502注入油壓運動裝置80的B端油路孔85，使油壓帶動油壓運動裝置80的連動機構83，而使工作檯90旋轉，連動機構83帶動工作檯90旋轉至預定位置，再經光學尺100作感應工作檯90的位置，控制器110再接收光學尺100的訊息而判讀，作出伺服馬達30的執行動作，以利工作檯90旋轉來回修正定位、緩衝距離及位置補償，達到精確旋轉及校正旋轉式工作檯90的位置。
【權利要求】
1.一種直傳旋轉式伺服閥，其包含有: 一工作檯，承載架設工作對象，工作檯受一油壓運動裝置而位移或旋轉； 一伺服馬達，控制一油路閥本體，並伺服馬達接受來自一控制器的指令； 一油壓運動裝置，設有一油壓缸、柱塞、連動機構及A端油路孔、B端油路孔，以注入A端油路孔或B端油路孔的油壓帶動柱塞往返連動機構，使工作檯位移； 其特徵在於: 該油路閥本體，內有一油路軸心，油路轉換閥、A端出油孔、B端出油孔、P端油壓源入油孔及T端油壓回油孔，油路軸心為一環型油缸，油路轉換閥位於油路軸心內，設有第一止擋部及第二止擋部，A端出油孔、B端出油孔、P端油壓源入油孔及T端油壓回油孔分別位於環型油缸外，並連通於環型油缸，第一止擋部作止擋P端油壓源入油孔，第二止擋部作止擋T端油壓回油孔，A端出油孔有油路連接至油壓運動裝置的A端油路孔，B端出油孔有油路連接至油壓運動裝置的B端油路孔，油路轉換閥受伺服馬達的動作而偏移角度； 一光學尺，量測感應工作檯的位置； 該控制器，設定工作檯的移動位置、速度、定位及緩衝距離，接收光學尺的訊息而判讀，作出伺服馬達的執行動作； 由油路轉換閥的偏轉角度大小，作控制P端油壓源入油孔至A端出油孔的油壓流量大小，或作控制P端油壓源入油孔至B端出油孔的油壓流量大小，除改變油壓流向，作工作檯換向位移外，以伺服馬達精密的角度偏轉，能精確的作出工作檯的位置、速度、定位、緩衝距離及位置補償。
2.根據權利要求1所述的直傳旋轉式伺服閥，其特徵在於:該油路閥本體前後各有一前蓋與後蓋，前蓋連接伺服馬達，後蓋供一定位軸樞接，定位軸結合於油路軸心，於油路軸心前後各有一止漏環。
3.根據權利要求2所述的直傳旋轉式伺服閥，其特徵在於:該後蓋有一孔洞供一原點近接開關定位，該定位軸設有一入孔，入孔供原點近接開關插入。
4.根據權利要求1所述的直傳旋轉式伺服閥，其特徵在於:該伺服馬達有一傳動軸，相對該油路轉換閥有一定位孔，傳動軸卡置於定位孔內。
5.根據權利要求1所述的直傳旋轉式伺服閥，其特徵在於:該第一止擋部是一凸擋，全封住或部份封住P端油壓源入油孔。
6.根據權利要求1所述的直傳旋轉式伺服閥，其特徵在於:該第二止擋部是一凸擋，全封住或部份封住T端油壓回油孔。
7.根據權利要求1所述的直傳旋轉式伺服閥，其特徵在於:該工作檯用於直線式位移工作檯。
8.根據權利要求1所述的直傳旋轉式伺服閥，其特徵在於:該工作檯用於旋轉式的工作檯。
【文檔編號】F15B13/02GK203770274SQ201420128353
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月20日 優先權日:2014年3月20日
【發明者】劉志明 申請人:銘京有限公司