软件液压元件研究与应用

　　0　引言

　　现代制造技术的发展,促使机电一体化和软件技术的出现,使得传统机械有了很大改变。人类社会中蒸汽机的出现,从而有了动力机械;随着电动机的出现,产生了电气机械;当电子技术的发展,产生了电子机械;当电子计算机和软件技术的出现,产生了现代的计算机化机械或称智能机械。文献[1]中提出了建立在软件技术基础之上的软件机械的概念。同时也出现了一些软件产品,如虚拟仪表的运用。把真实的仪表用软件的形式处理,可以检测出相应的物理量[2-4]。因此考虑能否使机械零件的软件化、模块化?使机械具有更大的柔性、思维性、智能性等具有重要的意义。

　　1　软件液压元件概念

　　1·1　软件液压元件的设计理念

　　液压传动系统主要组成部分有:动力源装置(液压泵);执行装置(液压缸、液压马达);控制调节装置(压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀);辅助装置(密封圈、滤油器、储能器、油箱及其附件管件及热交换器等)。由于液压元件系列化、标准化、通用化,所以,液压传动系统可以认为是由实现了系列化、标准化、通用化的液压元件组成。而设计和研究液压系统的更重要部分是控制调节系统的实现。机械是用来传递运动或动能完成有用的机械功的装置,它用来变换或传递能量、物料和信息。因此,可以说能量、物料和信息的内在联系则够成了机械[5]。液压系统依靠运动的压力液体的能量传递动力,通过对油液压力、流量、方向的调节和控制,使得能量传递到执行机构上。因此,液压传动和液压控制常常是难以截然分割的,同时油液表现出来的是具有能量、物料和信息的综合。由于软件是以信息量为输入输出的基本形式,对于能量和物料的处理是没有办法的,但是对于信息的处理却比较方便。因此,从液压系统的油液中将信息量分离出来,由软件控制,使得对油液的控制,摆脱依赖于各种装置所构成的控制调节系统。其实质就是将液压控制调节系统的构成由油液构成的逻辑关系软件来实现,从而取代真实的物理元件,如图1所示。

　　1·2　软件液压元件的内容

　　由于机械的功用是变换或传递能量、物料和信息,软件只能用来处理信息,而能量和物料量无法完成。所以,对于液压系统仍必须要有动力源装置、执行装置和辅助装置。软件的输入和输出为信息量,因此,必须还要有相应的信息量的采集和执行机构。分析现有的控制调节系统的液压回路可以知道,各种阀门的逻辑都需要相应的信息量才能正确地运作,必须按照各自的逻辑关系处理,并输出相应的关系结果。因此,运用软件的方法来处理传递给各种阀门的信息量,并由信息量输出相应的逻辑关系结果,将这种信息量转化为实际的输出,便可以得到与原来控制调节系统同样的逻辑结果。由于软件可以编写任意逻辑关系,对于不同的控制调节系统,只需改变软件就可以输出相应的逻辑结果。