液压系统一般分为“手动液压系统”和“电动液压系统”,当然也可以是两者的结合,统称为“手自一体液压系统”。
“手自一体液压系统”这个术语并不是一个标准的工业称谓,但非常形象地描述了结合了手动操作和自动控制的先进液压系统。它主要应用于对操控灵活性、度和自动化程度有较高要求的领域。
下面易力液压将为您详细解析这个概念:
核心概念
“手自一体”意味着系统可以在两种模式下工作:
1.手动模式:操作人员通过手柄、操纵杆、按钮等直接干预,对液压执行机构(如油缸、马达)进行直观、灵活的控制。这适用于调试、维修、复杂或非标动作。
2.自动模式:系统根据预设的程序、传感器反馈的信号(如位置、压力、温度)或上位机(如PLC)的指令,自动运行,无需人工持续干预。这适用于重复性、高精度或需要与其它设备联动的工序。
系统组成与关键技术
一个典型的手自一体液压系统通常包含以下部分:
1.动力与执行单元:
液压泵:提供系统压力油源。
2.核心控制单元- “大脑”:
电液比例阀/ 伺服阀:这是实现“自动”和“手动”控制的关键。它接收来自控制器的电信号(通常是电流或电压),并成比例地控制油液的流量(控制速度)和方向,或压力(控制力)。
普通换向阀:可能用于手动模式下的基本方向控制,或作为辅助阀。
3.感知单元- “眼睛”:
传感器:如位移传感器(检测油缸位置)、压力传感器、力传感器、角度传感器等。它们将物理量实时反馈给控制器,形成闭环控制。
4.控制与交互单元:
PLC / 专用控制器:系统的“大脑”,运行自动程序,处理传感器信号,并输出指令给比例阀。
人机界面:触摸屏或控制面板,用于设置参数、切换模式、启动自动程序、显示状态。
手动操作装置:在手动模式下,操作者通过操纵杆、手轮或按钮来生成控制信号。值得注意的是,在现代系统中,即便是“手动”操作,也常常是通过操纵杆产生电信号,再通过比例阀来控制执行机构,这比传统的纯手动液压阀更、更省力。这就是所谓的“先导控制”或“电控手动”。
工作模式解析
自动模式:
操作员在HMI上选择程序并启动。
PLC根据程序逻辑,向电液比例阀发出指令。
执行元件按预设速度和位置运动。
传感器实时反馈,PLC进行比对和调整,实现高精度闭环控制。
手动模式:
操作员将系统切换到手动状态。
通过操纵杆等设备直接控制。操纵杆的偏移量对应着比例阀的控制电流,从而无级地控制执行机构的速度和方向。
此模式下,传感器反馈通常仍起作用,用于显示或安全限制,但不由程序自动控制流程。
模式切换:
切换时,系统需要有良好的无扰切换逻辑,避免在切换点产生冲击或意外动作。
通常会有状态指示和互锁,防止误操作。
主要优势
1.灵活性与适应性:既能应对自动化生产,又能处理需要人工判断和干预的复杂任务。
2.高精度与高性能:自动模式下,闭环控制可实现极高的位置、速度或压力控制精度。
3.操作友好:手动操控往往借助先导控制,轻便省力,响应灵敏。
4.智能化与可集成:易于接入工厂物联网,实现远程监控、数据采集和预测性维护。
典型应用场景
工程机械:现代挖掘机、起重机是典型代表。驾驶员用操纵杆(手动模式)精细操控挖斗,同时机器可能具备自动找平、一键甩土等自动功能。
注塑机:自动模式下按程序循环工作;手动模式用于装模、调模、清理等。
液压机床:自动模式下进行加工循环;手动模式用于调整、对刀。
试验设备:如材料试验机、疲劳试验机,手动模式用于装夹试样,自动模式执行标准测试程序。
特种车辆:如消防车云梯、随车吊等。
与传统液压系统的区别
传统液压系统:多为纯手动(通过杠杆直接操作多路阀)或简单的开环自动(通过行程开关、时间继电器换向)。控制精度低,难以实现复杂逻辑。
手自一体液压系统:以电控为核心,“电” 指挥 “液” 。将电子控制的灵活性、性与液压的动力强劲结合在一起,是机电液一体化的典范。
总结来说,“手自一体液压系统”本质上是集成了传感器、电液比例技术和可编程控制器的智能化液压驱动系统。它通过模式切换,完美融合了人类操作员的经验判断与自动化设备的稳定,是现代高端液压设备的标配。


