基于LVDT的六面顶液压机控制系统

设计应具有简捷、精确的特点，配合工业PLC控制系统，充分满足金刚石合成工艺的要求。

主流的液压系统原理均源于DS-029型六面顶液压机的设计，从目前使用情况看，此液压系统存在以下弊端：由于采用进口节流方式调整六缸活塞同步，易产生同步不稳定的现象，并且在连通超压阶段，此同步控制处于失效状态，各工作缸活塞实际上各自运动工作。这将影响大合成腔体内的压力场状态分布。

六面顶液压机的工作原理：调整好机器后，将工件放在加工位置，如图1所示，六个顶锤同时挤压工件，如图2所示。在高温高压下的条件下，晶体从工件里析出。

本论文主要介绍一种基于LVDT的六面顶液压机控制系统。LVDT（Linear Variable Differential Transformer）是线性可变差动变压器缩写，属于直线位移传感器。LVDT可以用来测量物体的伸长度、震动频率、振幅、物体厚薄程度和膨胀度等精确数据。具体还可以用在机床工具和液压缸的定位，以及辊缝和阀门的控制等。它的工作原理简单来说是给LVDT一个正弦信号，由于探头位移的变化，LVDT的输出信号会有变化，高精度LVDT的精度可达到万分之一。现在将LVDT应用到六面顶液压机的控制系统上，如图3、4所示。

六面顶液压机工作时，工件受到超高压，必然会产生变形，LVDT探头与工件紧密接触，工件的变形量反映到LVDT探头的位移量上，则LVDT的输出信号进行数据处理，即可得到工件的变形量，根据工件变形量与所受压力大小的关系，即可得出LVDT输出信号与工件所受压力的关系。将该信号反馈给六面顶液压机的控制系统，则可有效控制工件的压力，使生产质量提高。

本论文选用无需调节线性可变差分变压器 （LVDT），可精确测量线性位移，具有无摩擦测量、无限的机械寿命、无限的分辨率、零位可重复性、输入/输出隔离、环境适应性强等优点，应用于磨粒金刚石的生产完全可行。它的零位可重复性和高稳定性对于可以有很高的测量精度，工件的微量形变就可以有相应的测量变化，得到较好的输出结果。

LVDT具有许多卓越的品质，有很好的线性性能，但还有输出信号对输入被测量存在一定的非线性，这一段对于六面顶液压机工件的压力与LVDT输出信号之间关系来讲，是非常不好的，需要进一步实验数据得出较好关系结果。采用专门的调节技术，可以改进行程对外壳的长度比和非线性问题，将LVDT与微控制器的连接起来是一可行的技术，此外，还可以简化测量工作，从而产生无谐波、波幅与频率稳定的正弦信号。

结语：LVDT已经存在很多年，它的结构提供了良好的稳定性和可靠性，非常适合小于3in距离测量，而六面顶液压机工件的形变量很小，所以LVDT应用六面顶液压机的控制系统上，是一个值得考虑的

作者简介

吴嘉宜（1993-），女，汉族，河南漯河人，郑州大学机械工程学院2014级研究生，机械设计及理论专业，研究方向：机械设计