靜液壓驅(qū)動在機(jī)械工程領(lǐng)域仍占有著很大的市場份額。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的高功率密度以及直線運動的實現(xiàn)簡單和成本低廉，使緊湊的系統(tǒng)設(shè)計方案成為了可能。由于采用了液壓蓄能器和伺服閥技術(shù)，因此能夠使用高動態(tài)、高精確性驅(qū)動器，例如，在注塑機(jī)上的應(yīng)用。但與此同時，液壓驅(qū)動軸也有著不容忽視的缺點：低能效、環(huán)境噪聲以及液壓油的污染。盡管如此，液壓還不是能完全被取代，因為它能為很多應(yīng)用場合提供較大的力和扭矩。
從控制技術(shù)角度來說，液壓驅(qū)動軸在控制算法和響應(yīng)
時間方面有著特殊需求。液壓軸在從引導(dǎo)運動到控制壓力曲線的過渡中對時間非常敏感。簡單的液壓軸通常擁有較低的固有頻率和高度定位控制系統(tǒng)性能。這就是為什么采用 PID 控制時間位移曲線會失敗的原因。因此，在過去，液壓軸常常需要使用專用的硬件控制器。
液壓功能庫：通過軟件實現(xiàn)運動控制功能
Beckhoff 基于 PC 的控制器的分為硬件模塊和軟件模塊兩個部分。運動控制功能通過軟件庫實現(xiàn)，無需任何專用硬件。而過程數(shù)據(jù)將通過電子總線端子模塊讀入和輸出。采用 Beckhoff XFC 極速控制技術(shù)，將大大縮短系統(tǒng)響應(yīng)時間；若采用 EtherCAT 和功能強(qiáng)大的 Intel® CPU ，可實現(xiàn)控制器采樣時間達(dá)到 100 μs。
TwinCAT 液壓功能庫提供了液壓軸的運動控制功能；電動伺服軸也可選擇性地進(jìn)行控制。模塊設(shè)計及認(rèn)證符合 PLCopen 標(biāo)準(zhǔn)。用戶使用的界面在功能上與 Beckhoff 以及其他制造商的同類產(chǎn)品相同。液壓功能庫支持所有通用的傳感器類型；非線性閥特性曲線通過采用對自動生成的特性曲線進(jìn)行線性化來補(bǔ)償。
如果簡單的 PID 位移控制器找到一個與位移無關(guān)的特殊控制系統(tǒng)特性，傳統(tǒng)的 NC 系統(tǒng)將計算出與時間相關(guān)的時間位移曲線。該液壓驅(qū)動器的特殊控制系統(tǒng)特性要求生成的曲線考慮到與位移相關(guān)的軌跡特性、黏滑效應(yīng)以及最大制動/延遲時間。液壓功能庫包含了生成漸進(jìn)曲線的功能模塊。方向相關(guān)的控制系統(tǒng)特性也被考慮進(jìn)去，加速和減速匝道則根據(jù)曲線精度標(biāo)準(zhǔn)或最小周期時間來計算。
軌跡控制與時間控制的比較
傳統(tǒng)的 NC 控制器計算的位移曲線是一個時間函數(shù)，但是，這種計算方式不適用于液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特性曲線。在時間控制中，可以觀察到對象有強(qiáng)烈的速度波動、過沖或黏滑振動。經(jīng)濟(jì)的液壓方案不使用伺服閥，但需要生成一個位移相關(guān)的曲線。對于這些軌跡來說，與高驅(qū)動速度和目標(biāo)精確定位相比，曲線精度就顯得不那么重要了。對于位移相關(guān)的運動控制，在運動期間不會執(zhí)行位移控制；決定生成曲線的控制變量是剩余距離，而不是時間。達(dá)到目標(biāo)位置是通過制動方式實現(xiàn)的，例如，啟動一個根函數(shù)后。
液壓軸通常用在需要從速度控制轉(zhuǎn)換到壓力調(diào)節(jié)的設(shè)備中，例如，壓機(jī)、注塑機(jī)或模鑄機(jī)。XFC 結(jié)合了液壓功能庫中的功能，具有對輸入信號響應(yīng)時間短、時間分辨率高的特點，它為上述應(yīng)用提供了理想的解決方案。這樣，注塑運動由位移引導(dǎo)；隨后的壓力調(diào)節(jié)在閉環(huán)中根據(jù)特定的過程以高分辨率的方式實現(xiàn)。
在壓機(jī)和折彎機(jī)應(yīng)用中，要求多個液壓軸同時驅(qū)動；為此將強(qiáng)制進(jìn)行同步運動和非橫向力的壓力增加。在實際應(yīng)用中，使用液壓功能庫可以實現(xiàn)用小于 10 或者大到數(shù)千噸的驅(qū)動壓力帶動最多 20 根同步軸。根據(jù)具體的需求，液壓功能庫可支持主/從軸或虛擬主軸方式。若要構(gòu)建高閉合力，直線液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須與非線性齒輪結(jié)合，如連桿或曲柄機(jī)構(gòu)；液壓功能庫也可為此提供合適的轉(zhuǎn)換功能。
液壓軸和電動伺服軸結(jié)合使用 — 顯著提高能效
為了增加能效，混合驅(qū)動方案 — 結(jié)合使用電動伺服驅(qū)動軸和液壓驅(qū)動軸 — 已在實際運用中獲得了越來越多的青睞。伺服電機(jī)也可通過使用液壓功能庫以點對點的方式進(jìn)行控制。時間控制曲線曲線也可由液壓功能庫生成。同時，液壓功能庫也支持電動軸的同步運動。
伺服電機(jī)和液壓定位的容積式泵的混合使用將進(jìn)一步提升靜液壓驅(qū)動的能效。液壓功能庫中的軌跡控制與活動部分相關(guān)，同時，使用高動態(tài)性 EtherCAT 驅(qū)動器能夠?qū)崿F(xiàn)全新的創(chuàng)新型運動控制方案。
Scope View 軟件提供操作簡單的診斷功能
示波器功能（Scope View）軟件通過對重要信號特性曲線的精確分析簡化了控制軟件的實施和驗證工作。它可以在 TwinCAT 開發(fā)環(huán)境中擴(kuò)展。所有輸入信號以及內(nèi)部變量都以不同的軸分辨率顯示。為了能夠以最佳方式運行液壓回路，常常需要進(jìn)行重新調(diào)整。對于出現(xiàn)緊急情況時需要維修服務(wù)，并需要大量信息的時候，總部的開發(fā)人員必須提供支持。通常，專用的硬件解決方案有很大的局限性。若使用 TwinCAT Scope View 軟件，能夠保存并發(fā)送測量結(jié)果以對故障進(jìn)行分析，并可為現(xiàn)場維修提供帶測量調(diào)整功能的模板。
