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交流伺服系統在貨架冷彎成型線中的應用
發布者:admin 發布時間:2019/5/17 9:01:23 點擊:46

1 、引言1.1在貨架立柱冷彎成型生產線中導入在線預沖孔工序和在線液壓停剪技術,既擴大了貨架立柱的截面形狀的設計范圍和制造精度,又滿足了貨架鋼結構體系設計與裝配上的要求,極大地優化了貨架鋼結構組成機理,特別是當立體倉庫(AS/RS)系統在我國的興起和廣泛發展,對貨架立柱的孔位精度、長度控制等方面提出了更高要求。1.2本文就進口的貨架立柱冷彎成型生產線利用交流伺服控制原理實現的在線預沖孔和在線液壓停剪控制裝置進行分析探討,力求實現在很多冷彎場合達到較高位置精度控制的目的和要求,與同行共勉。2、貨架冷彎成型線的工作原理2.1貨架冷彎成型線基本生產工藝及設備構成:2.1.1貨架組件的一般生產工藝為: 開卷——校平——在線伺服送料沖孔——成型軋制——矯直——定尺切斷(或伺服跟蹤切斷)——打包——后期噴涂處理等;2.1.2相對應的設備為:開卷機——校平機——伺服送料裝置——壓力機——冷彎軋制機組(二十站左右)——矯直頭——液壓切斷裝置和液壓站——打包機或其它附屬設備+電氣控制系統等。2.2貨架冷彎成型線交流伺服控制系統的基本原理:如圖一所示。(系統組成及原理系統組成及原理  2.3該系統由五部分組成,即計算機(PC)、伺服驅動控制卡、交流伺服調速系統(交流伺服控制器、伺服電機及相應的控制電纜)、傳感檢測及反饋、輔助主動作執行系統。主控程序只有幾百K,運行在DOS操作系統下,主控微機通過打印端口LP1:與伺服驅動控制卡相連,并通過數據線發送位置或速度指令,在線適應性調節或設定PID調節參數(程序設計過程中將其作開放性設計,便于調整)見后附圖,并進行數模(D/A)轉換,通過相應的控制板卡輸出±10V的模擬信號并經過交流伺服放大器放大后驅動伺服電動機,半閉環或閉環位置控制反饋系統由電機軸端裝有的增量式光電碼盤(或在被傳動的物體上設置測量輥和增量式光電碼盤轉換裝置)提供信號(A、B、IN脈沖)來完成位置伺服系統的位置反饋,位置反饋環中傳感元件-增量式光電編碼器將運動構件實時的位移(或轉角)變化量以A、B相差分脈沖形式長線傳輸到現場控制站(PC機)中進行編碼器脈沖計數,以獲得數字化位置信息,主控微機計算給定位置與實際位置(即反饋到的位置)的偏差后,根據偏差范圍采取相應的PID控制策略,將數字控制作用經數模轉換變成模擬控制電壓,并輸出給伺服放大器,最終調節電機運動,完成期望值的反復多次閉環反饋定位控制,在控制原理上實現小誤差高精度的位置定位;然后主控程序對輔助主動作執行系統下達運行指令,完成特定的機械抱閘動作、壓力機在線沖壓運動、液壓停剪切斷運動等。2.4本機組的主要特點:一次性投資成本較高,最大交流伺服功率有一定的限制,但后期運行成本低,特別是貨架組件的一次成材率高,產品精度高,應用范圍廣且附加產值高。3、自動送料機及沖孔裝置分析及工作原理 3.1貨架立柱冷彎成型生產線的在線預沖孔加工工序自動送料裝置由上下一對φ75的導料輥組成,主要工作動力來源于交流伺服電機,依靠料板與上下導料輥之間的摩擦力送料,貨架立柱的帶鋼分布孔在壓力機上沖壓完成,主體設計如圖二,本裝置原設計為美國寶德(BALDOR)3.7KW的伺服控制系統,后由于新產品開發,增加了工作傳動負荷,并根據圖二所示的工作原理,即動力控制部分與交流伺服控制之間的位置控制主要通過±10V的模擬信號來實現,不存在對交流伺服系統的功率限制,在原理上可以將其更換為日本三菱公司的伺服放大器型號MR-J2S-系列的5KW的配套的交流伺服控制器和交流伺服電機,并根據對應的貨架組件的生產精度要求及確定伺服控制精度為:±0.1,則由測量輥圓周長與測量精度范圍的比值約為:1178(未考慮旋轉編碼器的分倍頻關系),宜選用1200PPR以上的旋轉編碼器,并在后期的近四年的應用過程中能很好地實現位置精度控制要求。3.2三菱MR-J2伺服系統具有良好的機器響應性、低速穩定性、包含機械系統在內的最佳狀態調整的特點等;速度頻率響應達到550HZ以上,非常適合用于高速定位的場合,比較適合于負載慣性矩比會增大以及韌性較差的設備(我公司為鏈傳動機組,此點要求較重要)。驅動動力控制組成  3.3自動送料裝置主要由圖三所示的結構組成,⑴光電傳感器1#主要反饋進入壓力機工作區域的鋼帶存在狀況,如:余料、缺料等;⑵伺服電機經齒輪箱向下導料輥傳遞輸送動力,齒輪箱的傳動比i(如i=11的設計選型)和電機的轉速決定該系統送料定位速度;⑶旋轉編碼器測出上導料輥(被動送料及被動測量點)通過與板料間的運動傳遞的位置信號⑷機械抱閘實現定位后的位置固定;⑸光電傳感器2#實現壓力機的工作控制要求的位置信號的傳遞;⑹上下模實現在線孔位的沖壓;要求壓力機沖壓噸位配套、機床或模具精度的配套等。

  3.4具體的每模送料步距量值的



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