Tillämpningen av AC Servo System i hyllan kallvalsformande linje

1.2 Den här artikeln analyserar och diskuterar förstansning och hydrauliska avstängningsreglage för den importerade hyllkolonnens kallböjningsformande produktionslinje med AC servostyrningsprincipen, och strävar efter att uppnå syftet och kraven för hög lägesnoggrannhetskontroll i många kalla böjningstillfällen. Uppmuntra kamrater.
2. Arbetsprincipen för hyllan kallböjningslinje
2.1 Den grundläggande produktionsprocessen och utrustningssammansättningen för hyllan kallvalsformningslinjen:
2.1.1 Den allmänna tillverkningsprocessen för hyllkomponenter är: upprullning, utjämning, servomatning, stansning, formning, valsning, uträtning, skärning till längd, förpackning, eftersprutbehandling etc.;
2.1.2 Motsvarande utrustning är: avrullare, utjämningsmaskin, servomatningsanordning, press, kallböjningsrullhuvud, hydraulisk skäranordning och hydraulisk stationspress eller annan hjälputrustning + elektrisk styrsystem etc.
2.2 Grundprincipen för AC -servostyrningssystemet för hyllkylningsformningslinjen:
Som visas i figur 1.
2.3 Systemet består av fem delar, nämligen dator, servodrivenhetskontrollkort, AC-servohastighetskontrollsystem, sensordetektering och återkoppling, och extra huvudåtgärdsexekveringssystem. Huvudkontrollprogrammet är bara några hundra K, som körs under DOS -operativsystemet, huvudkontrollmikrodatorn är ansluten till servodrivningskontrollkortet via utskriftsporten LP1 och skickar positions- eller hastighetskommandon via datalinjen, adaptiv justering eller ställa in PID-justeringsparametrar, se Efter figuren, och utför digital-till-analog konvertering, mata ut den analoga ±10V-signalen genom motsvarande styrkort och driv servomotorn efter att ha förstärkts av AC-servoförstärkaren. Det halvslutna eller slutna återkopplingssystemet för positionskontroll ökas av motorn axel slutet. Den kvantitativa fotoelektriska givaren ger signaler för att slutföra positionsåterkopplingen för positionsservosystemet. Avkänningselementet i lägesåterkopplingssling-inkrementell fotoelektrisk kodare sänder realtidsförskjutningsförändringar av de rörliga delarna till platsen i form av A- och B-fasdifferentialpulser. Kodarens pulsräkning utförs i kontrollstationen för att erhålla digital positionsinformation. Efter att huvudkontrollmikrodatorn beräknat avvikelsen mellan den givna positionen och den faktiska positionen, antas motsvarande PID-kontrollstrategi enligt avvikelsintervallet, och den digitala styrfunktionen omvandlas till analog via digital-till-analog-omvandling. Kontrollera spänningen och mata ut den till servoförstärkaren och justera slutligen motorrörelsen, slutför det önskade värdet för upprepad återkopplad positioneringskontroll för sluten slinga och inse det lilla felet och positionen med hög precision i styrprincipen; då utfärdar huvudkontrollprogrammet driften av det extra huvudåtgärdssystemet Kommando för att slutföra specifik mekanisk bromsverkan, tryckstansrörelse, hydraulisk stoppskärningsrörelse etc.
2.4 Den här enhetens huvudfunktioner: höga engångskostnader för investeringar, stor AC-servokraft har vissa begränsningar, men den senare driftskostnaden är låg, särskilt den höga avkastningshastigheten för hyllkomponenter, hög produktprecision, brett applikationsområde och hög tillsats utgångsvärde.
3. Analys och arbetsprincip för automatisk matare och stansanordning
3.1 Den automatiska matningsanordningen för förstansningsprocessen i hyllkolonnens kallböjningsformningslinje består av ett övre och ett nedre par φ75 styrrullar. Den huvudsakliga arbetskraften kommer från en AC-servomotor, som är beroende av friktionen mellan materialplattan och de övre och nedre styrrullarna. Tvångsmatning, fördelningshålen av bandstål i hyllkolonnen är stämplade på pressen. Huvuddesignen visas i figur 2. Denna enhet var ursprungligen utformad som ett 3.7KW servokontrollsystem i Prouder, USA. Senare, på grund av utvecklingen av nya produkter, ökades arbetsöverföringsbelastningen, och enligt arbetsprincipen som visas i figur 2 realiseras positionskontrollen mellan effektkontrolldelen och AC-servokontrollen huvudsakligen av ±10V analog signal , det finns ingen effektbegränsning på AC-servosystemet, och det kan i princip bytas ut. Det är den stödjande AC-servostyrenheten och AC-servomotorn i 5KW servoförstärkarmodellen MR-J2S-serien från Mitsubishi Corporation, och enligt produktionsnoggrannhetskraven för motsvarande hyllkomponenter och bestämning av servostyrningsnoggrannheten: ±0.1, då Förhållandet mellan mätrullens omkrets och mätnoggrannhetsområdet är ungefär: 1178. Roterande pulsgivare över 1200PPR bör användas, och kraven för kontroll av positionsnoggrannhet kan väl uppnås under de senare fyra åren av användning.
3.2 Mitsubishi MR-J2 servosystem har egenskaperna god maskinsvar, låg hastighet och optimal tillståndsjustering inklusive mekaniska system. Hastighetsfrekvenssvaret är över 550 Hz, vilket är mycket lämpligt för höghastighetspositioneringstillfällen. För utrustning med ökat belastningsmoment av tröghetsförhållande och dålig seghet.
3.3 Den automatiska matningsanordningen består huvudsakligen av strukturen som visas i figur 3. (1) Den fotoelektriska sensorn 1# matar huvudsakligen tillbaka status för stålbältet som kommer in i pressens arbetsområde, till exempel: överflödigt material, brist på material , etc.; Serv Servomotorn styrs nedåt genom kugghjulet låda Matarrullen överför transportkraften. De kugghjuletlådans överföringsförhållande i och motorhastigheten bestämmer matnings- och positioneringshastigheten för systemet; (3) Den roterande givaren mäter positionssignalen som överförs av den övre styrrullen genom rörelsen med arkmaterialet. ⑷Den mekaniska bromsen inser positionen Det bakre läget är fast; ⑸fotoelektrisk sensor 2# realiserar överföringen av positionssignalen som krävs av pressens arbetsstyrning; ⑹ de övre och nedre formarna inser hålningsläget; pressningens stansning av pressen krävs, matchningen av maskinverktygets eller formens noggrannhet etc.
3.4 Det specifika matningsstegsvärdet för varje munstycke bestäms av PC: n som ställer in motsvarande räknepulsnummer eller jämförelse av längdomvandlingsvärdet och koordineras av den passiva mätåterkopplingen för vinkelgivaren som är ansluten till den övre styrrullen, för att uppnå de stämpling Justerbart, högprecisionsfritt och utan ackumulerat felfritt stegmatning stämpling av arkmaterialet. Det ackumulerade felet hanteras av felkompensationsalgoritmen som ställts in i programmet eller manuell korrigering för att säkerställa högkvalitativt hålavstånd till hyllkolonnen. Praktiken har visat sig mycket praktisk.
3.5 Den automatiska matningsanordningen i utrustningssystemet övervinner bristerna i manuell matning av hyllkolonnens föröppnade platta stålbälte. Den har egenskaperna för enkel användning, pålitligt arbete och hög kontrollnoggrannhet. Det kan avsevärt förbättra arbetets produktivitet. Den kan uppnå 70 gånger med en höghastighets- och högprecisionspress. Arbetsfrekvensen kan delas in i två delar, och arbetstrycket kan nå över 2500KN, vilket kan bilda ett oberoende operativsystem.
4. Analys och arbetsprincip för hyllskäranordning
4.1 Den grundläggande kontrollprincipen är densamma och delar ett enhetligt system. Dess egenskaper är: nummersignalen för hålpositionen på hyllkolonnen mäts med den reflekterande fotoelektriska omkopplaren. Vid ett visst antal hål konverterar det interna huvudkontrollprogrammet antalet hålmätningslägen till längdmätningsläget och på samma sätt fullbordar positionsåterkopplingen och positioneringskontrollen för positionsservosystemet. Huvudstyrmikrodatorn beräknar avvikelsen mellan den givna positionen och den faktiska positionen och justerar den i tid. AC-servomotorn rör sig och slutför positioneringen av önskat värde, huvudrörelsen stannar och leder den hydrauliska avstängningsanordningen för att styra solenoiden ventil att producera den avbrutna arbetssekvensen;
4.2 Huvudskillnaden mellan kontrollläget för hydraulisk avstängning och styrning för flygande skjuvning: ① Kontrollprecisionen för hydraulisk avstängning är hög och den högsta kontrollnoggrannheten är: ± cirka 0.1 mm och inget kumulativt fel, vilket är huvudsakligen återspeglas i den passiva inkrementella fotoelektriska kodaren Hög precision och kontrollsekvenskrav, utrustningen engångsinvestering är hög; men utbytet för första gången är högt, materialutnyttjandegraden är hög och kontrollen för flygande skjuvning måste öka uppföljnings- och återställningsanordningen, och styrsystemet är relativt enkelt; ②I styrprincipen är det hydrauliska stoppskjuvningen absolut kontrollnoggrannhet, det finns inget hastighetsskillnadsfel, etc., flygande skjuvning är relativ kontrollnoggrannhet, vilket är det relativa felet mellan skjuvningspositionen och arbetsstyckets rörelse, på grund av osäkerhet i hastighetsdriftslagen eller fluktuationen av enhetens motstånd och arbetsbelastningen. Huvudrörelsehastigheten för flygande skjuvkontroll är relativt konstant, vilket bidrar till inställning och justering av driftsparametrarna för den stödjande svetsutrustningen. Huvudrörelsekurvan för det hydrauliska stoppskjuvningskontrollläget är mer komplicerat och hög Låghastighetsomvandling och rörelsestopp har ibland lång kalibreringstid; ④Produktionseffektiviteten varierar mycket, och produktionseffektiviteten för den flygande saxen är hög, och det är lätt att utföra produktionskontroll; ⑤ Kraven på utrustningsunderhåll och driftkontroll är helt olika. ⑥Hydrauliskt avstängningsläge är mer gynnsamt för att lösa skärdefekter som snittdeformation och rebound av kallformade profiler. Sammanfattningsvis är det nödvändigt att formulera och välja rimliga driftslägen för utrustningskontroll enligt egenskaperna hos kallformade produkter för att få maximal nytta.
5 Flera huvudproblem vid konstruktion av styrsystem
5.1 Kontrollnoggrannhet för insignalen: Förhållandet mellan mätvalsens omkrets och mätnoggrannhetsområdet bestämmer slutligen produktionsstyrningens noggrannhet för produkten. Produkten med ett större förhållande bör väljas så mycket som möjligt, och lämpligt mätvalsmaterial och kontakten mellan mätvalsen och den kallformade delen bör väljas. Dämpning och elastisk koefficient för att öka friktionskoefficienten och kontakttrycket för att förhindra glidfel i mätprocessen.
5.2 Styrnoggrannhet för utsignalen: Skillnaden i positionsslingans PID -styralgoritm bestämmer styrnoggrannheten och resultaten som erhålls av PID -styrningen. Till exempel har lösningsmetoden en stegsvarsmetod, och tre åtgärdskarakteristika antas enligt kontrollegenskaperna: 1), endast Det finns proportionell kontroll; 2), PI -kontroll; 3), PID -kontroll; och utför PID -beräkning enligt hastighetsformen och mätvärdesdifferentialberäkningsformeln, och utför beräkningen och kontrollen av positiv och negativ åtgärd under motsvarande noggrannhetskrav.
5.3 Inställning av PID -systemparametrar: Huvudstyrmikrodatorn skickar PID -parametrar till kontrollkortet för att se om de angivna parametrarna uppfyller kraven i styrsystemet. Denna process måste realiseras genom parameterinställning. Parameterinställningens huvuduppgift är att bestämma K, A, B och samplingsperioden Timer. Proportionskoefficienten K ökar, så att servodrivsystemet är känsligt och reagerar snabbare. Men om det är för stort, kommer det att orsaka oscillation och justeringstiden blir längre; integralkoefficienten A kommer att öka, Det kan eliminera systemets fel i steady-state, men stabiliteten minskar; differentialkontrollen B kan förbättra de dynamiska egenskaperna, minska överskottet och förkorta justeringstiden Timer. Den specifika avstämningsprocessen måste förbättra kontrollalgoritmen och parameterinställningsmetoden för PID-enheten i den digitala positionsslingan för att formulera anpassningsparametrarna på plats och de faktiska justeringsinställningarna på plats och ställa in dem separat efter olika produkter eller belastning förhållanden, annars kommer positionskontrollprocessen lätt att bildas. Oscillationsfenomen. Som visas i den öppna justeringen i designprogrammet.
5.4 Systemets mekaniska noggrannhet kontrolleras inom ett visst felområde, och den elektriska styrnoggrannheten kan förbättras. Kombinerat med det högpresterande AC-servodrivsystemet kan det vid många tillfällen uppfylla kraven för högprecisionspositionskontroll och även förbättra effektiviteten för positionspositionering. Och precision.
5.5 Huvudprogrammet är ett AC -servostyrningssystem baserat på PC -utvecklingsplattformen. Huvudfunktionerna är: dialog mellan människa och maskin för att justera produktionsdata, enhetsparameterinställningar och PID-parameterinställningar, etc.; för att realisera dataöverföring och bearbetning mellan PC och moduler, och positionsslinga PID -styralgoritm och kontrollera servomotors rörelse, realisera verkan av olika relaterade utrustningar etc. Andra såsom: inställning och justering av stämplingsstegsavståndet, motsvarande justering av varje utgångspulsnummer under ett visst längdvärde, pressens noggrannhet, servomatningsnoggrannheten och inställningen och justeringen av servomatningslängden är alla öppna konstruktioner.
5.6 Huvudprogrammets utformning tar hänsyn till felsvarningsprogramsegmenten för viss utrustning, vilket avsevärt förbättrar utrustningens funktionsförmåga och kontroll av produktionsproduktionskvaliteten, och minskar också tiden för inspektion av utrustningsfel till viss del.
6 slutsats
6.1 Praktisk tillämpning visar att valet av ett rimligt AC -servosystem kan uppfylla kraven i styrsystemet med snabb responshastighet, hög hastighetsnoggrannhet och stark robusthet. Den faktiska noggrannheten för applikationspositionskontroll är upp till cirka 0.1 mm och kan undvika kumulativa fel. Detta styrsystem kan användas vid tillverkning av högprecisionsöppningsserier av kallformade stålprodukter, särskilt produkter som liknar hyllkolonner, det vill säga en kallformad produktionslinje för kallformade stål vertikaler och förstansade hål med hög precision hålpositioner på sidorna.
6.2 AC -servosystemet som appliceras på produktionslinjen för kallvalsformning kan verkligen uppnå hög positionskontrollnoggrannhet; och förstansningsläget och det hydrauliska stoppskjuvningsläget kan användas oberoende, till exempel produktionsprocessen för hyllbalk, det finns inget förstansningsläge etc.

Länk till denna artikel: Tillämpningen av AC Servo System i hyllan kallvalsformande linje

Reprint Statement: Om det inte finns några speciella instruktioner är alla artiklar på denna webbplats original. Ange källan för omtryck: https: //www.cncmachiningptj.com/，tack！

PTJ CNC-butik tillverkar delar med utmärkta mekaniska egenskaper, noggrannhet och repeterbarhet från metall och plast. 5-axlig CNC-fräsning tillgänglig.Bearbetning av högtemperaturlegering räckvidd inkl inkonelbearbetning,monelbearbetning,Geek Ascology-bearbetning,Karp 49-bearbetning,Hastelloy-bearbetning,Nitronic-60-bearbetning,Hymu 80-bearbetning,Verktygsstålbearbetning,etc.,. Perfekt för flygindustrin.CNC-bearbetning producerar delar med utmärkta mekaniska egenskaper, noggrannhet och repeterbarhet från metall och plast. 3-axlig och 5-axlig CNC-fräsning tillgänglig. Vi kommer att strategisera med dig för att tillhandahålla de mest kostnadseffektiva tjänsterna för att hjälpa dig att nå ditt mål. Välkommen att kontakta oss ( sales@pintejin.com ) direkt för ditt nya projekt.