伺服螺旋精壓機控制系統(tǒng)研發(fā)及成形工藝庫實現(xiàn).pdf

1、隨著產(chǎn)品生命周期的縮短、用戶需求的多樣化及新材料新工藝的不斷研發(fā)，對成形設(shè)備的工作模式、運動特性和工藝適應(yīng)性要求越來越高，而傳統(tǒng)成形裝備工作模式單一、工藝適應(yīng)性較差，不能滿足現(xiàn)代制造業(yè)對材料成形過程控制的需求，研究開發(fā)數(shù)字化、信息化和智能化成型裝備是其發(fā)展趨勢。伺服螺旋精壓機采用交流伺服電機來驅(qū)動壓力機滑塊，通過控制系統(tǒng)可以對滑塊運行時的速度、加速度、位移和力等實現(xiàn)精確的數(shù)字控制，極大地改善了成形裝備的工藝適應(yīng)性和使用范圍，為通過優(yōu)化成

2、形工藝的方法來提高材料的成形性能提供了更為便利的條件，其數(shù)字化智能控制也為成型設(shè)備融入智能制造系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。本課題為促進成形裝備的數(shù)字化、信息化和智能化的發(fā)展，針對伺服螺旋精壓機控制系統(tǒng)，開展了以下研究和開發(fā)工作:
　　首先，根據(jù)新型伺服螺旋精壓機控制系統(tǒng)的功能需求和前期研究基礎(chǔ)，采用“工控機+運動控制卡+多功能數(shù)據(jù)采集卡”的硬件控制方案并進行了硬件選型和硬件系統(tǒng)搭建，選用Visual Studio2008(C＃)作為軟件開發(fā)平

3、臺。該方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、實時性和可靠性高;可以充分利用工控機的特點，縮短開發(fā)周期、提高控制性能及系統(tǒng)的可靠性，同時也有利于系統(tǒng)的更新和升級。實踐證明該平臺具有較大的靈活性和較好的通用性，滿足了伺服螺旋精壓機的功能控制要求。
　　第二，開展了伺服螺旋精壓機控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)，重點研究開發(fā)伺服螺旋精壓機運動控制方式和成形工藝庫實現(xiàn)。在運動控制系統(tǒng)方面，系統(tǒng)采用閉環(huán)的運動控制方式，實現(xiàn)滑塊精確控制;采用S型曲線加減速，使滑塊能夠準(zhǔn)確地

4、沿工藝曲線軌跡運動，避免精壓機啟停及變速時所產(chǎn)生的沖擊、越程、失步或震蕩等。運動控制設(shè)計中通過為精壓機建立機械坐標(biāo)系，從而保證記錄數(shù)據(jù)的互換性。設(shè)計了六種基本成形工藝恒速、壓印、靜音沖裁、雙速拉深、薄板高速沖裁、兩級壓制的實現(xiàn)模式，方便用戶普通使用;設(shè)計了兩種通用的控制運動和控制力的自定義工藝模式，用戶可以在此基礎(chǔ)上開發(fā)新型的復(fù)雜的成型工藝，可使伺服螺旋精壓的優(yōu)越特性得到充分發(fā)揮，使其具備能夠?qū)崿F(xiàn)柔性加工的能力。在狀態(tài)檢測和故障監(jiān)控診斷

5、方面，建立基于故障樹分析法和專家系統(tǒng)為精壓機建立故障診斷系統(tǒng)，通過傳感器和診斷系統(tǒng)可以采集記錄各種狀態(tài)和故障信號，并對故障能夠及時診斷和處理，從而保障系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。
　　第三，開發(fā)了伺服螺旋精壓機控制軟件。針對伺服螺旋精壓機的工作特點、性能要求、控制模式和軟件開發(fā)平臺，遵循系統(tǒng)的完整性、可觀察性、有效性、可移植性的開發(fā)原則，對系統(tǒng)的程序進行設(shè)計。設(shè)計了由權(quán)限管理、主控界面兩部分構(gòu)成的軟件系統(tǒng);針對控制系統(tǒng)的功能特點，采用模塊

6、化和面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法來進行控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計，把控制系統(tǒng)軟件劃分為邏輯控制部分、運動控制部分、實時監(jiān)測部分和故障檢測及數(shù)據(jù)處理四部分構(gòu)成的控制系統(tǒng)軟件，并對各功能模塊進行了詳細(xì)的設(shè)計。
　　最后，對伺服螺旋精壓機控制系統(tǒng)進行了集成，并進行調(diào)試和檢測。測試結(jié)果表明控制系統(tǒng)滿足伺服螺旋精壓機的控制要求，控制系統(tǒng)具備良好的工藝適應(yīng)性和柔性，系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠;控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)成形工藝庫中的工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)柔性加工，同時以力為驅(qū)動條件的成