L'applicazione del servosistema CA nella linea di formatura a freddo per scaffali

1.2 Questo articolo analizza e discute i dispositivi di controllo della pre-perforazione e dell'interruzione idraulica della linea di produzione di piegatura a freddo della colonna dello scaffale importata utilizzando il principio del servocomando AC e si sforza di raggiungere lo scopo e i requisiti di un controllo di alta precisione della posizione in molti freddi occasioni di piegatura. Incoraggia i compagni.
2. Il principio di funzionamento della linea di piegatura a freddo dello scaffale
2.1 Il processo di produzione di base e la composizione dell'attrezzatura della linea di laminazione a freddo dello scaffale:
2.1.1 Il processo di produzione generale dei componenti dello scaffale è: srotolamento, livellamento, servoalimentazione, punzonatura, formatura, laminazione, raddrizzatura, taglio a misura, confezionamento, trattamento post-spruzzatura, ecc.;
2.1.2 L'attrezzatura corrispondente è: svolgitore, livellatrice, dispositivo di alimentazione servo, pressa, dispositivo di taglio idraulico della testa di raddrizzatura del laminatoio per piegatura a freddo e pressa per balle della stazione idraulica o altre apparecchiature ausiliarie + sistema di controllo elettrico, ecc.
2.2 Il principio di base del sistema di servocomando AC della linea di laminazione a freddo dello scaffale:
Come mostrato nella Figura 1.
2.3 Il sistema è composto da cinque parti, vale a dire computer, scheda di controllo del servoazionamento, sistema di controllo della velocità del servo AC, rilevamento e feedback del sensore e sistema di esecuzione dell'azione principale ausiliaria. Il programma di controllo principale è di poche centinaia di K, in esecuzione con il sistema operativo DOS, il microcomputer di controllo principale è collegato alla scheda di controllo del servoazionamento tramite la porta di stampa LP1 e invia comandi di posizione o velocità tramite la linea dati, regolazione adattativa o impostazione dei parametri di regolazione PID, vedere Dopo la figura, ed eseguire la conversione da digitale ad analogico, inviare il segnale analogico ±10V attraverso la scheda di controllo corrispondente e pilotare il servomotore dopo essere stato amplificato dal servoamplificatore CA. Il sistema di feedback del controllo di posizione ad anello semichiuso o ad anello chiuso è aumentato dal motore albero fine. L'encoder fotoelettrico quantitativo fornisce segnali per completare il feedback di posizione del servosistema di posizione. L'elemento di rilevamento nell'encoder fotoelettrico incrementale ad anello di feedback di posizione trasmette le variazioni di spostamento in tempo reale delle parti mobili al sito sotto forma di impulsi differenziali di fase A e B. Il conteggio degli impulsi dell'encoder viene eseguito nella stazione di controllo per ottenere informazioni digitali sulla posizione. Dopo che il microcomputer di controllo principale ha calcolato la deviazione tra la posizione data e la posizione effettiva, viene adottata la strategia di controllo PID corrispondente in base all'intervallo di deviazione e la funzione di controllo digitale viene convertita in analogico tramite la conversione da digitale ad analogico. Controllare la tensione e inviarla al servoamplificatore e infine regolare il movimento del motore, completare il valore desiderato del controllo di posizionamento di feedback ad anello chiuso ripetuto e realizzare il piccolo errore e il posizionamento della posizione ad alta precisione nel principio di controllo; quindi il programma di controllo principale emette il funzionamento del sistema di esecuzione dell'azione principale ausiliaria Comando per completare l'azione di frenatura meccanica specifica, movimento di punzonatura della pressa, movimento di tranciatura di arresto idraulico, ecc.
2.4 Le caratteristiche principali di questa unità: elevato costo di investimento una tantum, grande servoalimentazione CA presenta alcune limitazioni, ma il costo operativo successivo è basso, in particolare l'alto tasso di rendimento dei componenti dello scaffale, l'elevata precisione del prodotto, l'ampia gamma di applicazioni e l'elevata aggiunta valore di uscita.
3. Analisi e principio di funzionamento dell'alimentatore automatico e del dispositivo di punzonatura
3.1 Il dispositivo di alimentazione automatica del processo di preforatura della linea di produzione di piegatura a freddo della colonna della mensola è composto da una coppia superiore e inferiore di rulli di guida φ75. La potenza di lavoro principale proviene da un servomotore CA, che si basa sull'attrito tra la piastra del materiale e i rulli di guida superiore e inferiore. Alimentazione forzata, i fori di distribuzione del nastro d'acciaio della colonna dello scaffale sono stampati sulla pressa. Il design principale è mostrato nella Figura 2. Questo dispositivo è stato originariamente progettato come sistema di servocontrollo da 3.7 KW di Prouder, USA. Successivamente, a causa dello sviluppo di nuovi prodotti, il carico di trasmissione del lavoro è stato aumentato e, secondo il principio di funzionamento mostrato nella Figura 2, il controllo della posizione tra la parte di controllo dell'alimentazione e il servocontrollo CA è principalmente realizzato dal segnale analogico ±10V , non vi è alcun limite di potenza sul servosistema CA e in linea di principio può essere sostituito. È il servocontrollore CA di supporto e il servomotore CA del servoamplificatore da 5KW modello MR-J2S-series di Mitsubishi Corporation e in base ai requisiti di precisione di produzione dei corrispondenti componenti dello scaffale e alla determinazione della precisione del servocomando: ± 0.1, quindi il rapporto tra la circonferenza del rullo di misurazione e l'intervallo di precisione di misurazione è di circa: 1178. Dovrebbero essere utilizzati encoder rotativi superiori a 1200PPR e i requisiti di controllo della precisione di posizione possono essere ben raggiunti nei successivi quattro anni di applicazione.
3.2 Il servosistema Mitsubishi MR-J2 ha le caratteristiche di una buona reattività della macchina, stabilità alle basse velocità e regolazione ottimale dello stato, compresi i sistemi meccanici. La risposta in frequenza della velocità è superiore a 550 HZ, il che è molto adatto per le occasioni di posizionamento ad alta velocità. Per apparecchiature con elevato rapporto di momento d'inerzia e scarsa tenacità.
3.3 Il dispositivo di alimentazione automatica è composto principalmente dalla struttura mostrata in Figura 3. (1) Il sensore fotoelettrico 1# restituisce principalmente lo stato del nastro d'acciaio che entra nell'area di lavoro della pressa, come ad esempio: materiale in eccesso, mancanza di materiale , eccetera.; ⑵Il servomotore viene guidato verso il basso attraverso ingranaggio box Il rullo di alimentazione trasmette la forza di trasporto. Il ingranaggioil rapporto di trasmissione della scatola i e la velocità del motore determinano la velocità di avanzamento e posizionamento del sistema; (3) L'encoder rotativo misura il segnale di posizione trasmesso dal rullo di guida superiore attraverso il movimento con il materiale in foglio. ⑷Il freno meccanico realizza il posizionamento La posizione posteriore è fissa; ⑸il sensore fotoelettrico 2# realizza la trasmissione del segnale di posizione richiesto dal controllo di lavoro della pressa; ⑹gli stampi superiore ed inferiore realizzano la punzonatura della posizione del foro; è richiesta la corrispondenza del tonnellaggio di punzonatura della pressa, la corrispondenza della precisione della macchina utensile o dello stampo, ecc.
3.4 Il valore specifico del passo di alimentazione di ogni matrice è determinato dal PC che imposta il numero di impulsi di conteggio corrispondente o il confronto del valore di conversione della lunghezza ed è coordinato dal feedback di misurazione passiva dell'encoder angolare collegato al rullo di guida superiore, in modo da realizzare il stampigliatura Avanzamento graduale senza errori regolabile, ad alta precisione e senza accumulo stampigliatura del materiale in foglio. L'errore accumulato viene gestito dall'algoritmo di compensazione dell'errore impostato nel programma o dalla correzione manuale per garantire la distanza dei fori di alta qualità della colonna dello scaffale. La pratica si è rivelata molto pratica.
3.5 Il dispositivo di alimentazione automatica nel sistema dell'attrezzatura supera le carenze dell'alimentazione manuale del nastro piatto d'acciaio di preapertura della colonna dello scaffale. Ha le caratteristiche di un funzionamento semplice, un lavoro affidabile e un'elevata precisione di controllo. Può migliorare notevolmente la produttività del lavoro. Può raggiungere 70 volte con una pressa ad alta velocità e alta precisione. La frequenza di lavoro può essere divisa in due parti e la pressione di esercizio può raggiungere oltre 2500 KN, che possono formare un sistema operativo indipendente.
4. Analisi e principio di funzionamento del dispositivo di taglio a scaffale
4.1 Il principio di base del controllo è lo stesso e condivide un sistema unificato. Le sue caratteristiche sono: il segnale numerico della posizione del foro sulla colonna dello scaffale è misurato dall'interruttore fotoelettrico riflettente. Ad un certo numero di fori, il programma di controllo principale interno converte la modalità di misurazione del numero di fori nella modalità di misurazione della lunghezza e, in modo simile, completa il feedback di posizione e il controllo di posizionamento del servosistema di posizione. Il microcomputer di controllo principale calcola la deviazione tra la posizione data e la posizione effettiva e la regola nel tempo. Il servomotore AC si sposta e completa il posizionamento del valore desiderato, il movimento principale si ferma e porta il dispositivo di interruzione idraulica a comandare il solenoide valvola produrre la sequenza di lavoro di cut-off;
4.2 La principale differenza tra la modalità di controllo dell'interruzione idraulica e la modalità di controllo della cesoia volante: ①La precisione di controllo dell'interruzione idraulica è elevata e la massima precisione di controllo è: ± circa 0.1 mm e nessun errore cumulativo, che è si riflette principalmente nell'encoder fotoelettrico incrementale passivo Requisiti di sequenza di controllo e di alta precisione, l'investimento una tantum dell'attrezzatura è elevato; ma la resa iniziale è elevata, il tasso di utilizzo del materiale è elevato e il controllo del taglio volante deve aumentare il dispositivo di follow-up e ripristino e il sistema di controllo è relativamente semplice; ②Nel principio di controllo, l'arresto idraulico Shear è una precisione di controllo assoluta, non vi è alcun errore di differenza di velocità, ecc., Il taglio volante è una precisione di controllo relativa, che è l'errore relativo tra la posizione di taglio e il movimento del pezzo, a causa del incertezza della legge di funzionamento della velocità o della fluttuazione della resistenza dell'unità e del carico di lavoro. La velocità di movimento principale del controllo del taglio volante è relativamente costante, il che favorisce l'impostazione e la regolazione dei parametri operativi dell'attrezzatura di saldatura di supporto. La curva di movimento principale della modalità di controllo del taglio di arresto idraulico è più complicata e alta Gli stati di conversione a bassa velocità e di arresto del movimento a volte hanno un tempo di calibrazione lungo; ④L'efficienza di produzione varia notevolmente e l'efficienza di produzione della cesoia volante è elevata ed è facile eseguire il controllo della produzione; I requisiti per la manutenzione delle apparecchiature e il controllo del funzionamento sono molto diversi. ⑥La modalità di taglio idraulico è più favorevole alla risoluzione dei difetti di taglio come la deformazione del taglio e il rimbalzo dei profili formati a freddo. In sintesi, è necessario formulare e selezionare ragionevoli modalità operative di controllo dell'attrezzatura in base alle caratteristiche dei prodotti formati a freddo al fine di ottenere il massimo beneficio.
5 Diversi problemi principali nella progettazione del sistema di controllo
5.1 Precisione di controllo del segnale di ingresso: il rapporto tra la circonferenza del rullo di misurazione e l'intervallo di precisione di misurazione determina in ultima analisi la precisione di controllo della produzione del prodotto. Il prodotto con un rapporto maggiore dovrebbe essere selezionato il più possibile e dovrebbe essere selezionato il materiale del rullo di misurazione appropriato e il contatto tra il rullo di misurazione e la parte formata a freddo. Smorzamento e coefficiente elastico per aumentare il coefficiente di attrito e la pressione di contatto per prevenire errori di slittamento nel processo di misurazione.
5.2 Precisione di controllo del segnale di uscita: La differenza nell'algoritmo di controllo PID dell'anello di posizione determina la precisione di controllo ei risultati ottenuti dal controllo PID. Ad esempio, il metodo di soluzione ha un metodo di risposta al gradino e tre caratteristiche di azione sono adottate in base alle caratteristiche di controllo: 1), solo Ci sono controllo proporzionale; 2), controllo PI; 3), controllo PID; ed eseguire il calcolo PID in base alla forma della velocità e alla formula di calcolo differenziale del valore misurato ed eseguire il calcolo e il controllo dell'azione positiva e negativa in base ai requisiti di precisione corrispondenti.
5.3 Regolazione dei parametri del sistema PID: Il microcomputer di controllo principale invia i parametri PID alla scheda di controllo per verificare se i parametri forniti soddisfano i requisiti del sistema di controllo. Questo processo deve essere realizzato mediante la regolazione dei parametri. Il compito principale della regolazione dei parametri è determinare K, A, B e il timer del periodo di campionamento. Il coefficiente proporzionale K aumenta, in modo che il sistema di servoazionamento sia sensibile e risponda più velocemente. Tuttavia, se è troppo grande, causerà oscillazioni e il tempo di regolazione sarà più lungo; il coefficiente integrale A aumenterà, può eliminare l'errore di stato stazionario del sistema, ma la stabilità è ridotta; il controllo differenziale B può migliorare le caratteristiche dinamiche, ridurre l'overshoot e ridurre il tempo di regolazione Timer. Il processo di ottimizzazione specifico deve migliorare l'algoritmo di controllo e il metodo di ottimizzazione dei parametri del dispositivo PID dell'anello di posizione digitale per formulare i parametri di adattamento in loco e le impostazioni di regolazione in loco effettive e impostarli separatamente in base ai diversi prodotti o carichi condizioni, altrimenti il ​​processo di controllo della posizione sarà facilmente formato. Fenomeno oscillatorio. Come mostrato nella regolazione aperta impostata nel programma di progettazione.
5.4 La precisione meccanica del sistema è controllata entro un certo intervallo di errore e la precisione del controllo elettrico può essere migliorata. In combinazione con il sistema di servoazionamento CA ad alte prestazioni, può soddisfare i requisiti del controllo di posizione ad alta precisione in molte occasioni e anche migliorare l'efficienza del posizionamento della posizione. E precisione.
5.5 Il programma principale è un sistema di servocontrollo AC basato sulla piattaforma di sviluppo PC. Le funzioni principali sono: dialogo uomo-macchina per la regolazione dei dati di produzione del prodotto, impostazione dei parametri del dispositivo e impostazione dei parametri PID, ecc.; per realizzare il trasferimento e l'elaborazione dei dati tra PC e moduli e l'algoritmo di controllo PID del loop di posizione e controllare il movimento del servomotore, realizzare l'azione di varie apparecchiature correlate, ecc. Altri come: l'impostazione e la regolazione della distanza del passo di stampaggio, il la regolazione corrispondente di ciascun numero di impulsi di uscita al di sotto di un determinato valore di lunghezza, la precisione di controllo della pressa, la precisione di alimentazione del servo e l'impostazione e la regolazione del valore della lunghezza di alimentazione del servo sono tutti design aperti.
5.6 La progettazione del programma principale tiene conto dei segmenti del programma di avviso di guasto di alcune apparecchiature, il che migliora notevolmente l'operatività delle apparecchiature e il controllo della qualità della produzione del prodotto e riduce anche il tempo per l'ispezione dei guasti delle apparecchiature in una certa misura.
Conclusione di 6
6.1 L'applicazione pratica mostra che la selezione di un servosistema CA ragionevole può soddisfare i requisiti del sistema di controllo con velocità di risposta rapida, precisione ad alta velocità e forte robustezza. La precisione effettiva del controllo della posizione dell'applicazione è fino a circa 0.1 mm e può evitare errori cumulativi. Questo sistema di controllo può essere utilizzato nella produzione di serie di aperture ad alta precisione di prodotti in acciaio formati a freddo, in particolare prodotti simili a colonne a scaffale, ovvero una linea di produzione formata a freddo per verticali in acciaio formati a freddo e fori preforati con posizioni dei fori ad alta precisione sui lati.
6.2 Il servosistema AC applicato alla linea di produzione di laminazione a freddo dello scaffale può effettivamente raggiungere un'elevata precisione di controllo della posizione; e la modalità di preforatura e la modalità di taglio di arresto idraulico possono essere utilizzate indipendentemente, come il processo di produzione della trave a scaffale, non esiste una modalità di preforatura, ecc.

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