基于電容儲(chǔ)能的曲柄伺服壓力機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著金屬板料成形的研究與應(yīng)用不斷深入，材料加工裝備也向柔性化和智能化的方向不斷發(fā)展。由于伺服壓力機(jī)本身具有高度柔性化的速度調(diào)節(jié)能力，因此其在板料成形領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的機(jī)械壓力機(jī)相比，伺服壓力機(jī)沒有飛輪與離合器，而是使用伺服電機(jī)對(duì)設(shè)備進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)。本文主要開發(fā)并設(shè)計(jì)了一整套曲柄伺服壓力機(jī)的控制系統(tǒng)，同時(shí)將電容儲(chǔ)能裝置與伺服系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，采用電容儲(chǔ)能系統(tǒng)以提高伺服系統(tǒng)的能量利用率。
　　針對(duì)現(xiàn)在市場(chǎng)上機(jī)械壓力機(jī)的各種

2、傳動(dòng)形式，本文選取了曲柄式結(jié)構(gòu)，并對(duì)曲柄式壓力機(jī)的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了分析，分析發(fā)現(xiàn)曲柄式壓力機(jī)結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)形式較為簡(jiǎn)單明了，同時(shí)在下死點(diǎn)附近有較大的力放大倍數(shù)，能較好的滿足下死點(diǎn)附近加工的需求。
　　針對(duì)以往伺服壓力機(jī)中對(duì)于能量的回收一般采用回饋電網(wǎng)或通過制動(dòng)電阻進(jìn)行釋放，本文提出采用電容柜輔助控制系統(tǒng)對(duì)其制動(dòng)、減速時(shí)的能量進(jìn)行吸收，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻進(jìn)行釋放，從而提高能量的利用率。最終完成了一套獨(dú)立的電容柜儲(chǔ)能釋放控制系統(tǒng)。

3、　　對(duì)于曲柄伺服壓力機(jī)控制系統(tǒng)的開發(fā)，本文選擇使用西門子Sinamic S120控制系統(tǒng)為硬件基礎(chǔ)，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行程序的下位機(jī)開發(fā)。同時(shí)將S120控制系統(tǒng)與電容柜系統(tǒng)進(jìn)行整合，形成一套完整的伺服壓力機(jī)控制系統(tǒng)。
　　該控制系統(tǒng)現(xiàn)已成功用于自主研發(fā)的2000KN曲柄伺服壓力機(jī)，本文對(duì)伺服壓力機(jī)中各階段的曲線進(jìn)行分析，對(duì)伺服壓力機(jī)中的能量流動(dòng)等作出更進(jìn)一步的分析。數(shù)據(jù)表明，電容柜輔助控制系統(tǒng)在曲柄伺服壓力機(jī)運(yùn)行過程中能達(dá)到預(yù)期作用，提