伺服螺旋精壓機(jī)控制系統(tǒng)研發(fā)及成形工藝庫實(shí)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(duì)成形設(shè)備的工作模式、運(yùn)動(dòng)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(duì)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(shì)。伺服螺旋精壓機(jī)采用交流伺服電機(jī)來驅(qū)動(dòng)壓力機(jī)滑塊，通過控制系統(tǒng)可以對(duì)滑塊運(yùn)行時(shí)的速度、加速度、位移和力等實(shí)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(jìn)成形裝備的數(shù)字化、信息化和智能化的發(fā)展，針對(duì)伺服螺旋精壓機(jī)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(jī)控制系統(tǒng)的功能需求和前期研究基礎(chǔ)，采用“工控機(jī)+運(yùn)動(dòng)控制卡+多功能數(shù)據(jù)采集卡”的硬件控制方案并進(jìn)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(tái)。該方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性和可靠性高;可以充分利用工控機(jī)的特點(diǎn)，縮短開發(fā)周期、提高控制性能及系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)也有利于系統(tǒng)的更新和升級(jí)。實(shí)踐證明該平臺(tái)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(jī)的功能控制要求。
　　第二，開展了伺服螺旋精壓機(jī)控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)，重點(diǎn)研究開發(fā)伺服螺旋精壓機(jī)運(yùn)動(dòng)控制方式和成形工藝庫實(shí)現(xiàn)。在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)方面，系統(tǒng)采用閉環(huán)的運(yùn)動(dòng)控制方式，實(shí)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(yùn)動(dòng)，避免精壓機(jī)啟停及變速時(shí)所產(chǎn)生的沖擊、越程、失步或震蕩等。運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)中通過為精壓機(jī)建立機(jī)械坐標(biāo)系，從而保證記錄數(shù)據(jù)的互換性。設(shè)計(jì)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?zèng)_裁、兩級(jí)壓制的實(shí)現(xiàn)模式，方便用戶普通使用;設(shè)計(jì)了兩種通用的控制運(yùn)動(dòng)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(cè)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(jī)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(hào)，并對(duì)故障能夠及時(shí)診斷和處理，從而保障系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
　　第三，開發(fā)了伺服螺旋精壓機(jī)控制軟件。針對(duì)伺服螺旋精壓機(jī)的工作特點(diǎn)、性能要求、控制模式和軟件開發(fā)平臺(tái)，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(duì)系統(tǒng)的程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)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(duì)控制系統(tǒng)的功能特點(diǎn)，采用模塊

6、化和面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法來進(jìn)行控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，把控制系統(tǒng)軟件劃分為邏輯控制部分、運(yùn)動(dòng)控制部分、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)部分和故障檢測(cè)及數(shù)據(jù)處理四部分構(gòu)成的控制系統(tǒng)軟件，并對(duì)各功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。
　　最后，對(duì)伺服螺旋精壓機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了集成，并進(jìn)行調(diào)試和檢測(cè)。測(cè)試結(jié)果表明控制系統(tǒng)滿足伺服螺旋精壓機(jī)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(shí)以力為驅(qū)動(dòng)條件的成