定長切料伺服控制系統(tǒng)的應用

張細蘭

(華東交通大學 繼續(xù)教育學院,江西 南昌 330013)

目前使用的切料機只能切出固定長度的材料,要切出多種規(guī)格的材料,需要購買多臺切機。本文介紹的能用一臺切機切出多種長度的材料既可節(jié)約投資,又能滿足生產(chǎn)要求。具有良好的經(jīng)濟效益。

1 系統(tǒng)構成及工作原理

切料機主要由切刀系統(tǒng)、給料控制系統(tǒng)組成。切料系統(tǒng)方框圖見圖1。

圖1 切料系統(tǒng)方框圖Fig.1 Cutting material sy stem block diagram

長度設定可通過置于切機控制系統(tǒng)面板上的控制器根據(jù)實際需要來設定(長度從0.01～80 mm可任意設定)。當長度控制器接到的實際長度信號小于設定長度時,伺服控制器驅動伺服電機,伺服電機帶動給料機構連續(xù)給料,同時安裝在電機上的高分辨率脈沖編碼器采樣的實際長度反饋給長度控制器進行比較,直到實際長度達到設定長度后伺服控制器停止輸出,伺服電機精確定位后停止。等待切刀切料,同時實際長度清零。當切刀抬起后,定長控制系統(tǒng)重復以上程序,直到給料機構達到前進限位后停止。

為了提高工作效率,當給料機構達到前進限位且切刀抬起到最高點后,切刀自動停止,經(jīng)過一定的延時(可根據(jù)原材料的種類設置不同的時間),給料機構自動后退,直到退至后退極限位時停止。加料后啟動系統(tǒng),切機進行下一個循環(huán)。原理圖見圖2、圖3、圖4。

圖2 切料系統(tǒng)主電路原理圖Fig.2 Cut material system main circuit diag ram

圖3 切料系統(tǒng)控制電路原理圖Fig.3 Cut material sy stem control circuit diagram

圖4 切料系統(tǒng)計數(shù)原理圖Fig.4 Cut counts charging system diagram

2 部件選型

2.1 長度控制器

采用某公司生產(chǎn)的DLT-C11-A1型長度控制器。該控制器具有記數(shù)功能,可設定每計數(shù)一次相對應的長度值(量值),且達到計數(shù)設定值后輸出開關量信號,控制伺服系統(tǒng)停止輸出。在收到給料信號后,實際長度清零并重新計數(shù)。

2.2 實際長度采樣

實際長度采樣系統(tǒng)采用OMRON生產(chǎn)的E6B2-CWZ6C脈沖編碼器采樣,編碼器安裝在電機軸伸端,當給料伺服電機旋轉時帶動編碼器旋轉,每個脈沖的量程可在計數(shù)器中根據(jù)實際核準,精度可達到0.01 mm。

2.3 伺服控制器

伺服控制器采用某公司生產(chǎn)的DLT-S11-0007T4A新型驅動裝置。該裝置能接受外部脈波輸入,實現(xiàn)精確定位控制;高速DSP使裝置能在空載時速度從-3 000 r/min到3 000 r/min的加速時間小于20 ms,響應非常迅速;伺服通過來回擺蕩電機可自動進行負載慣量的評測,停止后可自行判斷適當?shù)脑鲆?也可由使用者自行設定增益。速度控制回路具有PI(比例積分)控制架構和PDFF(微分前饋比例積分)控制架構。PDFF可以消除震蕩,見圖5、圖6、圖7。

圖5 PI控制構架方框圖Fig.5 PI control architecture block diagram

圖6 PDFF控制構架方框圖Fig.6 PDFF control architecture block diagram

圖7 PI-PDFF速度曲線比較圖Fig.7 PI-PDFF comparison chart speed curves

2.4 伺服電機

伺服電機采用臺達ECMA-C30604-S400W三相伺服電機,該電機具有轉動慣量小、輸出轉矩大的特點,易于提高系統(tǒng)的快速響應性。

3 主要技術指標及結論

切機改造前后的主要技術指標見表1。

表1 切機改造前后主要技術指標對照表Tab.1 Main parameters comparision before and after cut reform

通過對浙江瑞安生產(chǎn)的DQ201三型切機進行改造,切料長度可隨意調(diào)節(jié),一臺切機可以生產(chǎn)出多種規(guī)格的原材料,能滿足企業(yè)生產(chǎn)不同規(guī)格原材料的要求。

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