伺服運(yùn)動(dòng)技術(shù)及其在冷彎成型設(shè)備中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2017-06-19 17:47:16 點(diǎn)擊次數(shù)：55
貨架冷彎機(jī)組系統(tǒng)功能介紹
1 系統(tǒng)配置：
貨架冷彎機(jī)組系統(tǒng)由開卷機(jī),、校平機(jī),、切頭焊接機(jī)組,、伺服送料機(jī)組,、在線沖孔壓力機(jī),、冷彎機(jī)組,、定尺飛剪,、出料架等基本結(jié)構(gòu)組成,，(如圖1所示),。也形成了貨架冷彎組件特有的冷彎成型工藝特點(diǎn),。根據(jù)從生產(chǎn)現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)分析，實(shí)際孔位控制精度σ基本穩(wěn)定在±0.15mm以內(nèi),，且孔位誤差符合正態(tài)分布規(guī)律,，電氣控制精度確保在一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼脈沖上漂移,，從根本上也保證了總長度上的累積誤差最小，基本穩(wěn)定在6σ以內(nèi),。由此也對貨架組件的冷彎制造工藝提出了更高的要求,，并形成了貨架組件特定的冷彎生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備。
2 發(fā)展方向：
伺服系統(tǒng)一般有兩個(gè)發(fā)展方向,。一個(gè)是滿足一般工業(yè)應(yīng)用要求,，在對性能指標(biāo)要求不高的應(yīng)用場合，追求低成本,、少維護(hù),、使用簡單等特點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，如變頻電機(jī),、變頻器等,。另一個(gè)就是代表著伺服系統(tǒng)發(fā)展水平的主導(dǎo)產(chǎn)品—伺服電機(jī)、伺服控制器,，追求高性能,、高速度、數(shù)字化,、智能型,、網(wǎng)絡(luò)化的驅(qū)動(dòng)控制，以滿足用戶較高的應(yīng)用要求,。
伺服技術(shù)在冷彎成型設(shè)備中的應(yīng)用涉及到這兩類發(fā)展方向,，上位機(jī)的選擇涉及CNC系統(tǒng)或可編程控制器（PLC），并通過伺服系統(tǒng)配置的標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口（如RS-232C,、RS-422接口,、專用多芯線纜接口等）和專用的局域網(wǎng)接口進(jìn)行系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)傳輸與處理，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下功能：運(yùn)用伺服電機(jī),、伺服控制器構(gòu)成的在線伺服裝置實(shí)現(xiàn)在線沖孔精確定位控制組塊,、運(yùn)用變頻電機(jī)、變頻器等構(gòu)成的系統(tǒng)主體傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在線長度液壓切斷定位控制,，貨架冷彎成型設(shè)備的系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)通過人機(jī)對話的方式來設(shè)置,，伺服系統(tǒng)參數(shù)的在線調(diào)試設(shè)定及其自整定功能,、系統(tǒng)故障自診斷與分析功能等需要結(jié)合機(jī)組的生產(chǎn)工藝性及其現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)及其處理結(jié)果并結(jié)合選用的上位控制機(jī)系統(tǒng)和軟件配置進(jìn)行設(shè)定和調(diào)試,。
3 控制算法：
冷彎成型設(shè)備采用從主傳動(dòng)電機(jī)軸端的位置旋轉(zhuǎn)編碼器采集位置和速度信號，在冷彎型材某個(gè)平面接觸旋轉(zhuǎn)編碼器采樣信號,，構(gòu)成系統(tǒng)主傳動(dòng)交流變頻電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制內(nèi),、外部閉環(huán)速度位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)，內(nèi)部速度控制閉環(huán)采用速度實(shí)時(shí)檢測控制算法,。這樣不僅使電機(jī)的低速性能得到進(jìn)一步提高,，速度波動(dòng)和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)降到最低,，還確保了冷彎成型過程的運(yùn)行穩(wěn)定和速度控制，外部位置控制閉環(huán)采用PID運(yùn)動(dòng)控制算法,，確保冷彎成型過程的位置定位控制精度和位置定位效率,。
比如，某公司的貨架冷彎成型機(jī)組的主傳動(dòng)電機(jī)功率達(dá)到37KW,，基本控制定位精度在±0.5mm左右,，最高控制精度在±0.1mm左右，實(shí)際位置控制時(shí)間小于500ms,；在線伺服沖孔裝置通過接口與外部被動(dòng)運(yùn)動(dòng)端測量的旋轉(zhuǎn)編碼器構(gòu)成高精度的全閉環(huán)位置定位調(diào)節(jié)系統(tǒng),，能使機(jī)械加工誤差、齒輪間隙,、結(jié)構(gòu)受力彈性變形等誤差所造成的影響降低到最小,。
目前應(yīng)用在貨架冷彎成型設(shè)備中的伺服控制器都采用了多種新算法。目前比較常用的算法主要有PID/IPD（比例微分積分）控制切換,、前饋控制,、速度實(shí)時(shí)監(jiān)控、共振抑制控制,、可變增益控制,、振動(dòng)抑制控制、模型規(guī)范適應(yīng)控制,、反復(fù)控制,、預(yù)測控制、模型跟蹤控制,、在線自動(dòng)修正控制,、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等,；通過采用這些功能算法,，可以使伺服控制器的響應(yīng)速度、穩(wěn)定性,、準(zhǔn)確性和可操作性都達(dá)到了很高的水平,，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的全數(shù)字控制。
