伺服運動技術及其在冷彎成型設備中的應用
發(fā)布時間：2017-06-19 17:47:16 點擊次數(shù)：55
貨架冷彎機組系統(tǒng)功能介紹
1 系統(tǒng)配置：
貨架冷彎機組系統(tǒng)由開卷機,、校平機,、切頭焊接機組、伺服送料機組,、在線沖孔壓力機,、冷彎機組,、定尺飛剪、出料架等基本結構組成,，(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。根據(jù)從生產(chǎn)現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)分析,，實際孔位控制精度σ基本穩(wěn)定在±0.15mm以內,，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旋轉編碼脈沖上漂移,，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,。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)關鍵技術和設備,。
2 發(fā)展方向：
伺服系統(tǒng)一般有兩個發(fā)展方向,。一個是滿足一般工業(yè)應用要求，在對性能指標要求不高的應用場合,，追求低成本,、少維護、使用簡單等特點的驅動產(chǎn)品,，如變頻電機,、變頻器等。另一個就是代表著伺服系統(tǒng)發(fā)展水平的主導產(chǎn)品—伺服電機,、伺服控制器,，追求高性能、高速度,、數(shù)字化,、智能型、網(wǎng)絡化的驅動控制,，以滿足用戶較高的應用要求,。
伺服技術在冷彎成型設備中的應用涉及到這兩類發(fā)展方向，上位機的選擇涉及CNC系統(tǒng)或可編程控制器（PLC）,，并通過伺服系統(tǒng)配置的標準串行通信接口（如RS-232C,、RS-422接口、專用多芯線纜接口等）和專用的局域網(wǎng)接口進行系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)傳輸與處理,，系統(tǒng)實現(xiàn)如下功能：運用伺服電機,、伺服控制器構成的在線伺服裝置實現(xiàn)在線沖孔精確定位控制組塊、運用變頻電機,、變頻器等構成的系統(tǒng)主體傳動系統(tǒng)實現(xiàn)產(chǎn)品在線長度液壓切斷定位控制,，貨架冷彎成型設備的系統(tǒng)運行參數(shù)通過人機對話的方式來設置，伺服系統(tǒng)參數(shù)的在線調試設定及其自整定功能,、系統(tǒng)故障自診斷與分析功能等需要結合機組的生產(chǎn)工藝性及其現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)及其處理結果并結合選用的上位控制機系統(tǒng)和軟件配置進行設定和調試,。
3 控制算法：
冷彎成型設備采用從主傳動電機軸端的位置旋轉編碼器采集位置和速度信號，在冷彎型材某個平面接觸旋轉編碼器采樣信號,，構成系統(tǒng)主傳動交流變頻電機的運動控制內,、外部閉環(huán)速度位置調節(jié)系統(tǒng)，內部速度控制閉環(huán)采用速度實時檢測控制算法,。這樣不僅使電機的低速性能得到進一步提高,，速度波動和轉矩波動降到最低，還確保了冷彎成型過程的運行穩(wěn)定和速度控制,，外部位置控制閉環(huán)采用PID運動控制算法,，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組的主傳動電機功率達到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,，實際位置控制時間小于500ms,；在線伺服沖孔裝置通過接口與外部被動運動端測量的旋轉編碼器構成高精度的全閉環(huán)位置定位調節(jié)系統(tǒng)，能使機械加工誤差,、齒輪間隙,、結構受力彈性變形等誤差所造成的影響降低到最小。
目前應用在貨架冷彎成型設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、速度實時監(jiān)控,、共振抑制控制,、可變增益控制、振動抑制控制,、模型規(guī)范適應控制,、反復控制、預測控制,、模型跟蹤控制,、在線自動修正控制、模糊控制,、神經(jīng)網(wǎng)絡控制等,；通過采用這些功能算法，可以使伺服控制器的響應速度,、穩(wěn)定性,、準確性和可操作性都達到了很高的水平，實現(xiàn)了真正意義上的全數(shù)字控制,。
