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伺服控制在数控移动锯上的应用

发表于:2019-08-14 11:04 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  伺服数控移动锯控制系统是一种完全新型的,在焊管连续生产线上进行同步锯切定尺管的高效率自动生产系统。它的最大特点是飞锯小车的传动和控制系统是由电子计算机直接控制的伺服数控传动系统,计算机的专用硬件和软件使步进电动机以规定的运动方式、输入脉冲转动相应步距角。再经伺服马达转动相应的角度,其传动经反馈编码器,反馈给伺服控制器使小车按规定的方式运行。

  它与引进的dds和std低惯量直流电机拖动的飞锯相比,其控制系统简单可靠、抗干扰能力强、伺服电机比直流电动机功率密度大,跟踪定位精度高。重复精度高,几乎没有零点漂移。加之操作简单方便,成本较低完全可以替代进口。

技术性能与参数

  焊管直径:57~114mm;

  材质:q235,q255,20#,ss400;

  最短定尺长度:5.5m;

  定尺误差:0~6mm(6m以上钢管,误差为管长的千分之一);

  焊管运行最高速度:v=60m/min;

  主产率:6根/min;

  锯片直径:1000mm;

  锯切电机:型号y225m4;

  功率45kw;

  转速1490r/min;

  电压 交流三相380v。

  锯切气缸:160285 中间摆动式;

  气压:0.5~0.6mpa。

传动控制系统介绍

  飞锯小车的机械传动系统:按图1所示的传动控制系统图,小车在床身的导轨上移动,并由齿轮拖动。行进中的焊管将测速辊带动,并使增量式脉冲编码器发出相应管速的主控时钟脉冲讯号fp此脉冲进入乘法器、电子计算机按预定的程序发出度速控制字,乘法器按控制字使分频后的脉冲组合成脉冲fm,经整形和放大后进入步进电机驱动器,步进驱动器输出功率脉冲fy即可使步进电机按脉冲数转过相应的角度,信号编码器发出两路正交脉冲信号,伺服电机按一定比例运转。

  图1 伺服数控飞锯机传动控制系统图

  相对机械传动系统、步进电机可设定为无惯性系统的输出执行元件,既能严格地极快地按输入的每个脉冲转过相应的步距角0.72步进电机使信号编码器转动、并通过正交脉冲信号,控制伺服电机按比例转动,伺服电机的转动输出大功率转矩来拖动飞锯小车,并使反馈系统输出反馈信号给伺服控制器产生闭环运动。该反馈环节使伺服电机按脉冲讯号的频率和脉冲数得到相应的转速和行程。图2示出伺服数控飞锯机系统框图。

  伺服电机通过变速箱和齿轮拖动飞锯小车,在自动控制工况时、存储在计算机中的程序使小车在焊管达到预伸长度时就启动、加速到同步速度。按规定此时恰好是焊管的相对伸长达到定尺长度。程序发出抱闸夹紧命令,同时落锯,切断焊管。然后抬锯、松开抱闸,小车制动,并按反向程序使小车返回原始位置。小车在原点等待至焊管又达到预伸长度时再次启动,执行下一次相同的往复循环。

  在手动工况时,可使小车单独前进或后退,落锯、抱闸,此时小车返回时有自动寻找原点的功能。

  在调试时用模拟工况。这时用自备脉冲源代替管脉冲,小车的工作循环由脉冲源和摸拟程序控制。小车只要走到导轨两端,都全自动报警停车。

  气动系统(落锯、抱闸、测速辊的气动系统)

  如图3所示的伺服数控飞锯机气动控制系统,由气泵和气包来的0.4~0.6mpa压缩空气进入过滤减压油雾三联件,即可供给落锯、抱闸等动作用的气缸。

  用一套单电控二位五通电磁阀来控制卡紧气缸,而落锯用的气缸由另一套二位五通电磁阀来控制。

  测速辊与lf-1200bm-c12c型脉冲编码器用无隙联轴器相接。当单电控二位三通电气滑阀接电,气缸下腔进气,通过杠杆将测速辊紧压在焊管上。测速辊转动一周脉冲编码器输出1200个脉冲,送入计算机处理。为满足脉冲当量要求测速辊的外径必须磨至95.5+0.03。

电子及电器控制系统介绍

计算机

  计算机安装于操作台内部的电路板上,是进口的104总线工业控制机,486 cpu、1mb ram、40mhz主频、8mb固态盘用作系统软件和应用软件的存储,5v单电源。用于对飞锯机的控制,它工作稳定、抗干扰能力强,对工作环境要求低。

步进电源

  bqdz-1505b型,它是向步进电机供电的设备,计算机通过它控制操纵步进电机的运行。它必须与90byg型步进电机配套使用。

增量式脉冲编码器

  lf-120bm-c12c型和lf-120bm-c05d型脉冲编码器又称光电脉冲发生器,也简称码盘。lf-120bm-c12c型12v供电、集电极开路输出,1200脉冲/转,在本飞锯中用于测速。lf-120bm-c05d驱动器输出,1200脉冲/转,在本飞锯中用于伺服信号。lf-120bm-c12c型编码器由行进的焊管带动测速辊使之转动发送脉冲,与管速相应的脉冲列进入计算机作为控制飞锯机的主控脉冲列。

接近开关

  电磁式接近开关,是一种电磁振荡式位置传感器,本飞锯机中采用五个,前越位、前越位是防止飞锯失控越位撞车,发生该现象时计算机将会停车报警,并要求手动调位。当锯下到位时其动作,使计算机发出抬锯信号,锯回位是当锯抬到位时其动作,锯车减速返回。零位开关是小车原点参考标志开关,飞锯机在运行前,在手动工况下命小车后退,当小车退到零位开关附近会自动寻找零位并停车等待开车生产。接近开关有一定的灵敏度,可通过接近开关上的固定螺母调节接近开关与接近体之间的间隙,一般在3mm左右为好。

  操作台内还安有净化电源、电源滤波器、固态继电器等,以稳定电源电压、消除干扰。讯响器主要用作飞锯运行出错等报警用。

  操作台必需有良好的接地,进出操作台的电源线、控制线、信号线必须严格按管线表规定的高低压分管敷设,以防止高频炉的谐波或交流电压的干扰。

主要设备

  整个系统的主要设备如附表。

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