横向磁场电机伺服直驱压力机控制策略研究

为实现伺服压力机的柔性加工控制,在分析曲柄肘杆伺服压力机驱动系统的基础上,提出采用Bezier曲线数学模型的伺服压力机系统控制策略,并给出具体控制方案。给出了应用电枢电流有效值和初相进行控制的横向磁场驱动电机控制策略,建立了电机的伺服控制系统,对曲柄的运转进行精确的控制,最终将Bezier曲线数学模型计算得到的柔性加工给定曲线在滑块上实现。冲裁工艺柔性加工的模拟运行控制结果表明:控制系统能够获得满足加工工艺要求的精确滑块运行曲线。     

螺旋类SRD伺服压力机机型设计与分析

为了解决传统摩擦式螺旋压力机耗能高、控制精度差的问题,采用开关磁阻伺服电机减速驱动螺旋副换向,提出了SRD伺服螺旋压力机力能精确控制原理,说明了电动伺服螺旋压力机的锻造用、折弯用和压砖用机型结构,设计了摇杆式螺旋压力机的竖螺杆和横螺杆机型结构,并对其特性进行了比较.试验与分析表明,新型螺旋类SRD伺服压力机具备工艺参数数控精确的优势,在与摩擦压力机对比试验中,开关磁阻伺服电动螺旋压砖机达到了节能70%.此类压力机的不同机型能够满足不同行业的工艺需求,能够实现自动化、智能化生产的目标.     

新型伺服压力机热成形工艺曲线规划

以新型伺服压力机传动机构为研究对象,采用解析法对其进行运动学分析,建立起以滑块运动曲线为输入,主控油缸运动曲线为输出的数学模型。基于热成形工艺要求,提出采用五次多项式规划新型伺服压力机热成形工艺曲线的方法,并通过实例验证规划方法的正确性。以规划所得的滑块运动参数曲线为输入,借助传动机构运动数学模型,获得主控油缸的控制曲线,为新型伺服压力机伺服控制系统的设计提供依据。     

双肘杆机械压力机实现柔性加工的混合闭环伺服控制系统的研究

提出一种混合闭环伺服控制系统,应用在交流伺服电动机驱动的双肘杆机械压力机上实现可控柔性化加工。通过对伺服压力机驱动系统的分析建立其机电数学模型的前提下,确定伺服控制系统的整体结构组成。针对特定加工工艺的滑块轨迹曲线,通过前馈控制器转换为电动机转角的参考信号,并利用滑模控制和模糊控制技术对滑块位置误差补偿控制器和电动机转角位置控制器进行设计。对压力机整体系统进行仿真分析,获得该伺服系统在压力机冲击负载干扰的情况下具有良好的鲁棒性和稳定性。最后完成该双肘杆压力机混合闭环伺服控制系统的搭建和调试,并在其上对三种不同材料进行筒形拉深工艺试验,验证伺服控制系统的有效性,从而为该双肘杆压力机实现各种柔性加工工艺提供一种切实可行的解决方案。     

对称肘杆伺服压力机运动控制器研究

伺服压力机是传统的机械部分和伺服控制系统的结合,其运动输出可控、生产高效、精度高、噪音低,在各个加工行业中都有广泛的应用。但由于压力机的滑块运动曲线不是恒定的正弦曲线,因此需要针对工件加工的工艺要求对滑块的位置进行标定和对工艺曲线进行相应的拟合与优化。针对此问题,设计了一种对称肘杆伺服压力机控制系统,以此来满足其运动控制功能和性能需求。经过仿真和实验结构表明,该设计可以更好的提高生产效率和加工精度,并且在生产过程中能够很灵活的运用。     

伺服压力机柔性加减速控制算法

针对正弦函数加减速算法在运行过程中存在加加速度突变,容易对传动系统产生柔性冲击的问题,提出了一种伺服压力机改进型柔性加减速控制算法,采用余弦函数作为伺服电动机加减速构造函数,推导出伺服电动机位移、速度、加速度和加加速度数学表达式,并详细分析其加减速模式。为该算法在伺服压力机加工工艺曲线设计中的应用奠定理论基础。     

交流伺服螺旋精压机控制系统研究

介绍一种基于交流伺服驱动的螺旋精密压力机的控制系统,该压力机采用两台交流伺服电动机驱动,分别提供快速轻载空行程和低速重载工作行程的动力。分析了该压力机系统的特点,系统地介绍了该压力机的控制硬件系统和PLC软件流程。     

基于RTOS的伺服压力机数控系统

针对传统曲柄压力机工艺适应性差的问题,提出了一种以LPC 2468嵌入式CPU为核心,移植了实时操作系统μC-OSⅡ为平台的伺服压力机数控系统,操作者能够根据不同的冲压工艺设定不同的加工曲线.该数控系统在保证良好的实时性、稳定性的同时,具有良好的开放性、人机界面和网络支持.     

机械压力机PLC控制仿真软、硬件的研制

本文以西门子公司S7－200系列CPU216型PLC控制JA21－160型机械压力机为实例,指出了对机械压力机PLC控制进行仿真的必要性。建立了机械压力机PLC控制仿真板硬件系统,并对所编制的具有良好的综合性能的仿真软件的组成及功能进行了阐述。     

曲柄伺服压力机数字化仿真系统开发及应用

为了在减少人力物力的同时给设计和优化曲柄伺服压力机的机电一体化系统组成提供方案及可行性参考,采用Simulink语言开发了曲柄伺服压力机的数字化集成仿真系统,并基于该仿真系统进行了虚拟制造的应用分析。集成仿真系统由运动控制、大功率电驱动、机械传动机构三部分组成。运动控制部分设计了恒速、变速驱动的工作模式;电驱动部分引入基于电子飞轮的永磁交流伺服系统和电机组合,其中永磁交流伺服系统采用速度外环、电流内环两环控制结构的矢量控制策略,引入变参数积分分离的PI调节器;机械传动机构采用曲柄连杆机构。分析结果表明,在同一冲压速度下,伺服压力机的加工效率采用变速驱动工作模式会比恒速驱动模式高,且在一个工作周期内采用变速驱动时驱动系统更加节能,从而为进一步提高曲柄伺服压力机的制造效率提供了依据。     

SimulationX及硬件在环仿真在伺服压力机设计和研究中的应用

锻压装备水平是衡量一个国家装备制造业水平高低的重要指标,具有复合性、高效率、高精度、高柔性和低噪环保等特点的伺服控制精密压力机是锻压设备的发展方向。针对新型精密伺服锻压设备存在的非线性、电动机精确同步与控制等瓶颈问题,在分析该类压力机工作原理并进行运动反求的基础上,利用机电控多学科领域知识集成,在多领域统一建模软件SimulationX中构建压力机仿真模型,分析机械结构的合理性及精度可靠性并寻求非线性控制策略,结合Beckhoff控制器搭建基于过程控制对象链接与嵌入(Object linking and embedding(OLE)for process control,OPC)通信协议的硬件在环仿真平台,验证控制策略的可行性,解决了同步问题;并将该控制方案运用在双点伺服压力机上进行重复停止精度试验,实现重复停止精度在±10μm以内。研究表明,SimulationX及硬件在环仿真应用在伺服压力机设计中是可行的。     

机械压力机伺服化改造的设计与研究

在对传统机械压力机进行伺服化改造时,必须充分考虑原有机械结构,合理设计电气控制系统,通过最少的附加投入获得最大的伺服性能。为了探索机械压力机伺服化改造的一般方法,以一台1 100 kN传统电动机械压力机为例,对其传动系统进行了运动学和动力学分析,阐明了位置、力和惯量的定量传递关系,并在此基础上完成了伺服电机优化选型,研制了大功率伺服控制器,设计了高精度伺服控制算法。仿真和试验测试结果表明,改造后的伺服压力机能够精确跟踪预设冲压曲线,完成加减速和保压控制,实现了预期伺服功能。设计过程对传统压力机伺服化改造工作具有普遍借鉴意义。     

交流伺服螺旋精压机控制系统研究

介绍一种基于交流伺服驱动的螺旋精密压力机的控制系统,分析了该压力机系统的特点,系统地介绍了该压力机的控制硬件系统和PLC软件流程.该压力机采用两台交流伺服电机驱动,可以分别提供快速轻载空行程和低速重载工作行程的动力.     

伺服压力机的滑块运动计算和冲击特性测量

对曲柄压力机滑块运动规律计算方法进行了研究,并对冲压力的理论计算和测量方法进行了介绍。对3种典型运动规律下的冲压过程,进行了运动仿真,并在自行改造的小型伺服压力机上进行了实际伺服控制实验。实验表明,与传统压力机相比,伺服控制压力机不仅可以满足不同加工工艺对滑块运动规律的要求,而且可以有效改变冲压力变化规律,提高冲压产品质量和生产效率。     

螺旋压力机的传动及其数控机理比较研究

对不同种类的螺旋压力机的传动及其数控机理进行了比较研究。在总结螺旋压力机进展的基础上,对摩擦式、液压式、离合器式、伺服式的传动特点进行了研究,分析了这几种螺旋压力机打击能量的数控方法,介绍了新出现的开关磁阻调速式螺旋压力机,提出可采用皮带、齿轮或直接驱动的传动设计,借助电机本身的频繁起停和正反转功能,通过对电机的电流实施斩波值限定,数字化控制电机转速,从而数控打击能量。指出开关磁阻调速式螺旋压力机结构简单、节能高效,具有广阔的应用前景。     

基于FANUC PMI-A的压力机位置纠偏功能的实现

提出了一种压力机滑块位置自动纠偏方法。介绍了压力机纠偏实现原理,并基于FANUC PMI-A数控系统,详细叙述了系统外部工件坐标偏移功能实现方法及其在伺服压力机位置纠偏中的应用。该方法已在压力机中实际应用,通过对压力机相关运行曲线的采集及分析,进一步验证了该功能的有效性和实用性。     

6 300 kN伺服直驱螺旋压力机整体机身结构优化分析

开发了适应新一代伺服直驱螺旋压力机装备的高刚度、高精度和高速高效等特性要求的整体机身新结构，对该新结构进行了强度和刚度仿真分析，获得了各主要构件的应力和变形分布规律，并与传统机身结构进行了仿真对比。结果表明，整体机身新结构关键部位应力取值、机身纵向及扭转变形值均显著优于传统机身结构，并进行了6 300 kN伺服直驱螺旋压力机样机试制和小批量试生产，验证了新结构的先进性，为同类设备的研发设计提供了参考。     

国产大型数控压力机运行良好

针对国内大型试模压力机需要进口 ,急需国产化的问题 ,北京机床研究所和天津重型机器厂联合生产了国内第一台大型数控压力机。该机通过伺服闭环系统 ,实现高精度的位置、压力控制。该机数控系统采用汉化的人机界面 ,便于程序的选择。与其它压力机相比 ,该机吨位大 ,工作综合性强 ,操作灵活方便。系统的内外滑块间采用液压锁连接 ,通过计算机屏幕下的功能菜单 ,自由选择各种功能操作 ,可实现单动或双动、手动或自动操作。该机设有液压垫 ,因此 ,可以用于各种材料的拉伸、冲裁、卷边等工艺。在操作的同时 ,还可以画出压力、位置曲线 ,实现打印…     

基于PLC和触摸屏的双轴伺服位置实验台的设计

采用人机界面（触摸屏）和可编程控制器开发出了一双轴位置伺服实验台,模拟了机械手的搬运过程。介绍了该实验台的总体方案及相关的硬件电路,编制了相应的人机交互界面和软件程序。实验证明,系统的人机界面友好,动作响应快、定位准确、运行平稳,能够使学生掌握PLC与伺服技术的原理及使用方法。     

伺服多工位压力机应用优势与前景

正伺服多工位压力机的结构优势伺服多工位压力机机构(见图1)与传统压力机(见图2)相比,减少了飞轮、离合器等部件,直接以高动态性能力矩电机驱动,带动滑块运动,实现工作模式生产。传统压力机驱动是由飞轮传递能量给主轴。相比之下伺服多工位压力机结构更加简单,维护起来也更加容易。伺服多工位压力机的能耗优势在不做功情况下,伺服多工位压力机力矩电机无需运行,其能耗几乎为零,而传统机械压力