基於交流位置伺服控制原理的壓力機自動送料裝置系統的探討

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tags:    時間:2014-03-11 13:29:06
基於交流位置伺服控制原理的壓力機自動送料裝置系統的探討簡介
     1 、引言1.1由於貨架鋼結構體系設計與安裝上的要求,需要在冷彎型鋼的立面、側面衝壓出一系列的具有……
基於交流位置伺服控制原理的壓力機自動送料裝置系統的探討正文
     1 、引言
1.1由於貨架鋼結構體系設計與安裝上的要求,需要在冷彎型鋼的立面、側面衝壓出一系列的具有一定分佈規律和精度要求的孔,在貨架立柱的截面形狀比較複雜的情況下很難保證能在冷彎型鋼上進行後續加工完成。在貨架立柱冷彎成型生產線中導入在線預沖孔加工工序,擴大了貨架立柱的截面形狀的設計範圍,極大地優化了貨架鋼結構組成機理,特別是當立體倉庫(AS/RS)系統在我國的興起和廣泛發展與應用,對貨架立柱的孔位精度提出了更高的要求,如:孔位誤差不超過±0.3,孔位累計誤差也不超過±0.5等,傳統生產工藝和方法已很難實現,我們知道傳統工藝是將材料先開捲成條料,再由人工手動送料,靠簡易定位塊及經驗定位后衝壓實現或將相應的冷彎型鋼依據一定的衝壓原理進行定位衝壓完成,準確度低,勞動強度大,生產效率低。


1.2在衝壓自動化生產和壓力機改造過程中,既要實現壓力機主機的連續運行,又要實現間歇性的送料和取件工作,必然要設計專門的自動送料裝置和自動取排件裝置,由於毛坯形狀、大小、工藝過程以及主機設備性能上的差異,其自動送料裝置也大不一樣,近年來,由於交流位置伺服系統實現的交流伺服自動送料裝置具有系統響應速度快、速度精度高、調速範圍寬、加減速性能好、魯棒性強、控制靈活方便、抗干擾能力強、運行穩定可靠等優點,在工業生產中得到了廣泛應用。在貨架立柱等位置控制精度要求比較高的場合,可採用CNC系統或專用的伺服驅動單元,該方案造價高,基本控制電路和控制原理複雜,不可預見性影響因素多,但在貨架橫樑、拉杆等位置控制精度有一定的要求,如:長度控制精度為±1時,採用PLC控制系統實現貨架冷彎機組中液壓停剪技術是一種性價比很好的選擇方案。

1.3本文就根據本企業內的進口貨架冷彎生產線利用交流位置伺服系統PID控制方法實現的交流伺服自動送料裝置及其工作原理分析改造了貨架立柱在線沖床自動送料裝置,既克服人工送料的缺點,又實現了貨架立柱冷彎成型生產線的在線預沖孔加工工序的自動送料及加工生產。
2 交流伺服自動送料裝置工作原理:
2.1在線預沖孔伺服送料定位控制系統由五部分組成,即計算機(PC)、伺服驅動控制卡、交流伺服調速系統(交流伺服控制器、伺服電機及相應的控制電纜)、感測檢測及反饋、輔助動作執行系統。如圖一所示:

3、自動送料裝置分析及設計原理
3.1主要工作動力來源於交流伺服電機,如圖二,當準確測算出系統的具體電機功率和控制節拍要求后,可以選擇配套的交流伺服控制器和交流伺服電機,本裝置原設計安裝的為美國寶德(BALDOR)3.7KW的系統,後由於新產品開發,增加了工作傳動負荷,並根據圖二所示的工作原理,即動力控制部分與交流伺服控制之間的位置控制主要通過±10V的模擬信號來實現,不存在對交流伺服系統的功率限制,故可以將其更換為日本三菱公司的伺服放大器型號MR-J2S-系列的5KW的配套的交流伺服控制器和交流伺服電機,並在後期的近四年的應用過程中能很好地實現位置精度控制要求。

3.2自動送料裝置主要由圖三所示的結構組成,⑴光電感測器1#主要反饋進入壓力機工作區域的鋼帶存在狀況,如:余料、缺料等;⑵伺服電機經齒輪箱向下導料輥傳遞輸送動力,齒輪箱的傳動比i(如i=11的設計選型)和電機的轉速決定該系統送料定位速度;⑶旋轉編碼器測出上導料輥(被動送料及被動測量點)通過與板料間的運動傳遞的位置信號⑷機械抱閘實現定位后的位置固定;⑸光電感測器2#實現壓力機的工作控制要求的位置信號的傳遞;⑹上下模實現在線孔位的衝壓;要求壓力機衝壓噸位配套、機床或模具精度的配套等。

3.3貨架立柱冷彎成型生產線的在線預沖孔加工工序自動送料裝置由上下一對φ90的導料輥組成驅動動力,依靠料板與上下導料輥之間的摩擦力送料,下導料輥由伺服驅動電動機驅動。衝壓貨架立柱的帶鋼分佈孔在壓力機上完成,為保證壓力機衝壓運動和自動送料運動的協調,在壓力機下工作台平面安裝接近開關,模具上特別設計和安裝適當長度的位置塊。當模具進行封閉運動時,位置塊靠近接近開關時,接近開關輸出信號(閉合),此時不能送料,由電磁或氣動離合器(根據壓力機的具體型號和控制方式決定)控制模具向下運動沖孔;反之,當模具返回,位置塊離開接近開關時,接近開關輸出信號(斷開),使下導料輥可以開始下一個送料動作循環周期,或利用壓力機的凸輪控制器來反映模具或上工作台的具體極限位來設定具體的動作節奏。具體的每模送料步距量值的大小由PC設置相應的記數脈衝數
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