La aplicación del sistema servo de CA en la línea de perfilado en frío de estantes | Blog de PTJ

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La aplicación del sistema servo de CA en la línea de perfilado en frío de estantes

2021-08-21

La aplicación del sistema servo de CA en la línea de perfilado en frío de estantes


La introducción del proceso de preperforado y la tecnología de cizalla de parada hidráulica en la línea de producción conformada en frío de la columna de la cremallera no solo amplía el rango de diseño y la precisión de fabricación de la forma de la sección transversal de la columna de la cremallera, sino que también cumple con los requisitos de el diseño y montaje del sistema de estructura de acero de estantería, y optimiza. El mecanismo de composición de la estructura de acero de estantería, especialmente cuando el sistema de almacén tridimensional se eleva y se desarrolla ampliamente en nuestro país, presenta altos requisitos sobre la precisión de la posición del orificio y control de longitud de la columna de estantería.


La aplicación del sistema servo de CA en la línea de perfilado en frío de estantes
La aplicación del sistema servo de CA en la línea de perfilado en frío de estantes. -PTJ MAQUINADO CNC Tienda

1.2 Este artículo analiza y analiza los dispositivos de control de corte hidráulico y de preperforado de la línea de producción de conformado de doblado en frío de columna de estante importada que utiliza el principio de servocontrol de CA, y se esfuerza por lograr el propósito y los requisitos de control de alta precisión de posición en muchos fríos ocasiones de flexión. Anime a sus compañeros.
2. El principio de funcionamiento de la línea de formación de doblado en frío de estantes
2.1 El proceso de producción básico y la composición del equipo de la línea de perfilado en frío de estantes:
2.1.1 El proceso de producción general de los componentes de la estantería es: desenrollado, nivelado, servoalimentación, punzonado, conformado, laminado, enderezado, corte a medida, envasado, tratamiento posterior a la pulverización, etc .;
2.1.2 El equipo correspondiente es: desenrollador, niveladora, servoalimentador, prensa, laminador de doblado en frío, cabezal de enderezamiento, dispositivo de corte hidráulico y empacadora de estación hidráulica u otro equipo auxiliar + sistema de control eléctrico, etc.
2.2 El principio básico del sistema de control servo AC de la línea de perfilado en frío de estantes:
Como se muestra en la Figura 1.
2.3 El sistema se compone de cinco partes, a saber, computadora, tarjeta de control del servoaccionamiento, sistema de control de velocidad del servo de CA, detección y retroalimentación del sensor y sistema de ejecución de la acción principal auxiliar. El programa de control principal tiene solo unos pocos cientos de K, se ejecuta bajo el sistema operativo DOS, el microordenador de control principal está conectado a la tarjeta de control del servodrive a través del puerto de impresión LP1, y envía comandos de posición o velocidad a través de la línea de datos, ajuste adaptativo o configurar los parámetros de ajuste de PID, ver después de la figura, y realizar la conversión de digital a analógico, emitir la señal analógica de ± 10 V a través de la placa de control correspondiente y conducir el servomotor después de ser amplificado por el servoamplificador de CA. El motor aumenta el sistema de retroalimentación de control de posición en bucle semicerrado o en bucle cerrado. eje fin. El codificador fotoeléctrico cuantitativo proporciona señales para completar la retroalimentación de posición del servo sistema de posición. El elemento sensor en el codificador fotoeléctrico incremental de bucle de retroalimentación de posición transmite los cambios de desplazamiento en tiempo real de las partes móviles al sitio en forma de pulsos diferenciales de fase A y B. El recuento de impulsos del codificador se realiza en la estación de control para obtener información de posición digital. Después de que el microordenador de control principal calcula la desviación entre la posición dada y la posición real, se adopta la estrategia de control PID correspondiente de acuerdo con el rango de desviación y la función de control digital se convierte en analógica mediante conversión de digital a analógico. Controle el voltaje y envíelo al servoamplificador, y finalmente ajuste el movimiento del motor, complete el valor deseado del control de posicionamiento de retroalimentación de bucle cerrado repetido y realice el pequeño error y el posicionamiento de posición de alta precisión en el principio de control; luego, el programa de control principal emite la operación del sistema de ejecución de la acción principal auxiliar Comando para completar la acción del freno mecánico específico, el movimiento de punzonado de la prensa, el movimiento de corte de parada hidráulica, etc.
2.4 Las principales características de esta unidad: alto costo de inversión único, gran potencia de servo de CA tiene ciertas limitaciones, pero el costo operativo posterior es bajo, especialmente la alta tasa de rendimiento de los componentes de la estantería, alta precisión del producto, amplio rango de aplicación y alto agregado. valor de salida.
3. Análisis y principio de funcionamiento del alimentador automático y dispositivo de punzonado.
3.1 El dispositivo de alimentación automática del proceso de preperforado de la línea de producción de conformado por doblado en frío de la columna de estantes está compuesto por un par superior e inferior de rodillos guía de φ75. La potencia de trabajo principal proviene de un servomotor de CA, que se basa en la fricción entre la placa de material y los rodillos guía superior e inferior. Alimentación forzada, los orificios de distribución de las bandas de acero de la columna de la estantería están estampados en la prensa. El diseño principal se muestra en la Figura 2. Este dispositivo fue diseñado originalmente como un sistema de servocontrol de 3.7KW de Prouder, EE. UU. Más tarde, debido al desarrollo de nuevos productos, se incrementó la carga de transmisión de trabajo y, de acuerdo con el principio de funcionamiento que se muestra en la Figura 2, el control de posición entre la parte de control de potencia y el servocontrol de CA se realiza principalmente mediante la señal analógica de ± 10V , no hay límite de potencia en el sistema de servos de CA y, en principio, puede ser reemplazado. Es el servocontrolador de CA y el servomotor de CA de apoyo del servoamplificador de 5KW modelo MR-J2S-series de Mitsubishi Corporation, y de acuerdo con los requisitos de precisión de producción de los componentes de estantería correspondientes y la determinación de la precisión del servocontrol: ± 0.1, entonces La relación entre la circunferencia del rodillo de medición y el rango de precisión de medición es aproximadamente: 1178. Se deben usar codificadores rotativos por encima de 1200PPR, y los requisitos de control de precisión de posición se pueden lograr en los últimos cuatro años de aplicación.
3.2 El servo sistema Mitsubishi MR-J2 tiene las características de buena capacidad de respuesta de la máquina, estabilidad a baja velocidad y ajuste de estado óptimo, incluidos los sistemas mecánicos. La respuesta de frecuencia de velocidad es superior a 550 HZ, lo que es muy adecuado para ocasiones de posicionamiento de alta velocidad. Para equipos con mayor relación de momento de inercia de carga y poca tenacidad.
3.3 El dispositivo de alimentación automática está compuesto principalmente por la estructura que se muestra en la Figura 3. (1) El sensor fotoeléctrico 1 # retroalimenta principalmente el estado de la correa de acero que ingresa al área de trabajo de la prensa, tales como: exceso de material, falta de material , etc .; ⑵El servomotor se guía hacia abajo a través del equipo caja El rodillo de alimentación transmite la potencia de transporte. los equipola relación de transmisión de la caja i y la velocidad del motor determinan la velocidad de alimentación y posicionamiento del sistema; (3) El codificador rotatorio mide la señal de posición transmitida por el rodillo guía superior a través del movimiento con la hoja de material. ⑷El freno mecánico realiza el posicionamiento La posición trasera es fija; ⑸sensor fotoeléctrico 2 # realiza la transmisión de la señal de posición requerida por el control de trabajo de la prensa; ⑹Los moldes superior e inferior realizan la perforación de la posición del agujero; se requiere el ajuste del tonelaje de punzonado de la prensa, el ajuste de la precisión de la máquina herramienta o el molde, etc.
3.4 El valor de paso de alimentación específico de cada troquel lo determina la PC que configura el número de pulso de conteo correspondiente o la comparación del valor de conversión de longitud, y está coordinado por la retroalimentación de medición pasiva del codificador de ángulo conectado al rodillo guía superior, para realizar los estampado Alimentación por pasos ajustable, de alta precisión y sin errores acumulados estampado del material de la hoja. El error acumulado se maneja mediante el algoritmo de compensación de errores establecido en el programa o la corrección manual para garantizar la distancia del agujero de alta calidad de la columna de la estantería. La práctica ha resultado muy práctica.
3.5 El dispositivo de alimentación automática en el sistema del equipo supera las deficiencias de la alimentación manual de la cinta de acero plana de pre-apertura de la columna de estantes. Tiene las características de operación simple, trabajo confiable y alta precisión de control. Puede mejorar enormemente la productividad laboral. Puede lograr 70 veces con una prensa de alta velocidad y alta precisión. La frecuencia de trabajo se puede dividir en dos partes y la presión de trabajo puede alcanzar más de 2500KN, lo que puede formar un sistema operativo independiente.
4. Análisis y principio de funcionamiento del dispositivo de corte de estantes.
4.1 El principio de control básico es el mismo y comparte un sistema unificado. Sus características son: la señal numérica de la posición del orificio en la columna del estante se mide mediante el interruptor fotoeléctrico reflectante. En un cierto número de orificios, el programa de control principal interno convierte el modo de medición del número de orificios al modo de medición de longitud y, de manera similar, completa la retroalimentación de posición y el control de posicionamiento del servo sistema de posición. El microordenador de control principal calcula la desviación entre la posición dada y la posición real y la ajusta en el tiempo. El servomotor AC se mueve y completa el posicionamiento del valor deseado, el movimiento principal se detiene y conduce el dispositivo de corte hidráulico para controlar el solenoide válvula para producir la secuencia de trabajo de corte;
4.2 La principal diferencia entre el modo de control de corte hidráulico y el modo de control de cizalla volante: ①La precisión de control de corte hidráulico es alta, y la precisión de control más alta es: ± aproximadamente 0.1 mm y sin error acumulativo, que es reflejado principalmente en el codificador fotoeléctrico incremental pasivo Requisitos de secuencia de control y alta precisión, la inversión única del equipo es alta; pero el rendimiento inicial es alto, la tasa de utilización del material es alta y el control de cizalla volante necesita aumentar el dispositivo de seguimiento y reinicio, y el sistema de control es relativamente simple; ②En el principio de control, la cizalla de parada hidráulica es una precisión de control absoluta, no hay error de diferencia de velocidad, etc., la cizalla volante es la precisión de control relativa, que es el error relativo entre la posición de la cizalla y el movimiento de la pieza de trabajo, debido a la incertidumbre de la ley de operación de velocidad o la fluctuación de la resistencia de la unidad y la carga de trabajo. La velocidad de movimiento principal del control de cizalla volante es relativamente constante, lo que favorece la configuración y el ajuste de los parámetros operativos del equipo de soldadura de soporte. La curva de movimiento principal del modo de control de cizallamiento de parada hidráulica es más complicada y alta Los estados de conversión a baja velocidad y parada de movimiento a veces tienen un tiempo de calibración prolongado; ④La eficiencia de producción varía mucho y la eficiencia de producción de la cizalla volante es alta y es fácil llevar a cabo el control de producción; ⑤Los requisitos para el control de operación y mantenimiento de equipos son bastante diferentes. ⑥ El modo de corte hidráulico es más propicio para resolver los defectos de corte, como la deformación del corte y el rebote de los perfiles conformados en frío. En resumen, es necesario formular y seleccionar modos de operación de control de equipos razonables de acuerdo con las características de los productos conformados en frío para obtener el máximo beneficio.
5 Varios problemas principales en el diseño del sistema de control
5.1 Control de precisión de la señal de entrada: La relación entre la circunferencia del rodillo de medición y el rango de precisión de medición determina en última instancia la precisión del control de producción del producto. Se debe seleccionar el producto con una proporción mayor tanto como sea posible, y se debe seleccionar el material apropiado del rodillo de medición y el contacto entre el rodillo de medición y la pieza conformada en frío. Coeficiente de amortiguación y elástico para aumentar el coeficiente de fricción y presión de contacto para evitar errores de deslizamiento en el proceso de medición.
5.2 Precisión de control de la señal de salida: La diferencia en el algoritmo de control PID del bucle de posición determina la precisión de control y los resultados obtenidos por el control PID. Por ejemplo, el método de solución tiene un método de respuesta escalonada, y se adoptan tres características de acción de acuerdo con las características de control: 1), solo hay control proporcional; 2), control de PI; 3), control PID; y realizar el cálculo PID de acuerdo con la forma de velocidad y la fórmula de cálculo diferencial del valor medido, y realizar el cálculo y control de la acción positiva y negativa bajo los requisitos de precisión correspondientes.
5.3 Ajuste de los parámetros del sistema PID: El microordenador de control principal envía los parámetros PID a la tarjeta de control para ver si los parámetros dados cumplen con los requisitos del sistema de control. Este proceso debe realizarse mediante el ajuste de parámetros. La tarea principal del ajuste de parámetros es determinar K, A, B y el temporizador del período de muestreo. El coeficiente proporcional K aumenta, de modo que el sistema de servodrive es sensible y responde más rápido. Sin embargo, si es demasiado grande, provocará oscilación y el tiempo de ajuste será mayor; el coeficiente integral A aumentará, puede eliminar el error de estado estable del sistema, pero la estabilidad se reduce; el control diferencial B puede mejorar las características dinámicas, reducir el sobreimpulso y acortar el tiempo de ajuste del temporizador. El proceso de ajuste específico necesita mejorar el algoritmo de control y el método de ajuste de parámetros del dispositivo PID del bucle de posición digital para formular los parámetros de adaptación en el sitio y los ajustes de ajuste reales en el sitio, y configurarlos por separado según los diferentes productos o cargas. condiciones, de lo contrario, el proceso de control de posición se formará fácilmente. Fenómeno de oscilación. Como se muestra en el ajuste abierto establecido en el programa de diseño.
5.4 La precisión mecánica del sistema se controla dentro de un cierto rango de error y se puede mejorar la precisión del control eléctrico. Combinado con el sistema de servoaccionamiento de CA de alto rendimiento, puede cumplir los requisitos de control de posición de alta precisión en muchas ocasiones y también mejorar la eficiencia del posicionamiento de posición. Y precisión.
5.5 El programa principal es un sistema de control de servo AC basado en la plataforma de desarrollo de PC. Las funciones principales son: diálogo hombre-máquina para ajustar los datos de producción del producto, la configuración de los parámetros del dispositivo y la configuración de los parámetros PID, etc .; para realizar la transferencia y el procesamiento de datos entre la PC y los módulos, y posicionar el algoritmo de control PID del bucle y controlar el movimiento del servomotor, realizar la acción de varios equipos relacionados, etc. El ajuste correspondiente de cada número de pulso de salida bajo un cierto valor de longitud, la precisión de control de la prensa, la precisión de alimentación del servo y la configuración y ajuste del valor de longitud de alimentación del servo son todos de diseño abierto.
5.6 El diseño del programa principal tiene en cuenta los segmentos del programa de advertencia de fallas de algunos equipos, lo que mejora en gran medida la operatividad del equipo y el control de la calidad de producción del producto, y también reduce el tiempo para la inspección de fallas del equipo hasta cierto punto.
6 concluyó
6.1 La aplicación práctica muestra que la selección de un servo sistema de CA razonable puede cumplir con los requisitos del sistema de control con una velocidad de respuesta rápida, una precisión de alta velocidad y una gran robustez. La precisión real del control de la posición de la aplicación es de aproximadamente 0.1 mm y puede evitar errores acumulativos. Este sistema de control se puede utilizar en la producción de series de apertura de alta precisión de productos de acero conformados en frío, especialmente productos similares a las columnas de estantes, es decir, una línea de producción conformada en frío para verticales de acero conformado en frío y agujeros preperforados con Posiciones de orificios de alta precisión en los lados.
6.2 El servo sistema de CA aplicado a la línea de producción de perfilado en frío de estantes puede lograr una alta precisión de control de posición; y el modo de preperforado y el modo de cizalla de parada hidráulica se pueden utilizar de forma independiente, como el proceso de producción de vigas de estantería, no hay modo de preperforado, etc.

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