シェルフコールドロールフォーミングラインでのACサーボシステムの適用| PTJブログ

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棚冷間圧延成形ラインにおけるACサーボシステムの適用

2021-08-21

棚冷間圧延成形ラインにおけるACサーボシステムの適用


ラックカラムの冷間成形生産ラインにプレパンチングプロセスと油圧ストップシャー技術を導入することで、ラックカラムの断面形状の設計範囲と製造精度が拡大するだけでなく、ラック鋼構造システムの設計と組み立て、および最適化。棚鋼構造の構成メカニズムは、特にXNUMX次元倉庫システムが我が国で広く発展している場合、穴の位置の精度に高い要件を課します。棚柱の長さ制御。


棚冷間圧延成形ラインにおけるACサーボシステムの適用
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1.2この記事では、ACサーボ制御原理を使用して、輸入された棚柱冷間曲げ成形生産ラインのプレパンチングおよび油圧カットオフ制御装置を分析および説明し、多くの冷間での高位置精度制御の目的と要件の達成に努めます。曲がる機会。 仲間を励ます。
2.棚冷間曲げ成形ラインの動作原理
2.1シェルフコールドロールフォーミングラインの基本的な製造プロセスと機器構成:
2.1.1棚のコンポーネントの一般的な製造プロセスは、次のとおりです。巻き戻し、レベリング、サーボフィード、パンチング、成形、圧延、矯正、長さにカット、パッケージング、スプレー後処理など。
2.1.2対応する機器は、アンコイラー、レベリングマシン、サーボ供給装置、プレス、冷間曲げ圧延機矯正ヘッド油圧切断装置、油圧ステーションベーラーまたはその他の補助装置+電気制御システムなどです。
2.2シェルフコールドロールフォーミングラインのACサーボ制御システムの基本原理:
図1に示すように。
2.3システムは、コンピュータ、サーボドライブ制御カード、ACサーボ速度制御システム、センサーの検出とフィードバック、および補助メインアクション実行システムの1つの部分で構成されています。 主制御プログラムはわずか数百Kで、DOSオペレーティングシステムで実行されます。主制御マイクロコンピュータは、プリントポートLP10を介してサーボドライブ制御カードに接続され、データライン、適応調整、またはPID調整パラメータの設定(図の後を参照)、デジタルからアナログへの変換を行い、対応する制御盤から±XNUMXVのアナログ信号を出力し、ACサーボアンプで増幅した後、サーボモータを駆動します。 半閉ループまたは閉ループ位置制御フィードバックシステムは、モーターによって増加します シャフト 終わり。 定量的光電エンコーダは、位置サーボシステムの位置フィードバックを完了するための信号を提供します。 位置フィードバックループインクリメンタル光電エンコーダの検出要素は、可動部品のリアルタイムの変位変化をAおよびB位相差パルスの形でサイトに送信します。 エンコーダパルスカウントは、デジタル位置情報を取得するために制御ステーションで実行されます。 主制御マイクロコンピュータが所定の位置と実際の位置との間の偏差を計算した後、対応するPID制御戦略が偏差範囲に従って採用され、デジタル制御機能がデジタルからアナログへの変換によってアナログに変換されます。 電圧を制御してサーボアンプに出力し、最後にモータの動きを調整し、繰り返し閉ループフィードバックポジショニング制御の目標値を完成させ、制御原理で小さな誤差と高精度のポジショニングを実現します。 次に、主制御プログラムは、補助主動作実行システムコマンドの操作を発行して、特定の機械的ブレーキ動作、プレスパンチ動作、油圧停止せん断動作などを完了します。
2.4このユニットの主な特徴:高いXNUMX回限りの投資コスト、大きなACサーボパワーには一定の制限がありますが、後の運用コストは低く、特にシェルフコンポーネントの高い歩留まり、高い製品精度、広いアプリケーション範囲、および高い追加出力値。
3.自動フィーダーとパンチング装置の分析と動作原理
3.1棚柱の冷間曲げ成形生産ラインのプレパンチング工程の自動供給装置は、上下のφ75ガイドローラーのペアで構成されています。 主な作動動力は、材料プレートと上下のガイドローラーの間の摩擦に依存するACサーボモーターから供給されます。 強制給餌、棚柱のストリップ鋼分配穴はプレスに刻印されています。 主な設計を図2に示します。このデバイスは元々、米国のProuderの3.7KWサーボ制御システムとして設計されました。 その後、新製品の開発により、仕事の伝達負荷が増大し、図2に示す動作原理により、主に±10Vのアナログ信号により電力制御部とACサーボ制御間の位置制御を実現します。 、ACサーボシステムには電力制限はなく、原則として交換可能です。 これは、三菱株式会社の5KWサーボアンプモデルMR-J2SシリーズのサポートACサーボコントローラおよびACサーボモーターであり、対応するシェルフコンポーネントの製造精度要件およびサーボ制御精度の決定に従って:±0.1、その場合、測定ローラーの円周と測定精度の範囲の比率は約1178です。1200PPRを超えるロータリーエンコーダーを使用する必要があり、位置精度の制御要件は、後のXNUMX年間のアプリケーションで十分に達成できます。
3.2 Mitsubishi MR-J2サーボシステムは、機械の応答性が良く、低速安定性があり、機械システムを含めて最適な状態調整ができるという特徴があります。 速度周波数応答は550HZを超えており、高速ポジショニングの場合に非常に適しています。 負荷慣性モーメント比が大きく、靭性が悪い機器に。
3.3自動送り装置は、主に図3に示す構造で構成されています。(1)光電センサー1#は、主にプレスの作業領域に入るスチールベルトの状態(材料の過剰、材料の不足など)をフィードバックします。 、 NS。; ⑵サーボモーターは、 ギア ボックス送りローラーが搬送力を伝達します。 NS ギアボックスの伝達比iとモーター速度によって、システムの送り速度と位置決め速度が決まります。 (3)ロータリーエンコーダは、シート材の動きにより上部ガイドローラーから伝達される位置信号を測定します。 ⑷メカニカルブレーキがポジショニングを実現リアポジションは固定。 ⑸光電気センサー2#は、プレスの作業制御に必要な位置信号の送信を実現します。 ⑹上下の金型は穴位置のパンチングを実現します。 プレスのパンチングトン数のマッチング、工作機械や金型の精度のマッチングなどが必要です。
3.4各ダイの特定の送りステップ値は、対応するカウントパルス数または長さ変換値の比較を設定するPCによって決定され、上部ガイドローラーに接続された角度エンコーダのパッシブ測定フィードバックによって調整されます。 NS スタンピング 調整可能、高精度、累積エラーのないステップフィード スタンピング シート材料の。 累積誤差は、プログラムで設定された誤差補正アルゴリズムまたは手動補正によって処理され、棚柱の高品質な穴の距離を確保します。 練習は非常に実用的であることが証明されています。
3.5装置システムの自動供給装置は、棚柱を事前に開くフラットスチールベルトの手動供給の欠点を克服します。 簡単な操作、確実な作業、高い制御精度が特徴です。 労働生産性を大幅に向上させることができます。 高速・高精度のプレスで70倍を達成できます。 動作周波数は2500つの部分に分けることができ、動作圧力はXNUMXKNを超える可能性があり、独立したオペレーティングシステムを形成できます。
4.棚切断装置の分析と動作原理
4.1基本的な制御原理は同じであり、統一されたシステムを共有しています。 その特徴は次のとおりです。棚の柱の穴の位置の番号信号は、反射型光電スイッチによって測定されます。 特定の穴数で、内部主制御プログラムが穴数測定モードを長さ測定モードに変換し、同様に位置フィードバックと位置サーボシステムの位置制御を完了します。 主制御マイクロコンピュータは、与えられた位置と実際の位置との間の偏差を計算し、それを時間内に調整します。 ACサーボモーターが動き、希望値の位置決めが完了すると、主な動きが停止し、油圧遮断装置を導いてソレノイドを制御します。 バルブ カットオフ作業シーケンスを作成します。
4.2油圧カットオフの制御モードとフライングシアの制御モードの主な違い:①油圧カットオフの制御精度は高く、最高の制御精度は±約0.1mmであり、累積誤差はありません。主にパッシブインクリメンタル光電エンコーダに反映されます。高精度と制御シーケンスの要件により、機器のXNUMX回限りの投資が高くなります。 しかし、初回の歩留まりが高く、材料の利用率が高く、フライングシア制御はフォローアップおよびリセット装置を増やす必要があり、制御システムは比較的単純です。 ②制御原理において、油圧停止せん断は絶対制御精度であり、速度差誤差などはありません。フライングせん断は相対制御精度であり、せん断位置とワークの動きとの相対誤差です。速度運転則の不確かさやユニット抵抗や作業負荷の変動。 フライングシア制御の主な動作速度は比較的一定であり、これは支持溶接装置の動作パラメータの設定と調整に役立ちます。 油圧停止せん断制御モードの主な動作曲線はより複雑で高速です。低速変換および動作停止状態では、キャリブレーション時間が長くなることがあります。 ④生産効率のばらつきが大きく、フライングシアの生産効率が高く、生産管理が容易です。 ⑤機器のメンテナンスと運用管理の要件は大きく異なります。 ⑥油圧カットオフモードは、カット変形や冷間成形プロファイルのリバウンドなどのカット欠陥を解決するのに役立ちます。 要約すると、最大の利益を得るには、冷間成形製品の特性に応じて合理的な機器制御動作モードを策定および選択する必要があります。
5制御システム設計におけるいくつかの主な問題
5.1入力信号の制御精度:測定ローラーの円周と測定精度の範囲の比率が、最終的に製品の生産管理精度を決定します。 可能な限り比率の大きい製品を選択し、適切な測定ローラーの材質と測定ローラーと冷間成形部品の接触を選択する必要があります。 測定プロセスでの滑りエラーを防ぐために摩擦係数と接触圧力を増加させるための減衰係数と弾性係数。
5.2出力信号の制御精度:位置ループPID制御アルゴリズムの違いにより、制御精度とPID制御によって得られる結果が決まります。 例えば、解法にはステップ応答法があり、制御特性に応じて1つの動作特性が採用されています。 2)、PI制御; 3)、PID制御; 速度形状と測定値微分計算式に従ってPID計算を実行し、対応する精度要件の下で正と負のアクションの計算と制御を実行します。
5.3 PIDシステムパラメータの調整:メイン制御マイクロコンピュータは、PIDパラメータを制御カードに送信して、指定されたパラメータが制御システムの要件を満たしているかどうかを確認します。 このプロセスは、パラメータの調整によって実現する必要があります。 パラメータ調整の主なタスクは、K、A、Bおよびサンプリング周期タイマーを決定することです。 比例係数Kが増加するため、サーボドライブシステムは敏感で応答が速くなります。 ただし、大きすぎると発振し、調整時間が長くなります。 積分係数Aは増加します。システムの定常状態エラーを排除できますが、安定性は低下します。 差動制御Bは、動的特性を改善し、オーバーシュートを減らし、調整時間タイマーを短縮することができます。 特定の調整プロセスでは、デジタル位置ループのPIDデバイスの制御アルゴリズムとパラメーター調整方法を改善して、オンサイト適応パラメーターと実際のオンサイト調整設定を定式化し、製品や負荷に応じて個別に設定する必要があります。そうでなければ、位置制御プロセスが容易に形成されます。 振動現象。 設計プログラムのオープン調整セットに示されているように。
5.4システムの機械的精度は特定の誤差範囲内で制御され、電気的制御精度を向上させることができます。 高性能ACサーボドライブシステムと組み合わせることで、多くの場合に高精度の位置制御の要件を満たすことができ、位置位置決め​​の効率も向上します。 そして精度。
5.5メインプログラムはPC開発プラットフォームをベースにしたACサーボ制御システムです。 主な機能は次のとおりです。製品生産データ、デバイスパラメータ設定およびPIDパラメータ設定などを調整するためのマンマシンダイアログ。 PCとモジュール間のデータ転送と処理を実現し、ループPID制御アルゴリズムを配置してサーボモーターの動きを制御し、さまざまな関連機器の動作を実現します。その他:スタンピングステップ距離の設定と調整、特定の長さ値での各出力パルス数の対応する調整、プレスの制御精度、サーボ送り精度、およびサーボ送り長さ値の設定と調整はすべてオープン設計です。
5.6メインプログラムの設計では、一部の機器の故障警告プログラムセグメントが考慮されています。これにより、機器の操作性と製品の生産品質の管理が大幅に向上し、機器の故障検査の時間がある程度短縮されます。
6の結論
6.1実用的なアプリケーションは、合理的なACサーボシステムの選択が、高速応答速度、高速精度、および強力な堅牢性を備えた制御システムの要件を満たすことができることを示しています。 実際の塗布位置制御精度は最大約0.1mmで、累積誤差を回避できます。 この制御システムは、冷間成形鋼製品の高精度オープニングシリーズ、特に棚柱に類似した製品、つまり冷間成形鋼の垂直および事前にパンチされた穴の冷間成形生産ラインの生産に使用できます。側面の高精度な穴の位置。
6.2シェルフコールドロールフォーミング生産ラインに適用されたACサーボシステムは、確かに高い位置制御精度を達成できます。 また、プレパンチングモードと油圧ストップシアーモードは、シェルフビームの製造プロセスなど、独立して使用できます。プレパンチングモードはありません。

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