伺服油压切断机---伺服控制系统设计【文献综述】

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1、毕业论文文献综述机械设计制造及其自动化伺服油压切断机---伺服控制系统设计1伺服油压切断机---伺服控制系统设计的意义切断机的应用非常广泛，钢筋、压型钢板、石材等很多建材都需要用到。前段时间我随老师到北仑小港一家公司的车间，参观了他们公司关于卷装钢板的切割机装置，采用伺服电机和液压动力装置，PLC控制，可以精确、高效地循环操作。传统切割机一般采用人工操作，尤其是在测量上更是如此。但人工操作误差很大，而且效率不高，如传统的软尺人工测量切断方法，误差大(能作到的精度仅为l0m左右)、效率低[1]。故研究切断机的伺服控制系统，有助于提高生产效率、和精确度，而且可以实现循环操作，既

2、节省能源，又节省劳力，确保稳定生产，对企业有极大作用。2伺服油压切断机---伺服控制系统设计的研究现状2.1伺服油压切断机伺服控制系统的基本原理（1）系统的基本结构伺服油压切断机的伺服控制系统的基本构成是，以PLC为控制器，以光电编码器作为测量元件，以变频伺服电动机作为执行机构，共同组成一个自动循环定长切断系统。（2）结构分析PLC控制器：即可编程控制器，目前，在中国市场上，欧洲的代表是西门子、日本的代表是三菱和欧姆龙、美国的代表是AB和GE。各大公司在中国均推出自己的从微型到大型的系列化产品[1][2]。在油压伺服切断机中用的正是三菱PLC，其优点是：PLC稳定性好，广泛

3、应用于工厂车间、城市供水、污水处理等环境恶劣地方；PLC的软件全部需要重新开发编程，灵活性高，对于某些特殊功能或控制工艺很复杂的系统，可轻松实现[3]。光电编码器：是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。以光电编码器作为测量元件，高效精确，完全没

4、有传统方法的大误差。伺服电机：可使控制速度，位置精度非常准确。将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达0.001mm。（3）工作原理当卷装钢板在加工行进过程中，光电编码器讲计算钢板行进的长度，当达到

5、一定长度时，PLC控制电动机运行，使得切割装置开始运作，先是使装置加速达到材料行进速度，当装置正好与材料行进速度相同时，切口也正好到达要求的定长处，伺服电机执行命令，利用液压装置开始切割，随后装置减速到达的定点停止并开始返回到初始位置，这是一个循环过程。2.2国内外伺服油压切断机---伺服控制系统设计的研究情况（1）国内的研究现状对于切断机的研究，国内一直停留在较低的层次，主要原因是国内机械化程度不高，很多工作环境都以人工操作为主，自动化循环操作一般在比较精确高端的要求下才有。当然，切断机在国内的应用非常广泛，如钢筋切断机，纤维切断机，方坯连铸机等等，这些都有应用。但这些机

6、器的整体机械性能并不是很高，无论是测量元件还是控制器以及动力装置，都停留在比较落后的层面。如就钢筋切断机来说，国内的机器就显得比较落后，如国内偏心距一般为17mm．看似省料、齿轮结构偏小些，但给用户带来麻烦，不易管理．因为在由切大料到切小料时，不是换刀垫就是换刀片，有时还需要转换角度；国内切断机刀片设计不合理，单螺栓固定，刀片厚度够薄，40型和50型刀片厚度均为17mm；国内切断机每分钟切断次数少．国内一般为28～31次，国外要高出15～20次，最高高出30次，工作效率较高。（2）国外的研究现状国外由于机械化进程较早，所以在切断机的研究与制造上领先于中国。无论是在制造工艺上

7、，还是在应用性能上，国外机器都很令人满意。国外切断机的优点：（1）制造工艺精，切断机整体外观好，内部结构精确；（2）控制系统先进；（3）切断精度高，工作效率高。2.3存在的问题通过以上文献对比，总结出伺服油压切断机---伺服控制系统的设计中存在以下问题：（1）国内目前关于伺服油压切断机的研究很少，切断机基本上还停留在较传统的基础上，测量元件、控制器以及执行元件都比较落后。（2）伺服控制系统中，最主要的是控制器，PLC的程序编写的好坏直接影响到切割精度与工作效率，但PLC控制器的扫描速度又受制于程序的大小。3伺服油压