基于肘杆压力机伺服控制的数控系统设计.pdf

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1、·电气与自动化·张伟·基于肘杆压力机伺服控制的数控系统设计基于肘杆压力机伺服控制的数控系统设计张伟(枣庄科技职业学院，山东滕州277500)摘要：对肘杆机构进行了逆向运动分析，介绍了以MCX312为核心的运动控制器的设计原理，提出了伺服肘杆压力机数控系统的硬件与软件设计手段，为多杆压力机的伺服控制提供了实现方法。关键词：逆运动；运动控制器；MCX312；数控系统中图分类号：TH12文献标志码：B文章编号：1671—5276(2012)04-0193-03DesignofCNCSystemBasedonServeKnucklePressZHANGWei(Zaoz

2、huangVocationalCollegeofScience＆Technol0gy，Tengzhou277500，China)Abstract：Thispaperanalyzestheadversemovementsofthetogglerodconstruction，discussesthedesignprincipleofmotioncon-trollercenterededonMCX312chipandobatinsthehardwareandsoftwarestructureoftheCNCsystemforservoknucklepress．Ita

3、l·soprovidesamethodforservocontrolofmulti—linkmechanicalpress．Keywords：adversemovements；motioncontroller；MCX312；numericalcontrolsystem．冲头的运动规律，再经肘杆机构反推出曲柄相应的运动规0前言律，而曲柄由伺服电动机控制，因此数控系统根据反推的曲柄运动控制伺服电动机，即可实现肘杆压力机伺服肘杆压力机广泛应用于锻压成型、粉末冶金及挤压成控制。型领域，与普通曲柄压力机相比，肘杆压力机具有许多优点：1肘杆压力机的逆运动分析1)在工作行程

4、阶段能够获得符合挤压成形工艺要求的速度，保证了工件的品质。肘杆压力机采用伺服电动机控制，在数控系统设计时2)提高了滑块空行程和回程的速度，提高了生产必须对肘杆机构进行逆向运动分析，即根据滑块的运动特效率。性，反推曲柄的运动规律，如图1所示肘杆机构，确定曲柄3)降低了工件与模具的接触速度，减小了振动和冲转角(2／与滑块位移s的关系即=．厂(s)，其中OA，AB，BD，击，机器工作平稳、噪声降低，有利于提高模具寿命。BC的长度分别为，￡，z。，。曲柄转角与滑块位移的关4)具有明显的增力作用，降低了曲柄等构件所承受系，按下面的思路分析它们之间的关系，先建立摇杆摆角的

5、力矩，既减小了传动机构的尺寸和构件的转动惯量，又P与滑块位移s之间的关系即P=．厂(s)；再建立曲柄转角OL减小了各部件的摩擦损失。与摇杆摆角P的运动关系即=厂(P)；最后综合而成曲柄5)增大了公称力的行程量，用较小的曲柄半径获得转角滑块位移s的关系即oz=厂(s)。了较大的滑块行程，扩大了设备的加二T二范同，提高了设备的加工工艺性和结构刚性。但是不同的材料和零件要求不同的锻压工艺，从而要求压力机的压力、冲头速度和冲程等都要作相应变化，单台肘杆压力机只能适应某种工艺要求，缺乏通用性。同时由拉延理论可知，拉延件在拉延到(0．8～0．9)D时变形抗力最大，拉延件有

6、产生破裂的倾向，此时即便是采用肘杆压力机滑块距下死点也还较远，滑块速度(即拉延速度)很高，工件破裂的可能性进一步加大。为适应不同工件的工艺要求，提高肘杆压力机的柔性，运用伺服电动机控制的肘杆压力机，可以控制冲头在加载过程中按照工艺要求的速度运动，提高产品的合格率。肘杆压力机伺服控制的工作原理是：由工艺要求已知图l肘杆压力机运动简图作者简介：张伟(1971一)，男，山东滕州人，副教授，硕士，研究方向：数控技术。MachineBuildingAutomation，Jun2012，41(4)：193～195·193··电气与自动化·张伟·基于肘杆压力机伺服控制的数控

7、系统设计1．1摇杆摆角p与滑块位移S之间的关集磊茔应的曲柄转角‰数控系系：p=．厂()由图1推导如下：2数控系统的硬件结构(图2)：1lcospo一1lcosp+~／z2llsinPo一、／／z211sinP开放式数控系统是数控系统的发展方向，对肘杆压力llcosp+~／z2l1。sinP11cosp0+z2l1sinP0一s机进行伺服控制，本系统的整体架构采用“PC+运动控制(1)器”的形式。P。为滑块处于最大位移时摇杆与cD连线的夹角令=z1cosp0+,／12。一1lsinPo—s则式(1)为llcosp+~／z2llsinpk推导后得P：arccos—

8、—■一LzJ式(2)表明了摇杆摆角P与