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《基于pid算法數(shù)控沖床plc控制系統(tǒng)設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com基于PID算法的數(shù)控沖床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計口王偉龍口樊瑜瑾口楊振昆明理工大學(xué)機電工程學(xué)院昆明650500摘要：針對傳統(tǒng)數(shù)控沖床進給不穩(wěn)定、誤差較大的問題，提出了一種基于PID算法的可編程控制器(PLC)三環(huán)控制策略。通過建立液壓系統(tǒng)的解析模型，設(shè)計相應(yīng)的PID控制器進行速度環(huán)控制，利用PLC進行外環(huán)位置控制，實現(xiàn)了機電液一體化，有效提高了位置控制精度，降低了系統(tǒng)誤差。關(guān)鍵詞：數(shù)控機床PID伺服系統(tǒng)PLC中圖分類號：TH122；TP271*．4文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1000—4998(2015)10—0029-04數(shù)控技術(shù)
2、是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生1數(shù)控沖床產(chǎn)的基礎(chǔ)．?dāng)?shù)控沖床是應(yīng)用數(shù)控技術(shù)對各種板材如普通鋼板、不銹鋼及鋁板等進行冷沖壓成形或沖孑L加2121．1數(shù)控轉(zhuǎn)塔式?jīng)_床系統(tǒng)的組成的一種機械加212設(shè)備。數(shù)控系統(tǒng)的引入，使用戶可進行(1)數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)是轉(zhuǎn)塔沖床的核心，實時CNC系統(tǒng)的人機交互控制，提高了系統(tǒng)的操作性和可監(jiān)測轉(zhuǎn)塔沖床的工作狀態(tài)以及加工環(huán)境，接受操作人維護性。常規(guī)的CNC控制系統(tǒng)由運動控制器和內(nèi)裝式員的操作命令，控制機床各功能部件協(xié)調(diào)動作來完成PLC組成，分別完成軌跡控制和順序控制。然而，該控加工任務(wù)。數(shù)控系統(tǒng)由主控機、顯示器、鍵盤、操作面板制架
3、構(gòu)本身會引起沖床進給不穩(wěn)定、誤差較大的問題，以及功能強大的控制軟件組成。給實際應(yīng)用帶來不便?。(2)伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)主要包括主軸電機伺服、微機數(shù)字控制技術(shù)是機械制造行業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)軸電機伺服、l，軸電機伺服以及軸(轉(zhuǎn)塔軸)電機志。柔性制造系統(tǒng)FMS(FlexibleManufacturing伺服。伺服系統(tǒng)是轉(zhuǎn)塔沖床至關(guān)重要的一部分，它直接System)、計算機集成制造系統(tǒng)CIMS(Computer驅(qū)動各軸運動，接受數(shù)控系統(tǒng)的運動命令并實現(xiàn)各軸IntegratedManufacturingSystem)、智能制造系統(tǒng)IMS速度、位置的控制。(Intellige
4、ntManufacturingSystem)的應(yīng)用，進一步說明(3)傳動系統(tǒng)。主要包括主軸傳動機構(gòu)、X軸傳動數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，其水平的高機構(gòu)、y軸傳動機構(gòu)以及軸傳動機構(gòu)，其功能是將伺低是衡量一個國家32業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志[23。微服系統(tǒng)輸出的信號轉(zhuǎn)變?yōu)楦鱾€軸的動作，其中，軸采機數(shù)字控制技術(shù)具：；fi-的邏輯處理能力可根據(jù)不同的指用電機驅(qū)動皮帶輪帶動轉(zhuǎn)塔運動的方式來實現(xiàn)。令進行不同方式的信息處理．從而可以通過軟件來改(4)進料系統(tǒng)。進料系統(tǒng)主要包括橫梁、y軸傳變信息處理的方式，而不改動電路或機械機構(gòu)，使機械動、夾鉗、支撐板料的工作臺。該系
5、統(tǒng)中支撐板料的工設(shè)備具有柔性。作臺結(jié)構(gòu)形式為固定工作臺．其最大優(yōu)點是進料的運筆者針對轉(zhuǎn)塔式數(shù)控沖床進行控制系統(tǒng)改造．提動慣性小。采用小扭矩的伺服電機即可帶動。工作臺采出了一種基于PID算法和PLC位置控制的數(shù)控沖床用硬質(zhì)毛刷作為支撐，具有噪聲小、不易劃傷板料等優(yōu)控制策略，通過該技術(shù)，提高了沖床的運動精度，改善點，適合于薄板和固定工作臺使用，但承載力小，運動了操縱特性，為高精度加32提供便利。阻力大]。利用歐姆龍PLC作為中央控制器，設(shè)計了一套基1．2數(shù)控沖床的硬件結(jié)構(gòu)于PLC控制的交流伺服電機位置控制系統(tǒng)，整個系統(tǒng)筆者研究的數(shù)控沖床主要對工件進行沖孔加工和響
6、應(yīng)速度快，定位精度高，運行穩(wěn)定。伺服控制系統(tǒng)具沖壓成形。系統(tǒng)的壓力和沖頭的速度取決于所需要的有高精度、高可靠性、快速定位的特點，伺服控制系統(tǒng)加工方式。沖孔加工時，要求沖頭以最大的速度下降至無論從速度控制還是精度控制上，能大幅度降低電機加工工件，并且快速返回。沖壓成形時，要求滑塊以較運行的能耗，能量轉(zhuǎn)換效率高?？斓乃俣认陆?，接近工件時沖頭速度降低且系統(tǒng)壓力升高，確保對鋼板的精準(zhǔn)成形，沖壓成形完畢后，沖頭以較快的速度返回。轉(zhuǎn)塔實物及原理簡圖如圖1所示，收稿日期：2015年4月機械制造53卷第614期2015／10學(xué)兔兔www.xuetutu.com其進給部件主要
7、包括電機、伺服閥、作動筒等。電機控制伺服閥開關(guān)對輸出端進行閥控。以達到期望的位置目標(biāo)。2液壓系統(tǒng)模型仿真分析2．1液壓系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型數(shù)控沖床的沖壓過程通過液壓缸活塞桿往返運動來實現(xiàn)，當(dāng)閥位移≥0時，處于加工狀態(tài)，所以只針對≥0的情況進行分析，建立數(shù)學(xué)模型，確定模型的傳遞函數(shù)及對各項性能指標(biāo)進行仿真分析?？刂崎y的負載流量方程是一個非線性方程：r——————一Ql=CdWx~、／(ps-p)(1)式中：Q為負載流量；C為閥口流量系數(shù)；P為液體密度；p1為進口油壓；p為出口油壓；Wx為面積梯度。對式(1)進行線性化處理，寫成增量式方程：AQ,=KqAx一KAp1(2
8、)式中：K為流量增益系數(shù)；K為流量一壓力系數(shù)。該式表
