船板加工吊板装置伺服控制系统设计与实现

发布时间：2020-07-26 09:35

【摘要】：随着我国将构建“海上丝绸之路”作为21世纪的核心战略之一,船舶工业逐渐成为维护海防安全、保证水上交通运输、维持国民经济持续增长的战略性支柱产业。船舶制造是一个小数量、多品种的生产领域,素有“综合工业桂冠”的称号。船体曲面板成型加工,作为整个船舶制造领域的重要一环,目前其自动化程度还比较低。本文开发了一套船体外板加工过程中的辅助吊板装置,旨在提升船板冷热一体化加工过程中的自动化程度。基于在船板加工过程中对于吊板装置的功能需求,首先介绍了吊板装置的机械结构以及电机的安装布置方式,确定了系统的整体控制方案。船板加工的吊板装置主要完成对12台伺服电机进行控制,系统采用日本安川公司的运动控制器MP2310作为主控制器。通过待加工钢板的最大尺寸,计算得到所需要安川电机的最大功率,对电机进行了选型,并介绍了系统的电路接线。考虑到在船板冷热一体化加工过程中,需要采用上下压头一起滚压钢板,为了防止在加工过程中钢板弯曲变形时拉坏吊板装置,分别采用了PID控制和模糊PID控制以保证钢丝绳中的张力恒定。为了搞清楚张力控制系统的动态特性,分析了伺服电机、减速器、卷筒的数学模型,并以此为基础推导了整个控制系统的传递函数模型,最后对整个系统进行了控制算法理论仿真。从仿真结果可以看出,闭环系统的动态响应快速性,且控制效果良好,满足系统的恒张力控制要求。船板加工的吊板装置在冷热一体化加工过程中,还需要和液压系统压头一起按照设定的路径运动,以完成定位的功能,这就需要实现吊板装置在XY平面的运动控制,也即需要实现多轴联动运动控制。大车由两台电机共同带动,介绍了主从式同步控制的原理,采用新型相位控制方式进行位置控制,分析了多轴联动控制策略。介绍了MP2310软件的运行机理,对同步控制、多轴联动、恒张力控制分别进行了软件流程图的设计。最后在实际的实验设备上进行了控制算法的实验验证,记录了实验结果并与理论仿真结果进行了对比,发现二者相符,证明了所设计的控制算法可以应用于实际的船板加工的装置中。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U671
【图文】：

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文nn 等人通过对回弹和弯曲的随机性进行分析，建立了滚弯的闭环t 等人，通过将材料的有效刚性考虑进去，对该闭环系统进行了补卫龙等学者对滚弯过程中的弹塑性力学变形和几何模型的建立进行人改进了加工路径的计算方法并对回弹特性进行了详细研究。舒东下压量和半径用幂函数进行拟合得到了回归结果。这些研究结果，了有效的指导。钢板滚压弯曲成形的原理如下图 1.1 所示。

过程进行了有效的指导。钢板滚压弯曲成形的原理如下图 1.1 所示。图 1.1 滚压成型示意图目前全世界范围内，比较著名的钢板滚弯成型设备公司有瑞士的Chr.Haeusler公司、意大利 PROMAUDAVI 公司和德国 SCHAFER 公司[13]。瑞士的 Chr.Haeusler 公司，是全世界最大的三辊弯板设备生产商，其设计制造的三辊弯板机，可以实现对最宽4000mm、最厚 250mm 尺寸的板材进行加工，设备如下图 1.2 所示。意大利PROMAUDAVI 公司的弧线三辊弯板机可以对最大板厚达 140mm 的钢板进行弯曲[14]，设备如下图 1.3 所示。德国 SCHAFER 公司生产的可以水平下调的三辊弯板机也较为常见。

过程进行了有效的指导。钢板滚压弯曲成形的原理如下图 1.1 所示。图 1.1 滚压成型示意图目前全世界范围内，比较著名的钢板滚弯成型设备公司有瑞士的Chr.Haeusler公司、意大利 PROMAUDAVI 公司和德国 SCHAFER 公司[13]。瑞士的 Chr.Haeusler 公司，是全世界最大的三辊弯板设备生产商，其设计制造的三辊弯板机，可以实现对最宽4000mm、最厚 250mm 尺寸的板材进行加工，设备如下图 1.2 所示。意大利PROMAUDAVI 公司的弧线三辊弯板机可以对最大板厚达 140mm 的钢板进行弯曲[14]，设备如下图 1.3 所示。德国 SCHAFER 公司生产的可以水平下调的三辊弯板机也较为常见。

【参考文献】

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本文编号：2770592