伺服压力机数控系统的设计与实现
发布时间：2021-07-01 20:07
金属加工是制造行业的支柱,是现代化工业的主要体现形式,是衡量一个国家经济竞争力的重要标志。随着汽车、电子产品、仪器仪表等行业的发展,对压力机的需要也日益增大。随着国内伺服控制技术的研究,新科技、新材料的出现以及产品形状复杂化,开发出高精度、高响应、柔性化、智能化的新型压力机迫在眉睫。传统的压力机已经无法满足未来加工的工业需求,伺服压力机由于采用交流伺服电机直接控制曲柄,实现压力机运动的柔性控制,成为了行业未来发展的趋势。本文从传统机械压力机着手研究,分析其存在的不足之处,结合伺服压力机国内外研究现状,阐述研究伺服压力机的重要意义。重点研究伺服压力机数控系统的设计和实现。本文主要研究内容如下:⑴结合国内外发展现状,对传统压力机数控系统、伺服控制系统和传统压力机的基本功能和性能特性进行研究;⑵分析了压力机本体结构、滑块运动轨迹及控制系统的加减速控制技术以及伺服压力机数控系统的设计需求,整体设计了伺服压力机数控系统的总体解决方案;⑶自主开发设计DSP+FPGA的硬件平台,用于实现加减速控制算法,实现了伺服压力机的全闭环运动控制。⑷设计与实现了数控系统的上位机系统,对数控系统的加工曲线和参数进...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
小松伺服压力机制造业一直是我国前沿科技研发领域的薄弱的地方，特别是压力机方面的研究和设
图 1-2 宁波年初闭式单点伺服压力机压力机的发展整体上依然受限于国外先进技术，在日本和欧美企业还有很大差距。特别是在关键技研究，重载伺服控制技术的研制，加工工艺算法究等方面远远落后与国外先进技术，国内技术人员力，突破国外专利的限制[17]。力机数控进行设计与实现，搭建伺服压力机数控主要对数控系统以下几方面进行研究：机数控系统的设计需求，设计了数控系统的总体，在保证数控系统的实时性的基础上，还能够提制造的目的，伺服压力机数控系统需要设计合理数据管理，因此，伺服压力机需要保证滑块的位
加减速控制是组成数字控制系统插补算法的关键部分之一，是数字控制系统研重点技术。实现高精度、高效率的加工是数控加工重要目标之一，因此，一方面控床需要反应快速，各运动组件能在很短的周期内实现给定的速度，并能在高速加工速精确地停在预设节点，节省预备时间；另外还要求加工过程中运行平缓，带来的力小。采用何种手段保障机床加工平稳的前提下，还能够实现以缩短加工过程时间标的加减速控制算法，使加工机床能够拥有高速加工的加减速功能，是研究的重要2.5.1 加减速控制方式在数控系统中，为了保障加工机床在加工开始或结束停止时不产生过大的冲击程或振荡，需要对主轴电机的脉冲进给频率进行加减速控制调整，即在机床加速起程中，确保输入到伺服电机上的脉冲进给频率慢慢增加，反之当机床需要减速停下要确保输入到伺服电机上的脉冲进给频率慢慢减小。根据加减速算法在控制系统中的位置，加减速控制可分为前控制和后控制两种不同的控制方式，加减速前控制中速控制放在插补器之前；加减速后控制中加减速控制放在插补器之后[33]。如图 2-1
【参考文献】：
期刊论文
[1]伺服压力机柔性加减速控制算法[J]. 宋清玉,郭宝峰,李建,殷文齐. 农业机械学报. 2013(06)
[2]基于MATLAB的伺服压力机控制系统仿真研究[J]. 曾辉雄,叶春生,莫健华,樊自田. 锻压技术. 2010(05)
[3]伺服机械压力机传动方案分析[J]. 阮卫平,胡建国,孙友松. 锻压技术. 2010(04)
[4]高速精密压力机下死点精度研究[J]. 鹿新建,柯尊芒,朱思洪,周军. 锻压技术. 2010(01)
[5]数字伺服压力机控制系统的研究[J]. 叶春生,侯文杰,张军伟,莫健华,樊自田. 锻压技术. 2009(06)
[6]基于DSP的交流伺服电机控制系统的研究[J]. 高梅,王忠庆. 机械工程与自动化. 2009(05)
[7]Design of a Servo Mechanical Press with Redundant Actuation[J]. GUO Weizhong and GAO Feng State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2009(04)
[8]高速压力机下死点精度试验研究[J]. 冯华林,鹿新建. 锻压装备与制造技术. 2009(03)
[9]基于RTOS的伺服压力机数控系统[J]. 关维德,毛玉良,李超彪. 机械制造与自动化. 2009(01)
[10]基于NURBS曲线的伺服压力机冲压过程建模与加工工艺轨迹规划[J]. 陈岳云,郭为忠,高峰. 上海交通大学学报. 2009(01)
博士论文
[1]超精密机床伺服控制技术研究[D]. 郑子文.国防科学技术大学 2001
硕士论文
[1]伺服冲压工艺曲线优化建模及数值仿真研究[D]. 王昆.上海交通大学 2011
[2]伺服压力机上位机控制及工艺规划软件的研究[D]. 程保健.华中科技大学 2011
[3]双肘杆伺服压力机样机设计与动态性能分析[D]. 付继祥.上海交通大学 2009
[4]数控系统柔性加减速控制方法研究及软件开发[D]. 李晓辉.浙江大学 2007
本文编号：3259786
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
小松伺服压力机制造业一直是我国前沿科技研发领域的薄弱的地方，特别是压力机方面的研究和设
图 1-2 宁波年初闭式单点伺服压力机压力机的发展整体上依然受限于国外先进技术，在日本和欧美企业还有很大差距。特别是在关键技研究，重载伺服控制技术的研制，加工工艺算法究等方面远远落后与国外先进技术，国内技术人员力，突破国外专利的限制[17]。力机数控进行设计与实现，搭建伺服压力机数控主要对数控系统以下几方面进行研究：机数控系统的设计需求，设计了数控系统的总体，在保证数控系统的实时性的基础上，还能够提制造的目的，伺服压力机数控系统需要设计合理数据管理，因此，伺服压力机需要保证滑块的位
加减速控制是组成数字控制系统插补算法的关键部分之一，是数字控制系统研重点技术。实现高精度、高效率的加工是数控加工重要目标之一，因此，一方面控床需要反应快速，各运动组件能在很短的周期内实现给定的速度，并能在高速加工速精确地停在预设节点，节省预备时间；另外还要求加工过程中运行平缓，带来的力小。采用何种手段保障机床加工平稳的前提下，还能够实现以缩短加工过程时间标的加减速控制算法，使加工机床能够拥有高速加工的加减速功能，是研究的重要2.5.1 加减速控制方式在数控系统中，为了保障加工机床在加工开始或结束停止时不产生过大的冲击程或振荡，需要对主轴电机的脉冲进给频率进行加减速控制调整，即在机床加速起程中，确保输入到伺服电机上的脉冲进给频率慢慢增加，反之当机床需要减速停下要确保输入到伺服电机上的脉冲进给频率慢慢减小。根据加减速算法在控制系统中的位置，加减速控制可分为前控制和后控制两种不同的控制方式，加减速前控制中速控制放在插补器之前；加减速后控制中加减速控制放在插补器之后[33]。如图 2-1
【参考文献】：
期刊论文
[1]伺服压力机柔性加减速控制算法[J]. 宋清玉,郭宝峰,李建,殷文齐. 农业机械学报. 2013(06)
[2]基于MATLAB的伺服压力机控制系统仿真研究[J]. 曾辉雄,叶春生,莫健华,樊自田. 锻压技术. 2010(05)
[3]伺服机械压力机传动方案分析[J]. 阮卫平,胡建国,孙友松. 锻压技术. 2010(04)
[4]高速精密压力机下死点精度研究[J]. 鹿新建,柯尊芒,朱思洪,周军. 锻压技术. 2010(01)
[5]数字伺服压力机控制系统的研究[J]. 叶春生,侯文杰,张军伟,莫健华,樊自田. 锻压技术. 2009(06)
[6]基于DSP的交流伺服电机控制系统的研究[J]. 高梅,王忠庆. 机械工程与自动化. 2009(05)
[7]Design of a Servo Mechanical Press with Redundant Actuation[J]. GUO Weizhong and GAO Feng State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2009(04)
[8]高速压力机下死点精度试验研究[J]. 冯华林,鹿新建. 锻压装备与制造技术. 2009(03)
[9]基于RTOS的伺服压力机数控系统[J]. 关维德,毛玉良,李超彪. 机械制造与自动化. 2009(01)
[10]基于NURBS曲线的伺服压力机冲压过程建模与加工工艺轨迹规划[J]. 陈岳云,郭为忠,高峰. 上海交通大学学报. 2009(01)
博士论文
[1]超精密机床伺服控制技术研究[D]. 郑子文.国防科学技术大学 2001
硕士论文
[1]伺服冲压工艺曲线优化建模及数值仿真研究[D]. 王昆.上海交通大学 2011
[2]伺服压力机上位机控制及工艺规划软件的研究[D]. 程保健.华中科技大学 2011
[3]双肘杆伺服压力机样机设计与动态性能分析[D]. 付继祥.上海交通大学 2009
[4]数控系统柔性加减速控制方法研究及软件开发[D]. 李晓辉.浙江大学 2007
本文编号：3259786
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