超大型剪板机刀具间隙调节系统的设计与研究

发布时间：2017-09-03 21:06

  本文关键词：超大型剪板机刀具间隙调节系统的设计与研究

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【摘要】：剪板机对板料的剪切工艺中,剪板机的刀具间隙影响着板料剪切的质量,合适的间隙能使得被剪板料得到良好的剪切质量,且板料的剪切力也相对较小,可以延长剪板机刀具及其使用寿命;而间隙太小,则加剧刀具磨损;间隙太大,则导致板料撕裂。目前,国内大多数的剪板机对于剪板机刀具间隙调节方法只是简单的采用电位器控制电机的转动和停止,确定刀具间隙值,这种方法不仅刀具间隙调节精度低,而且控制的稳定性和准确性也比较差。特别是对于超大型剪板机而言,由于其较长的剪切刀具会导致更大的刀具间隙误差。针对这种情况,本论文研究了超大型剪板机刀具间隙调节系统,在超大型剪板机现有的结构基础上添加刀具间隙检测装置,达到既保证剪板机刀具间隙的调节精度,又提高刀具间隙的调节效率。本论文针对超大型剪板机调节机构的大惯量问题,对上刀架、调节电机和偏心轴关键调节机械结构进行了大惯量的分析,探明了超大型剪板机刀具间隙调节机构的大惯量对调节结果影响;依据剪板机刀具间隙调节的特点和要求,设计了剪板机刀具间隙非接触直接检测与刀具间隙自动调节装置,主要包括:采用非接触式电涡流传感器测距技术,提出了刀具间隙非接触式检测方法,实现直接检测上、下剪切刀之间间隙;利用PID控制技术,设计了超大型剪板机刀具间隙反馈调节控制方法,建立数学模型分析整定其PID调节参数;利用西门子S7-300PLC,设计了刀具间隙调节控制系统硬件,研究刀具间隙开环快速调节与闭环精确调节的组合调节方法;设计刀具间隙调节控制系统软件包括S7-300的主控组态、PID调节程序、电机控制程序等。经过对超大型剪板机刀具间隙调节控制系统的软硬件调试和实验研究分析表明:电涡流传感器检测精度误差小于0.05mm,刀具间隙的调节范围为0.05mm-3mm,刀具间隙的调节误差小于0.05mm,每次刀具间隙调节时间在10s以内。该系统能够有效完成刀具间隙调节,达到板料剪切要求,实现调节功能的要求。
【关键词】：剪板机 大惯量 刀具间隙调节 PLC
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG315;TP273
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-23
• 1.1 课题研究背景与意义12-15
• 1.1.1 课题研究的背景12-14
• 1.1.2 课题研究的意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-21
• 1.2.1 国内研究现状15-18
• 1.2.2 国外研究现状18-21
• 1.3 研究的主要内容及章节安排21-23
• 第二章 剪板机及其调节机构的大惯量分析23-35
• 2.1 剪板机的分类及主要参数23-26
• 2.1.1 剪板机的分类23-24
• 2.1.2 剪板机的参数24-26
• 2.2 剪板机刀具间隙调节机构26-28
• 2.2.1 液压闸式剪板机的剪切刀具机构26-27
• 2.2.2 剪板机刀具间隙调节机构27-28
• 2.3 剪板机刀具间隙机构的大惯量分析28-34
• 2.3.1 典型大惯量负载系统29
• 2.3.2 系统动力学分析及数学模型推导29-31
• 2.3.3 刀具间隙调节机构大惯量系统仿真31-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 剪板机刀具间隙调节原理与方法35-41
• 3.1 刀具间隙调节原理及性能指标35-36
• 3.1.1 刀具间隙调节原理35-36
• 3.1.2 系统设计的要点及性能指标36
• 3.2 剪板机刀具间隙的调节方法36-40
• 3.2.1 刀具间隙一般调节方法分析36-38
• 3.2.2 刀具间隙的自动化调节方法38-40
• 3.3 本章小结40-41
• 第四章 剪板机刀具间隙调节系统的硬件设计41-50
• 4.1 剪板机刀具间隙调节系统的总体要求41
• 4.2 剪板机刀具间隙调节系统的总体设计41-42
• 4.3 剪板机刀具间隙调节系统的硬件配置及选择42-46
• 4.4 主要接口的电路设计46-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 剪板机刀具间隙调节控制算法与软件设计50-73
• 5.1 剪板机刀具间隙调节控制算法50-58
• 5.1.1 开环快速调节控制50-51
• 5.1.2 基于PID的闭环精确调节控制51-56
• 5.1.3 PID参数整定56-58
• 5.2 S7-300PLC软件开发平台58-61
• 5.2.1 S7-300PLC开发环境58-59
• 5.2.2 硬件组态初始化59-61
• 5.3 剪板机刀具间隙调节系统软件设计61-72
• 5.3.1 主控制程序设计61-62
• 5.3.2 西门子S7-300的PID调节程序62-68
• 5.3.3 刀具间隙调节控制程序设计68-72
• 5.4 本章小结72-73
• 第六章 刀具间隙调节系统调试与验证73-79
• 6.1 系统的软硬件调试73-75
• 6.2 实验验证75-78
• 6.3 本章小结78-79
• 第七章 总结与展望79-81
• 7.1 总结79-80
• 7.2 展望80-81
• 参考文献81-84
• 致谢84-85
• 攻读硕士学位期间发表的论文85

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本文编号：787320