精密热压成型机电液伺服系统设计与控制研究
发布时间：2021-10-21 06:31
精密热压成型机是一种针对IMD行业（膜内装饰镶嵌注塑技术）和PVC、PET等片材成型和研发的专用设备。现有的普通热压成型机液压系统通常选用三相异步电机带动定量泵并搭配PID控制,但由于设备液压系统的非线性和参数时变等特性,其产品良率低,生产成本高而且对能源造成很大的浪费。随着生产现场对成型产品精度和稳定性提出了更高的要求,而热压工序直接影响了产品的平面度及尺寸精度,研究合适的热压成型机液压系统和控制策略是亟需解决的问题。本文开展了精密热压成型机电液伺服系统设计和控制策略研究,主要的研究成果如下:通过分析精密热压成型机的基本结构和工作原理,并根据精密热压成型机的工况和技术参数,对电液伺服系统关键元器件进行选型,设计完成了直驱式电液伺服系统的液压原理图。根据成型伺服控制系统的基本组成和运作原理,采用分块建模的方法分别建立了永磁同步伺服电机调速数学模型和液压缸数学模型,完成了压力伺服系统传递函数的构建,并对系统的稳定性进行了分析。在MATLAB软件中对电液伺服系统进行PID控制下的阶跃、正弦、三角波信号进行了仿真分析;在此基础上设计了采用模糊PID控制算法的控制器,并且通过仿真模拟与PID控...
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
直驱式电液伺服系统结构框图
精密热压成型机电液伺服系统设计与控制研究92精密热压成型机液压系统设计2.1精密热压成型机结构及工艺流程2.1.1设备结构本文设计的精密热压成型机具有双工位，热压成型机的左右工位都采用框架为四柱三板式传动结构，其实物如图2.1所示。图2-1精密热压成型机实物图设备顶部设有液压站，液压站上设置了集成块可分别控制左右俩个工位的独立运作，实现油缸下行、上行、保压等动作；工作油缸为两个增速缸，可以增快设备的成型效率，安装在上横梁；设备釆用电磁换向阀集中控制，减少了管道连接及油液泄露，能够提高系统的响应性和稳定性。顶部设置了一个充液箱用于给增速缸上腔快速补油；顶部同时设有气动系统控制站，控制系统的充气和排气；设备底部则是有左右俩个独立控制的真空泵，负责给下模具抽真空。精密热压成型机的滑台和油缸活塞之间有上模安装板和下模安装板，两块安装板分别连接滑台和油缸，上、下模安装板内有六根电热管加热上、下模安装板，安装板再用
硕士学位论文10以加热热压模具，安装板与滑台间设有隔热板。俩块安装板中间是陶瓷加热板，每次材料成型前的预热都由陶瓷加热板来完成，实现快速预热，提高成型效率；由俩个独立的三相异步电机控制，使陶瓷加热板前后运作。2.1.2工艺流程图2-2热压成型工艺流程图图2-2为热压成型机工艺流程图。本文的精密热压成型机的一个动作周期为：1.陶瓷加热板在电机推动下前进至模具上方，配合下模加热板将复合材料快速加热至材料的软化点，至此陶瓷加热板退出；2.伺服电机驱动合模油缸快速下行，接近模具时减速慢行将模具闭合并锁紧，进入保压过程；3.在合模油缸保持一定的合模压力下，下模腔由真空泵抽真空，同时模具的上模腔通入分段的热压空气由上往下压，使复合材料与模具紧密贴合，完成成型操作；4.成品在模腔内冷却后，合模油缸反向驱动进行开模操作，随后顶出机构将复合材料制品从模具中顶出。2.2精密热压成型机的技术参数精密热压成型机的主要技术参数如下表2-1所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G时代的工业[J]. 董事会. 2019(06)
[2]矿井运输机PLC控制系统选型设计及应用研究[J]. 乔惠军. 机械管理开发. 2019(03)
[3]基于模糊PID的磨削机床伺服电机控制研究[J]. 陈佳林,闫如忠,陈冰冰. 组合机床与自动化加工技术. 2018(11)
[4]基于Fuzzy-PID的大规格铸锭结晶器液位控制[J]. 郭成林,蒋日鹏,李晓谦,李瑞卿,张立华. 机械工程学报. 2018(22)
[5]PLC在油田控制系统中的选型与应用[J]. 王军. 电子技术与软件工程. 2018(15)
[6]精密热压成型机关键技术研究与实现[J]. 舒阳,周志雄,黄向明,许亮,陈永福. 机械工程学报. 2018(17)
[7]塑料加工成型技术现状及研究进展[J]. 刘红燕. 合成树脂及塑料. 2017(06)
[8]基于SVPWM的永磁同步电机直接转矩控制系统[J]. 孙旭霞,高沁源,孙伟. 电气传动. 2016(11)
[9]有关热压成型设备技术改造解决措施探讨[J]. 冯晓良,何毅斌,宋龙. 化学工程与装备. 2016(11)
[10]临界比例度法整定PID控制器参数[J]. 王庆兰,石学文,张同对. 唐山师范学院学报. 2016(05)
博士论文
[1]注塑成型过程模腔内熔体流动速度与压力检测控制方法研究[D]. 王硕.浙江大学 2012
硕士论文
[1]基于换向阀的泵控电液位置伺服系统模糊滑模控制技术研究[D]. 朱洢萱.西安理工大学 2019
[2]伺服直驱泵控液压系统在轮胎硫化机中的应用研究[D]. 刘尚.燕山大学 2018
[3]小型复合轧环机液压伺服系统设计及性能研究[D]. 晏家勇.武汉理工大学 2017
[4]直驱式电液伺服系统压力控制的设计与研究[D]. 倪浪.哈尔滨工业大学 2017
[5]基于品牌调性的手机质感研究[D]. 陈橙.湖南大学 2016
[6]基于永磁同步电机的高精度电液伺服系统设计[D]. 张世博.哈尔滨工业大学 2014
[7]直驱式液压伺服系统控制策略研究[D]. 王思文.燕山大学 2014
[8]精密注塑机闭环电液比例伺服系统设计与控制研究[D]. 周伟安.浙江大学 2010
[9]六自由度运动台电液伺服装置设计及其试验研究[D]. 李文强.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3448432
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
直驱式电液伺服系统结构框图
精密热压成型机电液伺服系统设计与控制研究92精密热压成型机液压系统设计2.1精密热压成型机结构及工艺流程2.1.1设备结构本文设计的精密热压成型机具有双工位，热压成型机的左右工位都采用框架为四柱三板式传动结构，其实物如图2.1所示。图2-1精密热压成型机实物图设备顶部设有液压站，液压站上设置了集成块可分别控制左右俩个工位的独立运作，实现油缸下行、上行、保压等动作；工作油缸为两个增速缸，可以增快设备的成型效率，安装在上横梁；设备釆用电磁换向阀集中控制，减少了管道连接及油液泄露，能够提高系统的响应性和稳定性。顶部设置了一个充液箱用于给增速缸上腔快速补油；顶部同时设有气动系统控制站，控制系统的充气和排气；设备底部则是有左右俩个独立控制的真空泵，负责给下模具抽真空。精密热压成型机的滑台和油缸活塞之间有上模安装板和下模安装板，两块安装板分别连接滑台和油缸，上、下模安装板内有六根电热管加热上、下模安装板，安装板再用
硕士学位论文10以加热热压模具，安装板与滑台间设有隔热板。俩块安装板中间是陶瓷加热板，每次材料成型前的预热都由陶瓷加热板来完成，实现快速预热，提高成型效率；由俩个独立的三相异步电机控制，使陶瓷加热板前后运作。2.1.2工艺流程图2-2热压成型工艺流程图图2-2为热压成型机工艺流程图。本文的精密热压成型机的一个动作周期为：1.陶瓷加热板在电机推动下前进至模具上方，配合下模加热板将复合材料快速加热至材料的软化点，至此陶瓷加热板退出；2.伺服电机驱动合模油缸快速下行，接近模具时减速慢行将模具闭合并锁紧，进入保压过程；3.在合模油缸保持一定的合模压力下，下模腔由真空泵抽真空，同时模具的上模腔通入分段的热压空气由上往下压，使复合材料与模具紧密贴合，完成成型操作；4.成品在模腔内冷却后，合模油缸反向驱动进行开模操作，随后顶出机构将复合材料制品从模具中顶出。2.2精密热压成型机的技术参数精密热压成型机的主要技术参数如下表2-1所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G时代的工业[J]. 董事会. 2019(06)
[2]矿井运输机PLC控制系统选型设计及应用研究[J]. 乔惠军. 机械管理开发. 2019(03)
[3]基于模糊PID的磨削机床伺服电机控制研究[J]. 陈佳林,闫如忠,陈冰冰. 组合机床与自动化加工技术. 2018(11)
[4]基于Fuzzy-PID的大规格铸锭结晶器液位控制[J]. 郭成林,蒋日鹏,李晓谦,李瑞卿,张立华. 机械工程学报. 2018(22)
[5]PLC在油田控制系统中的选型与应用[J]. 王军. 电子技术与软件工程. 2018(15)
[6]精密热压成型机关键技术研究与实现[J]. 舒阳,周志雄,黄向明,许亮,陈永福. 机械工程学报. 2018(17)
[7]塑料加工成型技术现状及研究进展[J]. 刘红燕. 合成树脂及塑料. 2017(06)
[8]基于SVPWM的永磁同步电机直接转矩控制系统[J]. 孙旭霞,高沁源,孙伟. 电气传动. 2016(11)
[9]有关热压成型设备技术改造解决措施探讨[J]. 冯晓良,何毅斌,宋龙. 化学工程与装备. 2016(11)
[10]临界比例度法整定PID控制器参数[J]. 王庆兰,石学文,张同对. 唐山师范学院学报. 2016(05)
博士论文
[1]注塑成型过程模腔内熔体流动速度与压力检测控制方法研究[D]. 王硕.浙江大学 2012
硕士论文
[1]基于换向阀的泵控电液位置伺服系统模糊滑模控制技术研究[D]. 朱洢萱.西安理工大学 2019
[2]伺服直驱泵控液压系统在轮胎硫化机中的应用研究[D]. 刘尚.燕山大学 2018
[3]小型复合轧环机液压伺服系统设计及性能研究[D]. 晏家勇.武汉理工大学 2017
[4]直驱式电液伺服系统压力控制的设计与研究[D]. 倪浪.哈尔滨工业大学 2017
[5]基于品牌调性的手机质感研究[D]. 陈橙.湖南大学 2016
[6]基于永磁同步电机的高精度电液伺服系统设计[D]. 张世博.哈尔滨工业大学 2014
[7]直驱式液压伺服系统控制策略研究[D]. 王思文.燕山大学 2014
[8]精密注塑机闭环电液比例伺服系统设计与控制研究[D]. 周伟安.浙江大学 2010
[9]六自由度运动台电液伺服装置设计及其试验研究[D]. 李文强.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3448432
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3448432.html
