伺服油压切断机---伺服控制系统设计【文献综述】.doc

1、毕业论文文献综述机械设计制造及其自动化伺服油压切断机伺服控制系统设计1伺服油压切断机伺服控制系统设计的意义切断机的应用非常广泛，钢筋、压型钢板、石材等很多建材都需要用到。前段时间我随老师到北仑小港一家公司的车间，参观了他们公司关于卷装钢板的切割机装置，采用伺服电机和液压动力装置，PLC控制，可以精确、高效地循环操作。传统切割机一般采用人工操作，尤其是在测量上更是如此。但人工操作误差很大，而且效率不高，如传统的软尺人工测量切断方法，误差大能作到的精度仅为L0M左右、效率低1。故研究切断机的伺服控制系统，有助于提高生产效率、和精确度，而且可以实现循环操作，既节省能源，又节省劳力，确保稳定生产，对企

2、业有极大作用。2伺服油压切断机伺服控制系统设计的研究现状21伺服油压切断机伺服控制系统的基本原理（1）系统的基本结构伺服油压切断机的伺服控制系统的基本构成是，以PLC为控制器，以光电编码器作为测量元件，以变频伺服电动机作为执行机构，共同组成一个自动循环定长切断系统。（2）结构分析PLC控制器即可编程控制器，目前，在中国市场上，欧洲的代表是西门子、日本的代表是三菱和欧姆龙、美国的代表是AB和GE。各大公司在中国均推出自己的从微型到大型的系列化产品2。在油压伺服切断机中用的正是三菱PLC，其优点是PLC稳定性好，广泛应用于工厂车间、城市供水、污水处理等环境恶劣地方；PLC的软件全部需要重新开发编程

3、，灵活性高，对于某些特殊功能或控制工艺很复杂的系统，可轻松实现3。光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。以光电编码器作为测量元件，高效精确，完全没有传统方法的大误差。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确。将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服主

4、要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达0001MM。（3）工作原理当卷装钢板在加工行进过程中，光电编码器讲计算钢板行进的长度，当达到一定长度时，PLC控制电动机运行，使得切割装置开始运作，先是使装置加速达到材料行进速度，当装置正好与材料行进速度相同时，切口也正好到

5、达要求的定长处，伺服电机执行命令，利用液压装置开始切割，随后装置减速到达的定点停止并开始返回到初始位置，这是一个循环过程。22国内外伺服油压切断机伺服控制系统设计的研究情况（1）国内的研究现状对于切断机的研究，国内一直停留在较低的层次，主要原因是国内机械化程度不高，很多工作环境都以人工操作为主，自动化循环操作一般在比较精确高端的要求下才有。当然，切断机在国内的应用非常广泛，如钢筋切断机，纤维切断机，方坯连铸机等等，这些都有应用。但这些机器的整体机械性能并不是很高，无论是测量元件还是控制器以及动力装置，都停留在比较落后的层面。如就钢筋切断机来说，国内的机器就显得比较落后，如国内偏心距一般为17M

6、M看似省料、齿轮结构偏小些，但给用户带来麻烦，不易管理因为在由切大料到切小料时，不是换刀垫就是换刀片，有时还需要转换角度；国内切断机刀片设计不合理，单螺栓固定，刀片厚度够薄，40型和50型刀片厚度均为17MM；国内切断机每分钟切断次数少国内一般为2831次，国外要高出1520次，最高高出30次，工作效率较高。（2）国外的研究现状国外由于机械化进程较早，所以在切断机的研究与制造上领先于中国。无论是在制造工艺上，还是在应用性能上，国外机器都很令人满意。国外切断机的优点（1）制造工艺精，切断机整体外观好，内部结构精确；（2）控制系统先进；（3）切断精度高，工作效率高。23存在的问题通过以上文献对比，

7、总结出伺服油压切断机伺服控制系统的设计中存在以下问题（1）国内目前关于伺服油压切断机的研究很少，切断机基本上还停留在较传统的基础上，测量元件、控制器以及执行元件都比较落后。（2）伺服控制系统中，最主要的是控制器，PLC的程序编写的好坏直接影响到切割精度与工作效率，但PLC控制器的扫描速度又受制于程序的大小。3伺服油压切断机伺服控制系统设计的发展趋势通过文献阅读和对国内外研究现状的分析和综合，我认为伺服油压切断机伺服控制系统的发展趋势如下1、随着材料的不断发展，以及机械化发展的进一步要求，切断机必然要面临工作环境更为复杂、精度要求更高等各方面的情况，所以其控制系统既要能适应复杂环境下正常工作，又

8、能在更精确的领域发挥作用，如速度很快且尺寸很小的材料切割等。2伺服油压切断机伺服控制系统设计中面临的主要问题是如何设计更好的控制系统。当遇到较为复杂的要求时，必须采用更为复杂的控制程序，但PLC控制系统扫描速度受制于程序大小4，故今后可能会采用更加优秀的控制器如可编程计算机控制器（PCC，以解决这一问题。参考文献1李兴旺,欧长劲PLC在定长控制中的应用J机电工程,1997,14（5）17182钟肇新,范建东，冯太和可编程控制器原理及应用J华南理工大学出版社，20083胡良军,张劲松,岑晓春西门子PLC在拱墅区政府大楼中央空调控制系统中的应用J制冷空调与电力机械,2005,26（1）4344，5

9、14徐宝林一种大型注塑机控制系统的设计J现代塑料加工应用,2005,17（6）42455王洪斌，刘福才，牟德君PLC在钢筋定长切断控制系统中的应用J自动化仪表,2001，22（12）29306肖洪博,陈炜调直切断机定长自动控制系统的设计与应用J起重运输机械,2006（12）23257王晓飞,付振贤方坯连铸机切割控制系统的设计J仪器仪表学报,2001（Z1）4554568李英波,邓莉辉,冯正进高速自动校直切断机控制系统设计J机电工程,2000,17（2）33359尼喜，尹光横向切断机自动控制系统的研制J电子技术,200012272910IMELAMIN,ARALALIANDMASUHAILDIRECTLOADCONTROLUSINGAPROGRAMMABLELOGICCONTROLLERJELECTRICPOWERSYSTEMSRESEARCH,1999，52（3）21121611KEVINJMCDERMOTTANDWENLONGALBERTYAODEVELOPINGAHYBRIDPROGRAMMABLELOGICCONTROLLERPLATFORMFORAFLEXIBLEMANUFACTURINGSYSTEMJTHEINTERNATIONALJOURNALOFFLEXIBLEMANUFACTURINGSYSTEMS,199793673741234