單線切割機切割線恆張力閉環控制方法
2023-10-05 20:54:49 2
專利名稱：單線切割機切割線恆張力閉環控制方法
技術領域：
本發明涉及一種單線切割機切割線恆張力閉環控制方法。
技術背景
在單線切割機中，要保證切片質量的切割效率，切割線的張力穩 定和切割線的線速度是兩個衡量單線切割機的重要指標。在運行過程 中，恆定的張力和更高的切割線線速度是控制中的關鍵技術，由於要 保證切片效率和切片質量， 一個高響應穩定的控制方法是非常關鍵
的；經檢索，.尚未發現同類型的張力閉環控制方法。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種高響應穩定的單線切割 機切割線恆張力閉環控制方法。 本發明採用如下技術方案
本發明是利用由張力緩衝機構、可編程控制器、旋轉編碼器、第 一、第二繞線輪的伺服驅動系統，,一,、第二繞線輪的橫移伺服驅動 系統組成的張力閉環控制系統實現的；所述張力緩衝機構由擺臂、精 密氣缸、彈簧、彈簧座、導輪、零位開關組成；其特徵在於其具體控 制方法如下:
a、第一繞線輪的伺服驅動系統始終採用扭矩控制方式；第二繞 線輪的伺服驅動系統始終採用速度控制方式；
所述第一、第二繞線輪的伺服驅動夢、統分別由其伺服電機和伺服 驅動器組成；
'b、第二繞線輪的伺服驅動系統按設定線速度加減速往復運行，
在運行過程中計算巻徑變化，調整其伺服電機的轉速，使伺服電機轉 速*巻徑*11=設定線速度；第一繞線輪的伺服驅動系統依據張力反饋做PID運算，實時調整
扭矩輸出大小，以確保切割線上的張力保持恆定；
C、在運行過程中，第一、第二繞線輪的伺服驅動系統和橫移伺
服驅動系統的伺服驅動器之間利用CAN-BUS總線傳輸實時轉速與轉 數，通過匹配計算確定橫移軸移動速度與方向，並賦值運行。
本發明的有益效果是充分利用速度控制方式和扭矩控制方式的 最大特性，在切割線的穩定性和線速度上都有顯著的提高，本方法還 具有高響應並且穩定性好。
圖1為本發明的三維立體正視圖2為本發明的三維立體後視圖3為本發明的硬體配置原理框圖4為本發明的PID控制原理框圖5為本發明軟體流程圖。
在圖1-2中.1第一繞線輪、2第一繞線輪的伺服驅動系統(包 括伺服鬼機和伺服驅動器)、3第二繞線輪、4第二繞線輪的伺服驅動 系統(包括伺服電機和伺服驅動器)、5擺臂軸心、6切割線、7零位 開關遮光片、8零位開關、9精密氣缸、10彈簧座、11擺臂、12導 輪、13彈簧、14支架、15旋轉編碼器、16第一繞線輪的橫移伺服驅 動系統(包括伺服電機和伺服驅動器)、17第二繞線輪的橫移驅動系 統(包括伺服電機和伺服驅動器)。 具本實施方式
實施例(參見圖l-5):
本實施例是利用由張力緩衝機構、可編程控制器、旋轉編碼器、 第一、第二繞線輪的伺服驅動系統，第一、第二繞線輪的橫移伺服驅 動系統組成的張力閉環控制系統實現的；所述張力緩衝機構由擺臂11、精密氣缸9、彈簧13、彈簧座IO、導輪12、零位開關8組成；
其特徵在於其具體控制方法如下
.a、第一繞線輪1的伺服驅動系統始終採用扭矩控制方式；第二 繞線輪的伺服驅動系統始終採用速度控制方式；
所述第一、第二繞線輪的伺服驅動系統分別由其伺服電機和伺服 驅動器組成;
b、第二繞線輪3的伺服驅動系統按設定線速度加減速往復運行， 在運行過程中計算巻徑變化，調整其伺服電機的轉速，使伺服電機轉
速*巻徑* jt 二設定線速度；
第一繞線輪的伺服驅動系統依據張力反饋做PID運算，實時調整 扭矩輸出大小，以確保切割線上的張力保持恆定；
.c、在運行過程中，第一、第二繞線輪的伺服驅動系統和橫移伺 服驅動系統的伺服驅動器之間利用CAN-BUS總線傳輸實時轉速與轉 數，通過匹配計算確定橫移軸移動速度與方向，並賦值運行。
在本實施例中，可編程控制器的型號為OMRON CP1H-XA40DT-D; 旋轉編碼器的型號為OMRON E6C3-CWZ;零位開關為市售產品。
權利要求
1、單線切割機切割線恆張力閉環控制方法，它是利用由張力緩衝機構、可編程控制器、旋轉編碼器、第一、第二繞線輪的伺服驅動系統，第一、第二繞線輪的橫移伺服驅動系統組成的張力閉環控制系統實現的；所述張力緩衝機構由擺臂(11)、精密氣缸(9)、彈簧(13)、彈簧座(10)、導輪(12)、零位開關(8)組成；其特徵在於其具體控制方法如下a、第一繞線輪(1)的伺服驅動系統始終採用扭矩控制方式；第二繞線輪的伺服驅動系統始終採用速度控制方式；所述第一、第二繞線輪的伺服驅動系統分別由其伺服電機和伺服驅動器組成；b、第二繞線輪(3)的伺服驅動系統按設定線速度加減速往復運行，在運行過程中計算卷徑變化，調整其伺服電機的轉速，使伺服電機轉速*卷徑*π＝設定線速度；第一繞線輪的伺服驅動系統依據張力反饋做PID運算，實時調整扭矩輸出大小，以確保切割線上的張力保持恆定；c、在運行過程中，第一、第二繞線輪的伺服驅動系統和橫移伺服驅動系統的伺服驅動器之間利用CAN-BUS總線傳輸實時轉速與轉數，通過匹配計算確定橫移軸移動速度與方向，並賦值運行。
全文摘要
本發明涉及一種單線切割機切割線恆張力閉環控制方法，其控制方式是固定一個線輪的控制方式為速度控制方式，固定另一個線輪的控制模式為扭矩控制方式，並只對扭矩控制方式軸結合張力反饋系統做實時調節，形成閉環控制，充分利用速度方式和扭矩方式控制的最大特性，在切割線的穩定性和線速度上都有顯著的提高。
文檔編號G05D15/01GK101644934SQ200910075329
公開日2010年2月10日 申請日期2009年9月9日 優先權日2009年9月9日
發明者楊生榮, 王仲康 申請人:中國電子科技集團公司第四十五研究所