偏心式飞剪位置伺服控制应用研究

论文摘要

横切机组是把钢卷剪切成规定长度的成品机组,由于定尺飞剪能够使横切机组连续化高速生产,因此在横切机组得到了广泛的应用。宝钢某横切机组使用德国GEORG公司的第三代偏心结构的桥式飞剪,它的定尺误差可达到小于±0.5mm。通过对该飞剪的研究可以提高我们对它的控制原理的理解和认识,从而提高维护该设备的水平,在故障处理中少走弯路；对今后的设备引进和研制提供一定的借鉴。本文研究从GEORG飞剪的机械结构和控制系统构成入手,以飞剪剪切加工工艺要求为依据得出了GEORG飞剪控制系统的各个轴在飞剪定尺剪切运动中的作用和控制原理。根据GEORG公司提供的仅有的一张飞剪速度控制曲线图,并参考其他类似飞剪和数控机床加工工艺对运动控制的平滑过渡要求文献,得出了上飞剪刀梁的位置伺服控制模型。根据该伺服控制模型,以中长材料剪切为例,推导出了已知定尺长度下的轨迹规划算法。在飞剪伺服控制的各个阶段,给出了相应的插值计算方法,至此得到了该飞剪相对完整的运动控制规律。为了设备和人身的安全,GEORG飞剪控制系统提供了部分自诊断功能,当飞剪发生故障时可以给出一定的报警信息。本文结合使用实践中发现的自诊断功能的缺陷,提出了对这些自诊断功能的改进需求和方案。希望能够在今后飞剪的设计制造中得以实施,以提高系统的可靠性,降低维护人员的故障处理难度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究的背景和意义
• 1.3 课题的研究内容
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 横切机组生产工艺和飞剪控制系统
• 2.1 横切机组工艺简介
• 2.2 飞剪装备的发展和现状
• 2.3 飞剪控制系统结构
• 2.4 飞剪通信系统
• 2.5 飞剪的传动系统
• 2.6 本章小结
• 第3章 偏心式飞剪位置伺服控制应用
• 3.1 运动控制系统发展及应用
• 3.1.1 运动控制系统构成与种类
• 3.1.2 飞剪运动控制要求及特点
• 3.2 飞剪运动控制器与协调控制
• 3.2.1 运动控制器结构分类
• 3.2.3 轴跟踪误差与轨迹轮廓误差
• 3.2.4 解耦控制与协调控制
• 3.3 飞剪位置伺服控制概况
• 3.3.1 进给轴速度控制与协调控制
• 3.3.2 主轴位置伺服控制
• 3.3.3 从轴同步控制与协调控制
• 3.4 本章小结
• 第4章 飞剪运动轨迹规划
• 4.1 飞剪位置伺服控制与电子凸轮
• 4.1.1 电子凸轮发展与应用
• 4.1.2 飞剪运动轨迹规律
• 4.2 飞剪剪刃运动轨迹
• 4.2.1 运行轨迹分区
• 4.2.2 飞剪补偿区加减速控制
• 4.2.3 同步区运动规律
• 4.2.4 超速区运动规律
• 4.2.5 飞剪速度曲线规划算法
• 4.3 数值插补算法
• 4.4 修正因子
• 4.5 本章小结
• 第5章 飞剪位置伺服控制故障自诊断
• 5.1 飞剪刀梁初始位置丢失故障
• 5.1.1 飞剪刀梁位置检测原理
• 5.1.2 初始位置定位错误
• 5.2 飞剪长短尺剪切故障
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢