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交流伺服系统在卷材横剪线中的应用

交流伺服系统在卷材横剪线中的应用 2011： Abstract:AnewresolutionofthelengthcontrolisputforwardbyconsideringthetechnicalcharacteristicsandrequirementsofthelengthcontrolsystemduringthetransversecuttinglineofrollandtheprogrammablecharacteroftheTwinline63seriesservodrive,whichissimple,low-costandcanguaranteethereliabilityofthesystem.Keywords:ACservo-systemLengthcontrolPositioncontrol 1 引言 目前，在一些定位精度或动态响应要求比较高的运动控制中，广泛使用数字式交流伺服系统。这种伺服系统的驱动器对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样，在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统。其位置控制分辨高，可靠性好，已成为伺服系统的发展趋势。定长控制广泛应用在轧钢生产中，其控制性能的优劣直接影响着产品的质量。目前大多数老的生产线还是采用传统的直流伺服控制，但新的生产线广泛使用数字式的交流伺服系统，其优越的性能已在生产中得到了充分的体现。2 卷材横剪机组的工作原理2.1 系统组成 高速卷材横剪机组是一种常用的板金设备，通常它将0.2mm～4mm的金属卷材按照用户的要求横切成板材。卷材横剪机组主要有放料部分、活套部分、送料部分、剪切部分和码垛部分组成。送料部分的运动是间歇运动，在送料运动停止期间，剪刀部分运动并将送料部分送来的材料横向切断。放料部分是连续运动的，而活套部分是协调送料部分和放料部分的速度。高速卷材横切机组的结构示意图如图1所示。图1 卷材横切机组的结构示意图2.2 工作原理 在卷材横切机组中卷材的横切是在材料停顿时刻进行的，也就是说，切刀刀口分离时，定长控制系统启动，长度由内含脉冲发生器的伺服驱动器进行控制，触发开始后，系统直接以预设的加减速率、最高速度、S曲线以及目标长度为基本参数，计算出运转速度曲线，直接驱动伺服马达自动运转至定位。当输送的长度到达规定长度时,卷材停止运动，切刀刀口闭合，将卷材切断。依次循环，自动地将卷材切割成规定长度的板材。其速度曲线如图2所示 。图2 速度控制曲线3 系统的构成及实现3.1 控制方式根据位置控制方式的不同，可分为两种:(1) 位置半闭环控制在这种控制方式下，伺服电机上的反馈元件既是速度反馈元件又是位置反馈元件。根据设定的加速度、运行速度、减速度和长度，在伺服控制器中，定位功能模块自动的完成速度和位置的控制。这种控制方式的缺点是不能消除牵引辊打滑和机械传动间隙产生的长度误差。(2) 位置全闭环控制 在位置全闭环控制方式中，增加了测量轮。在测量轮上安装了增量式光电编码器，伺服电机上的编码器为速度反馈元件，测量轮上的编码器为位置反馈元件。这样，伺服控制器可消除牵引辊打滑和机械传动间隙产生的长度误差。但位置系统容易产生振荡。经综合考虑，作者采用半闭环的控制方式，为此在设计程序时考虑机械传动间隙，通过软件来消除3.2 系统的硬件组成及性能 本系统的硬件部分主要有一台可编程的TwinLine型伺服驱动器和一台5.7″触摸屏组成，其型号分别为:TLC6382F332141和XBTG2110。TLC6382F332141能同时控制电动机的运动及处理输入与输出信号。输入与输出信号与轴的运动并行的循环方式进行。运动的形式可以自由决定，并可与外部事件同步进行。可用6种编程语言进行编程。具有如下的运动控制功能:(1) 相对与绝对型“点对点”定位 (2) 具有多种反馈模块，可方便的构成位置半闭环/位置全闭环控制系统(3) 电子减速器(4) 内置逻辑运算功能和算术运算功能(5) 所有参数的读取与记录(6) 加速与减速的调节(7) 移动过程中改变速度(8) 在线调试(9) 通过CAN

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