[發(fā)明專利]閃光對(duì)焊位置伺服系統(tǒng)控制裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910069487.8
• 申請(qǐng)日: 2009-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN101592937A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏文;祖麗楠;劉冉;柳溪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/18
• 分類號(hào): G05B19/18;G05B19/414;G05B19/19
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所（普通合伙）
• 代理人: 胡安朋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的技術(shù)方案涉及程序控制系統(tǒng)，具體地說是閃光對(duì)焊位置伺服系統(tǒng)控制裝置。

背景技術(shù)

大截面薄板和鋼坯的閃光對(duì)焊工藝流程分為預(yù)熱、閃光、頂鍛、保持和恢復(fù)五個(gè)階段。待焊鋼材可分為低碳鋼、低合金鋼、高碳鋼、高合金鋼和奧氏體鋼。

為了提高閃光對(duì)焊的焊接質(zhì)量，現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了許多研究。CN00101672.5公開了“閃光對(duì)焊方法”，是從硬件的角度對(duì)傳統(tǒng)的焊接裝置進(jìn)行改進(jìn)，通過強(qiáng)化被焊接工件的加熱、降低閃光預(yù)留量和焊成連接質(zhì)量的穩(wěn)定化而提高閃光焊接效率；CN200610038107.0披露了“金屬圓環(huán)鏈全自動(dòng)全液壓閃光對(duì)焊的方法及其裝置”，主要是從硬件方面采用全液壓技術(shù)；CN1761548報(bào)道了“閃光對(duì)焊機(jī)的自適應(yīng)在線控制系統(tǒng)及方法”，是通過作用于一個(gè)致動(dòng)器(該致動(dòng)器(U)用于打開閥門以控制焊接機(jī)夾具的定位)及偏置器來控制焊接操作。上述現(xiàn)有技術(shù)均未涉及在閃光對(duì)焊過程的預(yù)熱、閃光、頂鍛、保持和恢復(fù)五個(gè)階段，如何使用閃光對(duì)焊位置伺服系統(tǒng)精確地跟蹤閃光對(duì)焊工藝要求的位移曲線的控制方法問題。

由于在閃光對(duì)焊過程中決定焊接質(zhì)量最關(guān)鍵的問題是：在保證焊接電壓的前提下，使要焊接的鋼板按給定的位移曲線s＝kt²運(yùn)動(dòng)，這對(duì)閃光對(duì)焊位置伺服系統(tǒng)中的液壓位置伺服系統(tǒng)的跟蹤精度提出了較高的要求。

當(dāng)前，閃光對(duì)焊位置伺服系統(tǒng)普遍采用傳統(tǒng)PID控制方法，其系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)跟蹤誤差為系統(tǒng)開環(huán)放大倍數(shù)的1/k，無法滿足跟蹤精度的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供閃光對(duì)焊位置伺服系統(tǒng)控制裝置，在其液壓位置伺服系統(tǒng)控制回路上應(yīng)用二次型最優(yōu)控制線性反饋，并在其基礎(chǔ)上計(jì)算出前置濾波器函數(shù)和擾動(dòng)前饋補(bǔ)償器函數(shù)，克服了傳統(tǒng)PID控制方法跟蹤精度低的缺點(diǎn)。

本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：閃光對(duì)焊位置伺服系統(tǒng)控制裝置，由硬件部分和控制程序部分組成；

其中硬件部分包括：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、16路可編程增益控制單端A/D采樣板、8通道光隔離型D/A轉(zhuǎn)換板、光電隔離模塊底板、D/A轉(zhuǎn)換板端子板、人機(jī)接口、打印機(jī)、DC24V電源、液壓缸位移輸入接線端子板、液壓缸位移速度輸入接線端子板、液壓缸位移加速度輸入接線端子板、電液伺服閥電流輸入接線端子板、液壓缸壓力輸入接線端子板、電液伺服閥輸出接線端子板、伺服放大器、電液伺服閥、液壓缸、負(fù)載、伺服放大器電流反饋傳感器、壓力傳感器、液壓缸位移傳感器、液壓缸位移速度傳感器和液壓缸位移加速度傳感器，該硬件部分的連接方式是：人機(jī)接口和打印機(jī)連接到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)還同時(shí)與16路可編程增益控制單端A/D采樣板和8通道光隔離型D/A轉(zhuǎn)換板相連接，16路可編程增益控制單端A/D采樣板與光電隔離模塊底板相連接，光電隔離模塊底板與DC24V電源連接，光電隔離模塊底板上設(shè)置有液壓缸位置輸入接線端子板、液壓缸速度輸入接線端子板、液壓缸加速度輸入接線端子板、電液伺服閥電流輸入接線端子板和液壓缸壓力輸入接線端子板，8通道光隔離型D/A轉(zhuǎn)換板與D/A轉(zhuǎn)換板端子板相連接，D/A轉(zhuǎn)換板端子板又與電液伺服閥輸出接線端子板相連接，伺服放大器與電液伺服閥輸出接線端子板、電液伺服閥和伺服放大器電流反饋傳感器分別連接，電液伺服閥又連接到液壓缸，液壓缸又連接到負(fù)載上，負(fù)載又與壓力傳感器、液壓缸位移傳感器、液壓缸位移速度傳感器和液壓缸位移加速度傳感器相連，伺服放大器電流反饋傳感器又連接到電液伺服閥電流輸入接線端子板，壓力傳感器、液壓缸位移傳感器、液壓缸位移速度傳感器和液壓缸位移加速度傳感器則分別連接到液壓缸位移輸入接線端子板、液壓缸位移速度輸入接線端子板、液壓缸位移加速度輸入接線端子板和液壓缸壓力輸入接線端子板上；其中，伺服放大器、電液伺服閥、液壓缸和負(fù)載構(gòu)成液壓位置伺服系統(tǒng)；工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、16路可編程增益控制單端A/D采樣板、8通道光隔離型D/A轉(zhuǎn)換板、光電隔離模塊底板、D/A轉(zhuǎn)換板端子板、液壓缸位移輸入接線端子板、液壓缸位移速度輸入接線端子板、液壓缸位移加速度輸入接線端子板、電液伺服閥電流輸入接線端子板、液壓缸壓力輸入接線端子板、電液伺服閥輸出接線端子板、伺服放大器電流反饋傳感器、壓力傳感器、液壓缸位移傳感器、液壓缸位移速度傳感器和液壓缸位移加速度傳感器構(gòu)成液壓位置伺服系統(tǒng)控制回路；

其中控制程序部分是在閃光對(duì)焊位置伺服系統(tǒng)控制裝置的液壓位置伺服系統(tǒng)控制回路上應(yīng)用二次型最優(yōu)控制線性反饋，并在其基礎(chǔ)上計(jì)算出前置濾波器函數(shù)和擾動(dòng)前饋補(bǔ)償器函數(shù)，該控制程序部分包括：