[發明專利]單線切割機切割線恒張力閉環控制方法

有效

• 申請號: 200910075329.3
• 申請日: 2009-09-09
• 公開（公告）號: CN101644934A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 楊生榮;王仲康
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十五研究所
• 主分類號: G05D15/01
• 分類號: G05D15/01;B28D5/04
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司
• 代理人: 董金國

技術領域

本發明涉及一種單線切割機切割線恒張力閉環控制方法。

背景技術

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，恒定的張力和更高的切割線線速度是控制中的關鍵技術，由于要 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 機切割線恒張力閉環控制方法。

本發明采用如下技術方案：

本發明是利用由張力緩沖機構、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；所述張力緩沖機構由擺臂、精 密氣缸、彈簧、彈簧座、導輪、零位開關組成；其特征在于其具體控 制方法如下：

a、第一繞線輪的伺服驅動系統始終采用扭矩控制方式；第二繞 線輪的伺服驅動系統始終采用速度控制方式；

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恒定；

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，并賦值運行。

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 具有高響應并且穩定性好。

附圖說明

圖1為本發明的三維立體正視圖；

圖2為本發明的三維立體后視圖；

圖3為本發明的硬件配置原理框圖；

圖4為本發明的PID控制原理框圖；

圖5為本發明軟件流程圖。

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 括伺服電機和伺服驅動器)、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1-5)：

本實施例是利用由張力緩沖機構、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；所述張力緩沖機構由擺臂 11、精密氣缸9、彈簧13、彈簧座10、導輪12、零位開關8組成； 其特征在于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采用扭矩控制方式；第二 繞線輪的伺服驅動系統始終采用速度控制方式；

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恒定；

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，并賦值運行。

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。