[發明專利]伺服壓力機的控制系統

有效

• 申請號: 201010610447.2
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102183911A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 馬繼斌;仲太生;陳暉;徐麗
• 申請（專利權）人: 江蘇揚力集團有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東

技術領域

本發明涉及一種伺服壓力機的控制系統，屬于壓力機控制技術領域。

背景技術

伺服壓力機存在多種運行模式，用戶根據沖壓工藝的不同調用合適的壓力機運動模式，設定恰當的運動模式參數，這就要求壓力機能提供一種方便用戶操作調用的友好人機界面。

壓力機位移量參數是控制壓力機動作的基本參數，曲柄式壓力機滑塊的位移量與曲軸/連桿轉過的角度成非線性關系。一般通過采集曲軸的運轉角度信號，通過近似公式計算得到壓力機控制所需要的滑塊位移量信息。如，通過在曲軸端部安裝一只同步編碼器進行信號采集，這種方式能檢測出滑塊轉過的角度值，但曲軸是通過連桿蓋與連桿相連，通過連桿運動帶動滑塊進行上下直線運動，由于連桿蓋、連桿存在運動間隙及零件公差等因素，實際采集的信號只能間接反映滑塊的位移量，誤差較大。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有技術中存在的問題，提供一種伺服壓力機的控制系統，控制可靠，能夠精確地檢測壓力機滑塊的位移量。

為解決以上技術問題，本發明所提供的一種伺服壓力機的控制系統，包括伺服電機、驅動單元、運動控制器及PLC，所述驅動單元的輸出電源端口與所述伺服電機連接，所述驅動單元的信號端口與所述伺服電機的編碼器連接，所述運動控制器的輸出端口通過SSCNETⅢ高速光纜與所述驅動單元的輸入端口連接且進行高速串行通訊，所述運動控制器的輸入端與擴展基板連接；I/O混合模塊及檢測滑塊位置量的高速計數模塊、模數轉換模塊安裝在所述擴展基板上，并通過所述擴展基板與所述運動控制器通訊；PLC輸入端子排及PLC輸出端子排分別接入所述I/O混合模塊；角度傳感器安裝在壓力機曲軸的端部，其信號線接入所述高速計數模塊并將曲軸轉過角度信號提供給所述高速計數模塊；磁致伸縮位移傳感器的活動磁環固定連接在壓力機滑塊上，其信號線接入所述模數轉換模塊并將滑塊位移量信號提供給所述模數轉換模塊。

相對于現有技術，本發明取得了以下有益效果：PLC輸入端子排、PLC輸出端子排通過電纜與I/O混合模塊相連，I/O混合模塊連接在擴展基板上，角度傳感器通過高速計數模塊與擴展基板相連，磁致伸縮位移傳感器通過模數轉換模塊與擴展基板相連；運動控制器接受來自PLC輸入端子排、角度傳感器、磁致伸縮位移傳感器的信號，通過PLC編程、SFC及伺服程序編程進行集中控制；運動控制器通過SSCNETIII高速光纜與驅動單元進行高速串行通訊，驅動控制與PLC輸出端子排相連接的相關壓力機器件；轉換單元與驅動單元通訊連接，通過運動控制器的SFC指令執行啟動請求，再通過指定的SFC程序執行定位控制，并通過驅動單元執行對伺服電機的定位控制，驅動單元根據接受到的信號及伺服電機編碼器的反饋信號驅動伺服電機。本發明采用非接觸式磁致伸縮位移傳感器來直接檢測滑塊位移量，將活動磁環與滑塊進行硬性連接，當滑塊上下直線運動時，帶動磁環上下移動，從而形成磁環與測量桿的相對位移，形成磁場的變化，并通過模擬量/數字量轉換模塊及擴展基板與運動控制器進行通訊連接；本發明的控制系統直接檢測滑塊位移量，對控制系統形成閉環，而且檢測精度大幅度提升，分辨率可達0.01mm。

作為本發明的改進，所述擴展基板通過BUS總線電纜與觸摸屏連接，所述觸摸屏通過所述擴展基板與所述運動控制器進行通訊。觸摸屏上顯示用戶界面，壓力機動作需要的諸多參數設置及規范選擇、信息顯示等，使控制系統具有很好的人機界面。

作為本發明的進一步改進，所述驅動單元與電源之間設有電源轉換單元，所述電源轉換單元的通信端口通過保護協調電纜與所述驅動單元通訊連接；所述電源轉換單元的轉換電壓輸出端子通過專用連接導體與所述驅動單元的電壓輸入端子連接；動態制動器的輸入端與伺服電機的母線連接，所述動態制動器的輸出端與所述電源轉換單元的控制電源輸入端子連接，將壓力機制動時拖動系統的動能反饋到電網中。轉換單元將電網交流電壓轉換成直流電壓給驅動單元，再由驅動單元將直流電壓轉換交流電壓輸出對伺服電機進行定位控制；動態制動器及轉換單元實現將壓力機的制動動能反饋到電網。

作為本發明的優選方案，所述電源與所述電源轉換單元之間設有電抗器。當電力系統發生短路時，電抗器上的電壓降較大，起到了維持母線電壓水平的作用，使母線上的電壓波動較小，保證了非故障線路上的用戶電氣設備運行的穩定性。

作為本發明的優選方案，所述電源轉換單元采用MR-J3-CV-55K4型電源轉換單元。

作為本發明的優選方案，所述驅動單元采用MR-J3-DU-55KB4型驅動單元。

作為本發明的優選方案，所述運動控制器采用Q170M型運動控制器。