[實用新型]鋼絲定長切割控制系統

有效

• 申請號: 201420047748.2
• 申請日: 2014-01-25
• 公開（公告）號: CN203689073U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 汪原
• 申請（專利權）人: 武漢邁信電氣技術有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G05B11/42
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

技術領域

本發明涉及一種電氣控制設備,尤其涉及一種用于加工直徑在5mm-10mm的特殊鋼絲的機械的鋼絲定長切割控制系統。

背景技術

目前采用的切割控制系統有兩種控制方式，第一種方式是機械開關控制方式，即鋼絲的一端通過接觸一個機械開關通過機械閉合控制切刀升降來切斷鋼絲（見圖1）。第二種方式采用將鋼絲夾在兩個滾輪中間，通過PLC發送位置指令到伺服驅動器來帶動伺服電機控制滾輪轉動，并在傳動的鋼絲上安裝位置檢測編碼器，檢測設定長度到達后控制切刀升降切斷鋼絲實現定長控制（見圖2）。

但是目前這兩種方式都存在問題，機械開關的方式缺點是因為鋼絲容易彎曲，其剛性不足，當鋼絲接觸到機械開關時候就彎曲了，彎曲到一定程度才能觸發開關工作，采樣這樣控制方式切鋼絲的精度誤差很大。

另外一種方式是滾輪牽引鋼絲運動，因為鋼絲表面光滑，加工鋼絲表面要求不能磨損。所以導致鋼絲和滾輪接觸的摩擦力小，滾輪和鋼絲之間容易出現打滑現象。但是伺服電機沒有規劃速度控制，且PLC沒有PID調節控制，影響了定長切割的精度。

被加工鋼絲有彎曲彈性，表面光滑且要求不能磨損。本發明可設定和顯示加工的長度，批次，時間，還能夠提高傳送鋼絲速度，重要的是能夠提高加工鋼絲長度的精度達到50絲。

實用新型內容

為解決上述問題，克服鋼絲和牽引滾輪的打滑還有鋼絲剛性不足的特性，本發明提供了一種新型的控制系統，結合伺服驅動速度控制方式，同時檢測鋼絲位置的編碼器信號和牽引滾輪的伺服驅動器的編碼器信號，控制系統還加入PID調節。使得切鋼絲機系統運用該控制器實現定長剪切精度和加工速度提高。

本實用新型公開了一種鋼絲定長切割控制系統，包括控制器、伺服電機和驅動器、位置編碼器、和觸摸屏；其特征在于：控制器與所述位置編碼器、所述伺服電機和驅動器電性連接，其中，所述控制器通過控制伺服電機和驅動器進行PID調節器運算和速度曲線規劃，控制器與所述位置編碼器的輸入端相連接，用于采樣位置編碼器的輸入信號；所述控制器與觸摸屏通過Modbus通訊線進行連接，用于設置各種控制參數。

優選地，所述控制器包括第一處理器、第二處理器、模擬量輸出接口，第一編碼器輸入電路、第二編碼器輸入電路、輸入接口和輸出接口。

優選地，所述模擬量輸出接口與伺服電機和驅動器連接，第一編碼器輸入電路連接位置編碼器，第二編碼器輸入電路連接伺服驅動器的接口電路。

優選地，所述輸出接口連接切刀裝置、鋼絲調直裝置和指示燈。

優選地，所述第一處理器用于整體協調控制該控制系統的子部件，通過控制伺服驅動器進行PID調節器運算和速度曲線規劃。

優選地，所述第二處理器用于采樣位置編碼器和伺服驅動器的輸入信號、控制輸入接口和輸出接口的輸入和輸出信號。

優選地，所述控制器內置S曲線速度規劃器和PID調節器，控制器采用模擬量控制、用于牽引鋼絲運動，所述位置編碼器檢測鋼絲運動長度。

優選地，所述各種控制參數包括鋼絲定長切割的次數、切割控制參數和鋼絲切割長度。

優選地，該第一處理器為高性能的Cotex-M4處理器，該第二處理器為FPGA芯片。

本實用新型的所述技術方案的有益效果如下：在鋼絲打滑嚴重的情況下，該控制器仍然能夠按照系統設定長度準確的切割鋼絲，控制切割誤差在50絲內。控制器安裝接線十分簡單。

附圖說明

圖1是現有技術中的機械開關控制切刀的示意圖。

圖2是現有技術中的位置檢測輪控制切刀示意圖。

圖3是本實用新型的控制系統電路結構框圖。

圖4是本實用新型的機械和電氣示意圖。

圖5是本實用新型的控制系統整體架構圖。

圖6是本實用新型的速度規劃曲線圖。

圖7是本實用新型的雙閉環PID圖。

具體實施方式

為使本實用新型要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

如圖3-5所示，一種鋼絲定長切割控制系統，包括控制器、伺服電機和驅動器、位置編碼器、和觸摸屏；其特征在于：控制器與所述位置編碼器、所述伺服電機和驅動器電性連接，其中，所述控制器通過控制伺服電機和驅動器進行PID調節器運算和速度曲線規劃，控制器與所述位置編碼器的輸入端相連接，用于采樣位置編碼器的輸入信號；所述控制器與觸摸屏通過Modbus通訊線進行連接，用于設置各種控制參數。