[發(fā)明專利]化工管道工廠化加工系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011499219.2
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112835327A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉群林;黎明;韓立志;熊斌;高學利;桂軍文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國化學工程第六建設(shè)有限公司
• 主分類號: G05B19/408
• 分類號: G05B19/408
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 劉藝瑋

1.一種化工管道工廠化加工系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)有管料盤，將管件經(jīng)校直與校圓機構(gòu)進行校直、校圓處理，利用料軸伺服電機帶動送料絲桿，送入合適的成品長度后，開料夾緊模和推料夾緊模夾緊管件，切割刀旋轉(zhuǎn)完成開料加工，然后由彎管取料機械手送入彎管成型裝置中進行彎管成型加工，設(shè)置彎曲軸電機驅(qū)動夾模實現(xiàn)管件向左或向右彎曲，在管件彎曲之前由彎管旋轉(zhuǎn)軸伺服電機帶動彎管旋轉(zhuǎn)夾緊模旋轉(zhuǎn)需要的角度完成管件的旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)化工管件三維立體彎曲。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化工管道工廠化加工系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)根據(jù)給定和反饋計算出參考軌跡，依據(jù)控制對象的數(shù)學模型確定控制輸入輸出形式，并建立預(yù)測模型計算預(yù)測值，然后利用上個時刻的預(yù)測誤差對預(yù)測值進行反饋校正,最后依據(jù)參考軌跡和代價函數(shù)進行滾動優(yōu)化得到控制量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化工管道工廠化加工系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)中，為避免輸入輸出產(chǎn)生劇烈變化，希望系統(tǒng)輸出沿一條期望的軌跡，光滑地過渡到參考值，參考軌跡多取一階指數(shù)變化的形式來計算參考軌跡，其表達式為:

y_r(k+1)＝ax(k)+(1-a)x_r(k)

式中，x(k)為第k個時刻的實際的反饋，x_r(k)為第k個時刻的參考給定，a＝e^-T/r，T為控制器的采樣周期，r為參考軌跡時間常數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化工管道工廠化加工系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)的伺服電機控制包括電機軸的速度、位置控制及啟停控制，其中速度及位置控制有CNC控制相應(yīng)的伺服驅(qū)動器的方式實現(xiàn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化工管道工廠化加工系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)中，開料送料、彎管送料、機械手卸料機構(gòu)作直線往復(fù)運動時，送料零點、送料正限位、送料負限位包括到位與未到位兩種狀態(tài)，其使用一個數(shù)字輸入量的高低電平狀態(tài)進行控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化工管道工廠化加工系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)中，根據(jù)第k個時刻的狀態(tài)錯誤，帶入預(yù)測模型，計算出第k時刻對k+1時刻的預(yù)測值y_p(k+1)，為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，需對預(yù)測值y_p(k+1)進行反饋校正，校正后預(yù)測值y_pe(k+1)表達式為:

式中，第k個時刻預(yù)測誤差無法計算，采用第k-1個時刻的預(yù)測誤差e(k)對預(yù)測值y_p(k+1)進行反饋校正。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化工管道工廠化加工系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)中，卸料機械手在卸料軸伺服電機的驅(qū)動下，從起點位置前移到管件末端加工的上方，機械手手指夾緊，將加工好的管件從彎管加工機構(gòu)處取走，在平移和升降機構(gòu)的配合下將加工好的三維管件擺放在分料架上,卸料機械手位置回零，完成分料卸料加工。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化工管道工廠化加工系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)中，所述伺服電機采用三相混合式步進電機，所述伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)由PLC輸出口給定使能信號和脈沖運行信號進行控制。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化工管道工廠化加工系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)設(shè)置PLC電路作為控制單元，其采用直流輸入方式，使用光電隔離式進行輸入信號與PLC輸入寄存器的隔離，LED作為輸入信號的指示，有信號輸入時，輸入電流不大于10mA,響應(yīng)滯后時間不超過20ms采用光電隔離結(jié)合RC濾波器，消除輸入時因觸點抖動和外部噪聲干擾而帶來的擾動。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化工管道工廠化加工系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)采用數(shù)字技術(shù)進行位置伺服控制，伺服電機中的檢測反饋以邏輯電平信號與CNC中心發(fā)出的位置信號指令進行比較，由軟件來完成位置伺服驅(qū)動的調(diào)節(jié)與控制，采用脈寬調(diào)制信號以邏輯電平形式進行輸出，最后驅(qū)動功率放大環(huán)節(jié)實現(xiàn)伺服電機的控制。