柔性辊弯成型插补板材可变时域控制系统论文

1、柔性辊弯成型可变时域的离散插补控制方法研究【摘要】 柔性辊弯成型是以板材横截面可以按照一定规律变化的金属薄板或带卷为原料,通过多道次装配了具有一定形状的轧辊对板材逐步弯曲变形,从而得到可变截面产品的种塑性加工新技术。相对于均一截面的辊弯产品,柔性辊弯产品可以提高板材承载能力,减轻结构重量,使生产成本更低,效率更高。由于柔性辊弯成型工艺是横向弯曲、纵向拉伸、纵向弯曲和横向剪切等多种变形的耦合,运动控制比较复杂,因此,要实现柔性辊弯成型产品的顺利加工,需要对其成型过程进行实时精确及可靠性控制。在成型过程中,通过控制伺服电机带动多道次可纵向移动的轧辊来成型横向移动的板材,并且要求每道次轧辊纵向移动的

2、距离要在时间和空间上完全匹配板材的轮廓曲线才能成型指定截面形状的柔性辊弯成型产品。应用组态编程控制伺服电机实现轧辊运动是一种常用方法,但组态编程对于复杂而无规则的轮廓曲线比如双曲线、或不对称截面形状的板材成型,组态编程就无法或很难实现,要么简化曲线形状,要么采用近似形状来拟合加工。这在一定程度上降低了产品的成型精度。针对柔性辊弯成型技术的工艺特点和轧辊运动控制技术,为实现对不规则变截面板材的加工成型,本文提出了可变时域的离散插补控制方法。在对可变.更多还原【Abstract】 Flexible roll forming is a new plastic processing technique

3、 for the production of sheet metal, which defines the variable cross-section sheet metal that can be formed gradually into desired geometry as it travels the forming stations assembled with definite shape of rollers. Comparing to uniform cross-section roll forming products, flexible roll forming pro

4、ducts can increase the bearing capacity of sheet metal, reduce the structural weight of products and lower the cost of production more effici.更多还原 【关键词】 柔性辊弯成型； 插补； 板材； 可变时域； 控制系统； 【Key words】 flexible roll forming； interpolation； sheet metal； variable time-domain； control system；摘要 4-5 Abstract 5-6

5、 1 绪论 9-18 1.1 国内外柔性辊弯成型技术发展现状 9-13 1.2 插补控制方法概述 13-15 1.3 课题研究背景及意义 15-16 1.4 研究内容 16-18 2 可变时域的离散插补算法研究 18-30 2.1 插补算法思想及原理 18-20 2.2 柔性辊弯成型板材轮廓曲线的定义及求解 20-24 任意三次样条插值函数定义 20 板材轮廓曲线定义 20-22 板材轮廓曲线函数求解 22-24 2.3 可变时域的离散插补算法特性分析 24-29 插补算法时域分析 24-25 插补步长计算及进给方向判别 25-28 插补算法弓高误差分析 28-29 2.4 本章小结 29-3

6、0 3 控制系统开发 30-50 3.1 系统方案设计目标 30-31 3.2 系统总体构成 31-33 3.3 控制系统硬件设计 33-42 伺服控制方式研究 33-34 伺服电机及伺服驱动单元 34-36 3.3.3 PMAC运动控制器介绍 36-38 光电传感器选择 38-41 硬件结构体系及控制原理 41-42 3.4 控制系统软件设计 42-48 软件体系结构设计 42-43 可变时域离散插补算法软件设计 43-47 人机界面设计 47-48 3.5 运动控制程序的实现 48-49 3.6 本章小结 49-50 4 系统测试与应用研究 50-63 4.1 实验方案设计 50-52 4.2 实验系统性能调试 52-57 伺服驱动系统配置 52 通信配置 52-53 4.2.3 PID伺服增益整定 53-56 伺服电机Jog运行测试 56-57 实验系统试运行 57 4.3