旋切机控制计算

-.z.机器原理说明棍子由传动系统带动匀速旋转，双棍与单棍速度一样。圆木由于受刀台进给的压力，与棍子之间有很大的摩擦力，棍子的旋转带动木头旋转，旋转过程中，木头逐渐被切成薄片。木头的线速度与棍子线速度相等。由于棍子的线速度是一定的，所以木头的线速度也固定不变，切削过程中，木头直径逐渐变小，因此木头转速越来越快。木头每转一圈，半径减小一个木皮的厚度值，开场时转速慢，半径变化率小。木头很细时，转速很快，半径变化率很大。而刀台要根据木头直径的变化进给，切削初期，木头直径变化速度慢，刀台进给速度慢，切削后期，木头直径变化很快，刀台也要快速进给。这样就要求刀台的进给系统根据木头直径的变化过程调整进给速度，产生一个渐变的非线性进给速度。旋切机进给过程中位移速度函数关系的建立。进给的速度位移规律：通过数学方法，建立木头切削过程中的速度位移关系。速度为刀台的进给速度，位移为双棍中心线距刀尖点的距离。由于木头为圆柱形，各段直径一样，只研究圆柱木头截面的变化过程，刀台进给的直线速度由两个分量组成：圆木由粗变细过程中的半径变化引起的刀台跟进速度木头变细的过程中，圆心位置也要相应移动，由圆心位置改变引起的刀台跟进速度刀台总的进给速度v=+木头截面的面积变化率不变。即：＝CC＝vE,v为木头线速度，等于棍子线速度为恒值。E为木头切片的厚度，单次加工时也为给定值。＝于是=为木头半径相对时间的变化率。则为即＝木头圆心位置变化引起的刀台进给速度：木头圆心，双棍两圆心的中线点，与双棍之一的圆心构成直角三角形，圆心位置变化引起的刀台进给速度＝。高长h通过直角三角形由勾股定理求出：h==＝=×于是刀台的进给速度：v=+＝＋×＝×〔＋1〕公式中的R为加工过程中木头的半径，值是不断变化的，半径值由位移传感器测量后计算得到。设计加工圆木最大直径为250mm,刀台最大开口为300mm，刀台在最大开口位置时，刀尖点与双棍连心线的距离L＝50＋300＝350mm，此时l值最大为350mm，即位移传感器的最大行程为350mm设木头最大直径为250mm，则切削初始时，l值为：l＝＝292.4mm切削完毕时，圆木剩余直径约30mm，此时到达行程终点，此时l值为l＝=55.3mm,即加工完毕时，位移传感器最小测量距离为55.3mm.则进给过程中,如下图的三角形中有如下关系式：l=R＋hl―――刀尖点与双棍中心线的距离。 R―――木头半径 h―――三角形的高线于是根据位移l求得当前圆木的半径值：l＝R＋h＝R＋解上述方程：R＝设棍子转速为N〔r/min〕，切片厚度为Emm;木头截面的面积变化率C＝VE=×Emm/sr为棍子半径，R为当前木头半径v＝×〔＋1〕＝×〔＋1〕由于进给速度V与变频器的频率之间为线性关系，故建立频率速度关系为：F=V×k;k为常数比例系数。设传动系统电动机轴到丝杠轴的传动比为I，电动机极对数为2，计算时认为电动机同步转速与运转速度一样。I电动机轴到丝杠轴传动比；Ns丝杠转速；Nd电动机转速；F变频器频率；Ns=v×7.5;Nd=Ns×I;F=Nd×2/60;F=v×7.5×I×2/60=v×即变频器频率值是一个以传动系统传动比为系数，与进给速度成正比的函数值。用C程序模拟加工过程，计算加工过程中每时刻木头的半径值，l值，及相应的刀台进给速度值。计算程序如下所示。#include"stdio.h"#include<math.h>floatA;/*A为双棍的中心距，一般为102mm*/floatN;/*N为双棍转速，一般为65r/min*/floatE;/*E为切片的厚度，取值范围为0.2－5mm*/floatNs;/*丝杠转速*/voidmain(){floatgougu(floatr);floatvelocity(floatr,floatc);/*函数调用声明*/floatlr(floatl);floatcc();floatl,h,r,c,v;/*此处v为刀台的进给速度,r为木头的半径*/ FILE*fp; A=102;/*全局变量负初值*/ N=65; E=1.5;if((fp=fopen("l_v.t*t","w"))==NULL){printf("cannotopenfile\n");e*it(0);}for(l=292.4;l>=55.3;l=l-5.3){ r=lr(l); c=cc(); v=velocity(r,c); Ns=v*7.5; printf(" l=%f v=%f \n",l,v); fprintf(fp," l=%f R=%f v=%f Ns=%f\n",l,r,v,Ns);} printf("----------------------\n"); printf("--"); printf("\n-------------------\n"); fclose(fp);}floatlr(floatl)/*根据测量位移求当前木头半径，l为测得位移值，r为半径值*/{floatr; r=(l*l+101)/(100+2*l);returnr;}floatcc(){floatv,c; v=2*3.14159265*65*50/60.0; /*棍子转速2πNR/60单位mm/s*/ c=N*50*E;/*printf("\ngunzizhuansu%f\n",v); printf("\nchangshucdezhi%f\n",c);*/returnc;}floatgougu(floatr)/*利用勾股定理求三角形的高*/{floatb,h; b=50+r; h=sqrt(b*b-51*51);returnh;}floatvelocity(floatr,floatc)/*根据当前木头的半径值求刀台进给速度*/{floatv;/*printf("banjingfensudu%f\n",c/(2*3.1415926*r));*/ v=(c/(60*r))*((r+50)/(sqrt(r*r+100*r-101))+1);returnv;}以5mm为一个计算周期，给出如下表所示的数据：l=292.399994 R=124.998184 v=1.329515 Ns=9.971363 l=287.100006 R=122.407906 v=1.358626 Ns=10.189694 l=281.800018 R=119.819542 v=1.389023 Ns=10.417672 l=276.500031 R=117.233170 v=1.420793 Ns=10.655944 l=271.200043 R=114.648903 v=1.454028 Ns=10.905211 l=265.900055 R=112.066833 v=1.488832 Ns=11.166244 l=260.600067 R=109.487091 v=1.525317 Ns=11.439880 l=255.300064 R=106.909775 v=1.563606 Ns=11.727046 l=250.000061 R=104.335030 v=1.603833 Ns=12.028750 l=244.700058 R=101.762993 v=1.646148 Ns=12.346109 l=239.400055 R=99.193810 v=1.690714 Ns=12.680352 l=234.100052 R=96.627640 v=1.737712 Ns=13.032839 l=228.800049 R=94.064659 v=1.787344 Ns=13.405077 l=223.500046 R=91.505051 v=1.839832 Ns=13.798742 l=218.200043 R=88.949013 v=1.895427 Ns=14.215703 l=212.900040 R=86.396767 v=1.954406 Ns=14.658045 l=207.600037 R=83.848541 v=2.017081 Ns=15.128107 l=202.300034 R=81.304596 v=2.083803 Ns=15.628520 l=197.000031 R=78.765198 v=2.154967 Ns=16.162251 l=191.700027 R=76.230652 v=2.231021 Ns=16.732656 l=186.400024 R=73.701279 v=2.312474 Ns=17.343552 l=181.100021 R=71.177444 v=2.399905 Ns=17.999289 l=175.800018 R=68.659531 v=2.493980 Ns=18.704847 l=170.500015 R=66.147964 v=2.595461 Ns=19.465958 l=165.200012 R=63.643223 v=2.705232 Ns=20.289240 l=159.900009 R=61.145813 v=2.824318 Ns=21.182383 l=154.600006 R=58.656307 v=2.953914 Ns=22.154354 l=149.300003 R=56.175339 v=3.095425 Ns=23.215687 l=144.000000 R=53.703609 v=3.250508 Ns=24.378809 l=138.699997 R=51.241890 v=3.421134 Ns=25.658503 l=133.399994 R=48.791054 v=3.609659 Ns=27.072447 l=128.099991 R=46.352074 v=3.818927 Ns=28.641954 l=122.799988 R=43.926037 v=4.052392 Ns=30.392941 l=117.499985 R=41.514172 v=4.314289 Ns=32.357170 l=112.199982 R=39.117870 v=4.609861 Ns=34.573963 l=106.899979 R=36.738708 v=4.945668 Ns=37.092506 l=101.599976 R=34.378487 v=5.330005 Ns=39.975037 l=96.299973 R=32.039257 v=5.773506 Ns=43.301296 l=90.999969 R=29.723391 v=6.289984 Ns=47.174881 l=85.699966 R=27.433626 v=6.897666 Ns=51.732494 l=80.399963 R=25.173143 v=7.621025 Ns=57.157684 l=75.099960 R=22.945667 v=8.493561 Ns=63.701702 l=69.799957 R=20.755575 v=9.562160 Ns=71.716194 l=64.499954 R=18.608061 v=10.89410