数控压机伺服控制系统复合控制器I-ABC与PID优化

为了提高数控压机伺服控制系统的控制精度,针对伺服控制系统运行控制过程构建数学模型,在人工蜂群算法基础上融入了云分析模型,之后采用改进人工蜂群算法(Improved Artificial Bee Colony,I-ABC)调节比例-积分-微分(Proportional Integral Differential,PID)参数,建立了一种复合控制方法。研究结果表明:以I-ABC进行PID控制时,可以使幅度差降低到0.4%,相位差基本在-0.54°之内,系统加载精度也获得了明显提升,表现出了更优的跟踪性能。以I-ABC进行PID控制时,能够对多余力起到明显抑制作用,响应速度也获得明显提升,可以有效满足系统的准确控制要求。在系统内加入干扰信号,引入I-ABC实施PID调节可以减小系统超调量,还可以获得更短调节时间,使系统获得更强抗干扰性能。

基于指数趋近率的液压机泵控伺服系统滑模控制

滑模控制方法具备较强鲁棒性,控制器结构也较简单,被广泛应用于泵控电液伺服液压系统上。在分析泵控系统原理的基础上,为克服传统PID控制很难抵抗较强外部干扰力的缺点,泵控伺服系统建立指数趋近律滑模控制器,建立泵控伺服系统MATLAB/Simulink仿真。研究结果表明:正弦信号跟踪下,滑模控制最大稳态跟踪误差与PID相比降低83.4%,同时控制器IMSE指标相对PID控制器发生了显著降低。该研究有助于提高液压机运行效率,对提高产品质量具有一定的指导意义。

航天伺服关节轴承压装机的设计

目前伺服机构配套关节轴承的装配主要采用人工使用压力机完成,此方式需考验操作人员的熟练程度,操作依赖性较大,且装配效率较低,无法保证装配质量一致性;为了提高车间生产效率,提高车间自动化生产程度,提出了一种自动进出料的轴承压入工艺方法,即通过依托于三轴传动机械手自动进出料的轴承压入设备,优化传统依靠压力机装配方法。首先,对整体结构进行了设计,并介绍了工作原理;其次,对关键环节进行了研究,并对关键零件进行了校核;最后,对气动回路以及电气控制部分进行了介绍。压入设备工艺方法的提出,对提高车间轴承装配生产效率以及提高产品质量一致性具有重要的意义。

基于热冲压生产线的12000kN数字机械伺服压力机关键技术及应用

本文探讨了基于数字机械伺服压力机的热冲压生产线的研究及应用。随着汽车轻量化和安全性能要求的提高,高强钢热冲压成形车身零部件的广泛应用成为汽车制造业的发展趋势。热冲压成形技术由于其成形性能和复杂构型成形能力,成为满足高强度钢车身结构件要求的重要选择。然而,传统热冲压生产线在满足高强度钢件成形要求上仍存在一定挑战。新一代热冲压生产线基于数字机械伺服压力机,采用先进的热冲压成形技术和自动化输送系统,能够满足大型复杂高强钢车身零部件对高强钢材料进行热冲压加工的需求,提高生产效率和产品质量。

机器人与伺服压力机控制应用研究

利用系统的非线性动力学,对机器人和工业伺服压力机机构进行了实例分析,并对机器人系统和伺服曲柄压力机进行了识别和仿真研究,获得了系统的动态行为。根据应用所要求的不同运动轨迹,在系统上研究了软计算技术,并且运用传统PID控制技术,通过PSO-NN(粒子群优化神经网络)、BP(反向传播)、PSOPID、PID、CasFF(级联前馈)等控制方法,实现了控制目的。

伺服压力机用飞轮电池蓄能系统参数计算方法探讨

飞轮电池作为伺服压力机的蓄能器的补充,可以回收伺服装备的制动能量,其主动控制输入输出功率的特性也可以保障设备运行总体功率消耗的平稳。本文针对飞轮电池应用于伺服压力机这一技术,对飞轮电池系统的参数的计算方法进行研究,为可控蓄能器在锻压装备上的应用提供技术积累。

传统机械压力机与伺服机械压力机实际工况下节能水平对比研究

本文采取理论分析与实验数据分析相结合的方法,通过比较当前生产中使用的主流设备(传统压力机与伺服压力机)在能耗方面的差异,探讨两类机械压力机在绿色节能方面的表现,分析其优缺点,并深入研究机械压力机对未来绿色低碳发展政策的适应性和发展方向。

V弯试验设备的自动化改造及效率提升

V弯试验是评估镀锌板性能的重要方法,但传统设备依靠人工操作,效率低且存在安全隐患。因此,文章提出一种V弯试验设备的自动化改造方案,通过集成机械手、优化夹具设计、升级控制系统等,实现装夹、弯曲、压平等全流程自动化。结果显示,改造后的设备单件效率提升30%~50%,角度重复精度改善64%~66%,在提质增效方面效果显著。

四轴联动热挤压成形液压机及伺服控制系统的应用

结合公司为国内某航空研究院研发的一台高精度四轴联动热挤压成形设备,详细阐述了伺服运动控制系统在同步轴中的运用,巧妙利用高频响阀的特性曲线,实现了碳纤维等复合材料的热压成形。本文重点分析该热挤压成形液压机的液压原理及其电控系统的实现。

伺服液压系统在榨油装置中设计与应用研究

本文阐述了一种双柱式承载式整体结构的液压榨油装置设计,通过采用伺服液压站精准控制流量和压力实现各项压榨需求,以及该设计在榨油装置中的应用。

一种多功能锻造液压机的控制系统与控制方法

近年锻造行业的快速发展,对锻件的要求越来越高,对锻造压机也提出了各种挑战,多功能锻造液压机应运而生,即在同一台液压机上实现铝合金、镁合金、钛合金和高温合金等制件的自由锻造、精密挤压锻造和等温锻造三种锻造工艺。本文主要对多功能液压机的控制系统与控制方法进行阐述。

液压机双驱伺服系统滑模变结构控制研究

为了提高液压机双驱伺服系统的控制精度,设计了一种基于位置与速度传感器反馈的协同策略,并设计了滑模变结构模糊控制器。研究结果表明:在不同转速间速率转变时通过三角函数形式完成柔性的过渡过程,满足转速的设计条件。滑块在运行过程中可迅速完成合模与回程的运动。进行加载处理时则以低速状态运行,获得理想的加载精度。该研究有助于提高液压机的控制精度,为后续的参数设计奠定一定的理论基础。

SimulationX及硬件在环仿真在伺服压力机设计和研究中的应用

锻压装备水平是衡量一个国家装备制造业水平高低的重要指标,具有复合性、高效率、高精度、高柔性和低噪环保等特点的伺服控制精密压力机是锻压设备的发展方向。针对新型精密伺服锻压设备存在的非线性、电动机精确同步与控制等瓶颈问题,在分析该类压力机工作原理并进行运动反求的基础上,利用机电控多学科领域知识集成,在多领域统一建模软件SimulationX中构建压力机仿真模型,分析机械结构的合理性及精度可靠性并寻求非线性控制策略,结合Beckhoff控制器搭建基于过程控制对象链接与嵌入(Object linking and embedding(OLE)for process control,OPC)通信协议的硬件在环仿真平台,验证控制策略的可行性,解决了同步问题;并将该控制方案运用在双点伺服压力机上进行重复停止精度试验,实现重复停止精度在±10μm以内。研究表明,SimulationX及硬件在环仿真应用在伺服压力机设计中是可行的。

数字伺服压力机控制系统的研究

根据曲柄连杆压力机工艺要求和伺服电机控制的原理,提出基于现场总线的ARM控制系统并对控制系统的软硬件及其组成进行了分析和研究。由于采用低成本、高性能32位的ARM控制器,系统可根据压力加工控制的要求,重新架构控制系统并由CAN总线实现通讯和并行控制,其中每个子功能模块都具有独立的控制和通讯功能,易于组态复杂控制系统。

基于MATLAB的伺服机械压力机传动机构运动学/动力学仿真研究

以增力较大的肘杆机构为对象,分析了普通直线连杆-等长肘杆和三角连杆-不等长肘杆两种机构的工作特性,建立了它们的动力学和运动学模型。以4000kN伺服压力机为例,采用MATLAB仿真软件对伺服机械压力机传动机构进行了运动学-动力学仿真分析。分析结果表明,三角连杆-不等长肘杆与直线连杆-等长肘杆相比具有更好的动力学和运动学特性:在同等公称压力条件下,三角连杆-不等长肘杆的输入扭矩较直线连杆-等长肘杆的输入扭矩小70.6%,而公称压力行程内前者的平均速度约为后者平均速度的50%。

永磁同步电机重载驱动的曲柄伺服压力机动力系统参数

阐述了曲柄伺服压力机重载驱动的动力系统方案,鉴于压力机冲压加工过程负载具有的瞬时重载特性,对该动力系统的永磁同步电机电参数和电容组容值分别进行了理论分析,并通过推导提出了近似求解的解析表达式。以研制一台80吨的曲柄压力机为目标,根据理论公式计算得到的各参数值,设计并实现了该动力系统的电容组储能硬件装置和永磁同步电机驱动伺服系统,以液压蓄能器作为加载对象进行了试验测试,实验结果显示该动力系统参数解析公式是合理的,这为该类型伺服压力机的研发及优化提供了理论依据。

永磁同步电机重载驱动的伺服压力机动力系统电容储能参数

阐述了曲柄机械式伺服压力机样机研制的整机方案,动力系统以永磁同步电机和电容储能装置的组合取代传统机械压力机的异步电机和机械飞轮—离合器组合,重点对该动力系统的电容储能参数进行了研究。分析了伺服压力机的工作模式及该电容储能装置在冲压过程电压电流的变化情况。在Matlab环境下建立重载伺服驱动系统的模型,以研制一台80t的伺服压力机为目标,通过仿真对电容储能参数的选取进行分析,提出一组合理的储能参数,并设计实现了该样机的重载伺服驱动系统。结合曲柄式机械压力机,以液压蓄能器作为负载对象进行试验。结果证明,该伺服系统能够满足压力机冲压加工的重载驱动特性,提出的储能参数是合理的,设计的电容储能装置不仅可以实现机械飞轮的助力作用,而且减缓了峰值电流对电网的冲击,采用的动力系统方案具有大功率高过载的特点,在伺服压力机场合应用是可行的。

伺服压力机加工工艺的Bezier模型及其优化研究

为实现伺服压力机的柔性化加工,在建立的基于轨迹规划理论的伺服压力机柔性工艺Bezi-er曲线数学模型中,按照冲裁、拉深等工艺的加工要求,优化设计了非线性多变量多约束的Bezier曲线.以拉深工艺为例,构建其Bezier曲线的非线性目标函数和约束条件,采用变容差遗传算法优化设计得到了满足工艺要求的最佳输入和输出柔性加工曲线.通过实例验证了该建模方法的有效性,为不同伺服压力机的工艺曲线设计提供了一种可行的解决方案.

伺服压力机用永磁交流伺服系统驱动特性

理论分析了伺服压力机在冲压过程电容储能装置电压电流的变化情况。基于伺服电机恒速驱动模式,对电容储能装置的设计参数进行了简要分析,并给出了一组较合理的电容储能参数。基于该电容储能参数,为实现压力机的变速驱动和多适应能力,重点对伺服驱动器的控制参数和压力机的出力能力作了详细分析,并给出了重要结论。为验证结论的正确性,设计了专用永磁交流伺服系统进行实验验证。结果证明,设计的电容储能装置能够满足压力机冲压加工的动力和控制要求;对伺服驱动器控制参数和压力机出力能力的分析是合理的,从而为进一步提高伺服压力机的柔性化奠定了基础。

伺服压力机柔性加减速控制算法

提出了一种伺服电动机柔性加减速控制算法,采用2个不同周期的三角函数叠加作为伺服电动机加减速构造函数,加减速所需的转矩与伺服电动机特性更好地匹配,能够降低系统对伺服电动机功率的要求。推导了伺服电动机位移、速度、加速度和加加速度数学表达式,并与三角函数加减速控制算法进行了比较。实验结果表明,该算法能够应用于伺服压力机加工工艺曲线规划设计。