铜材自动定尺飞锯机控制系统的研究

论文摘要

目前连续挤压出来的铜线、铜扁线、铜管等铜材大多通过收线机卷曲成盘,若得到定长的铜材则需要工人按照要求的尺寸手工锯切.这种手工锯切的方法落后,生产效率低下,在科技和生产竞争日益激烈的今天早已不能满足生产的需求.作者针对TLJ630连续挤压生产线特点,结合冶金行业应用的飞锯/飞剪,设计了一套适合铜扁线,铜杆,异型截面铜材切割的飞锯控制系统.该飞锯控制系统采用先进的伺服控制,实现快速、高精度的在线切割。本文对飞锯机锯车的运动过程进行了详细的分析,从而提出了以三菱PLC为控制核心,以三菱伺服控制器和伺服电机为驱动的先进可靠的伺服控制方案。给出了整个锯车运动控制的原理图、流程图和关键参数的计算,并对整个控制系统的硬件逐一进行分析和介绍。其中,对伺服电机的功率计算和校验进行了详细的说明。在PLC与上位机通讯过程中采用了VB和PLC的串行通信,介绍了串行通信协议、VB软件里面的控件使用、Aceess数据库和ODBC数据源的建立及采集数据的存储。借助于PLC和上位机的通信,论文对整个飞锯机控制系统进行了实验法建立数学模型。该方法简单实用,为SIMULINK仿真提供了可靠的数据。本文阐述了模糊PID控制的基本原理及设计方法,并通过SIMULINK仿真对该控制系统的性能进行了分析和预测,同时进行了锯切小车运行速度和位移的检测实验。通过仿真结果和实验测试数据都充分说明了本文所设计的飞锯控制系统达到了预定的控制性能指标,使锯切小车的位置控制和速度控制都能达到生产要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 绪论
• 第一章 飞锯机锯车运动控制方案的确定
• 1.1 飞锯机介绍
• 1.2 飞锯机锯车运动过程分析
• 1.3 切割方式的比较与确定
• 1.4 生产工艺对飞锯控制系统的要求
• 1.5 飞锯机控制系统总体设计方案
• 1.5.1 控制方案比较
• 1.5.2 伺服控制器的控制线路原理图
• 1.5.3 伺服控制器参数的确定
• 1.6 飞锯机控制系统流程图及参数计算
• 1.6.1 系统流程图如图
• 1.6.2 参数计算
• 本章小结
• 第二章 控制系统的硬件介绍及电动机驱动功率的计算
• 2.1 控制系统硬件配置
• 2.1.1 伺服电机
• 2.1.2 伺服控制器
• 2.1.3 可编程控制器（PLC）
• 2.1.4 光电编码器
• 2.2 电动机驱动功率的计算及校验
• 2.2.1 初步选定电动机
• 2.2.2 电动机的校验
• 本章小结
• 第三章 VB 和PLC 的串行通信
• 3.1 编程口通信协议
• 3.2 上位机VB6.0 软件的编制
• 3.2.1 数据采集界面
• 3.2.2 MSComm 控件
• 3.2.3 Adodc 控件
• 3.2.4 编写数据采集程序代码
• 3.3 数据的存储
• 3.3.1 Access 数据库的建立
• 3.3.2 创建ODBC 数据源
• 3.3.3 数据存储
• 本章小结
• 第四章 控制系统的数学建模
• 4.1 建模的相关理论
• 4.2 实验法建立数学模型的过程
• 4.2.1 PLC 数据采集和计算
• 4.2.2 模拟量模块的应用
• 4.2.3 锯车阶跃的响应曲线
• 4.3 飞锯机控制系统数学模型的建立
• 本章小结
• 第五章 模糊PID 控制的建立、仿真及实验验证
• 5.1 模糊控制理论简介
• 5.1.1 模糊控制系统的组成
• 5.1.2 模糊控制系统的特点
• 5.2 模糊PID 在锯车运动控制中的应用
• 5.3 MATLAB 环境下仿真分析
• 5.4 锯车控制系统的实验
• 5.4.1 锯车速度的实验
• 5.4.2 锯车位移的实验
• 5.4.3 伺服电机的正反转动态特性实验
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢