火焰切割机交流伺服系统设计（可复制）.pdf

摘要火焰切割机伺服系统的自动下料和智能控制一直是切割机性能改进研究的重点,因为它们决定了火焰切割机的切割产品性能的优劣及工业生产效率的高低。随着工作技术上的不断革新和进步,对于精确度的要求不断提高,传统的直流伺服系统在切割精确度和稳定性等方面难以满足需要。本文针对此进行了基于慕涣魉欧低成杓啤Mü鼶高速处理能力和在电机控制方面的优势,充分发挥高性能控制芯片的特点,通过数字化方法对交流电机的转速和位置进行控制,提高了伺服系统的实时性和可靠性,获得较理想的精度。本课题中,首先分析了交流电机的数学模型,然后描述了空间电压矢量控制法,将交流电机的伺服控制简化为类似直流电机的伺服系统,使得较为复杂的交流伺服变得方便简洁,接着讲述了三种调节器的设计。伺服系统设计主要有硬件和软件设计两部分,硬件设计主要采用便于电机控制的魑V骺要是各调节器的数字实现及谋喑蹋龃蟛糠止δ苣?榈某绦蛄鞒蹋本论文在交流伺服系统方面进行研究探索,并且针对在火焰切割机上的应用进行介绍,通过仿真实验,获得交流伺服系统设计方向的较多体会。同时,该伺服系统不仅仅是火焰切割机的应用,也可以应用于其他工业的伺服系统,对于具有相似的交流伺服系统的控制具有一定的参考价值和借鉴意义。关键词:火焰切割;交流电机;伺服系统芯片,分别通过系统主回路和检测电路等来驱动和控制电机运转。软件设计主最后对系统做出仿真分析。武汉理丁大学硕士学位论文
,,.琣武汉理工大学硕士学位论文.—.,,,.瑃甀甌,瑃琧·.,.:;.籹疭痶
∽/·,\第滦髀研究背景及意义火焰切割机概述火焰切割主要用于碳素钢和低碳钢的切割,是利用铁在氧气中的燃烧反应及反应热进行切割的一种方法。在切割碳素钢时,钢板的厚度变化较大,若切割质量和精度要求不是很高、投资要求较少,火焰切割较为适宜。如果对切割质量和目前国外企业的火焰切割机普遍采用了数控系统进行下料和控制的方法,不仅提高了材料的利用率,还大大改善了产品质量,优化了工作环境,提高了工作效率。随着我国经济的快速发展,在机械、船舶、压力容器、冶金等行业中,各种形状的厚钢板的切割下料工作量非常大,使得对火焰切割机的需求量增大。而我国机械加工行业钢板下料普遍采用手工火焰切割,不能满足市场的需求。国外的数控火焰切割机价格昂贵,功能和操作复杂,不能得到充分的利用,而国内数成本低的经济型数控火焰切割机床,在我国有着广泛的应用前景。火焰切割机伺服系统是火焰切割机的关键部分,因此研究火焰切割机伺服系统具有极其重要的火焰切割机利用气体火焰将钢材表层加热到燃点并形成活化状态,然后送进高纯度、高流速的切割氧,使钢中的铁在氧氛围中燃烧生成氧化铁熔渣,同时放达到燃点,直至工件的底部。与此同时,切割氧流把氧化铁熔渣吹掉,从而形成精度有严格要求时,必须采用数控装置控制切割轨迹。控火焰切割机的功能、稳定性、效率也比不上国外。因此开发一套稳定、高效、意义。出大量的热,借助这些燃烧热和熔渣,不断加热钢材的下层和切口前缘,使之也切口将钢材切割开,如图所示。武汉理笱妒垦宦畚图气体火焰切割原理氧气流上割嘴割件热火焰—
国内外研究状况及趋势向主副托架,割炬升降机构,割炬,排架,工作台等结构,它们在切割机加工过欧梗ㄊ厍懈罨亩ι璞负椭葱谢埂6ι璞溉绲缭础电动机等向数控切割机提供动力的装置,执行机构如执行电机、传动和操作机构等。它们在控制信息作用下带动割炬升降机构与工作台的运动配合完成机床要求觳庥氪ǜ凶爸茫ǜ髦执ǜ衅骷捌湫藕偶觳獾缏罚糜谔峁┣懈机运行所必须的内部、外部状态信息。畔⒖刂朴氪碜爸茫饕V感畔⒃靥搴陀杉扑慊捌淙怼⒂布钩的控制系统。火焰切割机工作过程主要有以下步骤:代码和程序格式编制加工程序,把人的加工意图转变为火焰切割机能接受的信颜庵殖绦蚣锹荚谛畔⒃靥迳希渌透刈爸媒屑庸ぁ<庸す中由传感器检测出的火焰切割机的运行状态及环境变化的信息也将反馈给数控刈爸枚允淙氲男畔⒔写砗螅蚯懈罨髯甑乃欧低撤⒊数字信息,驱动切割机相应的运动部件。被挂?刂破渌鳎缜懈罟讨腥斯じ稍ね3怠⒁瞥龈罹嫘蘩割炬割嘴、改变方向等。最后在计算机自动控制下加工出符合图纸要求的工件。芯肯肿世界上第一台数控火焰切割机是英国氧气公司年研制成功的。年日本在船舶行业开始制造使用数控切割机。我国广州中山造船厂年研制成功我国第一台数控切割机【俊I鲜兰甏酰孀鸥母锟7牛餍懈饕刀允控技术大量需求。年中国科学院光电技术研究所和机电部东方机床厂联合研制成功大型火焰切割机数控系统,火焰切割机数控系统开始采用计算机数控技我国数控火焰切割技术起步于世纪年代中期。进入年代后,不断开发研制数控切割机的新产品,而且,有些火焰切割机主要由以下四种功能部件组成:鹧媲懈罨到峁梗ê崃海菹蛑鳌⒏被嵯蚣跛倨鳎程中一般是静止的,主要是起定位、支承、导向等作用。的动作。凑