NHB-30A板料成形試驗機控制系統的設計與開發

時間:2017-7-15 9:06:00 來源:本網 添加人:admin

  NHB-30A板料成形試驗機是一種專用于鑒定和鑒別金屬板料塑性成形(沖壓)性能的試驗機,是控制板料軋制質量、合理選用沖壓板料的得力工具,主要可以實現以下功能:成形極限圖試驗、拉深試驗、凸耳試驗、錐杯試驗、擴孔試驗、杯突試驗、液壓脹形試驗。除此以外,增加相應模具和輔助件還可進行二次拉深、變薄拉深、局部成形、沖壓以及其他沖壓模擬工藝試驗等。

  1系統硬件的總體設計1.1系統概述本系統結合實際情況,將數控功能插卡化,主機與板卡構成了主從式多微處理器的數控系統,PC機作為上位機,通過PCI總線及ISA總線對運動控制卡進行控制、監視、協調,完成成型試驗機的運動控制、壓力狀態、位移狀態的顯示。

  NHB-30A板料成形試驗機的結構見。通過計算機控制液壓系統實現對壓邊力、成型力及凸模速度的控制。板料沖壓過程中,通過位移傳感器采集加工時凸模的位置,通過壓力傳感器采集加工時模具與板料之間的壓力。在加工的過程中,NHB-30A板料成形試驗機的結構1.2控制系統硬件平臺的組建近年來,隨著工業PC機性能的快速發展,可靠性大為提高,而價格大幅度下降,以工業PC機為核心基于工業PC機的控制系統已廣泛被工業控制領域所接受。在機床控制領域,采用工業PC機,發展通用的開放式的控制系統,已成為國際研究的熱點,簡化了數控系統的開發過程,縮短了數控系統的開發周期。

  采用NC嵌人PC的結構模式來開發其開放式控制系統,76機電一體化丨系統由硬件平臺和軟件平臺兩部分組成,其硬件主要包括工業控制計算機一臺灣研華公司的610型工控機、研華的高性能多功能數據采集卡PCI-1710、三軸正交信號處理卡PCL-833.硬件總體框架見。

  1.2.1輸入/輸出接口卡在板料的加工過程中,有許多信號要進行監測并加以控制,如壓邊力信號、凸模速度信號、壓邊上下限位、凸模下限位以及各種模擬量/數字量的輸出。我們選擇了臺灣研華公司生產的基于PCI總線的多功能數據采集卡PCI-1710進行擴展。

  該卡將測量和控制功能集中在一塊板上,包括A/D轉換、D/A轉換、數字量輸人、數字量輸出、計數器/定時器。該卡還有自動通道/增益掃描電路,此功能允許對不同通道使用不同的增益,并自由組合單端(多16通道)和差分輸人(多8通道)來完成多通道的篼速采樣(可達100111)。,(:1-1710提供了1,2,4和8的增益。其特點如下:16路單端或8路差分模擬量輸人或組合方式;12位A/D轉換器,其中兩路用以采集壓邊力和成型力,采樣速率可達100kHz;可對每個輸人通道的增益進行編程,直接將傳感器信號轉化為實際壓力在控制界面上直觀得到;單端和差分輸人自由組合,提篼輸人信號的精度;兩個12位模擬量輸出通道,控制速度和壓力的大小;16個數字量輸人和16個數字量輸出,控制閥的開關以及各個運動狀態的轉換;可編程定時觸發器/計數器,用以作為系統的時鐘。

  1.2.23軸正交編碼和計數器卡PCL-833是一款適用于IBMPC/AT及其兼容機(ISA總線)的三軸正交編碼器及其計數器板卡。該板卡能讓PC機在運動控制系統中執行位置監視功能。每個輸人包括一個用于增量正交編碼的編碼電路,可接收單端或差分信號。正交輸入可使用或不使用索引,以允許線性或循環編碼器反饋。PCL-833有3個獨立的24位計數器,其大正交輸人速率是1.0MHz,計數器模式的大輸人速率是2.4MHz,可以分別對每個計數器進行配置,以用于正交解碼、脈沖/方向計數或正反向計數。PCL-833提供了5個數字輸人通道,每個通道接收的數字輸人可作為循環編碼器的索引輸入或線性編碼器的原點傳感器輸人。用該卡采集光柵尺的信號,對板料成形機的凸模的位置進行實時監控,以便實時了解加工的過程。

  2NHB-30A板料成形試驗機控制系統軟件的設計2.1系統功能模塊在Windows2000平臺下,采用面向對象語言C++選用的開發工具為VC++.利用模塊化的編程思想,根據系統的功能要求,系統功能模塊的劃分見。

  文件操作主要實現文件的打開、保存、另存為等的管理工作。

  參數設置參數設置是整個系統的一個重要模塊,它包括輸人試件的各項參數、壓邊力的大小、凸模的速度以及試驗的停止方式。試件的各項參數包括試件的名稱、試件的厚度、試件的直徑或寬度,這些終將和試驗數據一起保存。壓邊力使材料固定壓緊,根據材料的性質不同設定不同的壓邊力,只有當壓邊力達到預定的值時才可凸模上升;其中錐杯試驗有固定的模具不需要壓邊力。凸模速度是指凸模上升加工板料時的速度,根據板料的性質以及要求的試驗方法進行設置。停止方式包括根據位移、根據壓力和根據壓差三種,前兩種方式主要是用于成形,后一種方式是為了檢測板料的性質。參數的預設是成型機實現自動運行的前提。

  自動走位通過反復試驗設置分段函數,使輸人的各項參數與實際值相符,為實現自動走位提供前提。各項參數設置完,板料安放完畢,便可開始對板料進行加工。如果試驗方法選擇為錐杯試驗,則可直接凸模起進行加工;如果選擇其他試驗方法則先壓邊起,壓邊力達到預設值后再凸模起進行加工。

  這里將凸模上升的過程分為快速和慢速兩段,以凸模下限位120mm為界:前一段快速走位為了節約加工時間;后一段慢速走位,同時開始數據的記錄與顯示,以便于觀測與分析。選擇根據位移停止方式時,凸模在到達距凸模下限位120mm后再上壓邊下凸模下升到給定的位移值時停止。選擇根據壓力停止方式時,凸模擠壓板料達到給定的壓力值時停止。選擇根據壓差停止方式時,當前壓力值比試驗中大的壓力值小于給定的百分比時停止,也就是對板料加工至破壞。當試驗運行到停止方式時,自動關閉時鐘,彈出是否保存對話框,凸模壓邊下降到下限位觸發下限位開關并停止運動,同時通過設置狀態函數以防止試驗開始便觸發下限位開關。在加工的過程中如遇到突發情況可以通過急停按鈕急停,及時進行處理。

  手動調節有時在調試系統時需要用手動調節的功能進行操作,以調整壓邊及凸模的走位。

  2.2程序的實現利用研華數據采集卡進行數據采集之前必須首先獲得插入卡的數目和設備句柄,并打開卡。在數據采集完成后要關閉卡。用到的主要函數有獲得設備的數目的函數;孫鑫,余安萍。VisualC++深人詳解。北京:電子工業出版社,2006.黃維通。VisualC++面向對象與可視化程序設計。北京:清華大學出版社,2001.劉新華。低速走絲電火花線切割機控制系統的設計與開發CD.北78機電一體化丨12應粗估出這里取7>50ms;又通過給系統施加不同頻率的正弦信號,得到系統對一定頻率以上的激勵不再產生反應時的根據辨識程序得出被控對象離散的傳遞函數,然后把系統模型轉換為連續系統模型:在模型驗證階段,使用多種驗證方法是必需的,單使用一種驗證方法很容易被錯誤的模型所誤導。中比較仿真結果和。

  4結束語氣動比例閥控氣動伺服系統是非線性系統,本文基于LabVIEW開發了系統辨識程序可以快速有效地分析估計被辨識系統的非參數、參數模型。仿真和實驗結果比較表明,采用該方法建立的數學模型能夠反映實際系統的特征。該研究為系統特性分析和控制策略研究提供了理論基礎。

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