本文關(guān)鍵詞：變寬度圓盤剪切機(jī)運(yùn)動(dòng)控制研究

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【摘要】：金屬板材在建筑、汽車、航天等各行各業(yè)都發(fā)揮著巨大的作用,隨著國內(nèi)板材加工技術(shù)的發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)板材板型的需求也越來越多樣化。如柔性冷彎技術(shù)中,成型前金屬板材板型的多樣性及精度對(duì)成型產(chǎn)品有著重要影響,因此需要高精度的變寬度板材剪切技術(shù)支持。 作為一種可實(shí)現(xiàn)變寬度剪切獲得多樣化板材板型的設(shè)備,北方工業(yè)大學(xué)研制的變寬度圓盤剪切機(jī)具有剪切成本低、剪切質(zhì)量易于控制的特點(diǎn)。采用伺服電機(jī)控制的剪切機(jī)為三自由度,能夠?qū)崿F(xiàn)任意曲線軌跡的剪切。研究其剪刀盤運(yùn)動(dòng)控制方案、提高控制精度,不僅有助于提高剪切精度與質(zhì)量,還可以為設(shè)備進(jìn)一步推廣應(yīng)用奠定技術(shù)基礎(chǔ)。 本文以變寬度圓盤剪切機(jī)為研究對(duì)象,在深入了解剪切機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)及其硬件系統(tǒng)構(gòu)成的基礎(chǔ)上,采用實(shí)驗(yàn)研究的方法,分析比較了電機(jī)—剪刀盤在開環(huán)、半閉環(huán)、全閉環(huán)控制模式下的控制精度和過渡過程特性,為剪切機(jī)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)時(shí)控制模式的選擇提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)；根據(jù)剪切機(jī)結(jié)構(gòu)與伺服電機(jī)控制原理,研究了實(shí)現(xiàn)曲線剪切的運(yùn)動(dòng)控制算法,在構(gòu)建的LabVIEW-SolidWorks機(jī)電一體化聯(lián)合仿真環(huán)境中,驗(yàn)證了控制算法的正確性,并且給出了剪切機(jī)在不同板速下可剪切板型尺寸的范圍；設(shè)計(jì)了AutoCAD與LabVIEW的接口程序,在LabVIEW環(huán)境下完成了三軸伺服電機(jī)的協(xié)調(diào)控制與各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)了板材剪切從板型CAD數(shù)據(jù)到運(yùn)動(dòng)控制的無縫連接。順利完成了板材剪切實(shí)驗(yàn),并且深入分析了實(shí)際剪切得到板材的剪切精度與剪切質(zhì)量,為今后的工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：變寬度圓盤剪切機(jī) 運(yùn)動(dòng)控制 曲線剪切 聯(lián)合仿真 LabVIEW
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG333.21
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 金屬板材切割研究現(xiàn)狀及前景9-10
• 1.2 圓盤剪切機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 圓盤剪切機(jī)國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 圓盤剪切機(jī)國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 虛擬儀器技術(shù)13-14
• 1.3.1 虛擬儀器技術(shù)概述13
• 1.3.2 虛擬儀器技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景13-14
• 1.4 聯(lián)合仿真技術(shù)概述14-16
• 1.5 課題研究目的及意義16
• 1.6 課題研究內(nèi)容16-18
• 2 變寬度圓盤剪切機(jī)系統(tǒng)分析18-26
• 2.0 剪切機(jī)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)18
• 2.1 剪切機(jī)械結(jié)構(gòu)分析18-20
• 2.2 控制系統(tǒng)硬件20-25
• 2.2.1 控制器及運(yùn)動(dòng)控制卡22-23
• 2.2.2 通用運(yùn)動(dòng)接口23
• 2.2.3 數(shù)據(jù)采集卡23
• 2.2.4 傳感器23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 變寬度圓盤剪切機(jī)運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)分析26-42
• 3.1 控制方案概述26-27
• 3.2 剪切機(jī)控制方案與初步實(shí)驗(yàn)分析27-32
• 3.2.1 控制方案分析27-28
• 3.2.2 初步試驗(yàn)分析28-32
• 3.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法設(shè)計(jì)32-34
• 3.4 控制程序設(shè)計(jì)34-37
• 3.4.1 主程序設(shè)計(jì)34-36
• 3.4.2 子程序設(shè)計(jì)36-37
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析37-41
• 3.5.1 平動(dòng)機(jī)構(gòu)控制精度分析37-39
• 3.5.2 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制精度分析39-41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 4 變寬度圓盤剪機(jī)曲線剪切算法及其仿真分析42-58
• 4.1 曲線剪切運(yùn)動(dòng)分析42-43
• 4.2 曲線剪切算法分析43-46
• 4.2.1 待剪切曲線為內(nèi)切曲線44-45
• 4.2.2 待剪切曲線為外切曲線45-46
• 4.3 聯(lián)合仿真46-52
• 4.3.1 機(jī)械建模48-49
• 4.3.2 運(yùn)動(dòng)控制仿真設(shè)計(jì)49-51
• 4.3.3 聯(lián)合仿真環(huán)境搭建51-52
• 4.4 仿真結(jié)果分析52-57
• 4.5 小結(jié)57-58
• 5 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)58-68
• 5.1 控制方案設(shè)計(jì)58-59
• 5.2 CAD與LabVIEW的接口程序設(shè)計(jì)59-62
• 5.2.1 一體化系統(tǒng)的建立59-60
• 5.2.2 AutoCAD與LabVIEW接口程序設(shè)計(jì)開發(fā)60-61
• 5.2.3 在LabVIEW中調(diào)用接口程序讀取DWG文件數(shù)據(jù)61-62
• 5.3 運(yùn)動(dòng)控制程序設(shè)計(jì)62-67
• 5.3.1 控制系統(tǒng)初始化程序設(shè)計(jì)62-63
• 5.3.2 內(nèi)、外切曲線運(yùn)動(dòng)控制程序子Ⅵ設(shè)計(jì)63-66
• 5.3.3 數(shù)據(jù)采集、顯示、存儲(chǔ)程序設(shè)計(jì)66
• 5.3.4 控制程序界面設(shè)計(jì)66-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 6 變寬度圓盤剪切機(jī)實(shí)驗(yàn)分析68-74
• 6.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹68-69
• 6.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)69-70
• 6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果70-73
• 6.3.1 板材板型數(shù)據(jù)提取70-71
• 6.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析71-73
• 6.4 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論與展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 申請(qǐng)學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78-79
• 致謝79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1104277