本文關(guān)鍵詞：精焊機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研制

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【摘要】：近幾年,隨著我國(guó)長(zhǎng)輸管線的大規(guī)模建設(shè),對(duì)鋼管的質(zhì)量要求也越來(lái)越高,對(duì)鋼管的制造技術(shù)也提出了新的要求,螺旋埋弧焊接鋼管行業(yè)從國(guó)外引進(jìn)了預(yù)精焊技術(shù),滿足了鋼管的質(zhì)量和技術(shù)的要求。預(yù)精焊技術(shù)從國(guó)外進(jìn)口花費(fèi)了大量的資金,而國(guó)外企業(yè)設(shè)置了很高的技術(shù)壁壘。預(yù)精焊焊接技術(shù)的控制軟件和控制系統(tǒng)是這套系統(tǒng)的核心技術(shù),本文重點(diǎn)研究了預(yù)精焊技術(shù)精焊機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),為預(yù)精焊設(shè)備國(guó)產(chǎn)化提供一點(diǎn)微薄的力量。本文首先描述了精焊機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備和工藝流程,分析了鋼管在精焊機(jī)工段生產(chǎn)中的三種主要運(yùn)動(dòng)：直線運(yùn)動(dòng),原地旋轉(zhuǎn)和螺旋運(yùn)動(dòng),建立這三種運(yùn)動(dòng)的力學(xué)模型,并對(duì)鋼管在這三種運(yùn)動(dòng)中勻速運(yùn)動(dòng)、加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)所受到的力進(jìn)行了計(jì)算和分析,為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的建立提供了力學(xué)理論支持和控制要求。研究了現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,并對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的相關(guān)的伺服驅(qū)動(dòng)、伺服電機(jī)、工業(yè)以太網(wǎng)總線、編碼器和系統(tǒng)控制器等技術(shù)進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了精焊機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件控制方案；然后分析TwinCAT軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)各種性能和特點(diǎn),采用基于虛擬NC主軸的同步多軸控制模型,設(shè)計(jì)了多軸同步伺服控制為核心的軟件系統(tǒng)。軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后,在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)精焊機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了調(diào)試和測(cè)試,主要的是控制回路的PID參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試和優(yōu)化,并對(duì)鋼管在精焊機(jī)段的生產(chǎn)流程的控制程序進(jìn)行了測(cè)試。經(jīng)過(guò)實(shí)際生產(chǎn)的檢驗(yàn),本文設(shè)計(jì)的精焊機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)顯示出十分優(yōu)異的性能,運(yùn)行穩(wěn)定,步調(diào)一致,動(dòng)作瞬速,很好地滿足了鋼管在精焊機(jī)生產(chǎn)的要求。
【關(guān)鍵詞】：螺旋焊接鋼管 運(yùn)動(dòng)控制 TwinCAT 伺服驅(qū)動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG43;TP273
【目錄】：

• 摘要11-12
• ABSTRACT12-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 螺旋焊管的發(fā)展形勢(shì)13
• 1.2 精焊機(jī)的驅(qū)動(dòng)形式13-17
• 1.2.1 門(mén)式上驅(qū)動(dòng)方式14-15
• 1.2.2 螺旋下驅(qū)動(dòng)方式15-16
• 1.2.3 螺旋埋弧焊管精焊機(jī)的兩種驅(qū)動(dòng)綜述16-17
• 1.3 運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀17-18
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容18-19
• 第2章 鋼管運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析19-35
• 2.1 精焊機(jī)鋼管運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械組成19-20
• 2.2 旋輥工藝參數(shù)設(shè)計(jì)20-25
• 2.2.1 已確定工藝參數(shù)20-22
• 2.2.2 旋輥組間距22
• 2.2.3 包角γ22-25
• 2.3 動(dòng)力學(xué)分析25-33
• 2.3.1 鋼管受力25-27
• 2.3.2 均速運(yùn)動(dòng)受力分析27-28
• 2.3.3 加速(減速)運(yùn)動(dòng)的必要性及限制28-29
• 2.3.4 直線加速29-30
• 2.3.5 旋轉(zhuǎn)加速30
• 2.3.6 螺旋加速30-33
• 2.4 參數(shù)設(shè)計(jì)及選擇33-34
• 2.4.1 包角33
• 2.4.2 旋輥?zhàn)畲蠹铀俣?/span>33
• 2.4.3 鋼管最大運(yùn)行速度33-34
• 2.4.4 電機(jī)參數(shù)要求34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)35-47
• 3.1 控制器35-36
• 3.2 伺服電機(jī)36-38
• 3.3 編碼器38-40
• 3.3.1 增量式編碼器38-39
• 3.3.2 絕對(duì)值式編碼器39
• 3.3.3 多圈絕對(duì)值式編碼器39-40
• 3.3.4 混合式光電編碼器40
• 3.4 伺服驅(qū)動(dòng)器40-41
• 3.5 工業(yè)以太網(wǎng)41-45
• 3.5.1 工業(yè)以太網(wǎng)性能分析41-43
• 3.5.2 工業(yè)以太網(wǎng)市場(chǎng)潛力分析43-44
• 3.5.3 精焊機(jī)工業(yè)以太網(wǎng)架構(gòu)44-45
• 3.6 本章小結(jié)45-47
• 第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)47-59
• 4.1 TwinCAT軟件平臺(tái)概述47-50
• 4.1.1 TwinCAT軟件平臺(tái)架構(gòu)47-48
• 4.1.2 TwinCAT System Manager介紹48-49
• 4.1.3 TwinCAT PLC Control介紹49-50
• 4.2 多軸同步控制策略50-52
• 4.2.1 主從式多軸同步控制50-51
• 4.2.2 虛擬主軸同步控制51
• 4.2.3 交叉偶合同步控制51-52
• 4.2.4 多軸同步策略選擇52
• 4.3 TwinCAT PLC Control程序設(shè)計(jì)52-57
• 4.3.1 常用模塊的功能53-56
• 4.3.2 PLC控制主要程序設(shè)計(jì)56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 第5章 控制系統(tǒng)配置和調(diào)試59-71
• 5.1 TwinCAT NC介紹59
• 5.2 TwinCAT NC控制周期設(shè)置59
• 5.3 軸的建立和鏈接59-62
• 5.4 伺服驅(qū)動(dòng)AX5000的配置62-63
• 5.5 實(shí)軸和虛擬NC主軸的耦合63-64
• 5.6 控制系統(tǒng)的調(diào)試64-70
• 5.6.1 速度環(huán)調(diào)試64-67
• 5.6.2 位置環(huán)測(cè)試67-70
• 5.7 控制系統(tǒng)應(yīng)用案例70
• 5.8 本章小結(jié)70-71
• 第6章 總結(jié)和展望71-73
• 6.1 總結(jié)71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-75
• 致謝75-76
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表76

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1 董宗民,胡旭東,魏俊民,武傳宇;一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的兩軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];浙江工程學(xué)院學(xué)報(bào);2003年01期

2 趙燦;何萬(wàn)濤;程俊廷;;結(jié)構(gòu)光柵面掃描三維測(cè)量?jī)x的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)[J];黑龍江科技學(xué)院學(xué)報(bào);2007年06期

3 ;基于工業(yè)以太網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)促進(jìn)彎管生產(chǎn)設(shè)備的革新[J];中國(guó)儀器儀表;2006年05期

4 吳虎城;黃孝龍;;基于PCI總線的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J];煤礦機(jī)械;2010年08期

5 靳鵬飛;;SIMOTION運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用[J];山西冶金;2011年05期

6 郁琰;;基于MCGS的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)[J];廣西輕工業(yè);2010年09期

7 葉冬芬;周建強(qiáng);趙燕偉;;數(shù)控皮革裁剪機(jī)裁割運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究及其實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2010年07期

8 尹勇,陳幼平,周祖德;電腦繡花機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)[J];機(jī)械與電子;2000年06期

9 田家林;陳利學(xué);寇向輝;;FPGA在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2007年04期

10 楊建國(guó);楊曉義;周虎;;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償器在基于影像測(cè)量?jī)x的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳光黎;鐘震宇;張嚴(yán)林;林麗娜;;嵌入式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中前瞻控制技術(shù)的研究[A];廣州市儀器儀表學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

2 趙維Oz;李迪;;基于動(dòng)態(tài)帶寬分配的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究[A];第二十七屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2008年

3 羅霄;王妍萍;郭飛;宋凌云;;運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)在服裝生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用[A];第5屆教育教學(xué)改革與管理工程學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

4 李凱;王少萍;岳榮剛;杜雋;;教學(xué)用四輪月球車運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];第五屆全國(guó)流體傳動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議暨2008年中國(guó)航空學(xué)會(huì)液壓與氣動(dòng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

5 趙維Oz;李迪;;網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中調(diào)度與控制協(xié)同設(shè)計(jì)的研究[A];第二十七屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2008年

6 方心宇;虞東海;莊朝暉;甄力;;柔性開(kāi)放式通用運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及應(yīng)用[A];全國(guó)印刷、包裝機(jī)械凸輪、連桿機(jī)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會(huì)（第6屆全國(guó)凸輪機(jī)構(gòu)學(xué)術(shù)年會(huì)）論文集[C];2005年

7 姜文喜;劉建學(xué);;微波暗室測(cè)試運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];第三屆數(shù)控機(jī)床與自動(dòng)化技術(shù)專家論壇論文集[C];2012年

8 楊超;;現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)字式頻響測(cè)試方法[A];第二屆中國(guó)航空學(xué)會(huì)青年科技論壇文集[C];2006年

9 張連山;吳忻生;袁鵬;胡興剛;;基于視覺(jué)的PCB板打孔機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];2008年中國(guó)高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2009年

10 蔣紅霞;洪永強(qiáng);楊嘉;;基于ADSP-21992的雙軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[A];福建省科協(xié)第四屆學(xué)術(shù)年會(huì)——提升福建制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略思考專題學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 姚曉敏;西門(mén)子SIMOTION提供系統(tǒng)控制完整解決方案[N];中國(guó)紡織報(bào);2007年

2 陸偉;Rotoflex推出運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)用于標(biāo)簽檢測(cè)[N];中國(guó)包裝報(bào);2010年

3 記者 陳永杰;機(jī)器人時(shí)代來(lái)了[N];北京科技報(bào);2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 趙維Oz;網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)資源調(diào)度研究[D];華南理工大學(xué);2010年

2 云利軍;網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)行為特性的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2006年

3 林濤;基于精確時(shí)鐘協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2007年

4 姬帥;網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2014年

5 王寶仁;網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)多軸協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2008年

6 王翰;基于PLCopen規(guī)范的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2014年

7 胡永兵;雙硅片臺(tái)超精密運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件平臺(tái)研究[D];華中科技大學(xué);2014年

8 陳月巖;串—并混聯(lián)研拋機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究[D];吉林大學(xué);2009年

9 肖本賢;多軸運(yùn)動(dòng)下的輪廓跟蹤誤差控制與補(bǔ)償方法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2004年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 方登富;工業(yè)CT四軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以及誤差分析[D];蘭州大學(xué);2015年

2 田勇;水面無(wú)人艇運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];大連海事大學(xué);2016年

3 朱遠(yuǎn)建;驅(qū)控一體式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究[D];浙江理工大學(xué);2016年

4 鄭禹;基于QNX的開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];東北大學(xué);2014年

5 高明建;面向巡檢應(yīng)用的全向輪式機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(工程管理與信息技術(shù)學(xué)院);2016年

6 黃法春;精焊機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研制[D];山東大學(xué);2016年

7 王苗苗;基于POWERLINK總線的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究[D];山東大學(xué);2016年

8 鄭烈心;水面無(wú)人艇建模與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2016年

9 廖晨翔;基于VPX總線的工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)[D];電子科技大學(xué);2016年

10 陳洪波;三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[D];西安理工大學(xué);2008年

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