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随着制造业向着自动化的发展,大型设备的加工精度、可操作性、智能化程度和可靠性都需要不断的提高。而压力机是制作设备中成形设备的重要成员,它同样地向着自动化的方向发展着。
本文主要讨论的伺服压力机是曲柄压力机,其驱动电机使用的是大功率伺服电机。伺服电机减速后直接带动曲柄滑块机构。压力机的控制系统采用PC+DSP的模式,PC机负责各种命令的输入、运行过程和结果的显示,而DSP对压力机进行实时控制。这种模式的特点就是充分利用了PC的优点,省去了各种接口驱动的编写,而DSP的实时性充分弥补了PC机的非实时性。对于伺服压力机的控制而言,伺服压力机控制卡的研制是核心技术之一。本文的主要工作是研制伺服压力机专用运动控制卡。
本文根据项目需求,首先设计了运动控制卡的硬件结构,包括微处理器CPU的选择,与工控机的通讯接口设计,旋转变压器信号的处理转换电路设计,模拟量输出设计及其调理电路,光电隔离设计等,并总结了硬件设计过程中的经验和教训;
其次设计了运动控制卡相应的底层软件,其中包含软件的结构,与上位机的通讯协议和压力机控制算法设计三大部分,并且对控制算法进行比较和改进,提出了改进后的PS算法,采用O格式的定点运算代替浮点运算以提高DSP的处理速度;对冲压加工工艺曲线中的速度不连续点采用了S曲线平滑,消除了速度冲击带来的噪声。
最后,设计出的伺服压力机运动控制卡在实验室测试中运行稳定可靠,并在现场80吨的伺服压力机上可靠运行,成功加载了各类加工工艺曲线,充分证明了其有效性、可行性。