专利名称：单线切割机切割线恒张力闭环控制方法
技术领域：
本发明涉及一种单线切割机切割线恒张力闭环控制方法。
技术背景
在单线切割机中，要保证切片质量的切割效率，切割线的张力稳 定和切割线的线速度是两个衡量单线切割机的重要指标。在运行过程 中，恒定的张力和更高的切割线线速度是控制中的关键技术，由于要 保证切片效率和切片质量， 一个高响应稳定的控制方法是非常关键
的；经检索，.尚未发现同类型的张力闭环控制方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高响应稳定的单线切割 机切割线恒张力闭环控制方法。 本发明采用如下技术方案
本发明是利用由张力缓冲机构、可编程控制器、旋转编码器、第 一、第二绕线轮的伺服驱动系统，,一,、第二绕线轮的横移伺服驱动 系统组成的张力闭环控制系统实现的；所述张力缓冲机构由摆臂、精 密气缸、弹簧、弹簧座、导轮、零位开关组成；其特征在于其具体控 制方法如下:
a、第一绕线轮的伺服驱动系统始终采用扭矩控制方式；第二绕 线轮的伺服驱动系统始终采用速度控制方式；
所述第一、第二绕线轮的伺服驱动夢、统分别由其伺服电机和伺服 驱动器组成；
'b、第二绕线轮的伺服驱动系统按设定线速度加减速往复运行，
在运行过程中计算巻径变化，调整其伺服电机的转速，使伺服电机转 速*巻径*11=设定线速度；第一绕线轮的伺服驱动系统依据张力反馈做PID运算，实时调整
扭矩输出大小，以确保切割线上的张力保持恒定；
C、在运行过程中，第一、第二绕线轮的伺服驱动系统和橫移伺
服驱动系统的伺服驱动器之间利用CAN-BUS总线传输实时转速与转 数，通过匹配计算确定横移轴移动速度与方向，并赋值运行。
本发明的有益效果是充分利用速度控制方式和扭矩控制方式的 最大特性，在切割线的稳定性和线速度上都有显著的提高，本方法还 具有高响应并且稳定性好。
图1为本发明的三维立体正视图2为本发明的三维立体后视图3为本发明的硬件配置原理框图4为本发明的PID控制原理框图5为本发明软件流程图。
在图1-2中.1第一绕线轮、2第一绕线轮的伺服驱动系统(包 括伺服鬼机和伺服驱动器)、3第二绕线轮、4第二绕线轮的伺服驱动 系统(包括伺服电机和伺服驱动器)、5摆臂轴心、6切割线、7零位 开关遮光片、8零位开关、9精密气缸、10弹簧座、11摆臂、12导 轮、13弹簧、14支架、15旋转编码器、16第一绕线轮的横移伺服驱 动系统(包括伺服电机和伺服驱动器)、17第二绕线轮的横移驱动系 统(包括伺服电机和伺服驱动器)。 具本实施方式
实施例(参见图l-5):
本实施例是利用由张力缓冲机构、可编程控制器、旋转编码器、 第一、第二绕线轮的伺服驱动系统，第一、第二绕线轮的横移伺服驱 动系统组成的张力闭环控制系统实现的；所述张力缓冲机构由摆臂11、精密气缸9、弹簧13、弹簧座IO、导轮12、零位开关8组成；
其特征在于其具体控制方法如下
.a、第一绕线轮1的伺服驱动系统始终采用扭矩控制方式；第二 绕线轮的伺服驱动系统始终采用速度控制方式；
所述第一、第二绕线轮的伺服驱动系统分别由其伺服电机和伺服 驱动器组成;
b、第二绕线轮3的伺服驱动系统按设定线速度加减速往复运行， 在运行过程中计算巻径变化，调整其伺服电机的转速，使伺服电机转
速*巻径* jt 二设定线速度；
第一绕线轮的伺服驱动系统依据张力反馈做PID运算，实时调整 扭矩输出大小，以确保切割线上的张力保持恒定；
.c、在运行过程中，第一、第二绕线轮的伺服驱动系统和横移伺 服驱动系统的伺服驱动器之间利用CAN-BUS总线传输实时转速与转 数，通过匹配计算确定横移轴移动速度与方向，并赋值运行。
在本实施例中，可编程控制器的型号为OMRON CP1H-XA40DT-D; 旋转编码器的型号为OMRON E6C3-CWZ;零位开关为市售产品。
权利要求
1、单线切割机切割线恒张力闭环控制方法，它是利用由张力缓冲机构、可编程控制器、旋转编码器、第一、第二绕线轮的伺服驱动系统，第一、第二绕线轮的横移伺服驱动系统组成的张力闭环控制系统实现的；所述张力缓冲机构由摆臂(11)、精密气缸(9)、弹簧(13)、弹簧座(10)、导轮(12)、零位开关(8)组成；其特征在于其具体控制方法如下a、第一绕线轮(1)的伺服驱动系统始终采用扭矩控制方式；第二绕线轮的伺服驱动系统始终采用速度控制方式；所述第一、第二绕线轮的伺服驱动系统分别由其伺服电机和伺服驱动器组成；b、第二绕线轮(3)的伺服驱动系统按设定线速度加减速往复运行，在运行过程中计算卷径变化，调整其伺服电机的转速，使伺服电机转速*卷径*π＝设定线速度；第一绕线轮的伺服驱动系统依据张力反馈做PID运算，实时调整扭矩输出大小，以确保切割线上的张力保持恒定；c、在运行过程中，第一、第二绕线轮的伺服驱动系统和横移伺服驱动系统的伺服驱动器之间利用CAN-BUS总线传输实时转速与转数，通过匹配计算确定横移轴移动速度与方向，并赋值运行。
全文摘要
本发明涉及一种单线切割机切割线恒张力闭环控制方法，其控制方式是固定一个线轮的控制方式为速度控制方式，固定另一个线轮的控制模式为扭矩控制方式，并只对扭矩控制方式轴结合张力反馈系统做实时调节，形成闭环控制，充分利用速度方式和扭矩方式控制的最大特性，在切割线的稳定性和线速度上都有显著的提高。
文档编号G05D15/01GK101644934SQ200910075329
公开日2010年2月10日 申请日期2009年9月9日 优先权日2009年9月9日
发明者杨生荣, 王仲康 申请人:中国电子科技集团公司第四十五研究所