一种校准补偿的全闭环剪板机及控制方法与流程

本发明涉及横剪机加工领域，具体地说是一种校准补偿的全闭环剪板机及控制方法。

背景技术：

随着电力变压器市场需求的不断增加,国家乃至世界都对变压器生产厂家提出了更高要求，迫使其不断更新、改进其生产设备。

发达国家的剪切设备具有加工精度好、剪切速度快、自动化程度高等特点，极大地降低了工人的劳动强度，但相应的售价高昂，使很多刚起步的变压器生产厂望而却步。当今社会,科技发展迅速，世界范围内各行各业都在强调节约资源、减少能耗的发展观念,对于电力行业来说，节省原材料，降低生产成本的同时提升产品质量，己然成为企业谋求进一步发展的主要方式。

传统设备在一段时间的运行之后，可能会出现机械上的变化、测量辊的磨损导致测量辊的周长发生变化。

送料辊在高速运转时可能与矽钢片打滑，导致送料辊转动的位置变量与矽钢片直线运行的长度不一致。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种可以改善矽钢片横剪机的剪切精度的全闭环剪板机及控制方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种校准补偿的全闭环剪板机，包括PLC输入端连接上位机，输出端通过位置控制模块连接伺服电机的输入端，伺服电机的输出端通过减速机构连接送料辊，送料辊与测长辊通过矽钢片连接，且同步动作；测长编码器连接所述测长辊，将测长辊测得的长度值转换成长度信号，测长编码器的输出端连接PLC，向PLC反馈长度信号。

所述位置控制模块通过计数器收发脉冲信号，控制伺服电机的启停、速度和加速度。

所述测长编码器与测长辊同轴设置，将测长辊的转动变量转换成电信号脉冲量，发送到位置控制模块中。

所述减速机构为减速机和传动皮带。

在PLC中还设置精度校准单元，用于校准因测长辊磨损引起的测量误差。

一种校准补偿的全闭环剪板机控制方法，包括以下步骤：

步骤1：将目标片型尺寸参数输入到上位机并发送到PLC；

步骤2：PLC根据接收到的尺寸参数，结合校准参数进行计算；

步骤3：将计算结果转换成脉冲信号，通过位置控制模块发送到伺服电机，控制伺服电机工作；

步骤4：伺服电机旋转到位后，位置控制模块采集测长编码器发出的反馈信号，在PLC中与伺服电机得到的脉冲信号进行比较，如果脉冲信号差小于脉冲阈值，则向PLC发送切断信号，控制刀进行切断动作；

步骤5：如果脉冲信号差不小于脉冲阈值，则将脉冲信号差值作为补偿脉冲信号反馈到步骤3中。

所述校准参数为当测长辊发生机械结构变化时，对实际测量精度的校准补偿系数。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明采用PLC作为控制单元，抗干扰能力强配套齐全，功能完善，适

用性强。

2.本发明通过全闭环补偿，实现精确控制剪切长度，控制精度高。

3.采用了变量定尺编程，采用程序来弥补由于设备长期工作造成的机械上的误差。

4.本发明结构简单，操作方便，运行成本低，可在多种复杂环境下使用。

附图说明

图1是本发明的硬件结构图；

图2是本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，本发明之结构设计是这样实现的：长度补偿部分包括：PLC、伺服驱动、送料伺服电机、送料辊、测长辊、测长编码器。其连接是：PLC连接通过位置控制模块与伺服相连；伺服通过连接动力线、编码器与送料伺服电机相连；伺服电机通过减速机、传动皮带与送料辊相连；送料辊工作时带动矽钢片，同时矽钢片带动测长辊动作；测长辊与测长编码器连接；测长编码器与PLC的位置控制模块连接；

PLC的位置控制模块可以通过内部的高速计数器来发出和接收脉冲，位置控制模块通过位置控制方式控制伺服电机的启停、速度、加速度。

伺服电机的位置控制精度非常高，它具有反应快速、时间常数小、线性度高、始动电压等特性。

伺服电机通过减速机、皮带轮带动送料辊转动，送料辊夹送矽钢片送到各个工具位置进行剪切，把伺服电机的转动变为矽钢片的直线运动；矽钢片的运动带动了测长辊的转动。

测长编码器与测长辊进行同轴运动，他将测长辊的转动变量变成电信号的脉冲量，并将脉冲量传入PLC的位置控制模块中。

精度校准主要为了解决设备在一段时间的运行之后，可能会出现机械上的变化、测量辊的磨损导致测量辊的周长发生变化。

全闭环控制主要为了解决送料辊在高速运转时可能与矽钢片打滑，到时送料辊转动的位置变量与矽钢片直线运行的长度不一致。

如图2所示，如果测量辊测得的反馈脉冲数与伺服给伺服电机的脉冲数不匹配，系统会将换算后两者的差值脉冲数传给伺服电机作为补偿的脉冲，伺服 电机继续运行补偿的脉冲数，再判断反馈的脉冲与伺服电机的脉冲数是不是匹配，如果匹配就给出切断信号，刀做剪切运动；如果不匹配那么继续做补偿运动，直到匹配为止。

如果发现机械结构上出现变化，那么在精度校准模块中进行工具位置校准操作，分别控制伺服电机进行1/4、1/2、1圈的慢速转动，屏幕上会得到相应的测量编码器脉冲数，根据脉冲数来判断测量辊发生了怎样的变化，如果测量辊发生了严重的形变，需要对其进行打磨或更换；在处理过测量辊后，还要进行工具位置校准操作，通过实际测量可以获得矽钢片的长度，通过测长编码器可以获得脉冲数，将这些校准参数通过触摸屏输入到模块中，经过编写好的程序就可计算出新的校准参数。

本发明在传统伺服系统半闭环的基础上增加的一个测长编码器，形成了全闭环系统。理论上如果送料辊夹送矽钢片时没有出现打滑现象，那么测量辊测得的脉冲数与伺服给伺服电机的脉冲数在一定的范围内是匹配的，但实际生产中由于伺服电机高速运转，这种打滑现象可能会发生，这样就造成了矽钢片剪切上的误差。