NHB-30A板料成形试验机控制系统的设计与开发

时间:2017-7-15 9:06:00 来源:本网 添加人:admin

  NHB-30A板料成形试验机是一种专用于鉴定和鉴别金属板料塑性成形(冲压)性能的试验机,是控制板料轧制质量、合理选用冲压板料的得力工具,主要可以实现以下功能:成形极限图试验、拉深试验、凸耳试验、锥杯试验、扩孔试验、杯突试验、液压胀形试验。除此以外,增加相应模具和辅助件还可进行二次拉深、变薄拉深、局部成形、冲压以及其他冲压模拟工艺试验等。

  1系统硬件的总体设计1.1系统概述本系统结合实际情况,将数控功能插卡化,主机与板卡构成了主从式多微处理器的数控系统,PC机作为上位机,通过PCI总线及ISA总线对运动控制卡进行控制、监视、协调,完成成型试验机的运动控制、压力状态、位移状态的显示。

  NHB-30A板料成形试验机的结构见。通过计算机控制液压系统实现对压边力、成型力及凸模速度的控制。板料冲压过程中,通过位移传感器采集加工时凸模的位置,通过压力传感器采集加工时模具与板料之间的压力。在加工的过程中,NHB-30A板料成形试验机的结构1.2控制系统硬件平台的组建近年来,随着工业PC机性能的快速发展,可靠性大为提高,而价格大幅度下降,以工业PC机为核心基于工业PC机的控制系统已广泛被工业控制领域所接受。在机床控制领域,采用工业PC机,发展通用的开放式的控制系统,已成为国际研究的热点,简化了数控系统的开发过程,缩短了数控系统的开发周期。

  采用NC嵌人PC的结构模式来开发其开放式控制系统,76机电一体化丨系统由硬件平台和软件平台两部分组成,其硬件主要包括工业控制计算机一台湾研华公司的610型工控机、研华的高性能多功能数据采集卡PCI-1710、三轴正交信号处理卡PCL-833.硬件总体框架见。

  1.2.1输入/输出接口卡在板料的加工过程中,有许多信号要进行监测并加以控制,如压边力信号、凸模速度信号、压边上下限位、凸模下限位以及各种模拟量/数字量的输出。我们选择了台湾研华公司生产的基于PCI总线的多功能数据采集卡PCI-1710进行扩展。

  该卡将测量和控制功能集中在一块板上,包括A/D转换、D/A转换、数字量输人、数字量输出、计数器/定时器。该卡还有自动通道/增益扫描电路,此功能允许对不同通道使用不同的增益,并自由组合单端(最多16通道)和差分输人(最多8通道)来完成多通道的篼速采样(可达100111)。,(:1-1710提供了1,2,4和8的增益。其特点如下:16路单端或8路差分模拟量输人或组合方式;12位A/D转换器,其中两路用以采集压边力和成型力,采样速率可达100kHz;可对每个输人通道的增益进行编程,直接将传感器信号转化为实际压力在控制界面上直观得到;单端和差分输人自由组合,提篼输人信号的精度;两个12位模拟量输出通道,控制速度和压力的大小;16个数字量输人和16个数字量输出,控制阀的开关以及各个运动状态的转换;可编程定时触发器/计数器,用以作为系统的时钟。

  1.2.23轴正交编码和计数器卡PCL-833是一款适用于IBMPC/AT及其兼容机(ISA总线)的三轴正交编码器及其计数器板卡。该板卡能让PC机在运动控制系统中执行位置监视功能。每个输人包括一个用于增量正交编码的编码电路,可接收单端或差分信号。正交输入可使用或不使用索引,以允许线性或循环编码器反馈。PCL-833有3个独立的24位计数器,其最大正交输人速率是1.0MHz,计数器模式的最大输人速率是2.4MHz,可以分别对每个计数器进行配置,以用于正交解码、脉冲/方向计数或正反向计数。PCL-833提供了5个数字输人通道,每个通道接收的数字输人可作为循环编码器的索引输入或线性编码器的原点传感器输人。用该卡采集光栅尺的信号,对板料成形机的凸模的位置进行实时监控,以便实时了解加工的过程。

  2NHB-30A板料成形试验机控制系统软件的设计2.1系统功能模块在Windows2000平台下,采用面向对象语言C++选用的开发工具为VC++.利用模块化的编程思想,根据系统的功能要求,系统功能模块的划分见。

  文件操作主要实现文件的打开、保存、另存为等的管理工作。

  参数设置参数设置是整个系统的一个重要模块,它包括输人试件的各项参数、压边力的大小、凸模的速度以及试验的停止方式。试件的各项参数包括试件的名称、试件的厚度、试件的直径或宽度,这些最终将和试验数据一起保存。压边力使材料固定压紧,根据材料的性质不同设定不同的压边力,只有当压边力达到预定的值时才可凸模上升;其中锥杯试验有固定的模具不需要压边力。凸模速度是指凸模上升加工板料时的速度,根据板料的性质以及要求的试验方法进行设置。停止方式包括根据位移、根据压力和根据压差三种,前两种方式主要是用于成形,后一种方式是为了检测板料的性质。参数的预设是成型机实现自动运行的前提。

  自动走位通过反复试验设置分段函数,使输人的各项参数与实际值相符,为实现自动走位提供前提。各项参数设置完,板料安放完毕,便可开始对板料进行加工。如果试验方法选择为锥杯试验,则可直接凸模起进行加工;如果选择其他试验方法则先压边起,压边力达到预设值后再凸模起进行加工。

  这里将凸模上升的过程分为快速和慢速两段,以凸模下限位120mm为界:前一段快速走位为了节约加工时间;后一段慢速走位,同时开始数据的记录与显示,以便于观测与分析。选择根据位移停止方式时,凸模在到达距凸模下限位120mm后再上压边下凸模下升到给定的位移值时停止。选择根据压力停止方式时,凸模挤压板料达到给定的压力值时停止。选择根据压差停止方式时,当前压力值比试验中最大的压力值小于给定的百分比时停止,也就是对板料加工至破坏。当试验运行到停止方式时,自动关闭时钟,弹出是否保存对话框,凸模压边下降到下限位触发下限位开关并停止运动,同时通过设置状态函数以防止试验开始便触发下限位开关。在加工的过程中如遇到突发情况可以通过急停按钮急停,及时进行处理。

  手动调节有时在调试系统时需要用手动调节的功能进行操作,以调整压边及凸模的走位。

  2.2程序的实现利用研华数据采集卡进行数据采集之前必须首先获得插入卡的数目和设备句柄,并打开卡。在数据采集完成后要关闭卡。用到的主要函数有获得设备的数目的函数;孙鑫,余安萍。VisualC++深人详解。北京:电子工业出版社,2006.黄维通。VisualC++面向对象与可视化程序设计。北京:清华大学出版社,2001.刘新华。低速走丝电火花线切割机控制系统的设计与开发CD.北78机电一体化丨12应粗估出这里取7>50ms;又通过给系统施加不同频率的正弦信号,得到系统对一定频率以上的激励不再产生反应时的根据辨识程序得出被控对象离散的传递函数,然后把系统模型转换为连续系统模型:在模型验证阶段,使用多种验证方法是必需的,单使用一种验证方法很容易被错误的模型所误导。中比较仿真结果和。

  4结束语气动比例阀控气动伺服系统是非线性系统,本文基于LabVIEW开发了系统辨识程序可以快速有效地分析估计被辨识系统的非参数、参数模型。仿真和实验结果比较表明,采用该方法建立的数学模型能够反映实际系统的特征。该研究为系统特性分析和控制策略研究提供了理论基础。

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