數(shù)控旋切機控制系統(tǒng)設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 高精度數(shù)控旋切機控制系統(tǒng)設計 摘要 聚四氟乙烯，一般稱作“不粘涂層”，是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料。這種材料具有抗酸抗堿、抗各種有機溶劑的特點，幾乎不溶于所有的溶劑。同時化學穩(wěn)定性電絕緣性潤滑性自潤滑性和耐大氣老化性能優(yōu)良，不燃性能良好，力學強度較高。具有塑料中最耐化學腐蝕，最佳介電性能和寬廣工作溫度范圍等性能。由于這些特點，使得正聚四氟乙烯在生產生活中應用十分廣泛。 現(xiàn)在工業(yè)生產的聚四氟乙烯薄膜都是用旋切機通過加工成為薄膜，加工聚四氟乙烯的旋切機都是改裝過的木工旋切機，木板 旋切的精度，厚度要求不高，用機械控制的旋切機加工很難達到要求，并且這種旋切的結構很復雜，都是由齒輪等機械零件組織傳動的，多的達到了 7級傳動，組裝和潤滑要求很高，加工出來的聚四氟乙烯薄膜質量不高，成本效率低。 本文所要研究的內容是 :高精度數(shù)控旋切機自動控制系統(tǒng)，它是一個完全拋棄原有機械式或開關量式的數(shù)字化系統(tǒng)。由可編程控制 器 原來用凸輪完成的工作交給了高性能的 大大提高了控制精度。設計通過 ，提高了傳動的精確性，也為加工的均勻，厚度提供了保障，同時減輕了工人調試安裝的工作量，實現(xiàn)自動化操作，提高了生產效率。 關鍵詞 ： 聚四氟乙烯 ； 數(shù)控旋切機； 可編程控制器； 變頻 控制 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 is a of in of to of in At is in to of is in to is is it is to of of of is of C it is an or is by LC to LC of to of of a of NC 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 目錄 摘要 . 1 . 2 第一章緒論 . 5 題的研究背景和研究意義 . 5 控旋切機的國內外研究現(xiàn)狀 . 6 控旋切機的國外研究現(xiàn)狀 . 6 控旋切機的國內研究現(xiàn)狀 . 6 案背景技術簡介 . 8 控技術的現(xiàn)狀與發(fā)展 . 8 編程控制器（ 現(xiàn)狀與發(fā)展 . 8 卡軸旋切技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 . 9 課題的主要研究內容 . 10 章小結 . 10 第二章數(shù)控旋切機系統(tǒng)特性及控制要求 . 10 切機簡介 . 10 控旋切機的結構形式 . 11 控旋切機的特點 . 16 控旋切機的控制要求 . 17 第三章數(shù)控旋切機電控系統(tǒng)的硬件設計 . 17 統(tǒng)概述 . 17 控旋切機電控系統(tǒng)的方案設計 . 17 控系統(tǒng)的下位機硬件設計 . 19 位機（ . 19 位機 . 21 頻器 . 22 服驅動器 . 24 位機與下位機的通訊接口 . 26 變頻器接線 . 26 伺服驅動器接線 . 28 章小結 . 30 第四章 數(shù)控旋切機控制系統(tǒng)的軟件設計 . 30 控旋切機控制系統(tǒng)軟件設計方案 . 30 位機 序設計 . 30 位機監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設計 . 31 章小結 . 33 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 第五章結論與展望 . 34 要研究工作及結論 . 34 課題的展望 . 34 參考文獻 . 36 致謝 . 38 附錄 . 39 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 第一章 緒論 題 的 研究 背景和研究意義 氟樹脂是聚合物結構中含有氟原子的高聚物的產品的總稱，聚四氟乙烯 1綜合性能優(yōu)異，其耐熱性耐寒性都很好，具有廣泛的高低溫使用范圍。其化學穩(wěn)定性電絕緣性潤滑性自潤滑性和耐大氣 老化性能優(yōu)良，不燃性能良好，力學強度較高。具有塑料中最耐化學腐蝕，最佳介電性能和寬廣工作溫度范圍等性能。正聚四氟乙烯的這些特點，使其在生產生活中應用十分廣泛，包括通用機械，電子電氣和化學工業(yè)等領域 2。 現(xiàn)在工業(yè)生產的聚四氟乙烯薄膜都是用旋切機通過加工成為薄膜 3，加工聚四氟乙烯的旋切機都是改裝過的木工旋切機，木板旋切的精度，厚度要求不高，用機械控制的旋切機加工很難達到要求，并且這種旋切的結構很復雜，都是由齒輪等機械零件組織傳動的，多的達到了 7級傳動，組裝和潤滑要求很高，加工出來的聚四氟乙烯薄膜質量不高 ，成本效率低。 在旋切機的控制方面，絕大多數(shù)生產廠家在薄膜生產過程中，主要采用機械和人工操作相結合，自動控制程度低，勞動強度大，加工精度不高，影響產品的質量。以單片機為核心研制成的圓木旋切機自動控制系統(tǒng)，既可以按加工厚度要求進行薄膜旋切，還可以跟蹤進刀量和圓木旋轉速度來保證薄膜加工厚度均勻性，但由于單片機的特性，在實際加工中還有一些問題沒有辦法解決。如操作、顯示全是數(shù)碼，對具體應用的操作工人來說并不是太方便，故受到一定的限制。 隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，普通機床已不能滿足加工精度及提高勞動生產率方面的要求。集 微電子技術、計算機技術、機械技術于一體的數(shù)控機床的出現(xiàn)使加工精度提高，產品制造周期縮短，且改善了工作環(huán)境，大大提高了勞動生產率，因而數(shù)控技術越來越受到生產企業(yè)的重視，數(shù)控機床得到了廣泛的應用旋切機行業(yè)也不例外，數(shù)控旋切機的研發(fā)和應用勢在必行 4 5。 由此我們采用數(shù)控系統(tǒng)來控制旋切機的傳動，這樣就減少了傳動的級數(shù)，提高了傳動的精確性，也為加工的均勻，厚度提供了保障； 數(shù)控 系統(tǒng)友善 的人機交買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 互 裝置 ， 可以減輕工人調試安裝的工作量，實現(xiàn)自動化操作，提高了生產效率。 控旋切機的 國內外研究現(xiàn)狀 控旋切機 的國外研究現(xiàn)狀 在工業(yè)發(fā)達國家數(shù)控旋切機的研究已經達到了較高的水平，薄膜的制造精度和加工質量越來越好，如國外精密旋切機旋切薄膜的厚度精度可達 了防止薄膜的開裂和對旋轉木段的制動，目前一些國家已采用輥子壓尺代替?zhèn)鹘y(tǒng)的平壓尺。 1970 年加拿大進行了游控壓尺的試驗，該壓尺固定安裝，壓尺架用氣動控制，可作水平移動，用這種壓尺對木段加壓穩(wěn)定。法國、美國和加拿大試制了一種振動式旋刀裝置，可提高薄膜質量。日本發(fā)明一種微調裝置，使旋切精度進一步提高。此外，國外幾個主要生產膠合板的國家，在提高旋切速度和 提高木材利用率方面都取得了進展。如意大利安格洛克里莫納公司制造的機帶有自動伸縮雙卡軸和加壓裝置轉速一般為 2000 /日；加拿大的油壓、雙卡軸、并帶有抗彎裝置的旋切機，轉速 300r/德、美國、加拿大等國還在旋切機上裝有厚度自動調節(jié)裝置，可縮短改變厚度的調整時間。為了提高旋切機的生產能力，西德、美國、加拿大、芬蘭、意大利等國的旋切機上，均裝有自動伸縮雙卡軸和防止木芯彎曲的加壓裝置，以及木段轉速自動調節(jié)器等，因此 可使木芯直徑減小。在理論研究方面，一些國家也取得了很大的進展。如加拿大 門研究薄膜旋切基本理論， 司在薄膜研究上也有很大的成就。法國 械加工實驗室的 究了高密度木材旋切的瞬間相位交點改進的變化，他們用大量研究試驗找出了切削速度和切削角對旋切質量的影響，并研究了切削力和這些因素的關系。為了探索新的旋切技術，國外正在研究試驗用超聲波進行薄膜旋切。 控旋切機 的國內研究現(xiàn)狀 在我國，旋切機己有較長的使用歷史。 1949 年建國以來， 我國人造板機械制造業(yè)發(fā)展經歷了一個從無到有，從小到大，從測繪仿制到自行研究的全過程。信買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 陽木工機械有限責任公司是國內最大的人造板與木工機械研究、生產和出口企業(yè)， 1973年就已經開始旋切機的研發(fā)，并于 1977 年成功生產我國第一臺“液壓雙卡軸恒定線速度旋切機”，可加工木材直徑達到 12 120工長度 198275材厚度可達 軸變速范圍 0 180r/驅動電機采用可控硅 以方便的地實現(xiàn)無級變速，并可在設定轉速范圍內實現(xiàn)恒定線速度，方便與卷板機構配合操作。該設備的成功研制 可以極大地提高板材生產效率，并可以實現(xiàn)特定應用區(qū)段恒功率調速，從而滿足旋切機恒功率特性的需求，使電機容量得到充分利用，節(jié)省能源。 近三年，對于數(shù)控旋切機的研究主要如下：浙江大學流體傳動及控制國家重點實驗室的丁攀和浙江農林大學工程學院的趙大旭 6等提出一種新型數(shù)控旋切機的結構方案，旋切過程中，隨著聚四氟乙烯剩余直徑減小，兩個驅動輥分別沿直線進給，其進給軌跡具有一定夾角，提出了新的旋切公式，這個公式可以兼顧高的木材利用率和寬的加工范圍；廣東城市職業(yè)學院的魯霞和廈門大學的胡國清推導出液壓系統(tǒng)流量計算公式，從而得 出旋切過程中液壓缸的流量必須隨刀刃進給速度按一定規(guī)律變化，以保證旋切機正常工作的結論 7 8；河南農業(yè)大學機電工程學院的丁攀和河南工程學院的張峻暉等，提出了一種木材產品在線旋切系統(tǒng)的總體設計方案 9，設計了以 在線旋切系統(tǒng)的設計生產提供了指導方向與理論基礎；河北工業(yè)大學的張濤對旋切機的進給機構提出了采用變導程絲杠進給的新設計，對旋切機的基本運動及受力參數(shù)進行了相關計算并對關鍵部件進行了有限元分析；漳州職業(yè)技術學院的楊素珍提出一種結合前饋和基于單神經元網絡在線參數(shù)自 整定 真結果表明該控制器能有效消除系統(tǒng)干擾，且收斂迅速 10 11。 在旋切機的控制方面，絕大多數(shù)膠合板生產廠家在薄膜生產過程中，主要采用機械和人工操作相結合，自動控制程度低，勞動強度大，加工精度不高，影響膠合板產品的質量。以單片機為核心研制成的圓木旋切機自動控制系統(tǒng)，既可以按加工厚度要求進行薄膜旋切，還可以跟蹤進刀量和圓木旋轉速度來保證薄膜加工厚度均勻性，并且使圓木剩余木芯部分直徑減小為 40右，但由于單片機的特性，在實際加工中還有一些問題沒有辦法解決。如操作、顯示全是數(shù) 碼，對具體應用的操作工人來說并不是太方便，故受到一定的限制。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 案 背景技術簡介 控技術的 現(xiàn)狀與發(fā)展 數(shù)控技術是當今先進制造技術和裝備最核心的技術，機械制造業(yè)的競爭，其實質是數(shù)控技術的競爭 12 13。從目前世界上數(shù)控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看 ，其主要研究熱點有以下幾個方面： （ 1）用戶界面圖形化 ，用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。 （ 2）科學計算可視化，科學計算可視化可用 于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。 （ 3）內裝高性能 控系統(tǒng) ， 內裝高性能 制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準 戶程序實例，用戶可在標準 戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。 （ 4） 模塊化、專門化與個性化是為了適應數(shù)控機床多品種、小批量的特點，機床結構模塊化，數(shù)控功能專門化使機床性能價格比顯著提高并加快優(yōu)化。硬件模塊化易于實現(xiàn) 數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標準化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如 儲器、位置伺服、 入輸出接口、通訊等模塊，做成標準化系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。個性化是近幾年來特別明顯的發(fā)展趨勢。 編程 控制器（ 的 現(xiàn)狀與發(fā)展 目前，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術的發(fā)展， 由最初一位機發(fā)展到現(xiàn)在的以 16 位和 32 位微處理器構成的微機化 且實現(xiàn)了多處理器的多通道處理。如今， 術已非常成熟，不僅控制功能增強，功耗和體積減小 ，成本下降，可靠性提高，編程和故障檢測更為靈活方便，而且隨著遠買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 程 I/O 和通信網絡、數(shù)據(jù)處理以及圖象顯示的發(fā)展，使 用于連續(xù)生產過程控制的方向發(fā)展，成為實現(xiàn)工業(yè)生產自動化的一大支柱 14。 經過 30 多年的發(fā)展， 十分成熟與完善，在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，應用大致可以歸納為 :用于順序控制、用于過程控制、用于運動控制、用于遠程控制、用于信息控制 16。 現(xiàn)在，世界上有 200 多家 產廠家， 400 多品種的 品 ，按地域可分成美國、歐洲、和日本等三個流派產品，各流派 品都各具特色。其中，美國是 產大國，有 100 多家 商，著名的有 司、通用電氣（ 司、莫迪康（ 司。歐洲 品主要制造商有德國的西門子（ 司、 司、法國的 司。日本有許多 造商，如三菱、歐姆龍、松下、富士等，韓國的三星（ ，這些生產廠家的產品占有 80%以上的 場份額。 卡軸旋切技術 的 現(xiàn)狀 和發(fā)展趨勢 近年來，社會各界己明顯意識到森林資源 的危困，我國旋切機的研究正在木材高效利用方面做文章，研制出了木材利用率高的旋切機，即無卡軸旋切。這種旋切機與傳統(tǒng)的旋切機不同。傳統(tǒng)的木材旋切薄膜采用有卡軸旋切，軸旋切機，由于存在卡芯，小于一定直徑的木材就無法旋切，這些機械式的單卡木段旋切后的剩余木芯直徑大?？^直徑越大，木段旋切后的剩余木芯直徑也越大，這無疑是給日趨枯竭的木材資源雪上加霜。如果采用卡頭直徑小，在旋切大直徑木段時，由于木段 和卡頭的接觸面太小， 木段承受不了切削所需的扭矩，而使木段擰芯出現(xiàn)打滑 現(xiàn)象。 無卡軸旋切機的研制成功使我國的膠合板設備有了一個 較大進步 15 16。 近年來 ，數(shù)控加工技術的應用和計算機技術的普及，預示著高新科技正在向各個 領域進軍，無卡軸旋切機將向實現(xiàn)自動控制方向發(fā)展 17。在旋切過程中，可以根據(jù)旋切材料生產工藝的狀況，預先制定各種 工藝參數(shù)，從而自動控制整個生產過程，大大降低了勞動強度，簡化了操作過程，提高了生產率和產品質量。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 課題 的主要研究內容 本課題的主要 研究內容是 基于 計 ，包括控制 系統(tǒng) 的方案設計、硬件設備選型和連接、 摸屏程序 的 設計和編寫。 根據(jù)數(shù)控 旋切機 的控制要 求，對整個數(shù)控 旋切機 控制系統(tǒng)的配電圖和 成整個系統(tǒng)的電氣設計，并依照電氣設計圖進行配電接線和 觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)能夠實現(xiàn)數(shù)控機床啟?？刂?、數(shù)據(jù) 實時 顯示、參數(shù)設置、報警 信息 顯示 等功能 。 章 小結 本章 在介紹課題 背景 和研究意義的前提下，重點介紹了 數(shù)控旋切機 的國內外研究現(xiàn)狀 ，數(shù)控 技術的發(fā)展現(xiàn)狀，可編程程控制 器 展 現(xiàn)狀等 方案 背景 技術 ，最后對本課題主要研究內容進行了闡述。 第二章數(shù)控旋切機系統(tǒng)特性及 控制要求 切機 簡介 旋切是旋轉主運動與水平或垂直方向進給運動互相配合 ， 刀具沿切向以片材厚度將棒材連續(xù)展開的一種加工方法。例如 ， 高位式聚氨酯軟泡旋切是將被加工的海綿柱置于張緊的帶刀上方 ， 邊轉動邊慢慢下降進給 ； 低位式則是海綿柱在帶刀下方只轉動不進給 ， 由帶刀向下進給 ； 數(shù)控旋切機和數(shù)控旋切機加工則是使棒料卡在頭軸與尾軸之間被帶動回轉 ， 旋刀沿水平方向向棒料中心線進給 ， 旋刀沿切向旋切出連續(xù)而薄的片帶 ， 頭尾軸回轉一周的旋刀徑向進給量 ， 即為片帶厚。 旋切機主要由卡軸箱、刀床、刀床進給機構、機座、主傳動系統(tǒng)及操縱控制系統(tǒng)等部分組成 18?？ㄝS箱分左、右兩部分，用來夾持并帶動木段旋轉。刀床用于 安裝旋刀和壓尺，并根據(jù)旋切的薄膜厚度來調節(jié)壓尺位置，以保證所需的壓榨買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 率。刀床進給機構由進給箱及進刀座兩部分組成，進給箱用來改變薄膜的旋切厚度，而進刀座把進給箱輸出軸的旋轉運動變?yōu)榈洞驳闹本€進給運動?，F(xiàn)代大型旋切機還設有防彎壓輥裝置。以上部件都裝在機座上。機座用型鋼焊接或用鑄鐵鑄成箱形結構，具有良好的強度、剛度和抗振性能。還要讓料在旋切過程中不至于轉速變化而影響薄膜厚度，主傳動的功率是旋切機中耗能最大的部位。操縱控制系統(tǒng)主要通過對操縱把柄的位置轉換來實現(xiàn)旋切的各個功能。 旋切機的主要技術參數(shù)包括旋切木段的最大 長度、最大直徑、旋切薄膜的厚度、旋切刀片的長度、卡軸和卡爪的直徑、卡軸轉速和主電機功率等。 控旋切機的結構 形式 一般情況下，數(shù)控機床的機械結構相對于普通型的要簡單一些，但制造精度以及各方面的配合要求較高。本機主要由進給系統(tǒng)、夾持機構、有卡 卡頭 動系統(tǒng)、刀頭擺動機構、數(shù)控系統(tǒng)七部份組成 19，如圖 給步進電機通過大小齒輪以及蝸輪、蝸桿連接滾珠絲桿，驅動刀架，構成減速后的進給系統(tǒng)、主要完成進給切削功能；安裝在擠壓板架上的小摩擦輥和安裝在橫梁上的兩根大摩 擦輥由導向機構組成具有夾持功能的機械機構，用于夾持木芯；主驅動電機通過減速機拖動橫梁上的兩根大摩擦輥轉動，經同步鏈輪將動力傳遞到擠壓板架上的小摩擦輥構成木芯驅動系統(tǒng)，通過表面摩擦力帶動木芯旋轉；旋刀安裝在刀架上并由刀頭擺動機構實現(xiàn)切角調整（即改變后角的置，后角控制接近 a= 的值，來實現(xiàn)本課題中切角的調整的目的），刀架上安裝了大刀具，使開始切削時把木頭切圓，以保護主刀具；同時橫梁固定在機座上。底箱內安裝了由數(shù)控系統(tǒng)控制的轉換機構，用以實現(xiàn)有卡、無卡軸的轉換功能；大 來 完成大、小卡頭的轉換功能；底輥安裝在底箱上，在放入木頭時，與三個主輥協(xié)同運轉，自動尋找聚四氟乙烯的中心，實現(xiàn)自動定心功能，整個加工過程中，完全可以達到無人干預，所以整個設備可以封閉化，這樣提高了安全度。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 摩察輥） 圖 控 旋切機結構示意圖 數(shù)控旋切機中旋切木段 的 受力情 況：示。旋切時旋刀對木段的作用力有切削力 力 對木段的擠壓力削力與旋刀相對木段的運動方向一致，其大小與木段的樹種、旋切長度以及切削條件等因素有關。劈力是旋刀前面作用于薄膜帶并使它反向彎曲的力，導致木材沿切削力作用方向劈裂，在薄膜背面形成大量裂紋，它主要由切削角、樹種及切削條件等決定。旋切對木段的擠壓力指向并垂直于木段表面，在很大程度上取決于旋切條件，如旋切后角和木段直徑。有壓尺作用時旋刀對木段的作用力與沒有壓尺作用時相比是有些差別的。它還應包括由壓 尺引起的附加作用力。旋刀作用于木段的合力 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 圖 切 和壓尺對木段的作用力 壓尺對木段的作用力有壓榨力 摩擦力 榨力通過旋刀刀刃指向木段，它與壓榨率及壓尺形式有關。壓尺與薄膜的摩擦阻力與壓榨力及薄膜和壓尺間的摩擦系數(shù)有關。壓尺作用于木段的合力為 刀和壓尺對木段的總作用力 按單位旋切長度上的切削阻力來估算，其作用方向與水平面的夾角在 40 70。 旋切機的工作過程如圖 作時，聚四氟乙烯是卡在兩個固定的驅動輥和不斷向前進給的壓尺輥 之間的。驅動輥的作用是給聚四氟乙烯摩擦力使其做旋轉的主運動，同時壓尺輥不斷向前做進給運動，以保證刀具能連續(xù)不間斷的切削聚四氟乙烯。所以當薄膜厚度是個定值時，刀具進給的速度是時間的函數(shù)。 這里我們假定板厚為 m，聚四氟乙烯的初始直徑為 四氟乙烯轉速為 n，驅動輥與壓尺輥直徑均為 d，驅動輥轉速為 個驅動輥的中心距為 a，刀具的進給速度為 v，刀刃在平面坐標系上的水平位移坐標為 x。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 圖 切機 主要工作部分二維示意圖 這里我們假設兩個驅動輥跟聚四氟乙烯之間是沒有相對滑動的，三個驅動輥中， 1和 2是固定不動 的，在旋切機工作過程中，驅動輥 3由液壓缸驅動，一邊做自轉運動，提供聚四氟乙烯旋轉的摩擦力，一邊做進給運動，推動聚四氟乙烯直線運動。驅動輥的線速度與聚四氟乙烯的線速度是相等的，即： Dn=d刀與驅動輥 3 固連，并且在驅動輥 1 和 2 的水平中心面上，由圖我們得到刀刃的坐標為： 為了得到刀刃的進給速度，對上式兩邊求導，得： 由于 Dd=d以 從上式可看出，在 d、 a、 m 確定的情況下，刀刃進給速度 v 與圓木直徑 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 有關，在旋切過程中 D 越來越小， v 隨之越來越大。 m 值越大，旋切機的刀刃進給速度變化 越快。又因為當木材轉一圈時，在水平位移上前進了兩個板厚的位移，所以與 v 對應旋切時間 t 的近似計算如下： 兩邊積分 得 即 由上 式 可看出，在 d、 a、 刃進給速度 的 推移逐漸增大。 的時間越少。因為在旋切機工作過程中，驅動輥的轉速是不變的，所以隨著聚四氟乙烯由于被切削而直徑變小，聚四氟 乙烯的轉速是不斷變大的。為了保證薄膜厚度的均勻性，就要求我們要對刀具的進給速度進行精確的控制。可以看出，隨著時間增加，刀具速度越來越快，為了保證薄膜旋切質量，要求液壓缸的伸出速度能很好地跟蹤其變化 20。 由于主動輥的存在，那么它的結構形式決定了夾持聚四氟乙烯的最大直徑 示，這時的壓頭的作用也同樣是一個主動輥。在圖 3知主動輥 1 3 的半徑都為 r，利用主輥 1、 2的中心線與主輥 3之間的距離為 L，可得，聚四氟乙烯的半徑 得 ： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 圖 卡旋切機最大夾持示意圖 控旋切機 的 特點 現(xiàn)有的無卡軸旋切機都是采用液壓油缸來推動摩擦輥夾緊木芯進給，因液壓進給系統(tǒng)屬柔性傳動系統(tǒng)，其進給速度會因負載大小而變化。本機采用聚四氟乙烯軸心固定不動，用伺服電機驅動高精度的滾珠絲杠，帶動刀架水平硬性進給，用計算機的實時控制功能，不斷地跟蹤主軸電機轉速，及時地調整進給電機的轉速，最終旋切生產出符合要求的薄膜。 數(shù)控旋切機的 特點： （ 1）旋切速度快，生產效率高。用步進電機驅動，可作無級調速，實現(xiàn)恒線速旋切，充分利用數(shù)控系統(tǒng)的能力，大大提高了生產效率，目前卡軸的最高轉速達 400r/大 旋切速度達 5m/s。 （ 2） 采用可編程控制器，自動控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定，可以根據(jù) 不同 加工材料、不同加工工藝 進行 定制 控制 過程。 （ 3）采用友好的人機界面，簡單好用，自動化程度高，縮短了輔助操作時間。 （ 4）整機一體化，自動化程度高，維護方便。對操作者技術素質要求較低，參數(shù)設定好以后，一鍵即可完成全部操作。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 控旋切機 的控制要求 用 數(shù)控系統(tǒng)來控制旋切機 的 傳動，主要 旋切 聚四氟乙烯 薄膜 ，旋切厚度可以達到 主軸 轉速達到 5分， 旋切機機床寬度達到 1米 。 第三章數(shù)控旋切機 電控系統(tǒng) 的硬件 設計 統(tǒng) 概述 數(shù)控旋切機的控制系統(tǒng)主要組成如圖 戶根據(jù)加工的要求產生的加工參數(shù)， 經上位機把數(shù)據(jù)裝入由可編程 控制器 成的下位機，根據(jù)機床反饋的信息去控制進給伺服系統(tǒng)、主運動輥的轉動、壓尺輥的反饋狀態(tài)等。 數(shù)控旋切機下位機上位機進給驅動系統(tǒng)反饋系統(tǒng)主軸轉動系統(tǒng)圖 控 旋切機的基本組成 控旋切機電控 系統(tǒng)的 方案設計 數(shù)控旋切機的 電控系統(tǒng)主要 有 人機交互裝置（ 、 可編程控制器（ 、驅動器和電機等構成。 P L 服電機聚四氟乙烯旋轉進給電機電流傳感器反饋信號人機（ 圖 控 旋切機 電控 系統(tǒng) 如 圖 控旋切機 的主要控制對象為 主軸 驅動電機和 進給 電機。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 伺服 電機 ：為主驅動電機 ,用來驅動無卡軸旋切機的主動輥的運轉 ,主要功能讓聚四氟乙烯在不打滑的狀態(tài)下完成設定的運轉形式轉動；聚四氟乙烯的轉動形式是恒線速還是恒轉速 , 在系統(tǒng)的“參數(shù)設置”中是可以設置的 , 默認狀態(tài)為恒轉速 21 25。 進給電機 :為刀床進給電機 ,它帶動變速齒輪從而改變了力矩 ,變速齒輪又帶動絲杠 ,使絲杠具有足夠的力矩讓刀床按系統(tǒng)指令進行旋切加 工 ,刀床進給速度由卡軸的參數(shù)和薄膜厚度來決定 。 在主電機回路中安裝了相應的傳感器 ,檢測主電機的電流變化 ,給控制系統(tǒng)提供控制參考數(shù)據(jù) ,判斷旋切工況 ,輸出控制指令給主電機和振動電機 ,實現(xiàn)振動旋切的同時旋切進刀根據(jù)原材料和加工過程參數(shù)變化而變化 ,即閉環(huán)加工 , 最終實現(xiàn)柔性旋切。 操作人員通過人機界面給出旋切厚度，顯示所設的參數(shù)和系統(tǒng)運行狀態(tài)，并且計算和查表得到電機轉速值，通過數(shù)模轉換器和放大器變?yōu)橄鄳哪M信號，通過電壓方式控制刀具進給機構驅動設備，或者通過 。刀具進給機構通過反饋測量接口反饋聚四氟乙烯旋切時的直徑，再通過控制 刀具進給機構 22驅動設備是一臺變頻器 23，控制系統(tǒng)核心可編程控制器 實現(xiàn)旋切速度控制的變頻通訊器， 急開關等。聚四氟乙烯在旋切加工過程中的各個開關量以及數(shù)據(jù)存儲傳送通過 給量通過在線傳感器轉換成脈沖量反饋到 計算機控制系統(tǒng)計算出其相應的頻率， 口和變頻通訊器，進給驅動電動機對于給定的對應 頻率，實現(xiàn)對旋切加工的實時動態(tài)調速，進給速度再通過檢測反饋系統(tǒng)反應到 給系統(tǒng)的正反轉控制也是通過 制系統(tǒng)的通過頻率脈沖輸入信號，實現(xiàn)了對旋切過