【導(dǎo)讀】生變形和斷裂來(lái)加工成零件。傳統(tǒng)機(jī)械壓力是采用用曲柄連桿或肘桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、調(diào)性，因此進(jìn)行速度可調(diào)的伺服機(jī)械壓力機(jī)的研究具有重要的意義。等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。能要求，使該機(jī)械壓力機(jī)具有速度可調(diào)并且可以消除傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)具有下死點(diǎn)的缺點(diǎn)。

　　

【正文】 ： 1 2 9, , ,? ? ? 。 0 0 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 101234567恒 速 驅(qū) 動(dòng)變 速 驅(qū) 動(dòng)時(shí) 間 / s輸入轉(zhuǎn)角 /rad 恒速驅(qū)動(dòng)變時(shí)間 /s滑塊位移 /m （ a）輸入轉(zhuǎn)角 （ a）滑塊位移 17 0 0 . 2 5 0 . 5 0 . 7 534567891時(shí) 間 / s輸入轉(zhuǎn)速 /rads1恒 速 驅(qū) 動(dòng)變 速 驅(qū) 動(dòng) 0恒速驅(qū)動(dòng)變時(shí)間 /s滑塊速度 /ms1 （ b）輸入轉(zhuǎn)速 （ b）滑塊速度 00 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 1 5 1 0 5051 01 52 0時(shí) 間 / s 恒 速 驅(qū) 動(dòng)變 速 驅(qū) 動(dòng)輸入角加速度 / rads2 51時(shí)間 /s 恒速驅(qū)動(dòng)變滑塊加速度 /ms21 （ c）輸入角加速度 （ c）滑塊加速度 圖 44 伺服壓力機(jī)拉深工藝輸入運(yùn)動(dòng)特性 圖 45 伺服壓力機(jī)拉深工藝輸出運(yùn)動(dòng)特性 約束條件 1 1 2 9( , , , ) (1 ) ( 0) 0h ? ? ? ? ?? ? ? （ 412） 2 1 2 9( , , , ) (1 ) ( 0) 0h ? ? ? ? ?? ? ? （ 413） 3 1 2 9( , , , ) ( ) ( 2) 45 0r e tur n s tr ok eh s t s s? ? ? ? ? ? ? ? （ 414） 1 2 9 ( , , , ) ( ) ( 0 . 3 5 ) 0TTg v t v d t? ? ? ???? ? ? ?? （ 415） 2 1 2 9( , , , ) ( 0. 35 ) 0. 18gv? ? ? ?? （ 416） 其中，條件 1h 和 2h 為連續(xù)周期運(yùn)動(dòng)的邊界條件； 3h 條件中 為規(guī)定的滑塊回程率，使滑塊在運(yùn)動(dòng)周期的 倍時(shí)間處（本優(yōu)化正好是 時(shí)間點(diǎn)處）快速回程； 1g 條件使滑塊在工作區(qū)間 ()s ~ ()s 內(nèi)能以接近等速運(yùn)動(dòng)，且式中 ? 取 ； 2g 條件滿足沖黃超： 基于 LabviewJ2563 型伺服機(jī)械壓力機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 裁工作的速度要求。 優(yōu)化結(jié)果 用可變?nèi)莶钸z傳算法求解 （ 411） ～ （ 416） 式組成的優(yōu)化問(wèn)題，得最有解1 2 9, , ,? ? ? ? (， ， ， ， ， ， ， )，其對(duì)應(yīng)的曲柄輸入與滑塊輸出運(yùn)動(dòng)特性 分別為 圖 46 和圖 47 所示。 由 圖 46 和 圖 47 可以觀察到，在預(yù)設(shè)的剪切加工區(qū)間 ( ) ( )s s s?? 內(nèi)，輸出滑塊確實(shí)以近乎等速度運(yùn)動(dòng)，且速度沒(méi)有超過(guò)最大限制。將該組優(yōu)化的曲線，對(duì)時(shí)間軸反歸一化處理就可以得到電動(dòng)機(jī)在任何轉(zhuǎn)速下的剪切工藝輸入控制曲線。 伺服驅(qū)動(dòng)模型建立及仿真 伺服壓力機(jī)機(jī)械系統(tǒng)建模 伺服壓力機(jī)機(jī)械系統(tǒng)建模是通過(guò) SIMULINK 的 Function 組件通過(guò)編寫 m 文件來(lái)完成 ，核心程序可見附錄。機(jī)械系統(tǒng)建模主要完成運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算：一是已知曲柄輸入速度獲得滑塊的速度 v 、位移 s 和加速度 a ，二是已知各個(gè)時(shí)間點(diǎn)輸入載荷大小實(shí)時(shí)計(jì)算的機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 LT 。 SRM 調(diào)速控制系統(tǒng)建模 由于壓力機(jī)用 SRM 主要工作在額定轉(zhuǎn)速之下或額定轉(zhuǎn)速附近，所以本課題只研究磁鏈控制和角度控制。在 SRM 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，速度調(diào)節(jié)器的輸出作為內(nèi)環(huán)的給定轉(zhuǎn)矩，通過(guò)轉(zhuǎn)矩磁鏈轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)磁鏈控制，改變加在導(dǎo)通相繞組上的電壓，從而滿足所需要的轉(zhuǎn)矩。同時(shí)，對(duì)電路的電流進(jìn)行限幅控制，防止電流過(guò)大。另一方面采集獲得的系統(tǒng)電流和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩作為開通角和關(guān)斷角調(diào)節(jié)的依據(jù)，實(shí)現(xiàn)開關(guān)角度控制。端子 1 是輸入速度，端子 2 是輸入扭矩，端子 5 是采集反饋的系統(tǒng)實(shí)際轉(zhuǎn)速，端子 3 和 4 分別是用于設(shè)置開通角和關(guān)斷角，端子 8 分別輸出的磁鏈、電流和電磁轉(zhuǎn)矩。 0 0 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 101234567時(shí) 間 / s輸入轉(zhuǎn)角 /rad恒 速 驅(qū) 動(dòng)變 速 驅(qū) 動(dòng) 100.0.時(shí)間 /s滑塊位移 /m 恒速驅(qū)動(dòng)變 （ a）輸入轉(zhuǎn)角 （ a）輸出位移 19 1234567891 0時(shí) 間 / s輸入轉(zhuǎn)速 / rad s.10 0 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 1恒 速 驅(qū) 動(dòng)變 速 驅(qū) 動(dòng) 0時(shí)間 /s滑塊速度 / m s1恒速驅(qū)動(dòng)變 （ b）輸入角速度 （ b）輸出速度 0 0 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 1 3 0 2 0 1 001 02 03 0時(shí) 間 / s輸入角加速度 / rads恒 速 驅(qū) 動(dòng)變 速 驅(qū) 動(dòng)2 時(shí)間 /s3212滑塊加速度 / m s2恒速驅(qū)動(dòng)變 （ c）輸入角加速度 （ c）輸出加速度 圖 46沖裁工藝的桿件輸入運(yùn)動(dòng)特性 圖 47沖裁工藝的桿件輸出運(yùn)動(dòng)特性 黃超： 基于 LabviewJ2563 型伺服機(jī)械壓力機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 結(jié) 論 交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓力機(jī)可提高設(shè)備的自動(dòng)化、智能化水平，改善壓力機(jī)的工作特性，是新一代成形設(shè)備的發(fā)展方向。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已投入研制使用階段，而目前國(guó)內(nèi)這一技術(shù)尚比較落后。研制高容量、大扭矩、低轉(zhuǎn)速交流伺服電機(jī)，改善大變負(fù)荷下交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率，開發(fā)新的 控制系統(tǒng) 以滿足伺服 傳動(dòng) 和承載能力的需要是現(xiàn)階段此項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的 關(guān)鍵所在。 （ 1） 本文 分析了該新型壓力機(jī)的控制要求，構(gòu)建了壓力機(jī)控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)硬件構(gòu)成。 （ 2） 建立了滑塊運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型，并以此建立了基于 Simulink 的仿真模型，根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行了仿真試驗(yàn)。 （ 3） 根據(jù)壓力機(jī)的控制要求和監(jiān)控任務(wù)，開發(fā)了控制系統(tǒng)軟件， 包括 位置和速度控制器設(shè)計(jì)、 落料工藝伺服控制曲線 、 伺服驅(qū)動(dòng)模型建立及仿真 ， 經(jīng)過(guò)多次 測(cè)試，測(cè)試結(jié)果達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。 21 致 謝 四年的大 學(xué)生活即將結(jié)束 ,畢業(yè)就在眼前，剩下的日子已屈指可數(shù)，在這要向給予我關(guān)懷、教導(dǎo)及幫助的家長(zhǎng)、母校、老師和同學(xué)表達(dá)自己深深的謝意。 首先，我要感謝我的父母，是他們的辛苦勞作，才使我能夠順利的讀完四年 大學(xué)，給了我創(chuàng)造美好前途的機(jī)會(huì)，對(duì)我來(lái)說(shuō)他們是天下最慈愛、最偉大的人，有了他們的付出，才有了今天的我，在心里我由衷的感謝他們。 其次，我要感謝母校對(duì)我的培養(yǎng)，大學(xué)生活不但讓我學(xué)到了許多知識(shí)，還讓我倍增了不少社會(huì)經(jīng)驗(yàn)。 再次，我要感謝在校期間給予我指導(dǎo)和教誨的老師們，在學(xué)業(yè)上的教導(dǎo)，在生活中關(guān)懷，在人生觀上的教育，他 們都盡情的付出，我非常感謝他們。在此我要特別感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師魏老師，他給了我極大的幫助，處處為我著想，使我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，我十分感激。 最后，我要感謝我的同學(xué)，我相信團(tuán)隊(duì)的力量是偉大的，感謝他們?cè)谏钪械呐惆?，在學(xué)習(xí)上的幫助，使我逐漸的成熟，逐漸的成長(zhǎng)。 總之，該感謝的人還有很多，譬如答辯組的老師們，是他們讓我不斷的成長(zhǎng)，進(jìn)步。 謝謝大家！ 黃超 22020523 黃超： 基于 LabviewJ2563 型伺服機(jī)械壓力機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 參 考 文 獻(xiàn) [1] , 孫友松 , 史國(guó)亮 , 黎勉 , 劉偉 , 李紹培 , 李新忠 . 1100kN 伺服曲柄壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真與實(shí)驗(yàn)研究 [J]. 廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) , 2020,(03) [2].肖陽(yáng) , 史國(guó)亮 , 魏航 , 黎勉 , 黃開勝 , 李優(yōu)新 . 直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲柄壓力機(jī)動(dòng)態(tài)仿真與實(shí)驗(yàn)研究 [J]. 中國(guó)機(jī)械工程 , 2020,(13) [3].周先輝 , 黎勉 , 魏良模 , 黃開勝 , 何宏肅 . 交流伺服壓力機(jī)及其應(yīng)用 [J]. 機(jī)械工人 (熱加工 ) , 2020,(Z1) [4] .孫友松 , 黎勉 , 肖陽(yáng) , 李紹培 , 李新忠 . 1100kN 伺服曲柄壓力機(jī)控制系統(tǒng)研究 [J]. 鍛壓技術(shù) , 2020,(02) [5] . 曲柄壓力機(jī)的運(yùn)動(dòng)模擬及選用 [J]. 鍛壓機(jī)械 , 1996,(01) [6] .周敏 . 機(jī)械壓力機(jī)安全生產(chǎn)現(xiàn)狀及應(yīng)對(duì)策略 [J]. 現(xiàn)代職業(yè)安全 , 2020,(11) [7] . 曲柄壓力機(jī)的噪聲及其控制 [J]. 鍛壓機(jī)械 , 1997,(03) [8] . 小松機(jī)械壓力機(jī)結(jié)構(gòu)組成及性能分析 [J]. 重型機(jī)械 , 1996,(03) [9] .湯曉丹 , 郝玉新 . 機(jī)械壓力機(jī)用直流調(diào)速裝置的配置與調(diào)整 [J]. 鍛壓機(jī)械 , 1999,(01) [10] . 機(jī)械壓力機(jī)產(chǎn)品安全質(zhì)量檢驗(yàn)方法淺析 [J]. , 2020,(06) [11] 董桂偉 ,欒貽國(guó) ,孫琳琳 ,于延軍 ,. 拉延壓力機(jī)多連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì) [J]. 鍛壓裝備與制造技術(shù) , 2020,(01) . 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