【正文】 方案 伺服系統(tǒng)亦稱隨動系統(tǒng)，屬于自動控制系統(tǒng)中的一種，它用來控制被控對象的轉(zhuǎn)角（或位移），使其能自動地、連續(xù)地、精確地復現(xiàn)輸入指令的變化規(guī)律，它通常是具有負反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。通常，必須在數(shù)據(jù)采集設備采集之前調(diào)制傳感器信號 ,包括對其進行增益或衰減和隔離 ,放大 ,濾波等 .對待某些傳感器，還需要提供激勵信號 . 數(shù)據(jù)采集卡故名意思，即實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集 (DAQ)功能的計算機擴展卡，可以通過 USB、 11 PXI、 PCI、 PCI Express、火線 (1394)、 PCMCIA、 ISA、 Compact Flash 等總線接入個人計算機。 數(shù)據(jù)采集卡已經(jīng)發(fā)展有二十多年，數(shù)據(jù)采集英文是 DAQ，是指從 傳感器和其它待測設備等模擬和數(shù)字被測單元中自動采非電量或者電量信號 ,送到上位機中進行分析 ,處理。 視頻中的采集卡主要的作用是采集數(shù)據(jù)，并且起到轉(zhuǎn)化和傳輸?shù)淖饔?，所以采集卡一般應用在需要對?shù)據(jù)進行采集和傳輸上。信號時域分析環(huán)節(jié)將采集到的信號經(jīng)過預處理后得到的振動加速度信號進行一定的數(shù)學計算得到速度信號和位移信號，并對它們的振幅 進行計算，為研究振動下料機的工作特性提供依據(jù)。 計算機監(jiān)控系統(tǒng)的用戶界面 機械壓力機控制系統(tǒng)工作界面 如圖 32 所示，該界面主要包括五個區(qū)域： 滑塊位置部分 、 滑塊速度部分、 信號采集及數(shù)據(jù)處理設定區(qū)、信號采集 及數(shù)據(jù)處理結果顯示區(qū)、總?？刂茀^(qū)。 i 在指定的設備寫入指定電平狀態(tài)到指定端口的指定位。 以指定的觸發(fā)方式，從指定的設備的某個通道進行采樣，返回采到的電壓值。 表 31 本文中所調(diào)用的 PCL818L 多功能數(shù)據(jù)采集卡的 vi程序說明 名 稱 功 能 打開指定的設備，并返回相應的值。在應用過程中我們只要調(diào)用相關的 vi 程序就可以實現(xiàn)需要的功能。 由于研華公司生產(chǎn)的 PCL818L 多功能數(shù)據(jù)采集卡與 NI 公司生產(chǎn)的數(shù)據(jù)采集卡不同，因此不能直接調(diào)用 LabVIEW 的數(shù)據(jù)采集相關程序。這樣可以方便地在變頻振動下料過程中對 滑塊位置、滑塊速度 進行實時控制和監(jiān)測。 計算機監(jiān)控系統(tǒng)總體軟件結構 由于 LabVIEW 軟件可以很方便的 支持多線程編程，便于程序的并發(fā)執(zhí)行，在本文開發(fā)程序的過程中就利用了這種并發(fā)執(zhí)行機制，如圖 31 所示為 機械壓力機 控制系統(tǒng)的流程圖。 研華 PCI1712 數(shù)據(jù)采集卡，該采集卡具有 12 為的 A/D 轉(zhuǎn)換器，采樣速率可達 1MHZ，具有 16 路單端或 8 路差分的模擬量輸入， 2 路 12 位的 D/A 模擬量輸出通道， 16 路數(shù)字量輸出通道。通常，必須在數(shù)據(jù)采集設備采集之前 調(diào)制 傳感器信號 ,包括對其進行 增益 或 衰減 和隔離 ,放大 ,濾波等 .對待某些傳感器，還需要提供激勵信號． 在工業(yè)現(xiàn)場，我們會安裝很多的各種類型的傳感器 ，入壓力的溫度的流量的聲音的電參數(shù)的等等，受現(xiàn)場環(huán)境的限制傳感器信號如壓力傳感器輸出的電壓或者電流信號不能遠傳或者因為傳感器太多布線復雜，我們就會選用分布式或者遠程的 采集卡（模塊）在現(xiàn)場把信號較高精度地轉(zhuǎn)換成數(shù)字量 ，然后通過各種遠傳通信技術（如48 23以太網(wǎng)、各種無線網(wǎng)絡）把數(shù)據(jù)傳到計算機或者其他控制器中進行處理。 工作界面如圖 22 圖 22Labview 軟件工作界面 黃超： 基于 LabviewJ2563 型伺服機械壓力機控制系統(tǒng)設計 8 第 三 章 數(shù)據(jù)采集卡 數(shù)據(jù)采集卡的介紹 數(shù)據(jù)采集 (DAQ)，是指從 傳感器 和其它待測設備等 模擬 和 數(shù)字 被測單元中自動采非電量或者電量信號 ,送到上位機中進行分析 ,處理。目前 LabVIEW 的最新版本為 LabVIEW2020，LabVIEW 2020 為多線程功能添加了更多特性，這種特性在 1998 年的版本 5 中被初次引入。 PC 機出現(xiàn)以后，儀器級的計算機化成為可能，甚至在Microsoft 公司的 Windows 誕生之前， NI 公司已經(jīng)在 Macintosh 計算機上推出了 以前的版本。 與傳統(tǒng)的編程語言相比， LabVIEW 圖形編程方式可以節(jié)省大量的程序開發(fā)時間，而其運行速度幾乎不受影響。它是一種面向科學家和工程師的編程語言，它提供的簡單、直觀的圖形編程方式，把復雜、繁瑣、費時的文本語言簡化成工程師最熟悉的功能結構圖的編程方式。它是現(xiàn)代測量技術和計算機技術深層次結合的產(chǎn)物，其系統(tǒng)組成原理如圖 21 所示。使用者操作這臺計算機，就像是在操縱一臺他自己專門設計的電子儀器。此外，電氣制動儲能裝置可使能耗大為減少 ,伺服驅(qū)動壓力機能很好地滿足一些新材料的成形。 （ 5）節(jié)能、易于維護。無飛輪、離合器等零件，簡化 了機械傳動，從而可大大降低噪音。10μm 以內(nèi)。由線性傳感器組成的全閉環(huán)控制系統(tǒng)能實現(xiàn)高精度的位置控制。例如：對于薄板沖裁，曲柄無需完成 3600 旋轉(zhuǎn)，而僅進行一定角度的擺動來完成沖壓工作。 （ 2）高生產(chǎn)率。加之操作方便、調(diào)整容易等其它優(yōu)點，據(jù)稱其整體效率較液壓式提高了 1倍以上。如天田公司推出的 EM 2510N T 產(chǎn)品，采用雙伺服電機驅(qū)動，行程次數(shù)達 1800n/m in。如日本著名的壓力機生產(chǎn)廠商 Komatsu公司生產(chǎn)的伺服壓力機 ,就可以通過編制不同的程序，從而實現(xiàn)工藝所需的各種運動 曲線。雖然采用偏置曲柄滑塊機構、多連桿機構、非圓齒輪機構等可以部分改變某種驅(qū)動機構的滑塊運動規(guī)律 ,但當各桿件的尺寸參數(shù)確定后 ,滑塊的運動特性也隨之確定 ,因而不具有柔性 ,難以用于不同的沖壓工藝。常見的滑塊驅(qū)動機構有曲柄式、肘桿式、螺旋式和連桿式等。但在各類金屬成形工藝中 ,壓力機的滑塊運動曲線需符合鍛壓生產(chǎn)工藝的要求。常見機械壓力機滑塊的位移 — 時間關系曲線一般為近似的余弦曲線。冷擠壓機一般是立式的 ，特點是剛度好，導向精度高，工作壓力大，工作臺面小，工作行程長。最大規(guī)格為 160 兆牛。模鍛時滑塊在下止點附近容易卡死（俗稱悶車），所以設有脫出裝置。過去多用曲柄連桿機構 ,為提高剛性多已改用雙滑塊式和楔式。 5 ④ 熱模鍛壓力機：用于模鍛件生產(chǎn)。這種壓力機定位精度高，便于調(diào)整產(chǎn)品，一機多用，多用于沖制儀器底板和面板等。坯料放在模具上而不再移動。在壓力機的一次行程中，各工位同時進行各道成形工序，制成一個工件。內(nèi)外滑塊公稱工作力之比為（ ～ 1） :1。拉深前外滑塊首先壓緊板料外緣，然后內(nèi)滑塊帶動凸模拉深杯體，以防板坯 外緣起皺。 按應用特點分 : 有雙動拉深壓力機、多工位自動壓力機、回轉(zhuǎn)頭壓力機、熱模鍛壓力機和冷擠壓機。 ② 閉式壓力機：機身呈框架形，機身前后敞開，剛性好，精度高，工作臺面的尺寸較大，適用于壓制大型零件，公稱工作力多為 1600～ 60000 千牛。機身呈 C 形，前、左、右三面敞開 ,結構簡單、操作方便、機身可傾斜某一角度 ,以便沖好的工件滑下落入料斗 ,易于實現(xiàn)自動化。 ① 開式壓力機：也稱沖床，應用最為廣泛。 結構類型 機械壓力機一般按機身結構型式和應用特點來區(qū)分。為保證設備安全，常在壓力機上裝設過載保護裝置。滑塊的行程長度不變，但其底面與工作臺面之間的距離（稱為封密高 度），可以通過螺桿調(diào)節(jié)。 機械壓力機上的離合器與制動器之間設有機械或電氣連鎖 ,以保證離合器接合前制動器一定松開 ,制動器制動前離合器一定脫開。凸模接觸坯料開始鍛壓工作后，電動機的驅(qū)動功率小于載荷，轉(zhuǎn)速降低，飛輪釋放出積蓄的動能進行補償。短時的最大功率比平均功率大十幾倍以 上，因此在傳動系統(tǒng)中都設置有飛輪。有的大工作面機械壓力機，為使滑塊底面受力均勻和運動平穩(wěn)而采用雙點或四點的。 黃超： 基于 LabviewJ2563 型伺服機械壓力機控制系統(tǒng)設計 4 每個曲柄滑塊機構稱為一個 “ 點 ” 。 工作原理 機械壓力機工作時 , 由電動機通過三角皮帶驅(qū)動大皮帶輪（通常兼作飛輪） ,經(jīng)過齒輪副和離合器帶動曲柄滑塊機構 ,使滑塊和凸模直線下行。廣東工業(yè)大學孫友松教授等對直流伺服電動機直接驅(qū)動的機械壓力機進行了深入的研究 , 采用超大容量的電容構成的“ 電子飛輪 ” 來替代傳統(tǒng)機械壓力機的飛輪。其中 ,世界上最大的交流伺服壓力機為日本網(wǎng)野公司 (AMINO)研制的 25000kN 機械連桿伺服壓力機。 和 通過對壓力機的運動學和動力學分析 , 研究了交流伺服電機 — 曲柄滑塊機構的動態(tài)模型； Yan 和 Chen 提出一種由交流伺服電機驅(qū)動的變轉(zhuǎn)速曲柄滑塊沖床 , 對于不同的沖壓加工 , 沖床可提供不同的輸入轉(zhuǎn)速；日本會田 (AIDA) 和小松 (KOMATSU)公司先后推出的新型數(shù)控壓力機 , 在傳動結構上采用伺服電機經(jīng)一級齒輪傳動直接驅(qū)動曲柄連桿機構工作。美國的 WIEDEMANN 和 公司、德國的 TRUMPF 和 NIXOORF DARADORN 公司、日本的 AIDA 和 NISSHINBO 公司以及瑞士的 RASKIN 公司等都對交流伺服壓力機進行了研究。近年來隨著交流伺服電機驅(qū)動成形裝備技術的發(fā)展，出現(xiàn)了滑塊運動曲線可調(diào)的各種交流伺服驅(qū)動壓力機，使壓力機的工作性能和工藝適用性大大提高，設備朝著柔性化、智能化的方向發(fā)展。但傳統(tǒng)的機械式壓力機的運動特性單一、工藝適用性差。 3 圖 14 10000kN的混合伺服壓力機 圖 15 臺灣金豐 CM1 型伺服沖床 壓力機是金屬成形加工領域中廣泛使用的鍛壓設備，品種和數(shù)量繁多，其中以機械式壓力機應用最為普遍。而金豐公司率先推出 CM1 型數(shù)控伺服驅(qū)動自由運動沖床，如 圖 15 示 。金豐、協(xié)易 (SEYI)機械兩家公司先后躋身世界鍛壓企業(yè)前十名。 臺灣地區(qū)的鍛壓機床行業(yè)起步于上世紀 50 年代，銷售市場與大陸市場形成了鮮明的對比。該伺服壓力機（ 見圖 14） 是由兩電機驅(qū)動，且傳動系統(tǒng)仍包含有飛輪和制動器；所配的伺服電動機和驅(qū)動裝置由 ABB 公司提供； 4m 寬黃色的零件為滑塊，其上下移動可實現(xiàn)最大為 的行程。浙江大學自 80 年代末開始研究直線伺服電機驅(qū)動的鍛壓設備，成功地完成了直線電機驅(qū) 動小型壓力機的研制 [53,54]。北京機床研究所與天津重型機器廠聯(lián)合生產(chǎn)了國內(nèi)第一臺大型數(shù)控壓力機，通過伺服閉環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)了高精度的位置、壓力控制，并配有人機界面。臺灣國立成功大學顏鴻森課題組深入研究了由伺服電機驅(qū)動的變轉(zhuǎn)速曲柄滑塊沖床，對于不同工藝要求，沖床 可提供不同的輸入轉(zhuǎn)速。香港中文大學杜如虛課題組也研究了一種可控地機械式金屬壓力機，由一個恒速電機與一個伺服電機聯(lián)合驅(qū)動，具有可控、節(jié)能、高效及精密等特點；并對一種新型二自由度機械式可控壓力機申請了中國發(fā)明專利，該機構是通過齒輪和曲柄連桿傳動，交流異步電機提供主動力源，交流伺服電機提供控制，但對慣性力平衡問題未提出解決辦法。廣東工業(yè)大學孫友松教授領導的課題組對直流伺服電動機直接驅(qū)動的壓力機進行了深入的研究，將傳統(tǒng)機械壓力機的飛輪采用超大容量的電容構成的 “電子飛輪 ”來替代。 However, the traditional press can not be adjusted with the speed, the presence of defects such as dead spots, and now demands a lot of pressure processing equipment, processing speed is the speed adjustable, adjustable servo speed so for the research of mechanical press significance. Mechanical presses for pressure on the material processing machine, blank imposed by powerful servo control system is indispensable mechanical press ponents, how to better design, manufacture and missioning the entire system to determine the best parameters to ensure the servomechanical stress has a very good perfo