波纹油箱用波纹板自动折叠线微机控制系统.pdf

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1、4 -1, 3 9 卷第9期2 0 0 2汪 9甲私诸 夕 涅 八 5 梦刁左币 观 沼V o l. 3 9 S e p te mb e rN o 92 0 0 2f 8 y I 到 习 编波 爱 允 油 斗 言 用 波 纹 4 自动 折 叠 线 微 ; 0 L J2 制 1* 1 统唐零新 ， 吴 琴明 ， 李定华 ， 龚玉生 ， 刘孟景2 ， 李晋渊2 ( I . 广东工 业大学， 广乐 广州 5 1 0 6 4 3 ; 2广东东莞市 变压器厂， 广东 东莞 5 2 3 3 2 2 )摘要 : 介绍了波纹油 d 用波纹板自动折叠线微机控制系统， 井就其工作原理和特点进行了分析讨论 关键词:

2、 变压器; 折叠机; 波纹板; 控制系统 中国分类号二 T M 4 0 5文献标识码: B文章编号: 1 0 0 1 - 8 4 2 5 ( 2 0 0 2 ) 0 9 - 0 0 2 9 -04前言口前、国内生产的折叠机一般来讲功能比较单一， d动化程度不高， 控制系统大多采用P L C 系统， 其控制功能和人机界面比较简单。以前引进的折叠 机的控制虽采用专用微机系统， 但价格高昂， 而且其监控界面大都很简单或是数字型的面板和屏幕显 示的只是变化的灯光、 数据， 系统的工作状态及加工 过程无法直观显不和观察，只有通过分析判断或试运行加工后， 才可知其效果好坏， 给实际生产操作者掌握工作状态带

3、来困难。根据波纹油箱用波纹板外 壳成型加工的动作和工艺特点，现采用新型工控机 为主机的多C P U 的控制系统， 实时显示界面， 硬件结构模块化， 从而可大大增强其功能和可靠性， 使操作 简单直观方便，充分发挥现代微机测控系统的软硬件的优势 。2 折叠 机构及 工作原 理波纹板是制造波纹油箱散热外壳的材料。波纹 板通常由0 .5 - 1 . 5 m m 厚、 4 0 0 - 1 5 0 0 m m 宽的钢卷板连 续冷压加 工成型， 形成连在一 起的 若干 个波 纹片， 其 示意图如图1 所示。波纹板有三个波纹片， 其高度为 H、 间距为T ， 前后距离为L ， 可根据设定要求加工。 油箱由周围

4、四块这类的波纹板和 L 下两端盖组成， 将绕组、 铁心和绝缘油等封入其中。波纹板加工时， 要 求快速精确 ， 一产线主要由钢板的开卷机和折叠机两大部分组成、开卷机主要用于送料，将需加工的钢卷板固定在旋 转轴上， 并根据后续工序要求适时松开钢板， 并对其 进行平整 以供给折叠机加工、 该生产线动作和控制 要求相对简单折叠机机构原理示意图见图2 、 各轴用缩写英文表示 T V , F V , N H , 1 B等轴为电液步进伺服骊动连续 运动机构，其中F V , N H为两轴同步运动框架机构，其它则为电液驱动的点位控制轴, S C H W和F V, N T I 的相应端面为压模。 工作过程为: 由

5、B K T V 夹紧钢板，F V 送进钢板， 然后由S C H切齐端面并定位 ， B K T V 再 松开， F V后退到波纹板的初始位; N H和B K F V 轴各 下压紧钢板， S C H W上顶钢板， F V 轴几乎同步向右推压钢板，到位后保压成型;加工一片波纹后 , .N H 和 B K F V 轴松开， F V与S C H W后退， T V 和B K P V 轴动作使钢板前移一个节距T ， 相应轴重复动作 ; 完成所有 波纹片后， F V 和B K T 轴移动钢板向前， S C H剪切成品， 由T R 传送至下道工序; 最后T V 和B K T V 轴将带钢 复位、 完成整个波纹板

6、加工在保证各位置轴的机械和控制脉冲精度的前提 下， S C H W与F V 轴方向 高速运动的连动控制是影响 精度的关键。其运动过程为: S C H W轴先上顶; 由于B K F V 与F V 之间采用一弹簧连接， F V 轴先不动: 当钢 板向上弯曲到一定程度时， F V 轴立即向右推压钢板， 且S C H W同步快速上顶， 先于F V 轴达到终点， 以翎?鄂 ，;仁丽偌川引气呵成若中间 出现疵点，则会降低产品质量或 导致整件半成品报废.数控 折叠 生图 1波 纹 板 示 意 图图2 折盛机机构原理示意图万方数据炙浮第 3 9卷保证s c H w轴的合模为此， 须专门检测S C H W轴上顶

7、钢板的距离。 当B K F V 轴的前向位移达某个S 值时， F V 轴才向右开始 叠压钢板 然后S C H W轴加速上移， 在F V 轴达到终点 能 使S C A R 轴先到顶点。 如果在时间T 内， 无法检测到B K F V 位移S 值时， 认为B K F V 轴无法夹紧， 钢板已 产生滑动， 则要报警停机 S 可取1 - 1 O mm 之间: S 小钢板不易产生滑动 ， 但F V 轴需要较大的压力加压; S 大 则正好相反. 一 般情况 卜 取S = 2 1n m 就可以，并且对S C H W的液压驱动采用一定斜率的斜坡启动的运动 过程， 以确保整个运动快速准确， 而钢板也不会产生滑动位

8、移。3 系统组成折叠机的软件，在显示实时动态的图文界面和执行系统协调管理， 多轴系统高速实时控制， 多路模 拟量的实时采集和输出控制等任务时都比较耗费时 间 由一台微机单独控制无法满足实时的要求， 现综合系统软硬的功能结构， 组成图3 所示的以工控机为 主的多C P U 控制系统。工控机对系统进行综合协调管理 并负责所有开关量的检测和控制 多轴控制系 统板承担多路电液步进伺服机构连续位置控制。单片机系统对电流、 压力、 温度等模拟量参数进行检测图3 控制系统示意框图和显示 ，上控机由显示器和键盘进行人机对话及动画监 视 菜单式的选择可根据需要切换画面。考虑操作、凋整和维修方便， 将监控界面分为

9、三大块， 在操作这块中， 以图l 的结构为主画面， 进行动画实时演示。 当需要改变参数或观察一些详细参数变化量时， 可分别切换画面， 进行相应的参数输人和改变操作。 需要调整时， 主要对各轴位置手动调整, F V 方向和N H 方向的两个轴同步距离的调整，编码器安装零点位置调整和多点液压压力调整等 在出现故障时， 能在 主画面上显示故障所处的大概位置。在菜单下选择需要进行测试的项目， 用键盘输人测试信号， 以表格 形式检测所对应的信号，并提供故瘴诊断结果的参考说明， 以便于测试维修。 同时可将新的故障产生原因输人电脑， 以不断丰富控制系统的故障诊断库由多轴控制系统对T V, F V , N H

10、, T R 等六路电液步进伺服机构的连续位置轴进行控制。 图2 中只详细 画了T R 轴， 实际每路都由驱动器 、 电液步进伺服机 构和反馈编码器组成闭环位置控制。多轴控制系统为带C P U 的多轴联动控制板。该控制系统具有中断 P C 功能， 带计时计数器 其输人输出采用光隔， 最大 输出 脉冲频率达每轴2 4 0 K p p s ，可实时提供每轴相 对绝对位置信息， 并可进行多轴插补和加减速计算，控制多路脉冲输出和输人脉冲检测、行程开关检测 等。 每轴还可接原点开关和两端限位开关， 自动监测 和进行处理。其它电液点位运动轴、液压泵和阀开关、 行程开关及压力、 流量控制 、 电液比例阀的给定

11、等作为开关信号， 由工控机直接通过1 / 0 接口控制在F V 和N H两方向的双轴同步动作时，为确保 同步运行精度，软件上对同步双轴采用插补控制方式， 保证控制脉冲一一对应输出。 同时采用同步运行 速度软件自适应控制。当由某种原因产生超过一定的误差时， 增大液压驱动系统的压力， 若无法达到要 求， 进而降低同步轴的运行速度。用软件进行保护， 如果超过规定的误差就停机报警。此外还采用了 硬件电路进行加速保护， 详情见参考文献汇 4 折叠机中的模拟量检测信号，如多路泵电机电 流、 多路液压回路压力和液压系统油温等， 通过多路的A / D 采样和转换后，输人专门的8 0 5 1 单片机系统进行计算

12、处理，经小彩色液晶屏幕画面分别进行显 示。 实时动态显示彩色模拟图柱和数字信息， 同时将 相关的处理结果信息送工控机系统进行监控处理4 监控界面软件的实现监控界面程序结构示意框图见图4当打开系统 后进到启动画面， 各电源和液压泵启动， 进人配有主 菜单栏主画面， 即为以图2 示意图为主的实时动画演示界面， 配以相关的检测信息显示， 如工艺参数和加 工数据 、 相关轴位移及同步误差等 运行时可选择在图a 监控界面程序结构示宜框图万方数据舞 ，期I9新、 吴黎B J , 李定+- 龚玉生、 刘孟景、 李晋渊: 波纹油箱用波纹板自动折叠线微机控制系统图5 占 位移控制子程序框波纹油箱用波纹板折叠线控

13、制系统，采用分任 务的多C P U 监控系统 、 模块化的硬件结构、 可视化的实时图形用户监控界面、 快速同步运行软硬件保护， 可充分发挥系统软硬件的综合优势，使系统的操作环境、 工作性能有较大的提高 ， 可方便直观地操作、 监控和故障诊断， 生产效率和产品质量大大提高， 并 便于维护， 具有良好的性价比。通过长时间的运行，设备完全达到生产要求， 实用可靠， 收到 r良好的效果参考文献:邓星钟， 周祖德. 机电传动控制 M . 武汉: 华中理工大学出版社， 1 9 9 2 .黄大贵.微机数控系统 M .成都: 成都电子科技大学 出版社， 1 9 9 6 . 曾伟民， 邓勇刚.V is u a

14、l B a s ic 6 .0高级实用教程I ml -北京 电子T业出版社， 1 9 9 9 . 唐露新， 吴黎明， 刘强， 等.数控折叠机电液同步控制机 构研究与应用【 i I机床与液压， 2 0 0 0 , ( 3 ) : 3 0 - 3 1吴根茂， 邱敏秀， 王庆丰， 等.实用电液比例技术r M .杭 州 : 浙 江 大学 出版 社 . 1 9 9 3l2:3:匡5:线或离线操作， 即是否输出控制信号。 离线状态操作 只在屏幕上显示动作， 不产生输出控制信号。 工具栏司进行自动、 手动、 暂停和复位等操作。手动调整状 态时，主要是进料操作、各轴位置手动微调。 F V 及V H力向的两个轴

15、的同步、 编码器安装零位和多点液 压压力调整等 该软件具有自动故障诊断功能， 能在 主画面中显示故障部分和进行查询， 还可在菜单下噬择相应项目进行测试， 用键盘输人测试信号， 以表 格形式输出显示对应的状态和故障诊断结果的参考说明. 便于测试维修 对标准上件的加工只需调出相 应上艺参数， 输人少量数据， 如工件数即可。工控机还可对加下的工单进行统计和管理 . 有数字、 图形和 曲线显示， 以备随时调用 、 查阅和生成生产报表进行输出打印监控界面软件包含有控制和显示软件，采用 V i s u a l B a s i c 、 P h o t o S h o p 和A u t o C A D 等开发

16、软件， 在 Wi n d o w s 操作平台下 以V B 为程序设i 工具， 作出监 控界面程序， 用A u t o C A D 作M, 再把静1 1: 和运行的构f t 助切分开. 所需的图象分别转变为B M P 图片输出，以P h o t o 小 o p 修改润色图象。在屏幕上要不断显示一 系列连续微小变化的图形，人才能感觉到动画的效 果比如利用t i m e r 控件， 以1 0 0 m 。 为间隔， 不断地清屏， 根据给定数据或检测到变化的外部信号， 重画相 应运动部件的图形， 则显示变化的图象， 以形成机构 的连续运动图象控制软件中F V 与S C H W轴运动的S 位移控制子 程

17、序框图见图5 , S C 1 1 W轴给定电压1 小于给定电压 2 ， 并都有斜坡控制， 开始时S C H W轴接触钢板时的压力和运行速度较低 ， 压力上升到设定电压1 时即保 待 当F V 轴起动后， S C H W轴以较大的速度2 运动， 使F V 和S C H W轴高速配合，保证S C H W轴先于F V 轴到终 点 5 结论C o n t r o l S y s t e m o f A u t o ma t i c F o l d in g Ma c h i n e o f C o r r u g a t e d S h e e t f o r Ma k i n g T r a n s

18、 f o r me r T a n kT A N G L u x i n 七WU L i - m i n g 七 L I D i n g - h u a 勺G O N G Y u -s h e n g 愁L I U Me n g j in g ; L I J i n y u a n z ( 1 . G u a n g d o n g U n i v e r s it y o f T e c h n o l o g y , G u a n g z h o u 5 1 0 6 4 3 , C h i n a ; 2 . D o n g g u a n T r a n s f o r m e r W

19、o r k s , D o n g g u a n 5 2 3 3 2 2 , C h in a )万方数据第 3 9卷2 0 0 2第 9期 任 9 月乱嘿 2 ) P AN S FOR见V o l .3 9 S e p te mb e rN o 92 0 0 2生产铜扁线的最新技术连续挤压宋宝4. ， 于欣 ， 陈吉光 ( 大 连铁道学院连续挤压工程研究中 心， 辽宁 大连 1 1 6 0 2 印1 前言铜扁线是制造变压器所用的主要材料， 铜扁线的导电性能、 机械性能、 尺寸精度、 表面质量直接影 响到变压器绕组的性能和制造质量 长期以来， 铜扁 线加上一ft沿用传统的“ 轧制一拉拔一退火

20、” 工艺由于是冷加工， 难以保证扁线的表面质量和性能， 又 由于扁铜线加工的生产工序多 周期长 原料尺寸又 与产品规格有关， 因此给多品种 、 小批量模式的生产准备带来困难。本文介绍了最新研制开发的连续挤 1 t . 铜扁线技术 用该设备生产的铜扁线已经在国内变压器产品上得到应用，铜扁线机械性能达到 G 13 5 5 8 4 - 1 9 8 5 标准。其抗拉强度a 。可达到9 0 MP a以 上 、2 连续挤压技术的发展连续挤压技术是在 2 0世纪7 0 年代初，由英国 S p r i n g f ie l d * 核能 研究所的G r e e n 先生提出的。该技 术开始主要用于制造超长度的

21、铝管，后来又进一步 发展成连续挤压包覆技术 应用于铝包钢线、 有线电 视同轴电缆( C A T V) 和光纤复合架空地线( O P G W )等生产领域 这种新工艺具有生产效率高、 成本低和 产品质量好等一系列优点，从而很快代替了原有的生产 L艺在我国， “ 七五”期间就将连续挤压技术列为国 家重点科技攻关项 目。1 9 8 8 年， 大连铁道学院研制成功了国内第一台 K L J 2 5 0 单槽连续挤压机。1 9 9 2年， 研制成功 了国内第一台S I J B 3 5 0双槽连续挤压 包覆通用机，使我国在这一领域一跃达到国际先进 水平。1 9 9 6 年， 在S I J B 3 5 0双槽

22、连续挤压包覆通用机上成功地生产出直径达 3 0 m m的电缆铝护套， 打 破了国外在此机型上仅能生产直径 2 0 m m电缆护套的限制，使我国在这方面的技术水平处于国际领先 地位。目前， 利用该技术成果已为国内提供 1 0余条连续挤压包覆生产线用于铝管和铝护套电缆的工业生产 。铜连续挤压作为铝连续挤压技术的进一步发展 和延伸， 一直受到国内外学者和研究机构的重视。 但由于铜的变形温度高、 变形抗力大， 工装模具过早失 效成为阻碍 其发展的主要障碍。1 9 9 8 年 1 1 月在亚 洲线缆会议上，英国B WE公司发表了关于利用连续挤压技术生产铜扁线的文章，展示了连续挤K . 技 术在铜加工方面

23、应用的广阔前景。 与此同时， 大连铁 道学院也在 1 0余年铝连续挤压技术研究的基础上，攻克了诸如工装材料、 工模具结构等关键技术， 成功 地开发出了T L J 3 0 0铜连续挤压成套设备和铜扁线制造新技术。 3 铜扁线连续挤压工作原理连续挤压技术的新颖之处在于将在压力加工中 做无用功的摩擦力变为变形的驱动力和加热源， 从石 吧多 矛J 二 ; 、 J 多 军 代 拐、 忿闯件 孑 七 万 、 占二 户 之 二 之 石贷 矛巴布、 多宁六匀 六月亡 声 补 己 犷 矛吞 军 、 乙写、 忿窝 去甭 认 多号 吕 矛忽 绮入 多宁 名宁 六习份 气 、 多号乏召 卜士 二八 巴 窝 之乒 召

24、分占 写 、 七月泛 乡 砂 泛 弓 硬少叭多不户 笼A b s t r a c t : T h e c o n t r o l s y s t e m o f t h e a u t o m a t i c f o l d i n g m a c h i n e o f c o r r u g a t e d s h e e t f o r m a k i n g t r a n s f o r m e r t a n k i s in t r o d u c e d , a n d i t s p r i n c i p l e a n d c h a r a c t e r is t i

25、 c a r e a n a l y z e d a n d d i s c u s s e d . K e y w o r d s : T r a n s f o r m e r ; F o l d i n g m a c h i n e , C o r r u g a t e d s h e e t ; C o n t r o l s y s t e m收稿日 期: 2 0 0 2 - 0 1 - 2 8 作者简介: 唐露新( 1 9 5 8 - ) ， 男， 湖南省冷水江市人， 广东工业大学测控技术与微机应用研究所所长， 高级工程师. 长期从事机电控制技术、 测控技术和微机应用方面的科研开发和教学工作又吴黎明( 1 9 6 2 - )男， 广东省揭西县人， 广东丁业大学信息工程学院传动与控制研究所副所长. 副教授 长期从事机电工程、 光电 一 体化、 测控技术及计算机应用方面的教学、 科研和开发工作毒龚玉生( 1 9 4 0 - ) ， 男， 广东省东莞市人， 广东东莞市变压器厂厂长. 长期从事变压器和电力工业产品的生产管理和开发工作万方数据