基于PC控制技术的伺服机械压力机控制系统探讨及应用研究

河南工业职业技术学院方雅

基于PC控制技术的伺服机械压力机控制系统探讨及应用研究

河南工业职业技术学院方雅

伺服机械压力机的控制系统直接影响着压力机的性能，论文以PC控制技术为基础，对伺服机械压力机的控制系统进行较为全面的分析和研究。

伺服机械压力机；PC控制技术；控制系统

引言

众所周知，传统的机械压力机的动力系统是普通的交流异步电机其加工能量主要是依靠大惯量的飞轮进行储存的，而且最终还是由飞轮进行释放。传统的机械压力机一般满足不了现在工业生产中对于冲压加工的柔性化的需求，而且其耗费成本较大、操作复杂。新型的伺服压力机具有操作简单、节能省时、数字化等诸多特点，因此得到了企业广泛的应用。

1 PC控制技术与伺服机械压力机简析

计算机控制技术的基础是由电子技术、自动控制技术、计算机应用技术组成的，其核心的控制主体为计算机控制技术。再将可编程控制技术与单片机技术进行有机的结合，最终达到生产技术上的精密化或者生产设备运行的智能化与信息化等等，而伺服机械压力机又被称为电子压力机、电子冲床、伺服冲床等等，伺服压力机一般由波形显示器、编程器、打印机、计算机、伺服工具等几部分构成。

2 伺服机械压力机控制系统的设计

2.1 选择适合的控制系统

在现阶段，以计算机控制系统为主的产业机械领域中，大功率的伺服驱动器与伺服电机得到了广泛的应用，但随着工业生产对于伺服驱动器和伺服电机各项性能的需求，大功率的伺服驱动系统制造能力是很多供应商无法提供的，而且就算能提供这一类的驱动器以及伺服电机，还是会存在着驱动器接口不适合以及各大品牌通讯无法链接的问题。现阶段工业生产要求伺服机械压力控制系统具备强大的运算能力以及存储能力，且必须保证该系统具有较多外部接口，能够适应各大品牌系统的链接，而且必须具备多样化的模块结构与较强的远程监视和诊断能力。而德国Beckhoff自动化公司是德国自动化机械生产领域的翘楚，其生产的PC控制器能够在很大程度上满足以上要求，该公司研究的PC控制器以工业PC、硬件与windows软件平台开放控制系统为主要核心，并且实现了和以太网完全兼容的目的，而且其驱动器接口能够支持众多品牌的伺服驱动。总结以上而言，其具备了对伺服电机选择的较大的自由性，实现了模块化结构的灵活多样及外围结构的丰富，扩展灵活，成本较低。

2.2 搭建控制结构

以德国Beckhoff自动化公司生产的PC控制技术单台伺服电机驱动伺服机械压力机为例，在该控制系统中，以伺服驱动器与EtherCAT工业以太网总线的连接为基础，实现了对伺服电机多点位变速运动的有效控制，而该系统的人机交互功能的实现是巧妙地利用USB接口、DVI、触摸屏控制面板三者之间的连接，而且如果有对编程电脑进行连接的需求，可以利用DVI进行连接，总结而言，该控制系统构建形式是嵌入式结构，并且通过对该控制系统的分析研究得出其具备了运算能力。在很大程度上能够满足单台伺服电机驱动的伺服压力机的各项控制需求，极大地提高了工业生产的效率[2]。

2.3 对滑块位置及曲轴的检测简析

滑块直线轴的建立与曲轴旋转轴零点的确定在很大程度上取决于对曲轴转角和滑块位置的检测。众所周知，曲轴运动控制参数是通过滑块运动轨迹参数转化得来的，其还是主要依靠对滑块位置和曲轴检测工作来进行的。我们可以了解到该系统对于滑块的直线位移的检测主要依靠直线光栅尺来进行，并且光栅尺输出的脉冲信号的接收工作用接口端子模块为E15101的增量编码器来进行。并且EL5101为光栅尺提供了稳定的电压，而且技术人员考虑到干扰能力等因素，所以采用了差分信号。

滑块直线轴零点的建立是通过滑块下死点转化而来的，其主要的依据是曲轴编码器和滑块光栅尺具体的检测结果，其检测结果就是曲轴，转角的信息以及滑块行程。在伺服冲压工艺中，比较重要的一项便是滑块运动轨迹的规划，而一般情况下为了更好地区别上行形成与下行形成滑块之间的关系，实现对滑块运动轨迹的规划，设计人员会将滑块上行的行程定为负值，滑块下行的行程定为正值，从而构建了曲轴转角和单个冲压周期内滑块行程两者之间的映射关系。

3 结语

本文通过对伺服机械压力机与PC控制技术的简要分析，展开了对是否机械压力机控制系统设计的分析，并且在控制结构搭建的分析时主要应用德国Beckhoff自动化公司生产的PC控制技术单台伺服电机驱动伺服机械压力机的相关结构进行了较为详细的论述，并且对曲轴以及滑块位置两者之间的检测进行了深入的分析，最终得出了曲轴转角与滑块位置之间存在的关系是映射关系，进而确定了德国的这类系统能够在很大程度上满足现代工业生产中对于伺服机械控制系统的各类需求。

[1]于英刚,许洪刚,张华,李中华.直流调速总线系统在机械压力机上的应用[J].锻压装备与制造技术,2014(04).

[2]高彦雷,王鑫.闭式机械压力机安装精度调整的要点分析[J].安装,2017(01).