沖床的數(shù)控改造及全自動(dòng)送料裝置中的張力控制

1、沖床的數(shù)控改造及全自動(dòng)送料裝置中的張力控制張力控制，通俗的講就是要控制卷取物休時(shí)保持物體相返拉長(zhǎng)或者繃緊的力.早期的工業(yè)應(yīng)用中，張力控制并未引起人們足夠的重視，直到人們對(duì)卷収材料的質(zhì)量和表面質(zhì)量提岀趣來(lái)越嚴(yán)格要求的時(shí)候，張力控制技術(shù)才逐漸被各國(guó)電工程師車(chē)視起來(lái).特別楚張力應(yīng)用咼廣泛的纖維造紙、塑料薄膜.電線(xiàn)、印刷品、磁帶等輕工業(yè)中F帶材或統(tǒng)材的收放卷張力對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)罐起著至關(guān)重要的作用，在我們改造的設(shè)備中所用材料為0+07斑廉厚的鋁箔，卷的丈緊，容易使材料變形拉斷，卷的太松又容易便材料產(chǎn)生褶皺I所以要對(duì)材料張力進(jìn)荷控制確保系統(tǒng)穩(wěn)定，保證產(chǎn)品質(zhì)量.3,2張力控制方案的類(lèi)型與選擇從控制方式上分類(lèi),張

2、力控制一般可以分為手動(dòng)*半自動(dòng)、全自動(dòng)三類(lèi)I叫它們的扶同之處.都是控制連接在卷筒上的制動(dòng)器（或看是離舍器）轉(zhuǎn)距而得到合適的張力，從張力控制方式來(lái)看，手動(dòng)和半自動(dòng)都是屬于開(kāi)壞控制.特別是手動(dòng)式.靠人手動(dòng)給定調(diào)節(jié)信號(hào)*以適應(yīng)轉(zhuǎn)矩的變化。而半自動(dòng)可自動(dòng)檢測(cè).但不是閉環(huán)控制，所以控制精度不高，全自動(dòng)是閉環(huán)控制，一般箱度較高，全自動(dòng)張力控制是采用張力傳感器氏接測(cè)定卷料的張力，根據(jù)實(shí)測(cè)張力與設(shè)定目標(biāo)張力的差值按照特定的算法運(yùn)慕之后口動(dòng)改變磁粉離合器或若強(qiáng)務(wù)制動(dòng)器的激勵(lì)電流，從而獲得所需姜的張力窮根據(jù)控制系統(tǒng)輸出的控制對(duì)象分，目麗主要有兩種張力控制系統(tǒng);一種是以磁粉制動(dòng)器（離合器）為主要執(zhí)疔部件的張力控制設(shè)

3、備由于磁粉制動(dòng)器的輸出轉(zhuǎn)距與通過(guò)其電感線(xiàn)圈的電流具有優(yōu)良的線(xiàn)性關(guān)系，因而貝要通過(guò)相應(yīng)的壓力檢測(cè)器件檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的壓力值，對(duì)應(yīng)此輸岀相應(yīng)的通過(guò)磁粉制動(dòng)器的激勵(lì)電流就能實(shí)現(xiàn)動(dòng)恣控制，保持現(xiàn)場(chǎng)張力的恒定取這類(lèi)張力控制系統(tǒng)主要用于低張力控制的造紙，紡織尊行業(yè)中；另外一種就是M變頻電機(jī)為執(zhí)荷部件的張力控制系統(tǒng)，茸主要特點(diǎn)就是通過(guò)控制變頻器的電流或者電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速前控制方從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)壓力的恒定，該類(lèi)系統(tǒng)只要應(yīng)用于對(duì)速度狎張力都有較高要求的大規(guī)模工業(yè)系統(tǒng)中，如鋼鐵廳業(yè)，電纜制造業(yè)錚。磁粉制動(dòng)器由干其體積小.重量輕，激磁功率小且具育良好的控制特性，再者考慮我們此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中張力控制只是完成一定的張緊力控制控

4、制精度并不需要根萬(wàn)，以及價(jià)糕問(wèn)題，所以我們選取了手動(dòng)控制方式的匾粉制動(dòng)器作為張力控制的部件.3.3磁粉制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與工作原理圖礎(chǔ)粉制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)磁粉制動(dòng)器主要由主動(dòng)轉(zhuǎn)子、從動(dòng)轉(zhuǎn)子、固定支撐二部分組成.在主動(dòng)轉(zhuǎn)子和從動(dòng)轉(zhuǎn)子之間有工作間隙，其中填充著一定數(shù)量的軟磁性磁粉.必粉制動(dòng)器設(shè)有勵(lì)磁線(xiàn)圈,軟磁材料和氣隙周?chē)?guó)線(xiàn)圈組成磁賂在制動(dòng)器線(xiàn)圈不通電的情況下（無(wú)激磁狀態(tài)），當(dāng)圓柱體旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力的作用，磁粉被壓在圓柱體的內(nèi)壁，磁粉與轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生間隙，離合器幾乎不產(chǎn)生空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，因而也幾乎不產(chǎn)生熱雖。當(dāng)線(xiàn)圈通電的時(shí)候，線(xiàn)圈中就產(chǎn)生了電流，隨后在磁路中就建立了磁場(chǎng)。主動(dòng)件和從動(dòng)件Z間的磁粉就連接成鏈狀，這時(shí)由

5、于存在磁粉間的連接力及主動(dòng)件、從動(dòng)件和碗粉之間的摩擦等，就可以傳遞轉(zhuǎn)距。主動(dòng)件旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，磁粉鏈傾斜成一個(gè)角度，電磁吸力分成法向力和切向力兩個(gè)分力，各磁路鏈切向力之和形成了總切向力，該切向力作用于從動(dòng)轉(zhuǎn)子的半徑上就產(chǎn)生了傳遞的轉(zhuǎn)矩.激勵(lì)電流越大，則間隙中的険感應(yīng)強(qiáng)度增大，電磁吸力加大，傳遞的轉(zhuǎn)矩變大；反之，激勵(lì)電流減小，則傳遞的轉(zhuǎn)矩變小。調(diào)節(jié)激磁電流的大小，則能調(diào)節(jié)傳遞轉(zhuǎn)距的大小。當(dāng)激勵(lì)電流斷開(kāi)時(shí)，則盛粉迅速恢復(fù)為無(wú)激磁狀態(tài)，解脫對(duì)制動(dòng)器的控制.在磁粉制動(dòng)器中，決定其特性好壞的一個(gè)很關(guān)鍵的要素就是磁粉性能的好壞，磁粉的導(dǎo)磁率越高并且剰磁越少，磁粉制動(dòng)器的控制特性越好；磁粉導(dǎo)磁率越高，則通電時(shí)候

6、磁通建立的越迅速，主動(dòng)旋轉(zhuǎn)部件和從動(dòng)旋轉(zhuǎn)部件之間的力矩傳遞也更加完全.剩磁越少，則相應(yīng)的斷電瞬間力矩釋放越快，更能實(shí)現(xiàn)快速的控制效果。電流控制器主要為磁粉制動(dòng)器提供一定功率的可變電流，以滿(mǎn)足激磯電流的需要，這部分要求大小能在一5安培之間調(diào)節(jié).3.4磁粉制動(dòng)器的電氣工作特性轉(zhuǎn)矩和激勵(lì)電流的關(guān)系磁粉制動(dòng)器轉(zhuǎn)矩和激勵(lì)電流的關(guān)系一般都稱(chēng)作為靜特性。它是磁粉制動(dòng)器主動(dòng)端轉(zhuǎn)速n恒定，從動(dòng)端制動(dòng)時(shí)，磁粉制動(dòng)器的激勵(lì)電流和輸出轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系（切.當(dāng)磁粉制動(dòng)簽激勵(lì)線(xiàn)圈沒(méi)有通電流的時(shí)候，由于主動(dòng)旋轉(zhuǎn)部件和靜止部件Z間不存在磁的耦合，故只有一個(gè)初始的空載轉(zhuǎn)矩T”當(dāng)磁粉線(xiàn)圈通以激勵(lì)電流.這就在主動(dòng)部件和靜止部件之間很

7、快的形成一種磁的耦合，因而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。其轉(zhuǎn)矩電流特性曲線(xiàn)如圖3.4.1所示。從圖中,我們可以看到磁粉制動(dòng)器的曲線(xiàn)可以分為三個(gè)部分：非線(xiàn)性段.線(xiàn)性段和飽和段。非線(xiàn)件段就是前述的當(dāng)磁粉制動(dòng)器勵(lì)磁線(xiàn)圈未通電時(shí)候，存在一個(gè)初始的空載轉(zhuǎn)矩T“這是由于軸承，密封摩擦以及剩磁等綜合作用的結(jié)果。線(xiàn)性段是最好的工作區(qū).由于此區(qū)間的3.4.2磁粉制動(dòng)器的機(jī)械特性曲線(xiàn)圖戰(zhàn)粉制動(dòng)器的杭械特性行；當(dāng)TaTTb時(shí)，n2隨T的增加而下降,時(shí),n2=0.呈制動(dòng)狀態(tài).圖是在磁粉制動(dòng)器的主動(dòng)端轉(zhuǎn)速nl,和激勵(lì)電流I為常數(shù)時(shí)，制動(dòng)器從動(dòng)端轉(zhuǎn)速n2和傳遞的a扭矩T之間的關(guān)系。當(dāng)負(fù)載、t轉(zhuǎn)矩TTa的時(shí)候,n2=nlF主動(dòng)件與從動(dòng)件同步運(yùn)

8、即n2nl,這時(shí)呈滑差運(yùn)行；當(dāng)TMTb轉(zhuǎn)矩和激勵(lì)電流近似的成線(xiàn)性關(guān)系.利用此特性就可以控制電流來(lái)控制轉(zhuǎn)矩，其調(diào)節(jié)范圍較寬，因而很容易應(yīng)用于工業(yè)控制當(dāng)中.當(dāng)激勵(lì)電流施加過(guò)大的時(shí)候，可以看到磁粉制動(dòng)器力矩的輸出不再隨勵(lì)磁電流的增大而線(xiàn)性增加，這是由于磁性材料的飽和而形成的飽和段：當(dāng)激勵(lì)電流下降的時(shí)候.轉(zhuǎn)矩則沿著略高丁初始上升曲線(xiàn)的另一條曲線(xiàn)下降，這是由于導(dǎo)磁材料有剩磁和磁滯特性引起的緣故。35磁粉制動(dòng)器的選型根抵控制要求，我們選取了山東淄博博山華碩磁粉制動(dòng)器廠(chǎng)的FZ系列磁粉制動(dòng)器，型號(hào)為FZ-25N.M,電流1.25A,電壓24V,轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，實(shí)踐證明性能穩(wěn)定可靠，運(yùn)行良好。3.6小結(jié)本章主要介紹了張力控制的作用與意義，控制方案的選取,最后重點(diǎn)介紹了磁粉制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與工作原