自動(dòng)沖床

為滿足變壓器企業(yè)絕緣條料加工自動(dòng)化的需要，將檢測(cè)傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和精密機(jī)械技術(shù)融為一體，研制了一種專用于沖制柔性非金屬條形材料的自動(dòng)沖床。在討論了摩擦力驅(qū)動(dòng)模型的基礎(chǔ)上，采用模糊控制、PID 控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的結(jié)構(gòu)，用多節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)模糊映射，構(gòu)成了一種包含隱含層的3層模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用于交流伺服電機(jī)的控制，通過對(duì)電機(jī)單軸轉(zhuǎn)動(dòng)速率進(jìn)行摩擦力自適應(yīng)補(bǔ)償，從而提高送料系統(tǒng)控制精度。通過試運(yùn)行證明，該沖床運(yùn)行穩(wěn)定，操作精度良好。

絕緣墊塊沖床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

該沖床整機(jī)外形，由材料升降機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、材料檢測(cè)裝置、自動(dòng)沖頭及控制機(jī)構(gòu)構(gòu)成。

（1）控制機(jī)構(gòu)?？紤]到控制的穩(wěn)定性及現(xiàn)場(chǎng)加工環(huán)境，設(shè)計(jì)由三菱FX2N-48MT-001型PLC、FX0N-3A模擬量模塊以及臺(tái)達(dá)DOP-B07S201觸摸屏構(gòu)成。

（2）材料升降機(jī)構(gòu)。其作用為將待加工的條形材料向上抬起至送料位置，在材料送完后自動(dòng)下降裝料，該機(jī)構(gòu)采用螺桿升降，需手動(dòng)調(diào)整以安裝不同尺寸的材料，采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

（3）送料機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)為整個(gè)自動(dòng)沖床最重要也是最核心的受控裝置，其性能決定了沖床整體的工作效率，其作用是自動(dòng)適應(yīng)條形材料的光滑程度從而改變搓輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度及下壓力度，在一定的速度精度內(nèi)將材料送至沖頭進(jìn)行加工，為保證送料精度，該裝置采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用模糊神經(jīng)PID算法進(jìn)行控制。

（4）材料檢測(cè)裝置。采用行程開關(guān)、紅外線傳感器、光柵、接近開關(guān)等多種檢測(cè)裝置精確檢測(cè)沖床的工作狀態(tài)并將信號(hào)送至PLC。

（5）自動(dòng)沖頭。對(duì)材料進(jìn)行沖壓加工。

絕緣墊塊工作過程分析

（1）開機(jī)初始化，若自檢正常，則檢查條料狀態(tài)。若條料到位，可選擇是否工作，若未檢測(cè)到條料，則提示裝填條料。首次工作只進(jìn)行單次循環(huán)工作，完畢后可選擇是否重復(fù)循環(huán)工作，在工作的整個(gè)過程中，紅外線傳感器都會(huì)檢測(cè)承料托板上是否有條料，如傳感器檢測(cè)為0，材料升降機(jī)構(gòu)自動(dòng)下降至底部并提示裝填材料。

（2）當(dāng)升降機(jī)上升至送料檢測(cè)傳感器狀態(tài)置1時(shí)，搓料電機(jī)起動(dòng)，要求送料狀態(tài)檢測(cè)紅外線傳感器在2s內(nèi)可以檢測(cè)到搓出的條料，如果檢測(cè)不到，說明材料未被搓出，升降機(jī)向上微調(diào)，搓料電機(jī)繼續(xù)工作，若重復(fù)3次后送料狀態(tài)檢測(cè)傳感器狀態(tài)仍為0，則報(bào)警并提示檢查搓料出口擋板是否異常。

（3）當(dāng)送料狀態(tài)檢測(cè)傳感器狀態(tài)置1時(shí)，表示條料已搓出，送料伺服電機(jī)起動(dòng)，設(shè)置了單層分揀滾輪對(duì)材料進(jìn)行單層分揀（確保每次只搓出一根條料），將單層分揀傳感器狀態(tài)0作為送料電機(jī)工作條件之一（在程序中用觸點(diǎn)的串聯(lián)形式表示），當(dāng)材料前端到達(dá)料頭位置傳感器位置使傳感器置位后，搓料電機(jī)停止運(yùn)行，升降機(jī)下降 3mm從而減小條料抽取阻力，從而達(dá)到節(jié)能的效果并防止下一條料被提前搓出。在此過程中用光柵全程檢測(cè)材料的輸送速度并換算為單位時(shí)間產(chǎn)量顯示輸出。

如果材料表面很光滑無法搓出，控制系統(tǒng)取消搓料，改用強(qiáng)力吸盤吸取材料送出，既可以保證送料速度又兼顧了節(jié)能。

（4）當(dāng)料頭位置傳感器狀態(tài)置1時(shí)，送料步進(jìn)電機(jī)開始步進(jìn)工作，條料到達(dá)沖頭下方指定位置觸發(fā)沖頭行程開關(guān)，沖頭向下沖制，根據(jù)工作模式（單步、單周、重復(fù)）決定送料步進(jìn)電機(jī)是否繼續(xù)送料。在整個(gè)工作過程中，全程檢測(cè)是否有急停中斷、傳感器置異常等信號(hào)。

（5）當(dāng)料頭位置傳感器狀態(tài)出現(xiàn)下降沿時(shí)，表示料尾到達(dá)，送料電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)若干步，將尾料抽出送至尾料收集器，然后進(jìn)行下一循環(huán)。