Dissertation Submitted to Hangzhou Dianzi University for the Degree of Master
The Research and Design for Band Sawing Machine’s Hydraulic System
Candidate: Huang Cao Supervisor: Prof. Chen Guojin
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随着金属带锯床在金属切削行业所扮演的角色逐渐重要,人们对带锯床的性能提出了更高的要求,具体表现在三个方面:一是希望锯切效率可提升,具体表现是对于一定厚度的金属材料可以在尽可能短的时间内将其锯切成两段。其二是希望由带锯床锯切后的金属材料的截面的表面粗糙度尽可能小,因为良好的锯切截面表面粗糙度能减少后续其他加工工序, 甚至不用对锯切表明上进行后续处理。这两个方面的问题都和带锯床工作时的进给速度紧密关联。其三是对于不同的材料都有其最佳的锯切速度,而目前市面上的带锯床改变锯切速度都比较困难。
我国带锯床公司制作的带锯床普遍以不可在锯切过程中进行进给速度调速的为主,锯切速度的调速也基本为皮带轮切换槽口调速,这些现象都表明带锯床的数字化程度较低。本文针对当前带锯床存在的这样一些问题,对锯切调速和进给调速进行了研究。
首先,根据金属带锯床的物理运动和液压传动原理,提出了调速方案。具体是以 PLC 为控制器对于和物理运动相关的锯切速度调速给出了基于变频器和三相异步电动机的调速方案, 对于和液压传动相关的进给速度调速给出了基于电液比例方向阀、放大器和速度传感器的进给速度调速方案。
其次,由于采用变频器进行调速的方案现阶段已经很成熟,这篇文章着重对液压系统进给调速操控方法进行了研究。
(1)首先对所选用的各个液压元器件进行了数学建模,通过数学推导得出了系统的传递函数。在数学模型的基础上,应用 MATLAB/Simulink 软件对系统性能进行仿真分析,得到其动静态响应特性。同时,通过液压专用仿真软件 AMESim 对系统来进行建模及仿真分析,并与 MATLAB/Simulink 作对比,根据结果得出,这两款采用不一样原理进行建模仿真的软件所得结果拥有非常良好的一致性,进一步证明了模型的正确性和仿线)在仿真模型的基础上,采用 PID 控制算法对所设计的系统来进行性能优化。采用试凑法对 PID 参数进行整定,根据系统性能优化情况确定 PID 参数并对系统性能作对比分析。
(3)由于带锯床工作过程中,液压系统关键参数会随工况时刻发生明显的变化,整定好的 PID 参数可能没办法满足系统工作要求。因此,本文研究了基于继电反馈技术的 PID 参数整定,该整定方法可根据系统状况实时调整 PID 参数,让系统时刻保持在最佳运作时的状态。而且,这种方法易于与现代计算机相结合,实现带锯床的数字化。
As metal band sawing machine plays a more important role in the field of the processing of metal, people hopes that it has a better quality. First, machining efficiency should be improved. It should cut off a block of metal as soon as possible. Second, the cutting area on the metal should have a small surfac
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