直驱式R型变压器曲线开料机伺服进刀系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种直驱式R型变压器曲线开料机伺服进刀系统，包括：工业触摸屏、嵌入式工业控制器、伺服驱动器、伺服电机、电动缸、刀架平移结构、滚动刀具、光栅尺、料带测长装置；其中：滚动刀具安装于刀架平移结构，刀架平移结构与电动缸刚性相连，电动缸（缸体与伺服电机为一体化结构）通过伺服电机的控制电缆与伺服驱动器相连接，伺服驱动器通过控制电缆与嵌入式工业控制器相连，嵌入式工业控制器通过通讯总线与工业触摸屏连接。本实用新型专利技术机械设计结构简单、控制精度高，控制系统实现全模块化设计，大大提高了系统的可靠性、灵活性，并降低了系统维护的难度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种直驱式R型变压器曲线开料机伺服进刀系统，包括：工业触摸屏、嵌入式工业控制器、伺服驱动器、伺服电机、电动缸、刀架平移结构、滚动刀具、光栅尺、料带测长装置；其中：滚动刀具安装于刀架平移结构，刀架平移结构与电动缸刚性相连，电动缸（缸体与伺服电机为一体化结构）通过伺服电机的控制电缆与伺服驱动器相连接，伺服驱动器通过控制电缆与嵌入式工业控制器相连，嵌入式工业控制器通过通讯总线与工业触摸屏连接。本技术机械设计结构简单、控制精度高，控制系统实现全模块化设计，大大提高了系统的可靠性、灵活性，并降低了系统维护的难度。【专利说明】直驱式R型变压器曲线开料机伺服进刀系统
本技术涉及的是一种变压器铁芯开料加工
的装置，具体涉及的是一种直驱式R型变压器曲线开料机伺服进刀系统。
技术介绍
R型铁芯变压器是国外20世纪80年代发展起来的一种新型变压器，与传统变压器相比具有结构简单、空载电流小、体积小、重量轻、材料省、漏磁小、损耗小、温升低、噪声低、安全性好等优点。而R型圆截面卷铁芯的加工制造质量直接关系到变压器产品性能的好坏。从R型铁芯的制造工艺来看，R型铁芯生产设备是由开料机、卷绕机等设备组成，开料机按长宽函数关系裁剪出的带形准确性，是保证生产出符合圆度要求铁心的重要因素之一。常规的曲线裁剪控制，其剪切的主要部分由两个刀架(前刀架、后刀架)构成，每个刀架由两个步进电机控制，两个步进分别控制刀架刀头的横向方向位移和旋转位移。具体控制方法为:当系统工作时，展开带经过测长辊，带长检测传感器检测带材的总长，计算机根据测得的带料总长将控制数据分别输出到步进电机的驱动部分，以实现对两个刀头位移与角度的控制，从而控制曲线剪切。经检索发现，专利申请号92231491.8就记载了一种圆截面铁芯多根曲线硅钢带开料机，包括多个依序排列的刀架装置，由于每个刀架装置设有两个横向相对的刀架，各刀架上设有上刀片和阶梯式下刀片，该刀架可随下方的转盘及横向拖板通过可编程控制器控制的步进电机作同步转动和横向位移，刀具进给精度不高，影响了铁芯曲线开料加工的精度。数控裁剪是目前采用较多的方案，但主要集中在数控裁剪系统的各种机构设计上。经过对现有技术检索，专利申请号98226641.3与专利申请号97208956.X分别记载了一种套裁式钢带曲线开料机和圆截面变压器铁芯曲线钢带裁剪机，内容仅涉及铁芯曲线钢带裁剪装置的结构设计，很少涉及机械结构与控制一体化的综合解决方法，数控裁剪技术的应用受到很多限制，不能充分发挥数控裁剪的技术优势。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种直驱式R型变压器曲线开料机伺服进刀系统。本技术在基本数控裁剪开料机设备的基础上，曲线开料机的裁剪控制系统采用特殊的机构和电子凸轮功能来实现对曲线裁剪的精确控制。一种直驱式R型变压器曲线开料机伺服进刀系统，其特征在于，包括:工业触摸屏、嵌入式控制器、伺服驱动器、电动缸、光栅尺、刀架平移平台、滚动刀具、长度检测器、伺服电机、阻尼器、转动底盘；所述工业触摸屏通过通讯总线与嵌入式控制器通讯接口连接、嵌入式控制器通过通讯总线分别与伺服驱动器连接，伺服驱动器通过控制电缆与伺服电机连接，伺服电机与电动缸为一体化结构，电动缸输出推杆与刀架平移平台刚性连接，刀架平移平台与光栅尺相连，光栅尺与嵌入式控制器通过信号线相连，固定在刀架平移平台上的转动底盘与阻尼器连接。优选地是，包括:工业触摸屏、嵌入式控制器、第一伺服驱动器、第一电动缸、第二伺服驱动器、第二电动缸、第一光栅尺、第一刀架平移平台、第二光栅尺、第二刀架平移平台、第一滚动刀具、第二滚动刀具、长度检测器、第一伺服电机、第二伺服电机、第一阻尼器、第二阻尼器、第一转动底盘、第二转动底盘；其中:触摸屏通过通讯总线与嵌入式控制器通讯接口连接、嵌入式控制器通过通讯总线分别与第一伺服驱动器、第二伺服驱动器连接，第一伺服驱动器通过控制电缆与第一伺服电机连接，第一伺服电机与第一电动缸为一体化结构，第一电动缸输出推杆与刀架平移平台刚性连接，第一刀架平移平台与第一光栅尺相连，第一光栅尺与嵌入式控制器通过信号线相连，固定在第一刀架平移平台上第一转动底盘与第一阻尼器连接；同时伺服驱动器通过控制电缆与第二伺服电机连接，第二伺服电机与第二电动缸为一体化结构，第二电动缸输出推杆与第二刀架平移平台刚性连接，第二刀架平移平台与第二光栅尺相连，第二光栅尺与嵌入式控制器通过信号线相连，固定在第二刀架平移平台上的第二转动底盘与第二阻尼器连接，嵌入式控制器通过信号线与长度检测器相连接。优选地是，所述的工业触摸屏，完成曲线开料机的工艺参数设定、状态监测数据的显示与分析；所述的嵌入式控制器，实现进刀位置控制和补偿算法，为伺服驱动器提供开料曲线给定数据，完成对切割刀具进刀位置控制，以及料带宽度反馈信息的分析处理、开料机运行状态监测数据的采集与分析；所述的第一电动缸和第二电动缸直接驱动第一刀架平移平台和第二刀架平移平台分别带动第一滚动刀具和第二滚动刀具作横向平移运动；所述的第一光栅尺、第二光栅尺，完成对第一滚动刀具和第二滚动刀具位移量的精确测量，为嵌入式控制器提供刀具的位置信息及复位信息；所述的长度检测器主要完成检测加工料带的长度并送入嵌入式工业控制器，根据料带长度与开料宽度的位置对应关系，实时计算开料曲线宽度数据，以确定开料加工时曲线料带的宽度。优选地是，通过光栅尺实时检测开料刀具位置，并直接反馈给开料控制器，构成一个真正意义上的料带曲线宽度的闭环控制系统；通过在一个料带长度加工周期内记录下所有的料带曲线宽度数据，并与上个周期内的开料曲线数据进行比较，并进行修正，生成一个新的开料曲线宽度数据表，供加工下一个料带时调用，实现开料曲线宽度的动态补偿控制。优选地是，控制结构上采用分布式系统结构，同步控制的刀架数量将不再受限制，同步精度更高；伺服电机控制功能下移，三环(电流、速度、位置)控制功能全部由伺服驱动器完成；开料控制器主要完成开料曲线控制数据生成和补偿算法的软件实现，以提高系统执行效率；机械结构上采用了转动底盘和阻尼器的机构来实现刀架的转角运动，通过此结构，刀架的转角不再由控制系统控制，而是由机械随动系统自动地、高速地跟随硅钢带的进给和滚刀的横移，控制系统只对刀架的横向移动作准确的控制。本技术中的直驱式R型变压器曲线开料机伺服进刀系统，包括:工业触摸屏、嵌入式工业控制器、伺服驱动器、伺服电机、电动缸、刀架平移结构、滚动刀具、光栅尺、料带测长装置；其中:滚动刀具安装于刀架平移结构，刀架平移结构与电动缸刚性相连，电动缸(缸体与伺服电机为一体化结构)通过伺服电机的控制电缆与伺服驱动器相连接，伺服驱动器通过控制电缆与嵌入式工业控制器相连，嵌入式工业控制器通过通讯总线与工业触摸屏连接。所述的工业触摸屏，主要完成曲线开料机的工艺参数设定、状态监测数据的显示与分析。所述的嵌入式工业控制器，主要实现进刀位置控制和补偿算法，为伺服驱动器提供开料曲线给定数据，完成对切割刀具进刀位置控制，以及料带宽度反馈信息的分析处理、开料机运行状态监测数据的采集与分析等。所述的伺服驱动器接受开料控制器的运动控制指令，通过驱动伺服电机将料带加工宽度位置信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直驱式R型变压器曲线开料机伺服进刀系统，其特征在于，包括：工业触摸屏、嵌入式控制器、伺服驱动器、电动缸、光栅尺、刀架平移平台、滚动刀具、长度检测器、伺服电机、阻尼器、转动底盘；所述工业触摸屏通过通讯总线与嵌入式控制器通讯接口连接、嵌入式控制器通过通讯总线分别与伺服驱动器连接，伺服驱动器通过控制电缆与伺服电机连接，伺服电机与电动缸为一体化结构，电动缸输出推杆与刀架平移平台刚性连接，刀架平移平台与光栅尺相连，光栅尺与嵌入式控制器通过信号线相连，固定在刀架平移平台上的转动底盘与阻尼器连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：沈春华，李锐华，胡波，李豪，王勇，汤伟荣，林峰，刘宏，
申请(专利权)人：上海埃斯凯变压器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：