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焊丝层绕机微机控制系统的研究

更新时间：2020-03-02 15:31:02 大小：2M 上传用户：zhiyao6 查看TA发布的资源 标签：微机控制系统 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

随着我国现代化加工制造业的高速发展和焊接工艺水平的提高，不断增加，焊丝生产的发展扩大了对焊丝层绕机的需求。采用单片机绕机，不仅实现了焊丝层绕的自动控制，极大的提高了生产效率，而且具有自动称重、恒张力控制、异常情况报警等功能。本课题的研究对于计算机控制卷绕等领域具有重要的实际意义。本课题研制了焊丝层绕机微机控制系统，选用Cygnal公司的C8051 F005单片机，对层绕机各个控制部分进行了硬件设计，包括光电编码器四倍频细分、步进电机接口驱动、称重、显示驱动、键盘扫描及制动器恒流驱动等电路，重点研究了主轴电机转速测量方法，并开发了光电编码器4倍频细分电路。深入分析了焊丝层绕机绕线过程中产生乱线的各种因素，找到了乱线的根源，提出了合乎实际的过程控制方式，即系统先计算并显示第一层焊丝的绕线圈数，指导完成一个绕线进程，然后自动重复多个绕线进程绕线，以避免计算累计误差和乱线现象发生，提高绕线效率。在绕丝过程中，为了保证焊丝的质量，必须在缠绕过程中保持张力稳定：在论文中设计了以磁粉制动器为执行器件的闭环张力控制系统，设计了磁粉制动器功率驱动电路。对张力控制系统的工作原理，执行元件的特性作了深入分析，并给出了用于张力闭环控制系统的积分分离式PID控制算法。针对常规PID在张力控制中控制参数难以整定的问题，提出一种基于模糊控制原理的自适应PID控制器，根据偏差和偏差变化率来实时调整参数。控制系统的软件由主程序、中断服务程序及其他子程序组成。程序设计采用模块化、清晰易读。软件设计的核心是主轴电机的检测、步进电机的速度控制以及绕线进程控制。步进电机的速度控制采用定时器中断的方法，在定时器中断服务程序中通过设定不同的定时器初值，即可产生不同频率的脉冲，从而实现步进电机转速的控制。现场实验表明，研制开发的焊丝层绕机控制系统可以完成各种材料的焊丝绕制，绕丝效率高，达到了预期的功能和效果。