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¿Cómo conseguir un control preciso de la posición del cilindro en su plegadora?

Lograr la digitalización y la automatización en el procesamiento de chapa metálica es necesario para la transformación y actualización de la industria de la chapa metálica, y también es una señal importante del avance de la tecnología de plegadoras CNC.

A través de robots de chapa metálica desarrollados de forma independiente, se puede lograr la carga y descarga de prensas plegadoras CNC y el funcionamiento sin personal, y se puede llevar a cabo la integración y conexión sin fisuras entre robots y prensas plegadoras CNC, proporcionando soporte técnico básico para talleres digitales y fabricación inteligente en la industria de procesamiento de chapa metálica.

1. Breve introducción al servosistema hidráulico

Existen dos servosistemas hidráulicos de uso común: el sistema de control de servoválvula y el sistema de control de bomba de accionamiento directo servo. El sistema de control de servoválvula controla el flujo del cilindro hidráulico mediante el uso de una servoválvula, que tiene las ventajas de velocidad de respuesta rápida y buenas características dinámicas.

Sin embargo, tiene desventajas como los elevados requisitos de calidad del aceite hidráulico, el elevado aumento de temperatura, la baja eficiencia y la gran pérdida de potencia. El sistema de control de la bomba de servoaccionamiento directo cambia el caudal de salida de la bomba modificando la velocidad del servomotor, con lo que cambia el movimiento del cilindro hidráulico y se consigue controlar la velocidad.

El sistema de control de bomba de servoaccionamiento directo tiene las ventajas de una estructura compacta, menos componentes, menos puntos de fallo, bajos requisitos de calidad del aceite, pequeña pérdida de potencia del sistema, alta eficiencia, amplio rango de control de velocidad y fácil consecución de un control de alta precisión.

Por lo tanto, es un área en la que las válvulas tradicionales controladas prensa plegadora sistemas no pueden abrirse paso.

Factores como la temperatura del aceite, el módulo de elasticidad del volumen de aceite, la viscosidad y la presión del sistema afectan al rendimiento del sistema de servodirección directa hidráulica.

Para conseguir un control fiable y preciso del sistema de control de la bomba servoaccionada directa hidráulica, es necesario establecer un modelo matemático del sistema.

En el modelado de identificación de sistemas, los métodos de medición de características dinámicas más utilizados incluyen la determinación de la respuesta de paso en el dominio del tiempo y el método de determinación de la frecuencia en el dominio de la frecuencia.

El primero sólo necesita añadir una señal de entrada escalonada al objeto medido y medir la curva de respuesta de la salida en el extremo de salida, a partir de la cual se puede obtener mediante análisis la función de transferencia del objeto estudiado.

Este método de medición tiene un equipo sencillo y una carga de trabajo baja, pero su precisión de prueba no es alta.

El método de determinación en el dominio de la frecuencia aplica al objeto estudiado señales sinusoidales de igual amplitud pero distinta frecuencia, mide la relación de amplitud entre las señales de entrada y salida y obtiene las características de amplitud-frecuencia del sistema probado.

2. Sistema de control eléctrico

El sistema de control eléctrico utiliza el controlador de movimiento ESMotion N35 y el PLC Omron CP1H-XA40DR conectados mediante el protocolo de comunicación MODBUS, complementados con sensores de desplazamiento de alta resolución, sensores de presión de alta respuesta y un ordenador superior HMI.

El controlador ESMotion se utiliza como submódulo de control de bucle cerrado para realizar la tarea de control de posición de alta precisión durante el proceso de trabajo. El diagrama del sistema de control se muestra en la Figura 2.

Cuando la prensa de aceite se encuentra en un proceso que no requiere un control de posición preciso, como el descenso rápido, la liberación de presión y el retorno, la función de posición de bucle cerrado se desactiva.

El controlador de movimiento acepta comandos de velocidad y presión del PLC a través de la comunicación Modbus y sólo sirve como transición intermedia para controlar el servocontrolador.

Durante la etapa de trabajo, se inicia el control en bucle cerrado de alta precisión, y el controlador de movimiento toma directamente las señales del sensor de desplazamiento y del sensor de presión para el funcionamiento en bucle cerrado, emite el comando de velocidad calculado y controla la velocidad del servomotor para lograr un control de posicionamiento de alta precisión.

Para evitar el problema de la desviación de posición causada por el retardo del corte de la electroválvula cuando el control de posición está en marcha, el control de la electroválvula presurizada está especialmente tratado, y se utilizan relés de estado sólido para controlar el encendido y apagado de la electroválvula.

Después de que el controlador de movimiento juzga la señal de posición en el lugar, controla directamente la acción del relé de estado sólido.

Además, el controlador de movimiento está conectado externamente con un bucle de comprobación de seguridad para detectar el estado de la comunicación con el PLC en tiempo real.

Cuando se detecta un error de comunicación o del sistema, se activa el mecanismo de alarma de seguridad para garantizar la seguridad de la máquina y del personal.

2.1 Controlador de movimiento

Los productos de la serie ESMotion son controladores de movimiento multifuncionales diseñados para el control de movimientos complejos y Máquina CNC aplicaciones de herramientas. El sistema adopta un diseño modular y dispone de numerosas interfaces externas, como analógica, puerto serie, Ethernet, codificador, etc.

Soporta el entorno de desarrollo integrado VTB, integrado con un gran número de algoritmos y funciones de función; soporta varios métodos de interpolación, control de movimiento multieje, y soporta protocolo Modbus, protocolo CANOpen, protocolo EtherCAT, etc.

La serie NG35 es el controlador de gama más alta para control multieje, que utiliza un microcontrolador de 32 bits a 150 MHz para lograr un control de interpolación rápido y preciso del eje. Puede ampliarse con hasta 8 módulos de E/S y admite la descarga y depuración de programas a través de Ethernet.

Especialmente, puede dibujar la curva de movimiento esperada, capturar la curva de movimiento real, comparar las dos y ajustar los parámetros correspondientes para que la trayectoria real del bloque deslizante se aproxime a la trayectoria ideal. Esta función simplifica enormemente el proceso de ajuste y diagnóstico de todo el sistema de movimiento.

2.2 Protocolo de comunicación

El protocolo Modbus es un lenguaje universal utilizado en los controladores electrónicos, y se ha convertido en un estándar industrial común. Este protocolo permite la comunicación entre controladores, redes y otros dispositivos.

Existen dos modos de transmisión en el protocolo Modbus: ASCII y RTU. Dado que la principal ventaja del modo RTU es que su densidad de caracteres es mayor que la del modo ASCII bajo la misma velocidad de transmisión, se utiliza el modo de transmisión RTU para conectar el controlador de movimiento y el PLC en este sistema de control eléctrico.

Todos los dispositivos del bus Modbus deben tener el mismo modo de comunicación y los mismos parámetros de comunicación serie.

En primer lugar, es necesario establecer la configuración del puerto serie en el lado del PLC, que incluye principalmente parámetros como la velocidad en baudios, el formato, el modo y el número de bytes recibidos. También es necesario configurar los parámetros correspondientes del controlador de movimiento ESMotin para completar los ajustes de comunicación de la parte hardware.

Dado que el PLC de Omron almacena los datos en palabras como unidad más pequeña, mientras que el controlador se comunica en bytes, debe prestarse atención a la correspondiente conversión entre palabras y bytes durante la transmisión y verificación de los datos.

La digitalización y la automatización de la transformación de la chapa son necesarias para la transformación y la modernización de la industria china de la chapa, y son también un signo importante de la mejora de la competitividad de la industria china de la chapa. Prensa plegadora CNC tecnología.

Mediante el desarrollo independiente de robots de chapa metálica, se puede automatizar la carga y descarga de prensas plegadoras CNC, y se puede lograr una integración perfecta del sistema entre robots y prensas plegadoras CNC, proporcionando un soporte técnico básico para la realización de talleres digitales y fabricación inteligente en la industria de procesamiento de chapa metálica.

La unidad de plegado basada en funcionamiento robotizado se ha utilizado ampliamente en industrias como armarios de distribución de alta y baja tensión, paneles de puertas de ascensores y fabricación de puertas antirrobo.

Basado en tecnología robótica, el curvado de chapas La unidad integra plegadoras CNC, robots, mecanismos de transporte de material, clasificación de material y almacenamiento de material para lograr una producción totalmente automática desde la alimentación de material, el plegado hasta el apilado.

La unidad de plegado puede equiparse con robots universales de empresas como Kuka, ABB, Yaskawa, Estun, etc., y chapa metálica robots de empresas como Yangzhou Hengjia y Tianshui Forging.

Varias empresas de robots han desarrollado paquetes de procesos y paquetes de software adecuados para el plegado robotizado con el fin de satisfacer la vinculación entre prensas plegadoras y robots.

Estun ha desarrollado Estun Smart Robot Bending, un software de programación offline dedicado para robots plegadores, que puede generar automáticamente programas de plegado de robots importando los dibujos de la pieza de trabajo de plegado al software, eliminando la necesidad de enseñanza manual y resolviendo el problema del seguimiento del plegado. Acorta el tiempo de programación y se adapta a la producción en serie.

El paquete de software de curvado admite dos métodos de comunicación: E/S y comunicación Ethernet con el prensa plegadora que puede leer las señales de la prensa plegadora, los parámetros del molde, la velocidad de plegado, y utilizar directamente la caja de aprendizaje para llamar a las instrucciones de la prensa plegadora y controlar la prensa plegadora para arrancar.

4. Conclusión

En conclusión, esta máquina de acabado de precisión está diseñada y desarrollada para reducir la cantidad de procesamiento posterior al rectificado de piezas pulvimetalúrgicas.

Todo el sistema de control rompe con el método convencional y adopta el control de la servobomba en lugar del control de estrangulación de la servoválvula, lo que no sólo evita el rápido aumento de la temperatura del aceite causado por una gran cantidad de desbordamiento, sino que también simplifica la conexión de la tubería y reduce el riesgo de fugas de aceite conjunto.

El método de control del módulo maestro-esclavo se utiliza en el sistema de control eléctrico, utilizando plenamente las características del controlador de movimiento con una rápida potencia de cálculo, alta velocidad de procesamiento y un fuerte control lógico PLC.

El controlador de movimiento y el PLC se combinan eficazmente a través del protocolo de comunicación Modbus, están estrechamente vinculados entre sí y desempeñan sus respectivas ventajas para lograr un control de posicionamiento de alta precisión de esta máquina herramienta.

La precisión de repetibilidad puede alcanzar ±0,01 mm, y la eficiencia de funcionamiento es de 6 piezas/minuto, lo que satisface los requisitos del cliente.

¡A un paso!

Iniciar una revolución en la transformación de chapa metálica

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