在线测量中的水压闭环控制方案.pdf

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1、第５期（总第２０４期）机械工程与自动化No．５２０１７年１０月MECHANICAL_ENGINEERING_&_AUTOMATIONOct．文章编号：１６７２‐６４１３（２０１７）０５‐０１６１‐０３在线测量中的水压闭环控制方案１２２２２肖乐夫，刘_钢，毕庆贞，姚_彬，葛广青（１．上海工程技术大学，上海_２０１６２０；２．上海拓璞数控科技股份有限公司，上海_２０１１１１）摘要：为了高精度地测出弧板的厚度，提出了在线测量的方法，并主要分析在线测量中重要的水压闭环控制子系统的控制方案。基于西门子PLC对水压进行控制，通过自适应算法实现水压的恒定，从

2、而实现在线测量。采用水压闭环控制实现了对弧板厚度的在线测量，通过测厚仪实时读取弧板的厚度，精度达到０.０１mm。关键词：在线测量；水压；闭环控制；PLC中图分类号：TP２７３___文献标识码：A［６］0_引言制；周晓娟、刚轶金、贾继灏利用PID控制算法设计［７］相对于传统刚性工装装配产品离线测量方式，在了恒压供水的控制系统；李刚通过对水压机主缸油线测量技术实现了产品装配、测量和误差补偿的集成，压PID闭环的控制改造，提高了主缸油压系统的控制［１］其测量结果直接以实时数字量表征。在线测量技术精度和对水压的跟随响应速度，从而提高了密封圈的［８］的运

3、用主要为达到两个目的：①能够通过在线测量为使用寿命，保证了设备的稳定正常运行。本文用水实时误差补偿提供反馈，对不合格的零件进行补偿加压传感器和电动球阀组成一个闭环回路，通过自适应工，保证零件加工过程中的加工精度；②加工过程和测算法及PLC编程，从而达到稳定水压的效果，最终达量过程同时进行，能够及时得到零件的加工精度信息，到在线测量的目的。从而判断零件精度是否合格，如果不合格则增加必要1_水压闭环控制方案［２］的修正加工工作，从而提高生产效率。本实验是对弧板进行在线测量，其标准厚度为近年来，随着航空工业的发展，大型薄壁形状零件５．５６mm，通过测

4、厚仪得到各测点的厚度，要求其精度的应用越来越广泛，这类零件具有形状复杂、加工精度达到０．０１mm。［３］要求高、刚度较低的特征。本实验是对通过五轴机测量环境是AC双转台五轴数控机床，其具有３床加工的一块精度要求非常高的弧板进行测量，为了个移动轴和２个旋转轴，X、Y、Z为移动轴，A、C为旋实时测出薄壁弧板的厚度，提出了在线测量的方法，即转轴。测量设备主要有测厚装置、弧板、喷嘴、一字螺在线实时测量弧板上每个点的厚度。在线测量系统中丝刀、水压传感器（量程为０MPa～１MPa）、电动球有３个闭环控制系统：水压闭环控制系统、压力闭环控阀、压力桶。测量工件

5、如图１所示，水压传感器如图２制系统和进给速度闭环系统。其中，水压闭环控制是所示，电动球阀如图３所示，水压闭环控制系统管路连在线测量中重要的子系统，是关系到在线测量能否接示意图如图４所示。正常进行的一个重要环节，水压的稳定性对测量读水压传感器是把带隔离的硅压阻式压力敏感元件数有重大影响，所以本文对水压闭环控制系统进行封装于不锈钢壳体内制作而成，它能将感受到的液体设计。或气体压力转换成标准的电信号对外输出。水压传感实现水压恒定的算法有自适应算法、PID算法等，器的目的是为了检测当前水压值，然后反馈信号给许多学者开展了关于水压控制系统的设计，尹凯通过

6、PLC，从而控制球阀的转角。在在线测量的过程当中，压力传感器对水压进行采样，采用PLC的PID模块进水压传感器应该接在电磁阀的上游，从而形成一个反［４］行闭环控制，实现了灌溉系统的节水节能；钟丽娟通馈调节，即一个闭环回路控制。过变频器实现三相交流电机的软启动和电机转速的控电动球阀是由旋塞型球阀和电动执行器组合而成，制，使得整个系统最终实现了闭环的、自动的、恒压的、电动执行器输入０V～１０V的电压从而控制球阀的０°～［５］变频的供水功能；齐继阳、孟洋、李金燕等通过压力９０°转角。此电动球阀可以对转角进行连续调节，开关时传感器将采集的出水口压力反馈

7、给控制器，控制器运间只需要２s（即阀门从０°开到９０°的时间只需要２s）。用模糊PID控制算法经运算后将控制水泵转速的信闭环控制是将输出量直接或间接反馈到输入端形号输送给变频器，从而控制供水压力，实现了闭环控成闭环并参与控制的控制方式，若由于干扰的存在使上海市软件和集成电路产业发展专项资金项目（１５０６０４）；上海特种数控装备及工艺工程技术研究中心支持收稿日期：２０１７‐０３‐１５；修订日期：２０１７‐０６‐２９作者简介：肖乐夫（１９９３‐），男，湖北洪湖人，在读硕士研究生，研究方向：控制技术。·１６２·机械工程与自动化____________

8、___２０１７年第５期_［９］系统实际输出偏离期望输出，系统自身便利用负反馈的抗干扰能力，即闭环控制能自动排除外界对系统［１０］产生的偏差所取得的控制