基于SIMOTION的搅拌摩擦焊接机控制系统设计

摘要

搅拌摩擦焊是一种新型的固相焊接技术,相比其他传统焊接技术,搅拌摩擦焊拥有众多的优点,其在各个行业也得到了越来越广泛的应用。本文为一实验性搅拌摩擦焊设备设计了控制系统,该系统能够实现恒压力与恒位移位移两种控制方式的焊接,以满足各种工艺实验的需求。
　　首先,介绍和分析了搅拌摩擦技术的原理、特点和工艺要求,以及搅拌摩擦焊设备的组成、功能与控制要求,为控制系统设计提供参考和依据。
　　其次,本文基于 Simotion设计了控制系统的总体方案,并依据依据总体方案对控制系统的硬件和软件进行了设计,硬件设计包括元器件的选型与电气原理图的绘制,软件设计包括触摸屏界面的设计与Simotion控制程序的设计。
　　随后,本文对主轴液压缸压力与位移的闭环控制进行数学建模与分析,设计了积分分离式的PID控制算法,并使用这种控制方法在Matlab中对压力与位移控制的数学模型进行了仿真,得出了具有参考意义的控制参数。
　　最后,对设计好的系统进行了调试与实验。对液压缸位移与压力闭环控制进行的调试与分析,并得出了较为合理的控制参数。其次对恒位移与恒压力两种控制方式的搅拌摩擦焊接进行了对比实验,对比和分析了两种焊接控制方式的优缺点,为下一步搅拌摩擦焊设备的开发提供了经验与理论参考。