自动冲床

为满足变压器企业绝缘条料加工自动化的需要，将检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术和精密机械技术融为一体，研制了一种专用于冲制柔性非金属条形材料的自动冲床。在讨论了摩擦力驱动模型的基础上，采用模糊控制、PID 控制与神经网络结合的结构，用多节点的网络来实现模糊映射，构成了一种包含隐含层的3层模糊神经网络，用于交流伺服电机的控制，通过对电机单轴转动速率进行摩擦力自适应补偿，从而提高送料系统控制精度。通过试运行证明，该冲床运行稳定，操作精度良好。

绝缘垫块冲床结构简介

该冲床整机外形，由材料升降机构、送料机构、材料检测装置、自动冲头及控制机构构成。

（1）控制机构。考虑到控制的稳定性及现场加工环境，设计由三菱FX2N-48MT-001型PLC、FX0N-3A模拟量模块以及台达DOP-B07S201触摸屏构成。

（2）材料升降机构。其作用为将待加工的条形材料向上抬起至送料位置，在材料送完后自动下降装料，该机构采用螺杆升降，需手动调整以安装不同尺寸的材料，采用步进电机驱动。

（3）送料机构。该机构为整个自动冲床最重要也是最核心的受控装置，其性能决定了冲床整体的工作效率，其作用是自动适应条形材料的光滑程度从而改变搓轮的转动速度及下压力度，在一定的速度精度内将材料送至冲头进行加工，为保证送料精度，该装置采用伺服电机驱动，采用模糊神经PID算法进行控制。

（4）材料检测装置。采用行程开关、红外线传感器、光栅、接近开关等多种检测装置精确检测冲床的工作状态并将信号送至PLC。

（5）自动冲头。对材料进行冲压加工。

绝缘垫块工作过程分析

（1）开机初始化，若自检正常，则检查条料状态。若条料到位，可选择是否工作，若未检测到条料，则提示装填条料。首次工作只进行单次循环工作，完毕后可选择是否重复循环工作，在工作的整个过程中，红外线传感器都会检测承料托板上是否有条料，如传感器检测为0，材料升降机构自动下降至底部并提示装填材料。

（2）当升降机上升至送料检测传感器状态置1时，搓料电机起动，要求送料状态检测红外线传感器在2s内可以检测到搓出的条料，如果检测不到，说明材料未被搓出，升降机向上微调，搓料电机继续工作，若重复3次后送料状态检测传感器状态仍为0，则报警并提示检查搓料出口挡板是否异常。

（3）当送料状态检测传感器状态置1时，表示条料已搓出，送料伺服电机起动，设置了单层分拣滚轮对材料进行单层分拣（确保每次只搓出一根条料），将单层分拣传感器状态0作为送料电机工作条件之一（在程序中用触点的串联形式表示），当材料前端到达料头位置传感器位置使传感器置位后，搓料电机停止运行，升降机下降 3mm从而减小条料抽取阻力，从而达到节能的效果并防止下一条料被提前搓出。在此过程中用光栅全程检测材料的输送速度并换算为单位时间产量显示输出。

如果材料表面很光滑无法搓出，控制系统取消搓料，改用强力吸盘吸取材料送出，既可以保证送料速度又兼顾了节能。

（4）当料头位置传感器状态置1时，送料步进电机开始步进工作，条料到达冲头下方指定位置触发冲头行程开关，冲头向下冲制，根据工作模式（单步、单周、重复）决定送料步进电机是否继续送料。在整个工作过程中，全程检测是否有急停中断、传感器置异常等信号。

（5）当料头位置传感器状态出现下降沿时，表示料尾到达，送料电机反向转动若干步，将尾料抽出送至尾料收集器，然后进行下一循环。