[实用新型]高定尺精度飞锯的主从脉冲控制装置

说明书

技术领域

本实用新型属于焊管生产设备领域，涉及焊管生产，将连续焊接并且在行进中的钢管切断成符合定尺精度要求的管段的飞锯的控制，特别涉及高定尺精度飞锯的主从脉冲控制装置。

技术背景

飞锯(FLYING SAW)是焊管生产所需的一台重要设备，它将连续焊接并行进中的钢管切断成符合定尺精度要求的管段。

为完成切断任务对飞锯有一个最基本的要求，即飞锯必须在行进中完成锯切，故锯切时飞锯须与钢管保持严格的同步，否则切断无法顺利完成。

第二个要求是定尺的要求，由于当飞锯与钢管同步运行时，管与锯的相对位置再也不发生变化，故为获得满意的定尺必须在飞锯加速并追踪钢管的整个过程中对其运动严格控制，利用两者的速度差来调整两者的相对位置以保证在达到同步的那一瞬间钢管端面相对于锯的伸出量正好等于定尺值。

如图1所示，设飞锯从零速开始按等加速曲线运行去追踪钢管，并设钢管在追踪的整个过程中以不变的速度运行，则在追踪过程中钢管的位移量等于，L₁＝V_管×(T₁-T₀)，式中：

L₁--追踪过程钢管的位移量，

V_管--钢管速度，

T₀--追踪开始时间，

T₁--追踪结束时间，

而飞锯的位移量等于L₂，追踪过程钢管相对飞锯的附加伸出量为：ΔL＝L₁-L₂，ΔL为追踪过程钢管的附加伸出量。

为获得定尺，在飞锯开始追踪时钢管相对与飞锯的予伸量L₀＝L-ΔL，

L₀为追踪开始时钢管的预伸量，

L为钢管定尺值。

如上所述，飞锯完成定尺切断的控制过程可作如下描述：

1)飞锯静止时系统控制预伸量，当预伸量达到L₀值时，飞锯立即转入追踪过程；

2)飞锯在追踪过程，飞锯加速运行最终达到同步，而在加速过程严格控制附加伸出量ΔL。

附加伸出量的绝对量并不重要，重要的是它必须是一个不变量。钢管的运行难免出现波动，尤其是当生产线启动与减速过程中，速度变化剧烈，如何使ΔL保持不变就更为重要。

目前普遍采用的飞锯DDS(数字直流伺服)控制系统采用速度采样并用采样的结果调制一个直流调速系统来控制追踪运动曲线以获得同步与附加伸出量不变的双重目标。

带编码器的测速轮产生直接反映钢管运动的脉冲序列，计数器在规定的时间间隔内完成对管脉冲的计数，计数值除以时间间隔值便是钢管的速度。由于脉冲相位的漂移及计数取整，脉冲计数可能出现1个脉冲的截断误差，此误差为随机误差，无法控制。

设管脉冲序列的频率为40KHz，采样周期为4ms，标准采样计数为160，1个脉冲的相对截断误差为0.0625％。

当管脉冲序列的频率减为20KHz，采样周期减为2ms，标准采样计数为40，1个脉冲的相对截断误差增加为2.5％，显然频率愈高，采样周期愈长，相对截断误差愈小。

因此减少截断误差对控制精度的影响有两个办法，一是增加脉冲序列的频率，但此措施受编码器分辨率的限制。二是加大采样时间间隔，而这又与为提高跟踪精度须减小采样间隔的要求形成对抗。

采用这种速度采样并利用采样结果来调制速度的办法遇到了不可克服的矛盾，因而这就决定了它不可能得到满意的定尺精度。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种高定尺精度飞锯的主从脉冲控制装置，能够得到满意的定尺精度，减少截断误差。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是，高定尺精度飞锯的主从脉冲控制装置，包括：依次相连的编码器、脉冲选择模块、数字分频模块、脉冲整形模块、伺服控制器、产生与钢管运动成严格比率关系或严格同步的飞锯小车运动的伺服电机，脉冲选择模块还与脉冲整形模块直接相连，脉冲选择模块设置有脉冲选通信号输入端，数字分频模块设置有分频控制字信号输入端，伺服控制器设置有方向控制信号输入端。

数字分频模块由4个乘法器组成。