关于神经网络液压滚切剪剪切力预报模型.pdf

精密制造与 自动化 2015年第4期 i制造业信息化i 基于神经网络的液压滚切剪剪切力预报模型 吴会敏 朱清智 (河南工业职业技术学院 河南南阳 473000) 摘 要 通过分析滚切剪的工作过程，选择数学模型与神经网络型相结合的乘法网络，设计了基于BP神经网络 的液压滚切剪剪切力预报模型。通过对切入阶段和滚切阶段剪切力的数学模型计算值、实测值和预报值的比较， 证明了由该剪切力预报模型计算的剪切力精度有了很大提高。 关键词 BP神经网络 液压滚切剪 剪切力预报模型 传统的液压剪切机是中厚板生产线上的重要设备， 式中： 、 为常数；K3为刀片间隙和刀磨钝系数 完成对轧件的切头、切尾、切定尺、取样 。生产线上 1．1～1_3；K4为切入角变换修正系数，取 1．054～1．112， 大多数采用斜刃剪，其上剪刃是倾斜的，有利于减小剪 开 口度小的取上限，开 口度大的取下限； 为钢板 切力，但是剪后的钢板有横向弯曲、断面塌角等缺陷 。 的抗拉强度； 为材料延伸率；h为钢板厚度； 滚切剪有效地解决踏角和 “啃伤”缺陷问题，而且剪切 为连杆同上刀架铰接点之间的距离；r为曲柄半径 。 断面好，是中厚板生产线不可缺少的剪切设备。。。 滚切剪滚切阶段最大剪切力公式为： 随着对钢板质量要求的提高，钢板种类 日益增 Pm = s。 (2) 多。当滚切剪需要剪切一个新的钢种时，滚切剪机 需要承受多大 的剪切力 、是否超出了设备的加工能 式中： 、 为常数； 为剪刃间隙和刀磨钝系数 力， 目前都是根据 以往经验预估计剪切力的大小， 1．1～1-3； 为钢板的抗拉强度；E0为相对切入深度； 这种方式可靠性很低，容易造成设备的损坏和财产 h为钢板厚度； 为上剪刃当量倾角。 损失 。本文 以某钢铁公司28001Tim生产线定尺滚 切剪的改造项 目为依托，采用 BP神经网络与数学 2 基于BP神经网络的剪切力预报模型的设计 模型相结合，设计 了全液压滚切剪剪切力预报模型， 从公式 (1)和公式 (2)可 以看 出，计算时 、 仿真结果表明可以有效提高剪切力的计算精度。 、 是靠经验来选取，使得剪切力计算值有一定 的误差，其 中 、 的乘积一般取固定值 0．6，可 1 液压滚切剪最大剪切力公式的推导 以将这两个系数当成常量，只需对 进行修正。 滚切剪为上切式，由液压站带动左右两个和机 表示剪刃间隙和刀磨钝系数，通过钢铁厂数据分析 架铰接的卧式液压缸，推动左右两个连杆 ，两个液 可知，剪刃间隙和剪刃磨钝与钢板的厚度、宽度 、 压缸按照设定的位置与速度 曲线移动，带动上刀架 抗拉强度、剪切吨位有很大关系。剪刃间隙随着钢 实现纯滚动剪切运动 。剪切过程主要有三个阶段： 板厚度的增加而增加；随着抗拉强度的增大，金属 切入阶段、滚切阶段、切离阶段 。滚切剪最重要的 塑性降低 ，所 以剪刃间隙有所减小。 剪切过程是切入和滚切阶段 。在切入阶段钢板经历 2．1 基于BP神经网络的剪切力预报模型工作原理 弹性压入到塑性滑移的过程 ，在滚切阶段经历弹塑 液压滚切剪剪切力修正模型原理图，如图 1所 性压入到裂纹扩展的过程 ，这两个过程截然不同。 示。剪切吨位 由用户输入，钢板的材料性能在板材 滚切剪切入阶段最大剪切力公式为： 库 中查询得到，钢板的厚度、宽度 由通信模块得到， P = K~K2K3K4ab