剪折機床智能定位的方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種剪折機床智能定位的方法。
【背景技術】
[0002] 剪折機床的后擋料通過電機傳動實現(xiàn)位置的快速定位，用于控制所加工板材的送 料長度，目前后擋料的傳動采用異步電機的方式仍然受中小客戶所青睞。異步電機定位多 采用慣性定位控制實現(xiàn)，控制精度存在不穩(wěn)定性，而且定位效率低。
[0003] -直以來，對數(shù)控機床提高定位精度和工作效率稍有研究，常以提高定位精度為 主，而忽略的定位效率。如：申請?zhí)枮?00510024624.8，發(fā)明名稱"基于滑行距離的'三點式' 位置控制方法"的專利，是針對三相異步電機控制，計算滑行距離；而且滑行距離計算要求 電機轉速必須達到勻速狀態(tài)，方可保證定位精度；申請?zhí)枮?01210538804.8，發(fā)明名稱"一 種剪板機或折彎機后擋料的定位方法"的專利，是針對三相異步電機控制，通過有限次慣量 逼近到達目標位置的方法，多次計算補償并轉換為持續(xù)控制時間。
[0004] 上述兩種方法均采用了多次定位，通過滑行距離或者慣性逼近進行補償?shù)竭_目標 位置的方法，提高了定位精度的同時，消耗了時間作為代價。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明需要解決的技術問題是針對現(xiàn)有機床應用，提供一種剪折機床智能定位的 方法;可在不使用變頻器或者其他調速裝置的情況下，提高剪折機床后擋料的定位精度和 定位效率，減少人工參與，提高機械機床的智能化、數(shù)控化。
[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術方案是：
[0007] -種剪折機床智能定位的方法，剪折機中設置有驅動電機和用于控制驅動電機的 運動控制單元，驅動電機的輸出軸連接用于驅動后擋料做前后直線往復運動的絲桿，還包 括位置檢測單元，所述的位置檢測單元用于檢測后擋料的實時位置并反饋至運動控制單 元，所述的后擋料的定位方法包括如下步驟：
[0008] (1):參數(shù)設定，由η個斷點將絲桿上后擋料限位范圍分成n+1段，設第i個斷點處絲 桿的摩擦系數(shù)為匕、停止慣量為 ￡l，其中η是大于1的整數(shù)，i是介于0和η之間的整數(shù)，在運動 控制單元中輸入絲桿的長度、后擋料限位范圍、各段絲桿的摩擦系數(shù)匕和后擋料實際停止 位置與最優(yōu)停止位置X之間的到位允許誤差σ，停止慣量為^取默認值；
[0009] (2):計算各斷點區(qū)間的區(qū)間停止慣量δ(Χι)，運動控制單元根據(jù)輸入的絲桿分段 計算各斷點區(qū)間的區(qū)間停止慣量S (Xl )，計算方式是
[0010]
[0011] 其中C0是
[0012] 默認的摩擦系數(shù)；
[0013 ]由此解析出各個目標位置的區(qū)間停止慣量
[0014] (δι,δ2, ··· ,δη) =c〇(ci,C2, ··· ,cn)[Diag(ei, ε2, ···, εη)]
[0015] 并儲存計算出的δ (Xi);
[0016] (3):設定最優(yōu)停止位置，運動控制單元自動識別最優(yōu)停止位置所在的絲桿斷點 區(qū)間以及該斷點區(qū)間的區(qū)間停止慣量S (Xl);
[0017] (3.1)運動控制單元計算定位到達預期的目標位置區(qū)域[X廠0，&+0]的停止位置， 運動控制單元輸出電機控制信號為 Xj±S(Xl)，驅動電機帶動絲桿驅動后擋料向最優(yōu)停止位 置xj運動至距離為S(xi)時停止；
[0018] (3.2)位置檢測單元檢測后擋料的實際停止位置并將后擋料的實際位置反饋至運 動控制單元；
[0019] 如果后擋料的實際停止位置位于[Xj-0，Xj+0]區(qū)域內，位置檢測單元輸出到位信 號，定位結束；
[0020] 如果后擋料的實際停止位置位于[以-σ，^+σ]區(qū)域外，則重復步驟（3.1)和步驟 (3.2) ，直至到后擋料的實際停止位置位于[Xj-0，Xj+0]區(qū)域內，位置檢測單元輸出到位信 號，定位結束。
[0021] 本發(fā)明方法的剪板機或者折彎機控制系統(tǒng)，合理減少人工參與程度，采用完全自 動控制的方法，由于本發(fā)明不需要電機勻速轉動，因此可在不使用變頻器或者其他調速裝 置的情況下，提高剪折機床后擋料的定位精度和定位效率，減少人工參與，提高了數(shù)控機械 機床的智能化、數(shù)控化。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明方法先計算出最優(yōu)停止位置的區(qū)間停止慣 量，在后擋料距離最優(yōu)停止位置的距離為該區(qū)間停止慣量時電機停止，后擋料在慣性的作 用下最多再運動的距離是該區(qū)間停止慣量，因此提高了一次定位成功率，減少了繼電器的 開關次數(shù)，減少了電機正反轉切換的頻次，保護了繼電器的使用壽命，減少了維護成本。
[0022] 作為本發(fā)明的進一步改進，在步驟(3.2)中，
[0023]如果后擋料的實際停止位置尚未到達[幻-0士+0]區(qū)域，則重復步驟(3.1)和步驟 (3.2) ，直至到后擋料的實際停止位置位于[Xj-0，Xj+0]區(qū)域內，位置檢測單元輸出到位信 號，定位結束；
[0024]如果后擋料的實際停止位置超過[以-σ，Χ#σ]區(qū)域，則重復步驟（3.1)和步驟 (3.2) ，并且該過程中運動控制單元控制驅動電機驅動絲桿反轉，直至到后擋料的實際停止 位置位于[q-σ，q+σ ]區(qū)域內，位置檢測單元輸出到位信號，定位結束。
[0025]本發(fā)明通過電機的正轉與反轉實現(xiàn)后擋料朝著電機方向或者遠離電機的方向運 動。
[0026] 作為本發(fā)明的進一步改進，步驟(1)中還包括輸入距離a，如果步驟(3.2)中后擋料 的實際停止位置位于[xr0，Xj+0]區(qū)域外并且與[礦 0，幻+0]區(qū)域的端點的距離小于a，則電 機驅動后擋料至距離[&-σ，&+ σ]區(qū)域大于a后再重復步驟(3.1)和步驟(3.2)。
[0027] 當后擋料的實際停止位置與[XnXj+0]區(qū)域位置較近時，電機轉動就可能是的后 擋料超出[ Xj-0，Xj+0]區(qū)域并且超出的距離也很小，所以本發(fā)明采用單邊定位的方式，先將 后擋料驅動到距離[幻-0，幻+0]區(qū)域較遠的位置再定位。
[0028] 作為本發(fā)明的進一步改進，步驟（1)中還輸入有最大重復次數(shù)，所述的最大重復次 數(shù)是步驟(3.2)中重復步驟(3.1)和步驟(3.2)的次數(shù)。
[0029] 作為本發(fā)明的更進一步改進，最大重復次數(shù)為3次。
[0030]本發(fā)明中限定最大重復次數(shù)，如果經過三次定位，后擋料定位精度仍不滿足規(guī)定， 則需要對硬件進行檢測，同時限定最大重復次數(shù)，減少定位的時間，通過多次實驗證實，本 發(fā)明中一次定位成功率達到94 %，二次定位的成功率達到100 %。
[0031]綜上所述，本發(fā)明的有益效果是：一次定位成功率高，繼電器的使用壽命長，維護 成本低。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明中定位系統(tǒng)的框圖。
[0033]圖2是本發(fā)明中定位系統(tǒng)的結構示意框圖。
[0034]圖3是本發(fā)明的定位方法流程圖。
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步的說明。
[0036]如圖1和圖2所示，剪折機中設置有驅動電機、位置檢測單元和用于控制驅動電機 的運動控制單元，驅動電機的輸出軸連接用于驅動后擋料做前后直線往復運動的絲桿，所 述的位置檢測單元用于檢測后擋料的實時位置并反饋至運動控制單元，所述的后擋料的定 位方法如圖3所示，具體的步驟如下：
[0037] (1):參數(shù)設定，由η個斷點將絲桿上后擋料限位范圍分成η+1段并輸入η的數(shù)值，設 第i個斷點處絲桿的摩擦系數(shù)為G、停止慣量為￡l、數(shù)值a，其中η是大于1的整數(shù)，i是介于0和 η之間的整數(shù)，在運動控制單元中輸入絲桿的長度、后擋料限位范圍、各段絲桿的摩擦系數(shù) G和后擋料實際停止位置與最優(yōu)停止位置X之間的到位允許誤差σ，停止慣量為ει取默認值；
[0038] (2):計算各斷點區(qū)間的停止慣量δ(Χι)，運動控制單元根據(jù)手動輸入的絲桿分段 計算各斷點區(qū)間的區(qū)間停止慣量S (Xl )，計算方式是
[0039]
[0040] 其中CO是默認的摩擦系數(shù)；
[0041] 由此解析出各個目標位置的區(qū)間停止慣量
[0042] (δι,δ2, ··· ,δη) =co(ci,C2, ··· ,cn)[Diag(ei, ε2, ···, εη)]
[0043]并儲存計算出的δ(Χ?);
[0044] (3):定位測試：以斷點位置^為最優(yōu)停止位置測試，運動控制單元自動識別最優(yōu) 停止位置所在的絲桿斷點區(qū)間以及該斷點區(qū)間的區(qū)間停止慣量δ (Xl);
[0045] (3.1)運動控制單元輸出電機控制信號為Xi ± δ(Χ?)，驅動電機帶動絲桿驅動后擋 料向最優(yōu)停止位置Xi運動至距離為δ Ui)時停止；
[0046] (3.2)位置檢測單元檢測后擋料的實際停止位置并將后擋料的實際位置反饋至運 動控制單元；
[0047]如果后擋料的實際停止位置位于[Χι-σ，Χι+σ]區(qū)域內，位置檢測單元輸出到位信 號，定位結束；
[0048]如果后擋料的實際停止位置位于[Χι-σ，Χι+σ]外，則重復步驟(3.1)和步驟(3.2)， 直至到后擋料的實際停止位置位于[Χι_σ，Χι+σ]區(qū)