CN103231543A - 全行程高精度伺服压装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全行程高精度伺服压装方法，属于数控机床技术领域，本发明采用伺服控制技术、传感技术、工业计算机控制技术等先进技术集成，解决了原生产过程中定位不精确、压入后工件反弹的问题，能根据不同的间隙、不同的粗糙度、不同的硬度自动调节压力、速度和过盈量，保证了定位精度稳定精确。在整个压装过程中通过对压力和位移的监控，能够精确的对弹性变形工件进行压制，减小了人工观测出现的误差，能够保证弹性变形工件的合格压制。

Description

全行程高精度伺服压装方法

技术领域

本发明属于数控机床技术领域，特别是涉及一种基于压力机的全行程高精度伺服压装方法。

背景技术

伺服压力机为采用伺服电机进行驱动控制的压力机，伺服电机对压力机下压过程可以起到控制快捷和灵活的特点。压力机下压过程中最为关键的参数是压力以及下压量或压头位移，但是，现有的伺服压力机却没有对整个下压过程中的压力和位移关系进行监测的装置或手段，即缺乏对整体下压过程的量化监控，这样没法判断加工过程中的压力位移关系是否正常，整个加工过程是否正常，削弱了伺服压力机对加工精度和质量控制的能力。

对于有弹性能够变形的工件，对其进行规范的压制难度非常大，因为工件本身带有弹性，因此十分容易出现压制不到位等情况，影响到弹性变形工件的加工精确度。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于弹性变形工件的压制方法，能够提高压制弹性变形工件的精度。

为实现上述目的，本发明提供了一种全行程高精度伺服压装方法，在数控压力机的压杆下方设置有压力传感器，所述压力传感器的输出端连接处理器的第一输入端；所述处理器的第二输入端与位移传感器的输出端连接；所述处理器的第一输出端连接伺服电机的输入端；

包括以下步骤：

步骤一、进行参数设置；该参数包括压头自动快进距离、压制压力标准值、第一压力设定值、第二压力设定值、第一设定位移值、第二设定位移值、第三设定位移值、压制位移标准值、工进压力报警值、工进预检测压力行程值、工进预检测压力上限值、工进预检测压力下限值、压制保压时间报警值、保压压力上限值和保压压力下限值；

步骤二、处理器发出信号给伺服电机，伺服电机带动压杆向下运动，压杆通过压力传感器带动数控压力机的压头向下快进；

步骤三、处理器接收压力传感器发出的的压力信号，处理器接收位移传感器发出的位移信号；检测压头的位移值和压制压力值；

步骤四、当压头位置到达压头自动快进距离时，压杆通过压力传感器带动数控压力机的压头向下工进并进行压制模式选择；当选择多位移压制模式时，执行步骤五；当选择压力压制模式时，执行步骤八；

步骤五、根据压制压力值的不同，压头压制不同距离的位移值；当压制压力值小于等于第一压力设定值时，压头压制距离为第一设定位移值；当压制压力值大于第一压力设定值且小于等于第二压力设定值时，压头压制距离为第二设定位移值；当压制压力值大于第二压力设定值时，压头压制距离为第三设定位移值；

步骤六、判断压头的位移值是否到达压制位移标准值；当压头的位移值到达压制位移标准值时，执行步骤十；当压头的位移值未到达压制位移标准值时，返回执行步骤五；

步骤七、判断压头在工进阶段的压制压力值是否超过工进压力报警值；当压头工进阶段的压制压力值没有超过工进压力报警值时，返回执行步骤五；当压头工进阶段的压制压力值超过工进压力报警值时，压头后退，然后执行步骤十；

步骤八、判断在工进阶段压头的压制压力值是否达到压制压力标准值；当在工进阶段压头的压制压力值达到压制压力标准值时，执行步骤十；当在工进阶段压头的压制压力值未达到压制压力标准值时，返回执行步骤九；

步骤九、当在工进阶段时，压头位置达到工进预检测压力行程值、压制压力大于工进预检测压力上限值或压制压力小于工进预检测压力下限值时，压头后退，然后执行步骤十；否则返回执行步骤八；

步骤十、压杆通过压力传感器带动数控压力机的压头进行保压；

步骤十一、当在保压阶段，压头的压制压力大于保压压力上限值时，压头后退；

步骤十二、当在保压阶段，压头的压制压力小于保压压力下限值时，压头下压，然后执行步骤十三；否则返回执行步骤十；

步骤十三、判断压头保压时间是否超过压制保压时间报警值；当压头保压时间超过压制保压时间报警值时，压头后退；当压头保压时间未超过压制保压时间报警值时，返回执行步骤十。

采用以上技术方案，通过对设定值与实际值的比较，判断配合间隙的等级，自动选择适应的压力值和位移值，采用压力与位移的闭环控制方法，解决压力位移曲线与预设的曲线的一致性，以上方案解决了原生产过程中定位不精确、压入后工件反弹的问题，能根据不同的间隙、不同的粗糙度、不同的硬度自动调节压力、速度和过盈量，保证了定位精度稳定精确。

进一步的，所述处理器的第二输出端还与声光报警器的输入端连接，步骤一中设置的参数还包括快进压力报警值、压制位移报警值、压制压力报警值和压制报警距离；

还包括所述处理器输出控制信号给所述声光报警器进行报警的步骤：

当在压头向下快进，压头压制压力超过快进压力报警值时，所述处理器输出控制信号给所述声光报警器进行报警；

当压头工进阶段的压制压力值超过工进压力报警值时，所述处理器输出控制信号给所述声光报警器进行报警；

当压头位置达到工进预检测压力行程值、压制压力大于工进预检测压力上限值或压制压力小于工进预检测压力下限值时，所述处理器输出控制信号给所述声光报警器进行报警；

当压头压制距离超过压制位移报警值时，压力机停止工作同时所述处理器输出控制信号给所述声光报警器进行报警；

当压头的压制压力超过压制压力报警值时，压力机停止工作同时所述处理器输出控制信号给所述声光报警器进行报警；

当压头位置超过压制报警距离时，压力机停止工作同时所述处理器输出控制信号给所述声光报警器进行报警。

由于采用以上技术方案，本发明能够针对不同情境进行报警，对工作人员进行提示，更加人性化。

进一步的，步骤一中设置的参数还包括合格压力下限值、合格压力上限值、合格位移下限值与合格位移上限值；

还包括判断工件压制合格的步骤：

当压头的压制压力在合格压力下限值与合格压力上限值范围内时，工件压制合格；否则工件压制不合格；当工件压制不合格时压头后退，同时所述处理器输出控制信号给所述声光报警器进行报警；

当压头的压制位移在合格位移下限值与合格位移上限值范围内时，工件压制合格；否则工件压制不合格；当工件压制不合格时压头后退，同时所述处理器输出控制信号给所述声光报警器进行报警。

由于采用以上技术方案，在压制完成后能够根据压制过程中检测到的压力值和位移值进行判断工件是否压制合格，同时在发现产品不合格时，还会进行报警来提示工作人员进行处理，本方案进一步的提高了工件压制的智能化，不必单独测试工件是否合格，极大的提高了工作效率。

本发明的有益效果是：本发明采用伺服控制技术、传感技术、工业计算机控制技术等先进技术集成，解决了原生产过程中定位不精确、压入后工件反弹的问题，能根据不同的间隙、不同的粗糙度、不同的硬度自动调节压力、速度和过盈量，保证了定位精度稳定精确。在整个压装过程中通过对压力和位移的监控，能够精确的对弹性变形工件进行压制，减小了人工观测出现的误差，能够保证弹性变形工件的合格压制。

附图说明

图1是本一种弹性变形工件压制控制系统的电路原理示意图。

图2是本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种用于弹性变形工件压制的控制系统，在数控压力机的压杆下方设置有压力传感器1，所述压力传感器1的输出端连接处理器2的第一输入端；所述处理器2的第二输入端与位移传感器3的输出端连接；所述处理器2的第一输出端连接伺服电机4的输入端；所述处理器2的第二输出端还与声光报警器5的输入端连接，本实施例中处理器2采用单片机实现。

如图2所示，一种全行程高精度伺服压装方法，包括以下步骤：

步骤一、进行参数设置；该参数包括压头自动快进距离、压制压力标准值、第一压力设定值、第二压力设定值、第一设定位移值、第二设定位移值、第三设定位移值、压制位移标准值、工进压力报警值、工进预检测压力行程值、工进预检测压力上限值、工进预检测压力下限值、压制保压时间报警值、保压压力上限值、保压压力下限值、快进压力报警值、压制位移报警值、压制压力报警值、压制报警距离、合格压力下限值、合格压力上限值、合格位移下限值与合格位移上限值；

步骤二、处理器2发出信号给伺服电机4，伺服电机4带动压杆向下运动，压杆通过压力传感器1带动数控压力机的压头向下快进；

步骤三、处理器2接收压力传感器1发出的的压力信号，处理器2接收位移传感器3发出的位移信号，检测压头的位移值和压制压力值；

步骤四、当压头压制压力超过快进压力报警值时，所述处理器2输出控制信号给所述声光报警器5进行报警；

步骤五、当压头位置到达压头自动快进距离时，压杆通过压力传感器1带动数控压力机的压头向下工进并进行压制模式选择；当选择多位移压制模式时，执行步骤六；当选择压力压制模式时，执行步骤九；

步骤六、根据压制压力值的不同，压头压制不同距离的位移值；当压制压力值小于等于第一压力设定值时，压头压制距离为第一设定位移值；当压制压力值大于第一压力设定值且小于等于第二压力设定值时，压头压制距离为第二设定位移值；当压制压力值大于第二压力设定值时，压头压制距离为第三设定位移值；

步骤七、判断压头的位移值是否到达压制位移标准值；当压头的位移值到达压制位移标准值时，执行步骤十四；当压头的位移值未到达压制位移标准值时，继续执行步骤八；

步骤八、判断压头在工进阶段的压制压力值是否超过工进压力报警值；当压头工进阶段的压制压力值没有超过工进压力报警值时，返回执行步骤六；当压头工进阶段的压制压力值超过工进压力报警值时，压头后退并且声光报警器进行报警，然后执行步骤十一；

步骤九、判断在工进阶段压头的压制压力值是否达到压制压力标准值；当在工进阶段压头的压制压力值达到压制压力标准值时，执行步骤十四；当在工进阶段压头的压制压力值未达到压制压力标准值时，执行步骤十；

步骤十、当在工进阶段时，压头位置达到工进预检测压力行程值、压制压力大于工进预检测压力上限值或压制压力小于工进预检测压力下限值时，压头后退并且声光报警器进行报警，然后执行步骤十一；否则返回执行步骤九；

步骤十一、判断压头压制距离是否超过压制位移报警值；当压头压制距离超过压制位移报警值时，压力机停止工作同时所述处理器2输出控制信号给所述声光报警器5进行报警；否则继续执行步骤十二；

步骤十二、判断压头的压制压力是否超过压制压力报警值；当压头的压制压力超过压制压力报警值时，压力机停止工作同时所述处理器2输出控制信号给所述声光报警器5进行报警；否则继续执行步骤十三；

步骤十三、判断压头位置是否超过压制报警距离；当压头位置超过压制报警距离时，压力机停止工作同时所述处理器2输出控制信号给所述声光报警器5进行报警；否则继续执行步骤十四；

步骤十四、进入保压模式；压杆通过压力传感器1带动数控压力机的压头保压；

步骤十五、当在保压阶段，压头的压制压力大于保压压力上限值时，压头后退，然后执行步骤十六；

步骤十六、当在保压阶段，压头的压制压力小于保压压力下限值时，压头下压，然后返回步骤十五；否则执行步骤十七；

步骤十七、判断压头保压时间是否超过压制保压时间报警值；当压头保压时间超过压制保压时间报警值时，压头后退，然后执行步骤十八；当压头保压时间未超过压制保压时间报警值时，返回执行步骤十四；

步骤十八、判断工件是否压制合格：判断压头的压制压力是否在合格压力下限值与合格压力上限值的范围内；判断压头的压制位移是否在合格位移下限值与合格位移上限值的范围内。

当压头的压制压力在合格压力下限值与合格压力上限值范围内时，工件压制合格，然后进入结束压制的步骤；否则工件压制不合格；当工件压制不合格时压头后退，同时所述处理器2输出控制信号给所述声光报警器5进行报警；

当压头的压制位移在合格位移下限值与合格位移上限值范围内时，工件压制合格，然后进入结束压制的步骤；否则工件压制不合格；当工件压制不合格时压头后退，同时所述处理器2输出控制信号给所述声光报警器5进行报警。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种全行程高精度伺服压装方法，在数控压力机的压杆下方设置有压力传感器（1），所述压力传感器（1）的输出端连接处理器（2）的第一输入端；所述处理器（2）的第二输入端与位移传感器（3）的输出端连接；所述处理器（2）的第一输出端连接伺服电机（4）的输入端；其特征在于包括以下步骤：

步骤一、进行参数设置；该参数包括压头自动快进距离、压制压力标准值、第一压力设定值、第二压力设定值、第一设定位移值、第二设定位移值、第三设定位移值、压制位移标准值、工进压力报警值、工进预检测压力行程值、工进预检测压力上限值、工进预检测压力下限值、压制保压时间报警值、保压压力上限值和保压压力下限值；

步骤二、处理器（2）发出信号给伺服电机（4），伺服电机（4）带动压杆向下运动，压杆通过压力传感器（1）带动数控压力机的压头向下快进；

步骤三、处理器（2）接收压力传感器（1）发出的的压力信号，处理器（2）接收位移传感器（3）发出的位移信号；检测压头的位移值和压制压力值；

步骤四、当压头位置到达压头自动快进距离时，压杆通过压力传感器（1）带动数控压力机的压头向下工进并进行压制模式选择；当选择多位移压制模式时，执行步骤五；当选择压力压制模式时，执行步骤八；

步骤五、根据压制压力值的不同，压头压制不同距离的位移值；当压制压力值小于等于第一压力设定值时，压头压制距离为第一设定位移值；当压制压力值大于第一压力设定值且小于等于第二压力设定值时，压头压制距离为第二设定位移值；当压制压力值大于第二压力设定值时，压头压制距离为第三设定位移值；

步骤六、判断压头的位移值是否到达压制位移标准值；当压头的位移值到达压制位移标准值时，执行步骤十；当压头的位移值未到达压制位移标准值时，返回执行步骤五；

步骤七、判断压头在工进阶段的压制压力值是否超过工进压力报警值；当压头工进阶段的压制压力值没有超过工进压力报警值时，返回执行步骤五；当压头工进阶段的压制压力值超过工进压力报警值时，压头后退，然后执行步骤十；

步骤八、判断在工进阶段压头的压制压力值是否达到压制压力标准值；当在工进阶段压头的压制压力值达到压制压力标准值时，执行步骤十；当在工进阶段压头的压制压力值未达到压制压力标准值时，返回执行步骤九；

步骤九、当在工进阶段时，压头位置达到工进预检测压力行程值、压制压力大于工进预检测压力上限值或压制压力小于工进预检测压力下限值时，压头后退，然后执行步骤十；否则返回执行步骤八；

步骤十、压杆通过压力传感器（1）带动数控压力机的压头进行保压；

步骤十一、当在保压阶段，压头的压制压力大于保压压力上限值时，压头后退；

步骤十二、当在保压阶段，压头的压制压力小于保压压力下限值时，压头下压，然后执行步骤十三；否则返回执行步骤十；

步骤十三、判断压头保压时间是否超过压制保压时间报警值；当压头保压时间超过压制保压时间报警值时，压头后退；当压头保压时间未超过压制保压时间报警值时，返回执行步骤十。

2.如权利要求1所述的全行程高精度伺服压装方法，其特征在于：所述处理器（2）的第二输出端还与声光报警器（5）的输入端连接，步骤一中设置的参数还包括快进压力报警值、压制位移报警值、压制压力报警值和压制报警距离；

还包括所述处理器（2）输出控制信号给所述声光报警器（5）进行报警的步骤：

当在压头向下快进，压头压制压力超过快进压力报警值时，所述处理器（2）输出控制信号给所述声光报警器（5）进行报警；

当压头工进阶段的压制压力值超过工进压力报警值时，所述处理器（2）输出控制信号给所述声光报警器（5）进行报警；

当压头位置达到工进预检测压力行程值、压制压力大于工进预检测压力上限值或压制压力小于工进预检测压力下限值时，所述处理器（2）输出控制信号给所述声光报警器（5）进行报警；

当压头压制距离超过压制位移报警值时，压力机停止工作同时所述处理器（2）输出控制信号给所述声光报警器（5）进行报警；

当压头的压制压力超过压制压力报警值时，压力机停止工作同时所述处理器（2）输出控制信号给所述声光报警器（5）进行报警；

当压头位置超过压制报警距离时，压力机停止工作同时所述处理器（2）输出控制信号给所述声光报警器（5）进行报警。

3.如权利要求1所述的全行程高精度伺服压装方法，其特征在于：步骤一中设置的参数还包括合格压力下限值、合格压力上限值、合格位移下限值与合格位移上限值；

还包括判断工件压制合格的步骤：

当压头的压制压力在合格压力下限值与合格压力上限值范围内时，工件压制合格；否则工件压制不合格；当工件压制不合格时压头后退，同时所述处理器（2）输出控制信号给所述声光报警器（5）进行报警；

当压头的压制位移在合格位移下限值与合格位移上限值范围内时，工件压制合格；否则工件压制不合格；当工件压制不合格时压头后退，同时所述处理器（2）输出控制信号给所述声光报警器（5）进行报警。

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