CN107482958A - 一种基于二自由度机械伺服高速精冲机双电机协同控制方法 - Google Patents

一种基于二自由度机械伺服高速精冲机双电机协同控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于二自由度机械伺服高速精冲机双电机协同控制方法，包括以下步骤：S1、将精冲机的主电机和副电机的曲柄相位均重置到加速起始相位角；S2、以精冲机的滑块到达上死点为一个冲压周期的起点，将主电机和副电机的速度控制函数同时切换至加速段，完成加速后主电机和副电机均在高速段保持匀速运转；S3、当主电机和副电机的曲柄转到减速起始相位角时，将主电机和副电机的速度控制函数分别切换至减速段，主电机减速完成后切换至低速冲裁段，副电机减速完成后保持0速不动；S4、当滑块继续上行进行冲压作业到达上死点后，返回步骤S2。本发明可以实现二自由度高速精冲机双电机协同控制，提高精冲机的控制精度。

Description

一种基于二自由度机械伺服高速精冲机双电机协同控制方法
技术领域
本发明属于机电工程技术领域，尤其涉及一种基于二自由度机械伺服高速精冲机双电机协同控制方法。
背景技术
高速精冲机是进行零部件加工制造与精密成形的高效设备，主要应用于航空航天、汽车、发电设备、信息、家电等高科技领域，其高效高精度的加工具有独特的优势。当前广泛应用的低频次液压式精冲机局限性日益显露，高速精冲机的生产研发需求日益高涨。机械伺服驱动的高速精冲机伺服驱动控制技术是伺服式高速精冲机的核心技术之一,尤其对于二自由度机械伺服高速精冲机，其双电机协同控制是设计的难点。当前由交叉耦合控制方式发展而来的各种控制方式在多电机同步控制和减小空间轮廓误差这两个方面都取得了显著的成果，但是电机同步控制中局限于对速度为固定比例关系的多电机的控制，基于空间轮廓误差模型的多电机交叉耦合控制中只考虑减小空间轮廓误差而未考虑电机负载分配关系。目前在普通双电机并行控制方案中，由于副电机在精冲机冲裁重载工作段处于低速运转，造成电机速度波动致使双电机协同性变差，两个电机运转一周的周期时间不等导致双电机失去协同性，周期误差不断累计后造成精冲机无法正常工作。针对上述问题，需要一种适用于该精冲机工况下简单实用的控制方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于二自由度机械伺服高速精冲机双电机协同控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于二自由度机械伺服高速精冲机双电机协同控制方法，包括以下步骤：
S1、将精冲机的主电机和副电机的曲柄相位均重置到加速起始相位角；
S2、以精冲机的滑块到达上死点为一个冲压周期的起点，将主电机和副电机的速度控制函数同时切换至加速段，完成加速后主电机和副电机均在高速段保持匀速运转；
S3、当主电机和副电机的曲柄转到减速起始相位角时，将主电机和副电机的速度控制函数分别切换至减速段，主电机减速完成后切换至低速冲裁段，副电机减速完成后保持0速不动；
S4、当滑块继续上行进行冲压作业到达上死点后，返回步骤S2。
本发明，具有以下有益效果：本发明通过在二自由度机械伺服精冲机运行到冲裁重载阶段时，使副电机保持0速不动，这样以主电机受到重载扰动而副电机保持0速锁死的状态结束一个周期，继而当滑块到达上死点后主副两个电机同时进入下一个周期，每个周期的起点保持不变，从而保证了双电机的协同性。本发明控制实现简单有效，能够节省大量计算资源，降低控制器要求与成本。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中的流程图；
图2是本发明实施例中二自由度机械伺服精冲机的冲压主传动机构的原理图；
图3是本发明实施例中两个电机曲柄的相位同步对比示意图；
图4是本发明实施例中精冲机电机控制系统的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的较佳实施例中，如图1所示，一种基于二自由度机械伺服高速精冲机双电机协同控制方法，包括以下步骤：
S1、将精冲机的主电机和副电机的曲柄相位均重置到加速起始相位角，此时精冲机滑块到达上死点位置；
S2、以精冲机的滑块到达上死点为一个冲压周期的起点，将主电机和副电机的速度控制函数同时切换至加速段，完成加速后主电机和副电机均在高速段保持匀速运转；
S3、当主电机和副电机的曲柄转到减速起始相位角时，将主电机和副电机的速度控制函数分别切换至减速段，主电机减速完成后切换至低速冲裁段，副电机减速完成后保持0速不动；
S4、当滑块继续上行进行冲压作业到达上死点后，返回步骤S2。
在本发明的优选实施例中，与主电机和副电机连接的曲柄上均安装有绝对值编码器，绝对值编码器用于实时将对应的曲柄的相位信号反馈给精冲机的上位机控制器。
在本发明的优选实施例中，如图3所示，在步骤S2中，当上位机控制器接收到主电机曲柄上的绝对值旋转编码器的相位信号为滑块处于上死点对应相位时，将主电机和副电机的速度控制函数同时切换至加速段，完成加速后，主电机和副电机的速度控制函数分别切换至高速匀速段。
在本发明的优选实施例中，如图3所示，在步骤S3中，当上位机控制器分别接收到主电机和副电机曲柄上的绝对值编码器的相位信号为减速起始相位角时，分别(不一定同时)将主电机和副电机的速度控制函数切换至减速段，主电机减速完成后速度控制函数切换至低速冲裁段，副电机减速完成后速度控制函数切换至0，使副电机保持0速不动。
在本发明的优选实施例中，如图3所示，在步骤S4中，当上位机控制器接收到主电机曲柄上的绝对值旋转编码器的相位信号为滑块处于上死点对应相位时，控制逻辑转到步骤S2，进行冲压周期的循环。图3反映了两电机的曲柄相位同步对比情况，进一步反映了在双电机控制流程中两电机所驱动的曲柄的相位变化。
本发明中二自由度机械伺服精冲机的冲压主传动机构，如图2所示，包括第一曲柄1、第一连杆2、第二连杆3、第二曲柄4、第三连杆5、滑块6和机架7，主电机驱动第一曲柄1绕铰接点旋转，副电机驱动第二曲柄4绕铰接点旋转。
本发明中二自由度机械伺服高速精冲机的双电机伺服控制系统，如图4所示，包括工控机、伺服驱动器、编码器和永磁同步电机，其连接关系如图所示。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于二自由度机械伺服高速精冲机双电机协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将精冲机的主电机和副电机的曲柄相位均重置到加速起始相位角；
S2、以精冲机的滑块到达上死点为一个冲压周期的起点，将主电机和副电机的速度控制函数同时切换至加速段，完成加速后主电机和副电机均在高速段保持匀速运转；
S3、当主电机和副电机的曲柄转到减速起始相位角时，将主电机和副电机的速度控制函数分别切换至减速段，主电机减速完成后切换至低速冲裁段，副电机减速完成后保持0速不动；
S4、当滑块继续上行进行冲压作业到达上死点后，返回步骤S2。
2.根据权利要求1所述的基于二自由度机械伺服高速精冲机双电机协同控制方法，其特征在于，与所述主电机和副电机连接的曲柄上均安装有绝对值编码器，所述绝对值编码器用于实时将对应的曲柄的相位信号反馈给精冲机的上位机控制器。
3.根据权利要求2所述的基于二自由度机械伺服高速精冲机双电机协同控制方法，其特征在于，在步骤S2中，当上位机控制器接收到主电机曲柄上的绝对值旋转编码器的相位信号为滑块处于上死点对应相位时，将主电机和副电机的速度控制函数同时切换至加速段，完成加速后，主电机和副电机的速度控制函数分别切换至高速匀速段。
4.根据权利要求2所述的基于二自由度机械伺服高速精冲机双电机协同控制方法，其特征在于，在步骤S3中，当上位机控制器分别接收到主电机和副电机曲柄上的绝对值编码器的相位信号为减速起始相位角时，分别将主电机和副电机的速度控制函数切换至减速段，主电机减速完成后速度控制函数切换至低速冲裁段，副电机减速完成后速度控制函数切换至0，使副电机保持0速不动。
5.根据权利要求2所述的基于二自由度机械伺服高速精冲机双电机协同控制方法，其特征在于，在步骤S4中，当上位机控制器接收到主电机曲柄上的绝对值旋转编码器的相位信号为滑块处于上死点对应相位时，返回步骤S2，循环进行冲压周期。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115847899A (zh) * 2023-02-27 2023-03-28 苏州斯特智能科技有限公司 一种伺服直驱精压机及其运行方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1778031A (zh) * 2003-04-22 2006-05-24 株式会社安川电机 成对同步控制方法
CN101758631A (zh) * 2010-01-15 2010-06-30 浙江大学 电磁丝杠驱动式精冲压力机
CN103057142A (zh) * 2012-10-18 2013-04-24 江苏省（扬州）数控机床研究院 双曲柄驱动双点伺服压力机
CN103490678A (zh) * 2013-10-17 2014-01-01 双峰格雷斯海姆医药玻璃（丹阳）有限公司 主从机同步控制方法及系统
JP2015173531A (ja) * 2014-03-11 2015-10-01 株式会社日立産機システム インバータ式クレーン装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1778031A (zh) * 2003-04-22 2006-05-24 株式会社安川电机 成对同步控制方法
CN101758631A (zh) * 2010-01-15 2010-06-30 浙江大学 电磁丝杠驱动式精冲压力机
CN103057142A (zh) * 2012-10-18 2013-04-24 江苏省（扬州）数控机床研究院 双曲柄驱动双点伺服压力机
CN103490678A (zh) * 2013-10-17 2014-01-01 双峰格雷斯海姆医药玻璃（丹阳）有限公司 主从机同步控制方法及系统
JP2015173531A (ja) * 2014-03-11 2015-10-01 株式会社日立産機システム インバータ式クレーン装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王秋林等: "《大吨位精冲机快速缸液压系统的设计与仿真》", 《锻压技术》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115847899A (zh) * 2023-02-27 2023-03-28 苏州斯特智能科技有限公司 一种伺服直驱精压机及其运行方法

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