CN109772945A - 一种折弯机全闭环电液伺服驱动方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种折弯机全闭环电液伺服驱动方法及系统，其方法包括：在位于折弯机上的折弯机构往复运动过程中，光栅尺监测折弯机构的实际运动位置；驱动器根据伺服电机速度调节曲线和实际运动位置驱动伺服电机转动驱动伺服电机转动；伺服电机驱动液压泵转动；液压泵驱动液压缸往复运动；液压缸驱动折弯机构往复运动。本发明提供的折弯机全闭环电液伺服驱动方法及系统，实现了全闭环监控折弯机构往复运动过程中的实际运动位置，提高了伺服电机转速的控制精度，能够使得折弯机构末端防抖动，从而提高了折弯机的驱动效率，有效保证了待折弯产品的折弯加工精度，从而保证了待折弯产品的良品率。

Description

一种折弯机全闭环电液伺服驱动方法及系统

技术领域

本发明涉及全闭环电液伺服控制技术领域，尤其涉及一种折弯机全闭环电液伺服驱动方法及系统。

背景技术

目前，在对待折弯产品(例如：金属薄板材)的折弯加工过程中，多数采用如下三种方式驱动设置在折弯机床上的折弯机构往复运动：(1)液压比例阀配合液压阀，通过液压比例阀控制液压油的流量且通过液压阀控制液压油的流向，以液压油作为动力源驱动折弯机构往复运动；(2)同步伺服电机配合伺服泵，通过控伺服电机的转速控制伺服泵的液压油流量，转速与液压油流量呈正比关系，同样以液压油作为动力源驱动折弯机构往复运动；(3)伺服电机通过丝杆控制折弯机构往复运动。

上述三种驱动折弯机构往复运动的方式均为折弯机构从起始点到目标点的运动过程中对一个待折弯产品进行折弯加工，从目标点回复到起始点的运动过程中，折弯机准备下一个待折弯产品，折弯机构完成一个往复运动，但是在折弯机构往复运动过程中，缺乏全闭环监控折弯机构的实际运动位置，难以利用实际运动位置精确控制折弯机构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中缺乏全闭环监控折弯机构往复运动过程中的实际运动位置，难以基于该实际运动位置精确控制折弯机构的不足，提供一种折弯机全闭环电液伺服驱动方法及系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

依据本发明的第一方面，提供了一种折弯机全闭环电液伺服驱动方法，包括：

在位于折弯机上的折弯机构往复运动过程中，光栅尺监测所述折弯机构的实际运动位置；

驱动器根据伺服电机速度调节曲线和所述实际运动位置驱动伺服电机转动；

所述伺服电机驱动液压泵转动；

所述液压泵驱动液压缸往复运动；

所述液压缸驱动所述折弯机构往复运动。

依据本发明的第二方面，提供了一种折弯机全闭环电液伺服驱动系统，包括：光栅尺、驱动器、伺服电机、液压泵和液压缸；

所述光栅尺，用于在位于折弯机上的折弯机构往复运动过程中，监测所述折弯机构的实际运动位置；

所述驱动器，用于根据伺服电机速度调节曲线和所述实际运动位置驱动伺服电机转动；

所述伺服电机，用于驱动所述液压泵转动；

所述液压泵，用于驱动所述液压缸往复运动；

所述液压缸，用于驱动所述折弯机构往复运动。

相比于现有技术，本发明的一种折弯机全闭环电液伺服驱动方法及系统的有益效果是：通过光栅尺和驱动器对折弯机构往复运动过程中的实际运动位置进行全闭环监测，利用伺服电机速度调节曲线和实际运动位置驱动伺服电机的转速，提高了转速的控制精度，伺服电机通过液压泵和液压缸精度化驱动折弯机构往复运动，能够使得折弯机构末端防抖动，从而提高了折弯机的驱动效率，有效保证了待折弯产品的折弯加工精度，从而保证了待折弯产品的良品率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种折弯机全闭环电液伺服驱动方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种折弯机全闭环电液伺服驱动系统的框架示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1，一种折弯机全闭环电液伺服驱动方法，包括：在位于折弯机上的折弯机构往复运动过程中，光栅尺监测折弯机构的实际运动位置，驱动器根据伺服电机速度调节曲线和实际运动位置驱动伺服电机转动，伺服电机驱动液压泵转动，液压泵驱动液压缸往复运动，液压缸驱动折弯机构往复运动。

通过光栅尺和驱动器对折弯机构往复运动过程中的实际运动位置进行全闭环监测，光栅尺具有更高的监控精度和响应速度，该监控精度可以达到0.001mm且响应速度可以达到每分钟29次以上。

利用伺服电机速度调节曲线和实际运动位置驱动伺服电机的转速，提高了转速的控制精度，伺服电机通过液压泵和液压缸精度化驱动折弯机构往复运动，能够使得折弯机构末端防抖动，从而提高了折弯机的驱动效率，有效保证了待折弯产品的折弯加工精度，从而保证了待折弯产品的良品率。

优选地，当折弯机构在实际运动位置停止运动时，驱动器驱动伺服电机加速转动，伺服电机直至折弯机构从实际运动位置运动停止加速，伺服电机加速后的转速与加速前的转速之间的差值为转速增量。

优选地，伺服电机速度调节曲线包括加速调节分段、第一减速调节分段和第二减速调节分段；计算实际运动位置与预设命令位置之间的差值，得到位置误差值；当位置误差值超过第一位置限制值时，按照加速调节分段的最大加速度驱动伺服电机加速转动至最大转速。

具体地，在加速调节分段上，速度随着时间的增加呈递增趋势，加速度可以随着时间的增加递增或者递减。

具体地，预设命令位置可以是预先存储在驱动器中的固定位置或者驱动器动态接收触摸显示屏发送的输入位置，驱动器以最大加速度将伺服电机的转速直接快速增加至最大转速，使得电机可以急速加速转动，节省了转速的调节时间，能够有效保证折弯机的驱动效率。

优选地，当位置误差值在第一位置限制值和第二位置限制值之间时，按照第一减速调节分段的加速度驱动伺服电机减速转动，直至位置误差值在第二位置限制值和第三位置限制值之间，驱动伺服电机以减速后的防抖动速度匀速转动。

具体地，在第一减速调节分段上，速度随着时间的增加呈递减趋势，加速度可以随着时间的增加递减或者递增，驱动器可以按照第一减速调节分段的加速度减小伺服电机的转速，使得伺服电机急速转动，第二位置限制值小于第一位置限制值且大于第三位置限制值。

优选地，当位置误差值小于第三位置限制值时，按照第二减速调节分段的加速度驱动伺服电机减速转动至底速。

具体地，在第二减速调节分段上，速度随时间的增加缓慢递减且加速度保持不变，或者，速度随时间的增加基本不变且加速度在0上下浮动；驱动器可以按照第二减速调节分段的加速度减小伺服电机的转速，使得伺服电机缓慢减速转动至底速，底速可以是驱动器所存储的要求折弯机构保持往复运动过程中的最小速度。

优选地，当实际运动位置到达折弯位时，调节第三位置限制值小于第一毫米限值。

优选地，当实际运动位置到达低于折弯位的压板位时，将第三位置限制值增大至第二毫米限值。

优选地，当实际运动位置到达高于折弯位的下降位时，将第三位置限制值增大至第三毫米限值。

在一些具体实例中，第二毫米限值大于第一毫米限值且小于第三毫米限值，例如：第一毫米限值为0.005mm、第二毫米限值为0.3mm和第三毫米限值为1mm。

在折弯机往复运动过程中，在实际运动位置到达不同高度的位置时，以不同参数动态调节第三位置限制值，使得第三位置限制值既能够满足更高的不同折弯工艺要求，也能够有效保证伺服电机的驱动精度。

如图2所示，一种折弯机全闭环电液伺服驱动系统，该系统包括：光栅尺、驱动器、伺服电机、液压泵、液压缸和折弯机，驱动器分别与光栅尺和伺服电机电连接，伺服电机与液压泵电连接，折弯机包括固定机床和与固定机床滑动连接的折弯机构。

光栅尺包括设置在折弯机构上的标尺光栅和设置在固定机床上的读写头，读写头接入驱动器，驱动器与伺服电机电连接。

光栅尺，用于在折弯机构往复运动过程中，监测折弯机构的实际运动位置；驱动器，用于根据伺服电机速度调节曲线和实际运动位置驱动伺服电机转动。

伺服电机，用于驱动液压泵转动；液压泵，用于驱动液压缸往复运动；液压缸，用于驱动折弯机构往复运动。

液压泵将伺服电机转动时输出的动力能转化为液体的液压能，并将液压能传递给液压缸，液压能可以驱动液压缸做升降往复运动，液压缸将液压能转化为机械能，机械能可以驱动折弯机构做升降往复运动，在折弯机构升降往复运动的过程中，可以通过位于折弯机构上的折弯刀具以上动式上升方式对待折弯产品进行折弯或者通过位于折弯机构上的折弯模具以下动式下降方式对待折弯产品进行折弯。

优选地，伺服电机速度调节曲线包括加速调节分段、第一减速调节分段和第二减速调节分段，驱动器具体用于：读取实际运动位置；计算实际运动位置与预设命令位置之间的差值，得到位置误差值；当位置误差值超过第一位置限制值时，按照加速调节分段的最大加速度驱动伺服电机加速转动至最大转速。

优选地，驱动器具体还用于：当位置误差值在第一位置限制值和第二位置限制值之间时，按照第一减速调节分段的加速度驱动伺服电机减速转动，直至位置误差值在第二位置限制值和第三位置限制值之间，驱动伺服电机以减速后的防抖动速度匀速转动。

优选地，驱动器具体还用于：当位置误差值小于第三位置限制值时，按照第二减速调节分段的加速度驱动伺服电机从减速转动至底速。

优选地，驱动器具体还用于：当实际运动位置到达折弯位时，调节第三位置限制值小于第一毫米限值。

优选地，驱动器具体还用于：当实际运动位置到达低于折弯位的压板位时，将第三位置限制值增大至第二毫米限值。

优选地，驱动器具体还用于：当实际运动位置到达高于折弯位的下降位时，将第三位置限制值增大至第三毫米限值。

可选地，折弯机全闭环电液伺服驱动系统还可以包括与同一个驱动器电连接的双伺服电机组，在固定机床上还设置有用于定位待折弯产品位置的定位机构，定位机构包括前后定位机构、升降机构和左右定位机构，其中，双伺服电机组中的一个伺服电机可以驱动前后定位机构中的前定位机构，另一个伺服电机可以驱动前后定位机构中的后定位机构。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种折弯机全闭环电液伺服驱动方法，其特征在于，包括：

在位于折弯机上的折弯机构往复运动过程中，光栅尺监测所述折弯机构的实际运动位置；

驱动器根据伺服电机速度调节曲线和所述实际运动位置驱动伺服电机转动；

所述伺服电机驱动液压泵转动；

所述液压泵驱动液压缸往复运动；

所述液压缸驱动所述折弯机构往复运动。

2.根据权利要求1所述的折弯机全闭环电液伺服驱动方法，其特征在于，所述伺服电机速度调节曲线包括加速调节分段、第一减速调节分段和第二减速调节分段，根据伺服电机速度调节曲线和所述实际运动位置驱动伺服电机转动具体包括：

计算所述实际运动位置与预设命令位置之间的差值，得到位置误差值；

当所述位置误差值超过第一位置限制值时，按照所述加速调节分段的最大加速度驱动所述伺服电机加速转动至最大转速。

3.根据权利要求2所述的折弯机全闭环电液伺服驱动方法，其特征在于，根据伺服电机速度调节曲线和所述实际运动位置驱动伺服电机转动具体还包括：

当所述位置误差值在所述第一位置限制值和第二位置限制值之间时，按照所述第一减速调节分段的加速度驱动所述伺服电机减速转动，直至所述位置误差值在所述第二位置限制值和第三位置限制值之间，驱动所述伺服电机以减速后的防抖动速度匀速转动。

4.根据权利要求3所述的折弯机全闭环电液伺服驱动方法，其特征在于，根据伺服电机速度调节曲线和所述实际运动位置驱动伺服电机转动具体还包括：

当所述位置误差值小于所述第三位置限制值时，按照所述第二减速调节分段的加速度驱动所述伺服电机减速转动至底速。

5.根据权利要求3或4所述的折弯机全闭环电液伺服驱动方法，其特征在于，根据伺服电机速度调节曲线和所述实际运动位置驱动伺服电机转动具体还包括：

当所述实际运动位置到达折弯位时，调节所述第三位置限制值小于第一毫米限值。

6.根据权利要求5所述的折弯机全闭环电液伺服驱动方法，其特征在于，根据伺服电机速度调节曲线和所述实际运动位置驱动伺服电机转动具体还包括：

当所述实际运动位置到达低于所述折弯位的压板位时，将所述第三位置限制值增大至第二毫米限值；

当所述实际运动位置到达高于所述折弯位的下降位时，将所述第三位置限制值增大至第三毫米限值。

7.一种折弯机全闭环电液伺服驱动系统，其特征在于，包括：光栅尺、驱动器、伺服电机、液压泵和液压缸；

所述光栅尺，用于在位于折弯机上的折弯机构往复运动过程中，监测所述折弯机构的实际运动位置；

所述驱动器，用于根据所述伺服电机速度调节曲线和实际运动位置驱动伺服电机转动；

所述伺服电机，用于驱动所述液压泵转动；

所述液压泵，用于驱动所述液压缸往复运动；

所述液压缸，用于驱动所述折弯机构往复运动。

8.根据权利要求7所述的折弯机全闭环电液伺服驱动系统，其特征在于，所述伺服电机速度调节曲线包括加速调节分段、第一减速调节分段和第二减速调节分段，所述驱动器具体用于：

读取所述实际运动位置；

计算所述实际运动位置与预设命令位置之间的差值，得到位置误差值；

当所述位置误差值超过第一位置限制值时，按照所述加速调节分段的最大加速度驱动所述伺服电机加速转动至最大转速；

当所述位置误差值在所述第一位置限制值和第二位置限制值之间时，按照所述第一减速调节分段的加速度驱动所述伺服电机减速转动，直至所述位置误差值在所述第二位置限制值和第三位置限制值之间，驱动所述伺服电机以减速后的防抖动速度匀速转动；

当所述位置误差值小于所述第三位置限制值时，按照所述第二减速调节分段的加速度驱动所述伺服电机减速转动至底速。

9.根据权利要求8所述的折弯机全闭环电液伺服驱动系统，其特征在于，所述驱动器具体还用于：

当所述实际运动位置到达折弯位时，调节所述第三位置限制值小于第一毫米限值。

10.根据权利要求9所述的折弯机全闭环电液伺服驱动系统，其特征在于，所述驱动器具体还用于：

当所述实际运动位置到达低于所述折弯位的压板位时，将所述第三位置限制值增大至第二毫米限值；

当所述实际运动位置到达高于所述折弯位的下降位时，将所述第三位置限制值增大至第三毫米限值。