CN112123851B - 伺服电缸压力机的压力调试方法 - Google Patents

Abstract

伺服电缸压力机的压力调试方法，其包括：获得伺服电缸压力机的伺服电机的扭矩限幅与输出压力值的关系式；根据目标压力值和关系式计算得到一个扭矩限幅初始值；将伺服电机的扭矩限幅设定为扭矩限幅初始值；根据目标压力值和伺服电缸压力机的输出压力值的差值利用PID算法计算得到压力调节值；以及根据压力调节值调节伺服电机的扭矩限幅。该压力调试方法能够实现较高控制精度且不易超调。

Description

伺服电缸压力机的压力调试方法

技术领域

本发明涉及一种伺服电缸压力机的压力调试方法，尤其是一种能够实现较高控制精度的伺服电缸压力机的压力调试方法。

背景技术

伺服电缸压力机要求精准的压力控制，因为对于金属成型行业来说，压力不准会影响最终工件的成型质量，甚至于压力超调会损坏工件。目前，伺服电缸压力机的压力调试方法得到的控制精度较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种伺服电缸压力机的压力调试方法，其能够实现较高控制精度。

本发明的这种伺服电缸压力机的压力调试方法，其包括：获得伺服电缸压力机的伺服电机的扭矩限幅与输出压力值的关系式；根据目标压力值和关系式计算得到一个扭矩限幅初始值；将伺服电机的扭矩限幅设定为扭矩限幅初始值；根据目标压力值和伺服电缸压力机的输出压力值的差值利用PID算法计算得到压力调节值；以及根据压力调节值调节伺服电机的扭矩限幅，使所述伺服电缸压力机的输出压力值等于所述目标压力值。

该伺服电缸压力机的压力调试方法，首先借助一个关系式得到与目标压力值对应的扭矩限幅初始值，然后在扭矩限幅初始值的基础上，利用PID算法对其进行微调。该压力调试方法能够实现较高控制精度且不易超调。

在伺服电缸压力机的压力调试方法的另一种示意性实施方式中，获得伺服电机的扭矩限幅与输出压力值的关系式的步骤包括：将伺服电机的扭矩限幅分别设定为数个实验扭矩限幅值；用压力传感器分别检测伺服电缸压力机在数个实验扭矩限幅值下的输出压力值；以及将数个实验扭矩限幅值及其对应的数个输出压力值进行数据拟合，得到关系式。该方法简单，便于操作。

在伺服电缸压力机的压力调试方法的再一种示意性实施方式中，数据拟合为线性拟合。关系式为y＝ax+b；其中y为输出压力值，x为扭矩限幅，a为比例，b为偏差。该方法简单，便于操作。

在伺服电缸压力机的压力调试方法的还一种示意性实施方式中，实验扭矩限幅值不超过伺服电机的最大扭矩。借此可使关系式更准确地反应实际使用时伺服电机的扭矩限幅与输出压力值的对应关系。

在伺服电缸压力机的压力调试方法的还一种示意性实施方式中，根据压力调节值调节伺服电机的扭矩限幅的步骤具体为：将压力调节值除以关系式中的比例a计算得到一个扭矩限幅调节值；将伺服电机的扭矩限幅设定为调节前伺服电机的扭矩限幅加上扭矩限幅调节值得到的数值。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为伺服电缸压力机的压力调试方法的一种示意性实施方式的流程图。

图2为图1所示的步骤S10的流程图。

图3为用于说明伺服电缸压力机的控制机构的一种示意性实施方式的结构示意图。

标号说明

10 伺服电缸压力机的执行机构

20 可编程逻辑控制器

21 储存模块

22 运算模块

30 压力传感器

40 被压工件

50 托盘

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

图1为伺服电缸压力机的压力调试方法的一种示意性实施方式的流程图。如图1所示，伺服电缸压力机的压力调试方法包括以下步骤S10至步骤S50。

S10：获得伺服电缸压力机的伺服电机的扭矩限幅与输出压力值的关系式。如图2所示，该步骤具体包括：

S11：在伺服电缸压力机的可编程逻辑控制器中将伺服电机的扭矩限幅分别设定为数个实验扭矩限幅值；实验扭矩限幅值例如不超过伺服电机的最大扭矩；

S12：启动伺服电缸压力机，并用压力传感器分别检测伺服电缸压力机在数个实验扭矩限幅值下的输出压力值，即针对每一个实验扭矩限幅值去实际测量伺服电缸压力机的输出压力值；如图3所示，压力传感器30例如设置于承载被压工件40的托盘50的下侧；

S13：将数个实验扭矩限幅值及其对应的数个输出压力值进行数据拟合，得到一个关系式；数据拟合例如为线性拟合；关系式例如为y＝ax+b；其中y为输出压力值，x为扭矩限幅，a为比例，b为偏差。

S20：根据目标压力值和上述关系式计算得到一个扭矩限幅初始值；目标压力值即实际使用过程中期望伺服电缸压力机作用于被压工件的压力；此步骤具体为：将目标压力值赋值给关系式中的y，计算得到x的数值即为扭矩限幅初始值。

S30：在可编程逻辑控制器中将伺服电机的扭矩限幅设定为扭矩限幅初始值。

S40：启动伺服电缸压力机，并用压力传感器检测伺服电缸压力机的输出压力值，再根据目标压力值和伺服电缸压力机的输出压力值的差值利用PID(proportionintegration differentiation)算法计算得到压力调节值。

S50：根据压力调节值调节伺服电机的扭矩限幅。具体例如为：将压力调节值除以上述关系式中的比例a计算得到一个扭矩限幅调节值；将伺服电机的扭矩限幅设定为调节前伺服电机的扭矩限幅加上扭矩限幅调节值得到的数值。

步骤S40和步骤S50例如设定为一个循环步骤，并持续在伺服电缸压力机运行过程中循环执行。

下面举例说明，该举例说明仅为了便于理解技术方案，并非用于限定本发明，其中的数据仅为示意性的数据。

首先，设定一个目标压力值10T，然后根据关系式计算出一个扭矩限幅初始值20Nm；将伺服电机的扭矩限幅设定为该扭矩限幅初始值20Nm，并检测此时伺服电缸压力机的输出压力值9.4T；此时目标压力值和输出压力值的差值为0.6T，将该差值0.6T输入给PID，PID会计算出一个压力调节值，将该压力调节值除以关系式中的比例a计算得到一个扭矩限幅调节值0.4Nm；将伺服电机的扭矩限幅设定为调节前伺服电机的扭矩限幅(此时为扭矩限幅初始值20Nm)加上扭矩限幅调节值得到的数值20.4Nm。

若循环步骤S40和步骤S50，则再次检测伺服电缸压力机的输出压力值9.7T(由于扭矩限幅改变了，那么输出压力值会随之变化)，此时目标压力值和输出压力值的差值为0.3T，将该差值0.3T输入给PID，PID会再计算出一个压力调节值，将该压力调节值除以关系式中的比例a计算得到又一个扭矩限幅调节值0.2Nm；将伺服电机的扭矩限幅设定为调节前伺服电机的扭矩限幅(此时为上一次调节后的扭矩限幅20.4Nm)加上扭矩限幅调节值得到的数值20.6Nm。重复本段所述步骤，直到实际的输出压力值等于目标压力值。

该伺服电缸压力机的压力调试方法，首先借助一个关系式得到与目标压力值对应的扭矩限幅初始值，然后在扭矩限幅初始值的基础上，利用PID算法对其进行微调。该压力调试方法能够实现较高控制精度且不易超调。

图3为用于说明伺服电缸压力机的控制机构的一种示意性实施方式的结构示意图。如图3所示，伺服电缸压力机的控制机构包括一个压力传感器30和一个可编程逻辑控制器20。可编程逻辑控制器20能够利用伺服驱动器驱动伺服电机且包括一个储存模块21和一个运算模块22。压力传感器30能够检测伺服电缸压力机的输出压力值。如图3所示，压力传感器30例如设置于承载被压工件40的托盘50的下侧，其通过检测托盘50所承受的压力来得到伺服电缸压力机的输出压力值。储存模块21内储存有一个伺服电缸压力机的伺服电机的扭矩限幅与输出压力值的关系式。关系式例如通过上述步骤S11至步骤S13获得，在此不再赘述。

运算模块22能够执行如下操作：

根据一个目标压力值和上述关系式计算得到一个扭矩限幅初始值；目标压力值即实际使用过程中期望伺服电缸压力机作用于被压工件的压力，其由使用者输入给可编程逻辑控制器20；

将伺服电机的扭矩限幅设定为扭矩限幅初始值；

根据目标压力值和伺服电缸压力机的输出压力值的差值利用PID(proportionintegration differentiation)算法计算得到压力调节值；

根据压力调节值调节伺服电机的扭矩限幅；具体例如为将压力调节值除以上述关系式中的比例a计算得到一个扭矩限幅调节值；将伺服电机的扭矩限幅设定为调节前伺服电机的扭矩限幅加上扭矩限幅调节值得到的数值。

该伺服电缸压力机的控制机构，能够借助一个关系式得到与目标压力值对应的扭矩限幅初始值，然后在扭矩限幅初始值的基础上，利用PID算法对其进行微调。该控制机构能够实现较高控制精度且不易超调。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.伺服电缸压力机的压力调试方法，其特征在于，包括：

获得所述伺服电缸压力机的伺服电机的扭矩限幅与输出压力值的关系式；

根据目标压力值和所述关系式计算得到一个扭矩限幅初始值；

将所述伺服电机的扭矩限幅设定为所述扭矩限幅初始值；

根据所述目标压力值和所述伺服电缸压力机的输出压力值的差值利用PID算法计算得到压力调节值；以及

根据所述压力调节值调节所述伺服电机的扭矩限幅，使所述伺服电缸压力机的输出压力值等于所述目标压力值。

2.如权利要求1所述的压力调试方法，其特征在于，获得所述伺服电机的扭矩限幅与输出压力值的关系式的步骤包括：

将所述伺服电机的扭矩限幅分别设定为数个实验扭矩限幅值；

用压力传感器分别检测所述伺服电缸压力机在数个所述实验扭矩限幅值下的输出压力值；以及

将数个所述实验扭矩限幅值及其对应的数个所述输出压力值进行数据拟合，得到所述关系式。

3.如权利要求2所述的压力调试方法，其特征在于，所述数据拟合为线性拟合；所述关系式为y＝ax+b；其中y为输出压力值，x为扭矩限幅，a为比例，b为偏差。

4.如权利要求2所述的压力调试方法，其特征在于，所述实验扭矩限幅值不超过所述伺服电机的最大扭矩。

5.如权利要求1所述的压力调试方法，其特征在于，根据所述压力调节值调节所述伺服电机的扭矩限幅的步骤具体为：将所述压力调节值除以所述关系式中的比例a计算得到一个扭矩限幅调节值；将所述伺服电机的扭矩限幅设定为调节前所述伺服电机的扭矩限幅加上所述扭矩限幅调节值得到的数值。

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