CN112456211A - 一种模切机的卷径计算及优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种模切机的卷径计算及优化方法，其技术特点是：通过对脉冲在正常波动范围内进行滤波，并通过滤波脉冲进行卷径计算；通过数组对计算出的卷径进行滤波；优化滤波后的卷径数据，得到最终较为稳定的卷径数据。本发明通过对于卷径计算初期的脉冲进行过滤，并且在计算的每一步进行稳定性的计算，最终得到稳定性较好的卷径数据，同时本发明能够使卷径波动值变小从而实现模切机上材料的恒张力，对于模切机的生产过程也具有较大的帮助。
Description
技术领域
本发明属于卷径计算领域，尤其是一种模切机的卷径计算及优化方法。
背景技术
目前模切机上使用的收放料电机轴都是通过转距控制来实现材料的恒张力。公式为 T＝F*r，要想实现恒张力，必须确保转距根据卷径的变化而实时变化。所以计算出卷径的稳定 性是实现恒张力的核心。但是现有卷径计算的技术只能对卷径结果的稳定性进行控制，却无 法对数据处理的过程进行稳定性处理，因此导致得到的卷径结果稳定性大大降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种模切机的卷径计算及优化方法，能够 使卷径波动值变小从而实现模切机上材料的恒张力，对于模切机的生产过程也具有较大的帮 助。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种模切机的卷径计算及优化方法，包括以下步骤：
步骤1、将脉冲进行滤波，并通过滤波脉冲进行卷径计算；
步骤2、通过数组对计算出的卷径进行滤波；
步骤3、优化滤波后的卷径数据，得到最终较为稳定的卷径数据。
而且，所述步骤1的具体实现方法为：脉冲的波动范围较小，筛选所有脉冲中波动范围 正常的脉冲，并将筛选的脉冲进行卷径计算。
而且，所述步骤2的具体实现方法为：系统第一次计算出卷径时，将数组全部初始化为 计算出的卷径数值，每新算一次卷径，数组依次提出一个初始化的数值，通过平均值计算出 相对稳定的卷径。
而且，所述步骤3的具体实现方法为：设定卷径最大波动比较数值，计算每两次卷径的 差值得出卷径的变化量，对每次计算出的卷径减去变化量与上次计算出的卷径做差比较，判 断计算出的值是否大于设定的卷径最大波动比较数值，若计算出的值大于设定的最大波动比 较数值，则输出上次计算卷径加上变化量，否则正常输出计算的卷径。
而且，所述不同卷径下卷径的变化量是不同的，卷径最大波动比较数值随着卷径的变化 而变化。
本发明的优点和积极效果是：
本发明通过对脉冲在正常波动范围内进行滤波，并通过滤波脉冲进行卷径计算；通过数 组对计算出的卷径进行滤波；优化滤波后的卷径数据，得到最终较为稳定的卷径数据。本发 明通过对于卷径计算初期的脉冲进行过滤，并且在计算的每一步进行稳定性的计算，最终得 到稳定性较好的卷径数据，同时本发明能够使卷径波动值变小从而实现模切机上材料的恒张 力，对于模切机的生产过程也具有较大的作用。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步详述。
一种模切机的卷径计算及优化方法，包括以下步骤：
步骤1、将脉冲进行滤波，并通过滤波脉冲进行卷径计算。在卷径计算中，首先需要把 脉冲转化为用户单位，受外界的干扰脉冲是不稳定的，因此稳定的脉冲读数是卷径计算的关 键。脉冲滤波主要是滤除脉冲本身的波动以外的非正常波动，一般情况下脉冲的波动范围很 小，在100左右，通过筛选参与计算的脉冲都是在正常范围内的数，能够减小计算出来的卷 径有大的波动。
步骤2、通过数组对计算出的卷径进行滤波。卷径滤波主要是对计算出来的卷径经行滤 波，通过数组对计算出的卷径进行处理，首先当系统第一次计算出卷径时，将数组全部初始 化为这个卷径数值，每新算一次卷径，数组依次提出一个初始化的数值，通过求平均值算出 相对比较稳定的卷径。
步骤3、优化滤波后的卷径数据，得到最终较为稳定的卷径数据。本步骤的具体实现方 法为：设定卷径最大波动比较数值，计算每两次卷径的差值得出卷径的变化量，对每次计算 出的卷径减去变化量与上次计算出的卷径做差比较，判断计算出的值是否大于设定的卷径最 大波动比较数值，若计算出的值大于设定的最大波动比较数值，则输出上次计算卷径加上变 化量，否则正常输出计算的卷径。
而且，所述不同卷径下卷径的变化量是不同的，卷径最大波动比较数值随着卷径的变化 而变化。
通过上述一种模切机的卷径计算及优化方法，使用某台模切机进行验证。
模切机中卷径计算方法是根据相同时间内牵引轴的走过的材料长度，和收放卷轴走过的 材料长度是相等的。因为材料需要靠恒张力绷紧才能达到要求，也就是说牵引轴的线速度和 收放料轴的线速度是相等的。
这种计算方法适用于速度较为恒定的情况下，速度不经常性变化。若速度经常性的变化 不恒定的话，简单的线速度相等算法计算出来的卷径是不准确的。
在模切机中工作时就是速度较为稳定的情况。所以采用线速度相等的方法实时计算卷径。
V牵引＝V物料＝V线速度＝V HMI设置速度
其中，HMI设置的速度，就是线速度。
V线＝wr＝2πn r
w＝2πn
r卷径＝v线/2πn反馈
其中w为旋转角速度，r是半径，n为转速，因此通过通讯的方式能够得到转矩轴的实时 反馈转速。
某台模切机的反馈脉冲数据是32位的数据，同时数据是带符号型32位整型数据。数据 范围为-2^31到2^31-1。某台模切机使用的是20位增量式编码器，因此电机转动一圈增加或 者减少的脉冲数是1048576个编码器脉冲，而考虑到减速比之后再转换到实际的负载转动一 圈的脉冲数上。
基于上述方法对脉冲滤波：利用对控制器AC810中程序的编程，能够对反馈的脉冲数做 滤波处理，当脉冲发生不正常的波动时，选择剔除该数据，不作为计算使用，从而减小计算 卷径的波动。
基于上述方法对卷径滤波：基于汇川AC810使用的是codesys平台支持的ST文本高级编 程语言，程序如下：
IF NOT restflg THEN
DiaSto[5]:＝DiaSto[4]；
DiaSto[4]:＝DiaSto[3]；
DiaSto[3]:＝DiaSto[2]；
DiaSto[2]:＝DiaSto[1]；
DiaSto[1]:＝diatemp；
DiaSequ[1]:＝DiaSto[1]；
DiaSequ[2]:＝DiaSto[2]；
DiaSequ[3]:＝DiaSto[3]；
DiaSequ[4]:＝DiaSto[4]；
DiaSequ[5]:＝DiaSto[5]；
outDiaOut:＝(DiaSequ[1]+DiaSequ[2]+DiaSequ[3]+DiaSequ[4]+DiaSequ[5]-(MIN(D iaSequ[1],MIN(DiaSequ[2],MIN(DiaSequ[3],MIN(DiaSequ[4],DiaSequ[5])))))-(MAX(DiaS equ[1],MAX(DiaSequ[2],MAX(DiaSequ[3],MAX(DiaSequ[4],DiaSequ[5]))))))/3；
END_IF
利用5个数据的数组，每次计算出的卷径依次向数组更新数据，剔除最大与最小值，剩 余3个数据相加求平均值计算出卷径。控制器中卷径计算周期是3s，通过计算求出3s时间 卷径变化的最大值，每次求平均计算出的卷径计算值减去上一次的计算值，若大于卷径变化 最大值，则当次输出卷径为上次计算卷径加上卷径变化最大值，若小于或者等于则直接输出 本次计算值。
通过某台模切机的验证，能够使卷径波动值变小从而实现模切机上材料的恒张力。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并 不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的 其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种模切机的卷径计算及优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、将脉冲进行滤波，并通过滤波脉冲进行卷径计算；
步骤2、通过数组对计算出的卷径进行滤波；
步骤3、优化滤波后的卷径数据，得到最终较为稳定的卷径数据。
2.根据权利要求1所述的一种模切机的卷径计算及优化方法，其特征在于：所述步骤1的具体实现方法为：脉冲的波动范围较小，筛选所有脉冲中波动范围正常的脉冲，并将筛选的脉冲进行卷径计算。
3.根据权利要求1所述的一种模切机的卷径计算及优化方法，其特征在于：所述步骤2的具体实现方法为：系统第一次计算出卷径时，将数组全部初始化为计算出的卷径数值，每新算一次卷径，数组依次提出一个初始化的数值，通过平均值计算出相对稳定的卷径。
4.根据权利要求1所述的一种模切机的卷径计算及优化方法，其特征在于：所述步骤3的具体实现方法为：设定卷径最大波动比较数值，计算每两次卷径的差值得出卷径的变化量，对每次计算出的卷径减去变化量与上次计算出的卷径做差比较，判断计算出的值是否大于设定的卷径最大波动比较数值，若计算出的值大于设定的最大波动比较数值，则输出上次计算卷径加上变化量，否则正常输出计算的卷径。
5.根据权利要求1所述的一种模切机的卷径计算及优化方法，其特征在于：所述不同卷径下卷径的变化量是不同的，卷径最大波动比较数值随着卷径的变化而变化。
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