[发明专利]一种数控裁断加工过程自动送料位置跟踪控制方法

说明书

一种数控裁断加工过程自动送料位置跟踪控制方法，针对数控裁断加工过程自动送料位置跟踪目标值的控制问题，建立数控裁断加工过程输送带位移与输送有效扭矩的动态数学模型，根据送料位置与目标值之间的跟踪偏差建立等价的数控裁断加工过程输送带位移与输送扭矩量的状态空间模型，并利用MatLab函数care的计算结果，设计一个数控裁断加工过程自动送料位置跟踪控制器，实现数控裁断加工过程自动送料位置对目标值的自动跟踪控制。本发明提供一种设计简单且易于实现、实时性较好、快速性较好和准确性较高的数控裁断加工过程自动送料位置跟踪控制方法。

技术领域

本发明属于数控裁断加工过程自动控制领域，涉及一种数控裁断加工过程自动送料位置跟踪控制方法。

背景技术

数控裁断加工过程需要裁断装备连续不断进行冲裁作业，其中，自动送料是裁断加工过程的关键环节之一，关系着裁断产品的质量和生产效率。因此，自动送料位置的自动跟踪控制技术是数控裁断加工过程的关键控制技术。采用液压传动装置是目前数控裁断加工过程实现自动送料操作的主要工艺途径。通过对现有数控裁断加工过程自动送料位置跟踪控制方法的文献的检索发现，目前数控裁断加工过程自动送料位置跟踪控制方法主要有：基于经验的人工手调控制方法和基于PID控制器的自动送料位置跟踪控制方法，但基于经验的人工手调控制方法依赖操作人员的经验，不能根据裁断加工材料、工艺要求和作业工况变化而改变，存在冲裁过程送料位置调节不方便，送料位置控制精度不高，极易导致冲裁中断，增加不合格产品的数量；同样由于裁断加工材料、工艺要求和作业工况的差异大，基于PID的移动压头定位控制方法需要调整三个控制器参数，很难实现数控裁断加工过程送料位置的精确跟踪控制，而且多个控制器参数调整操作过程复杂，理解抽象。裁断加工材料、工艺要求和作业工况的差异大，但为提高裁断产品的质量和生产效率，数控裁断加工过程送料位置跟踪控制的实时性、快速性和准确性要求高。因此，尽管数控裁断加工过程送料位置跟踪控制方法研究取得了一些成果，但近年来相关企业和人员对于这个具有挑战性的重要难题仍然进行了大量地研究和探讨，以满足数控裁断加工过程对高品质的送料位置跟踪控制方法的迫切需要。

发明内容

为了克服现有数控裁断加工过程移动压头定位控制方法的实时性较差、快速性较差和准确性较低的不足，本发明提供一种设计简单且易于实现、实时性较好、快速性较好和准确性较高的数控裁断加工过程自动送料位置跟踪控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种数控裁断加工过程自动送料位置跟踪控制方法，所述方法包括如下步骤：

1)、建立数控裁断加工过程原料输送带位移与输送扭矩之间的二阶连续时间动态数学模型，参见式(1)：

其中，t表示时间变量，s；x₁表示输送带的位移变量，即送料位置，m；x₂表示输送带的送料速度，m/s；“·”表示对应变量的一阶导数；常数C是阻尼系数，N·s/m；M是原料的质量，kg；常数H是传动装置的导程，m；常数J是输送装置等效转动惯量，kg·m²；常数π＝3.14；F是原料输送扭矩，N·m；

2)、根据数控裁断加工过程自动送料位置的目标值x_r，定义位移转换变量z₁(t)＝x₁(t)-x_r和z₂(t)＝x₂(t)，得x₁(t)＝z₁(t)+x_r，代入式(1)，整理得到一个等价的数控裁断加工过程原料输送带位移状态空间模型，参见式(2)：

其中，列向量z＝[z₁,z₂]^T，上标T表示向量转置；矩阵A和B分别为