[发明专利]一种智能圆轴类校直机主轴自适应速度控制方法

说明书

一种智能圆轴类校直机主轴自适应速度控制方法，采用自适应减速阶段加速度控制算法的调整减速阶段的加速度大小，即在同一个路程的速度规划中，与加速阶段的时间相比，增大了减速阶段的时间，从而减少了主轴在停下运动时产生的冲击力；将主轴运动的目标距离L、设定的目标速度V_m，各个阶段速度及相对应的脉冲步数进行比对，利用加速阶段正推和减速阶段倒推法调整电机实际能达到的最大速度，并实时规划出电机加减速曲线。本发明能有效解决圆轴类校直机主轴在停止运动时产生的冲击力，以及引起的抖动和碰撞、弯曲度的测量精确、机器和电机的损坏的问题。

技术领域

本发明涉及一种速度控制方法，尤其是一种智能圆轴类校直机主轴自适应速度控制方法，属于运动控制领域。

背景技术

近年来，随着国内经济的快速发展，圆轴类校直机的运用也越来越广泛，智能化的校直机可以校直硬度和淬火等程度不一的圆轴类钢材。智能的圆轴类校直机采用由电机驱动带动负载的主轴(校直头)进行对圆轴类材料的弯曲位置进行下压校直，并且受到广泛的关注。

智能圆轴类校直机的主轴校正系统主要在圆轴的弯曲位置，通过继电器控制弯曲位置两端支撑点来支撑圆轴，依靠电机驱动主轴(校直头)移动一定距离，对圆轴弯曲的地方进行校正。然而，要是想要对不同材质的圆轴能到很好的校正，那么主轴(校直头)必须要有很大的力才能对圆轴进行校正，这样主轴就必须带有很大的负载。主轴(校直头)在移动校直功能减速停止时，由公式Ft＝mv可知，速度和负载很大时会产生很大的冲击力，就会是设备很容易发生抖动和碰撞现象，而一旦抖动就将引起弯曲度的测量不精确，甚至还会导致校直机的机械碰撞损坏机器和电机，尤其是在高速运动情况下更易发生。同时，主轴(校直头)为了加快校正的进度，缩短校直时间，需要进行短距离内的迅速提速，在停止减速阶段需要缓慢一点减速，增大减速时间，减少冲击力。因此迫切需要一种新的速度控制方法来提升主轴电机的转速和稳定性。

发明内容

为了提高智能圆轴类校直机主轴的速度以及克服其在高速运动且负载很大的情况下减速阶段下存在的设备颤抖、电机损坏等缺点，本发明提供了一种能实现电机迅速提速、有效避免过载、提升稳定性的智能圆轴类校直机主轴自适应速度控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种智能圆轴类校直机主轴自适应速度控制方法，所述方法包括以下步骤：

1)首先根据圆轴类校直机主轴的机械结构、采用电机的型号属性以及现场测试，确定主轴在进行上下移动动作时，电机能允许运行的最大加速度a_max，最小加速度a_min，最大速度V_max，高速阶段最小速度V_con2，匀加速阶段最小速度V_con1和匀加速度a_c；

2)在加速度值低于主轴电机的最大加速度a_max的条件下，根据加阶段加速度控制算法，可以得出加速阶段的各个加速度(a₁,a₂,···,a_n)，a表示加速度的值，下标1到n表示加速度的规划顺序；

3)根据实际圆轴类校直机主轴负载的重量M和设定的目标速度V_m，再根据自适应减速阶段加速度算法与速度控制算法，可以得出减速阶段的加速度与加速阶段加速度之间的关系a_d＝a_u/k和减速阶段的加速度(a₁',a₂',···,a_m')，其中，a_d表示减速阶段的速度，a_u表示加速阶段的速度，k表示加速阶段的加速度与减速阶段的加速度的比例关系；