[发明专利]多台冲床联机同期运行系统及其运行控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及压力机运行控制技术领域，特别是用于多台压力机联机自动化生产的一种多台冲床联机同期运行系统及其运行控制方法。 

背景技术

针对多机连线、多机多工位连线和多机级进模连线冲压工艺，需要对多台机床进行同步或协同控制来工作，且需要很高的控制精度来保证连线冲压的生产加工精度，因此对于多台机床找到一种较为合适的同步控制方案是亟待解决的问题。 

现有技术中针对高强度板材加工、多工位加工或级进模加工，大多采用的是单机大吨位冲床来进行加工的，但这样做的缺点主要有对于大型大吨位冲床的依赖性较大，其生产线的投入成本较大，生产周期也较长；需要地坑，建成的自动化生产线灵活性和自由度相对较低等问题。为解决这些问题，采用多台中小吨位机床代替一台或多台大型大吨位机床来工作，但对于多台中小吨位机床同期工作的准确控制，是关键问题所在。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中多机床生产线布局结构及控制精度的缺陷，提出一种多台冲床联机同期运行系统及其运行控制方法，以有效准确的控制多台机床的同步或协同工作。 

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种多台冲床联机同期运行系统，包括2台以上压力机机床，以及机床运行控制模块； 

机床运行控制模块包括滑块位移编码器、变频器和运行管理器； 

滑块位移编码器与变频器的数量与压力机机床数量相等；各变频器的输出端分别连接一台压力机机床的电动机；各滑块位移编码器连接一台压力机机床的曲轴，以检测该机床曲轴的转角信号； 

滑块位移编码器将检测到的转角信号传输至运行管理器；运行管理器根据设定的滑块运行速度计算得到当前目标位置对应的曲轴转角角度，作为瞬态虚拟角度；然后运行管理器将接收到的转角信号与瞬态虚拟角度进行对比，并根据各转角信号的对比结果向各相应的变频器发送相应的速度补偿指令，以通过改变曲轴转速改变滑块运行速度，使得各压力机机床的滑块分别在指定的时间到达指定的位置。 

本发明中，滑块位移编码器可选用现有的增量型编码器，以有轴型安装于机床上并 连接曲轴端部，来检测曲轴瞬时转角。变频器通过改变电动机工作电流的频率，实现转速的补偿调节，从而控制滑块的运行速度。2台以上机床可以为需要同步工作的机床，也可为相互协同工作的机床，所有机床同时由运行管理器结合各自的滑块位移编码器和变频器进行控制；在滑块运行过程中，运行控制器通过速度补偿方式分别对各机床的曲轴转角进行调整，可实现对各机床滑块的同步或协同运行控制。 

运行管理器包括当前位置管理单元、速度补正管理单元和控制量输出单元；当前位置管理单元接收各滑块位移编码器输出的转角信号，并传输至速度补正管理单元；速度补正管理单元根据设定的滑块运行速度计算得到当前目标位置对应的曲轴转角角度，作为瞬态虚拟角度；再将接收到的转角信号与瞬态虚拟角度进行对比，并根据各转角信号的对比结果，通过控制量输出单元，向各相应的变频器发送相应的速度补偿指令。本发明的运行管理器可采用现有的工控机或微处理器，运行管理器的相关功能可结合现有软件技术实现。 

本发明还提供一种基于上述多台冲床联机同期运行系统的运行控制方法，包括以下步骤： 

（1）根据同步或协同需要，分别设定各机床滑块的开始运行时间及运行速度； 

（2）获取瞬态各机床曲轴的转角信号，从中得到当前时间机床曲轴转角角度； 

（3）根据已设定的各机床滑块的开始运行时间及运行速度，计算当前时间滑块的理想位移，得到滑块的目标位置，进而计算当前时间各机床曲轴的理想转角角度； 

（4）将当前时间机床曲轴转角角度与理想转角角度进行比较，得到两者的角度偏差； 

（5）根据角度偏差计算滑块到达下一工位前，需补偿的偏差速度； 

（6）在原设定运行速度的基础上，补偿偏差速度值，作为当前控制速度，并向各变频器发送当前控制速度指令； 

（7）变频器接收当前控制速度指令，并根据指令中的当前控制速度，改变输出至机床电动机的电流频率，通过改变曲轴转速实现滑块运行速度的改变，使得各机床的滑块在指定时间到达相应工位。 

变频器对电动机的转速控制可结合对机床离合器、制动器的控制来进一步优化。