專利名稱：一種用于單電機(jī)拖動(dòng)多沖頭的電氣控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單電機(jī)拖動(dòng)多沖頭的電氣控制方法。
背景技術(shù)：
隨著鈑金成形工藝的不斷發(fā)展和新技術(shù)的運(yùn)用，以及成 形的曲面的復(fù)雜性的提高，成形精度的要求也越來越精密，以適應(yīng)各種 復(fù)雜曲面的成形需要，人們對模具的需求越來越多。目前，拉伸成形柔 性模具廣泛的用于復(fù)雜曲面的拉伸成形，模具由多沖頭組成。常規(guī)的方 法是，每個(gè)沖頭配一套微型伺服驅(qū)動(dòng)和電機(jī)作一對一的控制調(diào)整，由于 微型伺服驅(qū)動(dòng)和電機(jī)昂貴，此方法使得控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的投資巨大，造成 了模具造價(jià)很高。由于成百上千套的伺服驅(qū)動(dòng)和電機(jī)，也導(dǎo)致了系統(tǒng)維 護(hù)費(fèi)用高，維修不便，可靠性差。并且鑒于沖頭尺寸的限制，其散熱效 果也差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種位置精度高、調(diào)整方法簡單、 操作可靠的一種用于單電機(jī)拖動(dòng)多沖頭的電氣控制方法。本發(fā)明的技術(shù) 解決方案是， 一、按照成形產(chǎn)品的形狀及模具的沖頭尺寸和工作范圍生 成沖頭高度指令工作表。二、系統(tǒng)連接，即PC機(jī)與多軸控制器的以太 網(wǎng)連接；三、模具沖頭分組進(jìn)行坐標(biāo)回零操作；四、導(dǎo)入系統(tǒng)工作表文 件，包括沖頭原點(diǎn)偏移、沖頭反向間隙補(bǔ)償、沖頭調(diào)整狀態(tài)、沖頭當(dāng)前 高度、沖頭高度指令的工作表；五、進(jìn)行沖頭高度調(diào)整；六、調(diào)整結(jié)束 后，關(guān)閉工作表文件。
所述的沖頭高度調(diào)整過程按如下步驟進(jìn)行
(1 ) 讀入沖頭指令高度表的步驟；
(2) 計(jì)算各沖頭的高差，高差=沖頭當(dāng)前高度一沖頭指令高度 的步驟；
(3) 判斷高差是否小于0;是，進(jìn)入(4)，否，進(jìn)入(6)的步
驟；
(4) 添加負(fù)向沖頭集成員的步驟；
(5) 統(tǒng)計(jì)沖頭數(shù)量；總數(shù)已達(dá)32，進(jìn)入(2)，總數(shù)未達(dá)進(jìn)入(8) 的步驟；
(6) 添加正向沖頭集成員的步驟；
(7) 統(tǒng)計(jì)沖頭數(shù)量；總數(shù)已達(dá)32，進(jìn)入(2)，總數(shù)未達(dá)進(jìn)入(8) 的步驟；
(8) 設(shè)置最小負(fù)高差沖頭集Nmin;電機(jī)反轉(zhuǎn)，完成沖頭最小負(fù) 高差調(diào)整的步驟；
(9) 接通負(fù)向沖頭集N電磁離合器，暫停l秒的步驟；
(10) 計(jì)算新負(fù)向沖頭集N=N-Nmin:的步驟；
(11) 判斷負(fù)向沖頭集是否為空集；是，進(jìn)入(13)，否，進(jìn)入 (12)的步驟；
(12) 記錄當(dāng)前沖頭高度，斷開電磁離合器，暫停1秒，返回(8) 的步驟；
(13) 設(shè)置最小正高差沖頭集Pmin;電機(jī)反轉(zhuǎn)，完成沖頭最小正 高差調(diào)整的步驟；
(14) 接通負(fù)向沖頭集N電磁離合器，暫停l秒的步驟；
(15) 計(jì)算新負(fù)向沖頭集N=N-Pmin;的步驟；
(16) 判斷負(fù)向沖頭集是否為空集；否，進(jìn)入(17)，是，結(jié)束 的步驟；
(17) 記錄當(dāng)前沖頭高度，斷開電磁離合器。暫停1秒，返回(13) 的步驟。
所述的模具沖頭分組進(jìn)行坐標(biāo)回零的操作步驟是
(1) 沖頭回零處理，設(shè)置回零組數(shù)，沖頭總數(shù)的步驟；
(2) 接通調(diào)形單元中回零沖頭的離合器，暫停l秒的步驟；
(3) 電機(jī)反轉(zhuǎn)蝸桿反轉(zhuǎn)，沖頭向下移動(dòng)的步驟；
(4) 判斷沖頭是否遇原點(diǎn)開關(guān)，是，進(jìn)入(5)，否，進(jìn)入(3)的
步驟；
(5) 電機(jī)停止，斷開遇零點(diǎn)的沖頭電磁離合器，暫停l秒的步驟；
(6) 判斷是否回零沖頭全部碰上原點(diǎn)開關(guān)，是，進(jìn)入(7)，否， 進(jìn)入(3)的步驟；
(7) 接通調(diào)形單元回零沖頭離合器的步驟；
(8) 電機(jī)正轉(zhuǎn)，回零沖頭整體上升10mm的步驟；
(9) 判斷是否回零組全部回零，否，進(jìn)入(2)，是，結(jié)束的步驟。 本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)效果，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了 l個(gè)驅(qū)動(dòng)單元帶動(dòng)2個(gè)調(diào)整
單元；l個(gè)調(diào)整單元包含了32個(gè)沖頭；通過離合器的切換，達(dá)到l個(gè)伺 服電機(jī)調(diào)整64個(gè)沖頭。能實(shí)現(xiàn)快速?zèng)_頭回零，沖頭的選擇以及沖頭的 調(diào)整方法。使柔性多點(diǎn)模具系統(tǒng)具有高效、低成本的性能，由于采用了 伺服電機(jī)，因此具有精度高、可靠性好的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明電氣系統(tǒng)組成示意圖2為本發(fā)明沖頭高度調(diào)整控制流程圖3為本發(fā)明沖頭回零控制流程圖。
具體實(shí)施例方式
一、按照成形產(chǎn)品的形狀及模具的沖頭尺寸和工作范圍生成沖頭高 度指令工作表。
二、系統(tǒng)連接，即PC機(jī)與多軸控制器的以太網(wǎng)連接；
三、模具沖頭分組進(jìn)行坐標(biāo)回零操作
；四、導(dǎo)入系統(tǒng)工作表文件，包括 沖頭原點(diǎn)偏移、沖頭反向間隙補(bǔ)償、沖頭調(diào)整狀態(tài)、沖頭當(dāng)前高度、沖 頭高度指令的工作表；
五、進(jìn)行沖頭高度調(diào)整；
六、調(diào)整結(jié)束后，關(guān)閉 工作表文件。
所述的沖頭高度調(diào)整過程按如下步驟進(jìn)行
(1 ) 讀入沖頭指令高度表的步驟1;
(2) 計(jì)算各沖頭的高差，高差-沖頭當(dāng)前高度一沖頭指令高度 的步驟2;
(3) 判斷高差是否小于0;是，進(jìn)入步驟(4)，否，進(jìn)入步驟 (6)的步驟3;
(4) 添加負(fù)向沖頭集成員的步驟4;
(5) 統(tǒng)計(jì)沖頭數(shù)量；總數(shù)已達(dá)32個(gè)，進(jìn)入步驟(2)，總數(shù)未
達(dá)進(jìn)入步驟(8)的步驟5;
(6) 添加正向沖頭集成員的步驟6;
(7) 統(tǒng)計(jì)沖頭數(shù)量；總數(shù)已達(dá)32個(gè)，進(jìn)入步驟(2)，總數(shù)未
達(dá)進(jìn)入步驟(8)的步驟7;
(8) 設(shè)置最小負(fù)高差沖頭集Nmin;電機(jī)反轉(zhuǎn)，完成沖頭最小負(fù)
高差調(diào)整的步驟8;
(9) 接通負(fù)向沖頭集N電磁離合器9-1 ，暫停1秒9-2的步驟9;
(10) 計(jì)算新負(fù)向沖頭集N=N-Nmin:的步驟10;
(11) 判斷負(fù)向沖頭集是否為空集；是，進(jìn)入步驟(13)，否， 進(jìn)入步驟(12)的步驟11;
(12) 記錄當(dāng)前沖頭高度12-3，斷開電磁離合器12-2，暫停1秒 12-1，返回步驟(8)的步驟12;
(13) 設(shè)置最小正高差沖頭集Pmin;電機(jī)反轉(zhuǎn)，完成沖頭最小正 高差調(diào)整的步驟13;
(14) 接通負(fù)向沖頭集N電磁離合器，暫停1秒的步驟14;
(15) 計(jì)算新負(fù)向沖頭集N=N-Pmin:的步驟15;
(16) 判斷負(fù)向沖頭集是否為空集；否，進(jìn)入步驟(17)，是，
結(jié)束的步驟16;
(17) 記錄當(dāng)前沖頭高度17-1，斷開電磁離合器17-2，暫停1秒 17-3，返回步驟(13)的步驟17。
所述的模具沖頭分組進(jìn)行坐標(biāo)回零的操作步驟是
1) 沖頭回零處理，設(shè)置回零組數(shù)，沖頭總數(shù)的步驟18;
2) 接通調(diào)形單元中回零沖頭的離合器19-1，暫停1秒19-2的步驟
19;
3) 電機(jī)反轉(zhuǎn)蝸桿反轉(zhuǎn)，沖頭向下移動(dòng)的步驟20;
4) 判斷沖頭是否遇原點(diǎn)開關(guān)，是，進(jìn)入步驟5)，否，進(jìn)入步驟3) 的步驟21;
5) 電機(jī)停止22-l，斷開遇零點(diǎn)的沖頭電磁離合器22-2，暫停l秒 22-3的步驟22;
6) 判斷是否回零沖頭全部碰上原點(diǎn)開關(guān)，是，進(jìn)入步驟7)，否， 進(jìn)入3)的步驟23;
7) 接通調(diào)形單元回零沖頭離合器的步驟24;
8) 電機(jī)正轉(zhuǎn)，回零沖頭整體上升10mm的步驟25;
9) 判斷是否回零組全部回零，否，進(jìn)入步驟2)，是，結(jié)束的步驟26。
實(shí)施例
該柔性多點(diǎn)模具驅(qū)動(dòng)單元的電氣控制系統(tǒng)由一臺(tái)PC機(jī)、 一臺(tái)多軸 控制管理器、 一臺(tái)智能數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)器、 一臺(tái)交流伺服電機(jī)、 一個(gè) CANOPEN輸出模塊組成，外圍連接有各種輸入輸出開關(guān)(霍爾元件、繼 電器、電磁閥、離合器)等。其控制過程是， 一、按照成形產(chǎn)品的形狀 及模具的沖頭尺寸和工作范圍生成沖頭高度指令工作表。二、系統(tǒng)連接， 即PC機(jī)與多軸控制器的以太網(wǎng)連接；三、模具沖頭分組進(jìn)行坐標(biāo)回零 操作；四、導(dǎo)入系統(tǒng)工作表文件，包括沖頭原點(diǎn)偏移、沖頭反向間隙補(bǔ) 償、沖頭調(diào)整狀態(tài)、沖頭當(dāng)前高度、沖頭高度指令的工作表；五、進(jìn)行 沖頭高度調(diào)整；六、調(diào)整結(jié)束后，關(guān)閉工作表文件。 沖頭高度調(diào)整過程按如下步驟進(jìn)行
(1) 讀入沖頭指令高度表的步驟1;
(2) 計(jì)算各沖頭的高差，高差=沖頭當(dāng)前高度一沖頭指令高度 的步驟2;
(3) 判斷高差是否小于0;是，進(jìn)入(4)，否，進(jìn)入步驟(6) 的步驟3;
(4) 添加負(fù)向沖頭集成員的步驟4;
(5) 統(tǒng)計(jì)沖頭數(shù)量；總數(shù)已達(dá)32，進(jìn)入步驟(2)，總數(shù)未達(dá)進(jìn)
入步驟(8)的步驟5;
(6) 添加正向沖頭集成員的步驟6;
(7) 統(tǒng)計(jì)沖頭數(shù)量；總數(shù)己達(dá)32，進(jìn)入步驟(2)，總數(shù)未達(dá)進(jìn)
入步驟(8)的步驟7;
(8) 設(shè)置最小負(fù)高差沖頭集Nmin;電機(jī)反轉(zhuǎn)，完成沖頭最小負(fù)
高差調(diào)整的步驟8;
(9) 接通負(fù)向沖頭集N電磁離合器9-1 ，暫停1秒9-2的步驟9;
(10) 計(jì)算新負(fù)向沖頭集N=N-Nmin:的步驟10;
(11) 判斷負(fù)向沖頭集是否為空集；是，進(jìn)入步驟(13)，否， 進(jìn)入步驟(12)的步驟11;
(12) 記錄當(dāng)前沖頭高度12-1，斷開電磁離合器12-2，暫停1秒 12-3，返回步驟(8)的步驟12;
(13) 設(shè)置最小正高差沖頭集Pmin;電機(jī)反轉(zhuǎn)，完成沖頭最小正 高差調(diào)整的步驟13;
(14) 接通負(fù)向沖頭集N電磁離合器，暫停1秒的步驟14;
(15) 計(jì)算新負(fù)向沖頭集N=N-Pmin:的步驟15;
8
(16) 判斷負(fù)向沖頭集是否為空集；否，進(jìn)入步驟(17)，是， 結(jié)束的步驟16;
(17) 記錄當(dāng)前沖頭高度17-1,斷開電磁離合器17-2。暫停1秒 17-3，返回步驟(13)的步驟17。
所述的模具沖頭分組進(jìn)行坐標(biāo)回零的操作步驟是
1) 沖頭回零處理，設(shè)置回零組數(shù)，沖頭總數(shù)的步驟18;
2) 接通調(diào)形單元中回零沖頭的離合器，暫停1秒的步驟19;
3) 電機(jī)反轉(zhuǎn)蝸桿反轉(zhuǎn)，沖頭向下移動(dòng)的步驟20;
4) 判斷沖頭是否遇原點(diǎn)開關(guān)，是，進(jìn)入步驟5)，否，進(jìn)入步驟3)
的步驟21;
5) 電機(jī)停止，斷開遇零點(diǎn)的沖頭電磁離合器，暫停1秒的步驟22;
6) 判斷是否回零沖頭全部碰上原點(diǎn)開關(guān)，是，進(jìn)入步驟7)，否， 進(jìn)入步驟3)的步驟23;
7) 接通調(diào)形單元回零沖頭離合器的步驟24;
8) 電機(jī)正轉(zhuǎn)，回零沖頭整體上升10mm的步驟25;
9) 修改沖頭位置表，將此時(shí)沖頭零點(diǎn)偏移記錄在沖頭的位置表中 的步驟26;
10) 判斷是否回零組全部回零的步驟27;
11) 若否，進(jìn)入步驟2)，若是，結(jié)束的步驟28。
權(quán)利要求
1.一種單電機(jī)拖動(dòng)多沖頭的拉伸成形柔性模具的電氣控制方法，其控制方法是一、按照成形產(chǎn)品的形狀及模具的沖頭尺寸和工作范圍生成沖頭高度指令工作表；二、系統(tǒng)連接，即PC機(jī)與多軸控制器的以太網(wǎng)連接；三、模具沖頭分組進(jìn)行坐標(biāo)回零操作；四、導(dǎo)入系統(tǒng)工作表文件，包括沖頭原點(diǎn)偏移、沖頭反向間隙補(bǔ)償、沖頭調(diào)整狀態(tài)、沖頭當(dāng)前高度、沖頭高度指令的工作表；五、進(jìn)行沖頭高度調(diào)整；六、調(diào)整結(jié)束后，關(guān)閉工作表文件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單電機(jī)拖動(dòng)多沖頭拉伸成形柔性模具的 電氣控制方法，其特征是，所述的沖頭高度調(diào)整過程按如下步驟進(jìn)行1) 讀入沖頭指令高度表的步驟；2) 計(jì)算各沖頭的高差，高差-沖頭當(dāng)前高度一沖頭指令高度的步驟；3) 判斷高差是否小于0;是，進(jìn)入(4)，否，進(jìn)入(6)的步驟；4) 添加負(fù)向沖頭集成員的步驟；5) 統(tǒng)計(jì)沖頭數(shù)量；總數(shù)已達(dá)32，進(jìn)入(2)，總數(shù)未達(dá)進(jìn)入(8)的 步驟；6) 添加正向沖頭集成員的步驟；7) 統(tǒng)計(jì)沖頭數(shù)量；總數(shù)已達(dá)32，進(jìn)入(2)，總數(shù)未達(dá)進(jìn)入(8)的 步驟；8) 設(shè)置最小負(fù)高差沖頭集Nmin;電機(jī)反轉(zhuǎn)，完成沖頭最小負(fù)高 差調(diào)整的步驟；9) 接通負(fù)向沖頭集N電磁離合器，暫停l秒的步驟；10) 計(jì)算新負(fù)向沖頭集N=N-Nmin:的步驟；11) 判斷負(fù)向沖頭集是否為空集；是，進(jìn)入(13)，否，進(jìn)入(12) 的步驟；12) 記錄當(dāng)前沖頭高度，斷開電磁離合器，暫停1秒，返回(8) 的步驟；13) 設(shè)置最小正高差沖頭集Pmin;電機(jī)反轉(zhuǎn)，完成沖頭最小正高 差調(diào)整的步驟；14) 接通負(fù)向沖頭集N電磁離合器，暫停l秒的步驟；15) 計(jì)算新負(fù)向沖頭集N=N-Pmin:的步驟；16) 判斷負(fù)向沖頭集是否為空集；否，進(jìn)入(17)，是，結(jié)束的步17) 記錄當(dāng)前沖頭高度，斷開電磁離合器。暫停1秒，返回(13)的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多調(diào)整頭拉伸成形柔性模具的電氣控制方法，其特征是，所述的模具沖頭分組進(jìn)行坐標(biāo)回零的操作步驟是(1) 沖頭回零處理，設(shè)置回零組數(shù)，沖頭總數(shù)的步驟；(2) 接通調(diào)形單元中回零沖頭的離合器，暫停l秒的步驟；(3) 電機(jī)反轉(zhuǎn)蝸桿反轉(zhuǎn)，沖頭向下移動(dòng)的步驟；(4) 判斷沖頭是否遇原點(diǎn)開關(guān)，是，進(jìn)入(5)，否，進(jìn)入(3)的步驟；(5) 電機(jī)停止，斷開遇零點(diǎn)的沖頭電磁離合器，暫停1秒的步驟；(6) 判斷是否回零沖頭全部碰上原點(diǎn)開關(guān)，是，進(jìn)入(7)，否，進(jìn)入(3)的步驟；(7) 接通調(diào)形單元回零沖頭離合器的步驟；(8) 電機(jī)正轉(zhuǎn)，回零沖頭整體上升10mm的步驟；(9) 判斷是否回零組全部回零，否，進(jìn)入(2)，是，結(jié)束的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于單電機(jī)拖動(dòng)多沖頭的拉伸成形柔性模具的電氣控制方法。它是根據(jù)飛機(jī)蒙皮拉伸件曲面形狀，經(jīng)過蒙皮拉伸數(shù)值分析和曲面生成系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)中生成沖頭高度工作表，用多軸控制管理器操控?cái)?shù)字伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入自動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，通過多個(gè)離合器的切換，控制驅(qū)動(dòng)單元伺服電機(jī)同時(shí)調(diào)整模具多個(gè)沖頭的高度，使模具表面形成所需蒙皮拉伸件拉形的曲面。本發(fā)明應(yīng)用了多個(gè)預(yù)設(shè)好的EXCEL工作表，實(shí)現(xiàn)模具全部沖頭位置信息的再現(xiàn)與保存；本模具一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元帶動(dòng)兩個(gè)調(diào)整單元；一個(gè)調(diào)整單元包含了32個(gè)沖頭；通過離合器的切換，一個(gè)伺服電機(jī)可以調(diào)整64個(gè)沖頭。使模具系統(tǒng)達(dá)到了高效、低成本的性能。按照本模具的基本機(jī)械和電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了一系列控制方法。如沖頭回零、沖頭的選擇以及沖頭的調(diào)整方法。
文檔編號G05B19/18GK101344775SQ200810212279
公開日2009年1月14日 申請日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者侯志霞, 白煥軍, 薛漢杰, 方 鄒 申請人:中國航空工業(yè)第一集團(tuán)公司北京航空制造工程研究所