專利名稱：一種飛剪的剪切方法及飛剪專用運(yùn)動(dòng)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于飛剪技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種飛剪的剪切方法及飛剪專用運(yùn)動(dòng)控制 器。
背景技術(shù)：
如今，在工廠中常常會(huì)用到飛剪系統(tǒng)來剪切原材料，飛剪系統(tǒng)的工作過程為巻料 放于受料臺(tái)上，由上料小車送到開巻機(jī)，開巻機(jī)的錐頭撐緊料，壓棍壓下后開巻，經(jīng)輾平棍， 到緩沖池，經(jīng)過測(cè)量棍，由送料棍傳動(dòng)到剪床，剪床中的剪切動(dòng)作主要由上下剪刀完成，其 中，上剪刀運(yùn)動(dòng)為水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，下剪刀運(yùn)動(dòng)軌跡為圓形，剪切后的板材通過傳送帶，到收 料臺(tái)，整齊、打包，完成整個(gè)剪切工作。 送料與剪切之間的同步是飛剪控制中的關(guān)鍵技術(shù)，通過主動(dòng)軸完成送料，通過從 動(dòng)軸完成剪切，測(cè)量輥與曲柄連桿機(jī)構(gòu)的角度編碼器是反饋元件。剪切軸根據(jù)測(cè)量輥反饋 的送料位置、速度，和角度編碼器反饋剪刀的實(shí)際角度，調(diào)整剪刀的轉(zhuǎn)速、位置，保證剪切過 程中速度同步，且剪切的長(zhǎng)度是設(shè)定長(zhǎng)度。 在以往的飛剪控制裝置技術(shù)領(lǐng)域，主要是針對(duì)飛剪電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行專用開發(fā)， 在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)增加智能控制電路和擴(kuò)展接口電路并加載專用控制程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)飛剪的工 藝控制。 然而，剪切驅(qū)動(dòng)電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)控制器不便于維護(hù)、維修，出現(xiàn)故障后恢復(fù)正常的 時(shí)間很長(zhǎng)，而且飛剪不是一個(gè)獨(dú)立工作的設(shè)備，飛剪總是和其他設(shè)備共同組成一條生產(chǎn)線， 專用驅(qū)動(dòng)控制電路在硬件構(gòu)成、通訊接口兼容和控制功能擴(kuò)展等方面都存在不方便性。并 且，使用專用驅(qū)動(dòng)控制電路控制飛剪剪切時(shí)，其剪切精度也較低。 在以往的飛剪速度控制中采用單一直線加/減速。根據(jù)電機(jī)的最大力矩以及負(fù)載 的慣量，設(shè)定最大加/減速度。剪切電機(jī)速度從靜止到運(yùn)動(dòng)，從運(yùn)動(dòng)到靜止，以及從加速變 化到減速會(huì)產(chǎn)生極大的加速度變化，正如我們知道的加速度的變化即力的變化，從而對(duì)機(jī) 械產(chǎn)生大的沖擊力，降低了設(shè)備的壽命，極大的影響了加工的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種飛剪的剪切方法及飛剪專用運(yùn)動(dòng)控制器，旨在
解決現(xiàn)有飛剪系統(tǒng)維護(hù)不便，并且精度不高、機(jī)械沖擊力大，壽命低的問題。 本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種飛剪的剪切方法，所述剪切方法包括以下步
驟 比較在周期時(shí)間T內(nèi)飛剪運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度S與材料的剪切長(zhǎng)度M的大??； 當(dāng)M = S時(shí)，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，以V。勻速運(yùn)動(dòng)進(jìn)行剪切； 當(dāng)M < S時(shí)，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，從V。加速運(yùn)動(dòng)，然后再減速回到V。進(jìn)行剪
切； 當(dāng)M > S時(shí)，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，先從V。減速運(yùn)動(dòng)，然后再加速回到V。進(jìn)行剪切， 所述V。為材料進(jìn)給的速度。 本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種飛剪專用運(yùn)動(dòng)控制器，所述飛剪專用運(yùn)動(dòng) 控制器包括飛剪的剪切系統(tǒng)，所述剪切系統(tǒng)包括 比較單元，用于比較在周期時(shí)間T內(nèi)飛剪運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度S與材料的剪切長(zhǎng)度M的大小；
第一控制單元，用于當(dāng)M二 S時(shí)，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，以V。勻速運(yùn)動(dòng)進(jìn)行剪 切； 第二控制單元，用于當(dāng)M < S時(shí)，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，從V。加速運(yùn)動(dòng)，然后 再減速回到V。進(jìn)行剪切； 第三控制單元，用于當(dāng)M > S時(shí)，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，先從V。減速運(yùn)動(dòng)，然
后再加速回到V。進(jìn)行剪切， 所述V。為材料進(jìn)給的速度。 在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過對(duì)比飛剪運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度S與材料的剪切長(zhǎng)度M，根據(jù)對(duì)比結(jié) 果確定飛剪要采用的運(yùn)動(dòng)方式。通過本發(fā)明可以解決以往飛剪系統(tǒng)維護(hù)不便，并且精度不 高、機(jī)械沖擊力大，壽命低的問題。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的飛剪刀刃運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的飛剪的剪切方法的實(shí)施流程圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的飛剪的剪切系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。 在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過對(duì)比飛剪運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度S與材料的剪切長(zhǎng)度M，根據(jù)對(duì)比結(jié) 果確定飛剪要采用的運(yùn)動(dòng)方式。通過本發(fā)明可以解決以往飛剪系統(tǒng)維護(hù)不便，并且精度不 高的問題。
圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的飛剪刀刃運(yùn)動(dòng)軌跡。 在剪床機(jī)械結(jié)構(gòu)中，刀架安裝在機(jī)座的水平導(dǎo)軌上，上剪刀固定在刀架上，下剪刀 安裝在刀架的垂直導(dǎo)軌上，曲柄連桿結(jié)構(gòu)由電機(jī)拖動(dòng)，傳動(dòng)動(dòng)力到下剪刀。當(dāng)曲柄旋轉(zhuǎn)的時(shí) 候，整個(gè)刀架沿水平方向?qū)к夁\(yùn)動(dòng)，下剪刀同時(shí)沿垂直方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)連續(xù)旋轉(zhuǎn) 時(shí)，上剪刀隨刀架做水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，下剪刀隨刀架做水平運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，沿垂直方向做往復(fù)運(yùn) 動(dòng)。因此，由下剪刀的合成運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為圓形，圓形軌跡的半徑為曲柄連桿結(jié)構(gòu)的半 徑。在水平方向上，上下刀刃之間的距離為恒定值。垂直方向上，上下刀刃之間的距離隨著 曲柄連桿運(yùn)動(dòng)所在的角度變化而變化，當(dāng)垂直方向之間距離為O時(shí)，上下刀刃咬合，完成一 次剪切。 下剪刀的運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)圓形，A點(diǎn)與C點(diǎn)之間的劣弧被稱為同步區(qū)，當(dāng)下剪刀刃 到達(dá)A點(diǎn)的時(shí)候進(jìn)入同步區(qū)，這個(gè)時(shí)候下剪刀刃的切向速度的水平分量和送料速度相等，當(dāng)下剪刀刃到達(dá)軌跡的最上端也就是B點(diǎn)的時(shí)候，下剪刀刀刃的速度、送料速度和上剪刀 的速度完全相同，剪斷鋼板，然后從C點(diǎn)退出同步區(qū)域。該處的同步區(qū)主要是為了使速度得 到一個(gè)緩沖。 在實(shí)際控制時(shí)，需確保剪刀在同步區(qū)內(nèi)水平方向的速度分量和板材速度保持同 步。由此可以看出飛剪控制的實(shí)質(zhì)為對(duì)飛剪剪刀運(yùn)動(dòng)的控制。 圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的飛剪的剪切方法的實(shí)施流程，詳述如下
在步驟S201中，比較在周期時(shí)間T內(nèi)飛剪運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度S與材料的剪切長(zhǎng)度M的大小。
在周期時(shí)間T內(nèi)，飛剪運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度S可以通過計(jì)算飛剪的運(yùn)動(dòng)軌跡來得到。例如，飛 剪的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓形，通過測(cè)量半徑，即可算出飛剪運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度。材料的剪切長(zhǎng)度M根據(jù)需 求確定。當(dāng)M = S時(shí)，執(zhí)行步驟S202 ;當(dāng)M < S時(shí)，執(zhí)行步驟S203 ;當(dāng)M > S時(shí)，執(zhí)行步驟 S204。 在步驟S202中，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，以V。勻速運(yùn)動(dòng)進(jìn)行剪切。
為了達(dá)到同步的目的，需要使得飛剪在剪切時(shí)的速度與材料移動(dòng)的速度V。相同， 而材料的移動(dòng)時(shí)間與飛剪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為周期T，此時(shí)，剪切長(zhǎng)度M又等于S，因此，控制飛 剪以V。勻速運(yùn)動(dòng)即可。 在步驟S203中，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，先從V。減速運(yùn)動(dòng)，然后再加速回到V。 進(jìn)行剪切，所述V。為材料進(jìn)給的速度。 由于M〈 S，而兩者運(yùn)動(dòng)時(shí)間要相同，因此，要使同一時(shí)間內(nèi)飛剪運(yùn)動(dòng)軌跡長(zhǎng)度更 長(zhǎng)，就要使飛剪運(yùn)動(dòng)的平均速度快于材料的運(yùn)動(dòng)速度V。。為達(dá)到同步的目的，可以先從V。加 速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，然后再減速一段時(shí)間回到V。。加速和減速的時(shí)間與采用的減速、加速方式 有關(guān)。作為本發(fā)明的實(shí)施例，可以采用梯形加速、減速的方式，也可以采用S形加速、減速的 方式，加速度值根據(jù)可以是固定的或者變化的。因此，可采用的加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)的方式 很多，使最后的速度達(dá)到V。，并且加速、減速過程的總時(shí)間小于或等于飛剪的周期時(shí)間T，飛 剪的運(yùn)動(dòng)軌跡達(dá)到S即可。 作為本發(fā)明的實(shí)施例，該步驟的具體過程可以為在完成上一次剪切后，控制飛剪 先以速度V。運(yùn)動(dòng)時(shí)間tp再控制飛剪減速運(yùn)動(dòng)時(shí)間^，控制飛剪加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間^，使得飛剪 速度回到V。，在剩余的T-t「t廠t3的時(shí)間內(nèi)，以速度V。運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行剪切。其中，^、^、^均大 于0小于T，且3者之和小于T。 在步驟S204中，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，從V。減速運(yùn)動(dòng)，然后再加速回到V。進(jìn) 行剪切。 由于M > S，而兩者運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，因此，需要使飛剪運(yùn)動(dòng)的平均速度慢于材料的 運(yùn)動(dòng)速度V。。為達(dá)到同步的目的，可以先從V。減速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，然后再加速一段時(shí)間回 到V。。作為本發(fā)明的實(shí)施例，可以控制飛剪在減速之前、加速之后保持V。運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，以 進(jìn)行速度穩(wěn)定、緩沖。其減速、加速過程當(dāng)然也可以采用很多方式。 作為本發(fā)明的另一實(shí)施例，還可以進(jìn)一步判斷M是否大于2S，當(dāng)M大于2S時(shí)，控制 飛剪先以速度V。運(yùn)動(dòng)，再減速運(yùn)動(dòng)至停止，在停止一段時(shí)間后，再加速運(yùn)動(dòng)到速度V。，并以 速度V。運(yùn)動(dòng)運(yùn)行剩余時(shí)間，進(jìn)行剪切。即除了減速運(yùn)動(dòng)，再加速的過程外，還可以停止一段 時(shí)間，以等待材料被移動(dòng)。 在上述加速、減速的過程中，采用S形加速、減速方式可以避免加速度突跳，從而減小機(jī)械系統(tǒng)的沖擊力，可以有效延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。 圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的飛剪的剪切系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，該飛剪的剪切系統(tǒng)可以 為飛剪專用運(yùn)動(dòng)控制器的軟件單元、硬件單元或軟、硬結(jié)合的單元。 該飛剪的剪切系統(tǒng)包括比較單元31 、第一控制單元32、第二控制單元33、第三控 制單元34。比較單元31比較在周期時(shí)間T內(nèi)飛剪運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度S與材料的剪切長(zhǎng)度M的大小， 當(dāng)M = S時(shí)，第一控制單元32控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，以V。勻速運(yùn)動(dòng)進(jìn)行剪切；當(dāng)M < S 時(shí)，第二控制單元33控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，從V。加速運(yùn)動(dòng)，然后再減速回到V。進(jìn)行剪 切；當(dāng)M〉 S時(shí)，第三控制單元34控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，先從V。減速運(yùn)動(dòng)，然后再加速 回到V。進(jìn)行剪切，其中V。為材料進(jìn)給的速度。 作為本發(fā)明的實(shí)施例，第二控制單元33控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，從V。加速運(yùn)動(dòng)， 然后再減速回到V。進(jìn)行剪切的過程可以為同步區(qū)運(yùn)動(dòng)控制模塊331在完成上一次剪切 后，控制飛剪先以速度V。運(yùn)動(dòng)時(shí)間tp回程區(qū)運(yùn)動(dòng)控制模塊332控制飛剪加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2， 追趕區(qū)運(yùn)動(dòng)控制模塊333控制飛剪減速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t3，使得飛剪速度回到V。，穩(wěn)定區(qū)運(yùn)動(dòng)控制 模塊334在剩余的T-trt廠t3的時(shí)間內(nèi)，以速度V。運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行剪切。 作為本發(fā)明的實(shí)施例，該剪切系統(tǒng)還包括判斷單元35判斷M是否大于2S，當(dāng)M大 于2S時(shí)，第一運(yùn)行階段控制單元36控制飛剪先以速度V。運(yùn)動(dòng)，再減速運(yùn)動(dòng)至停止，在停止 一段時(shí)間后，第二運(yùn)行階段控制單元37再加速運(yùn)動(dòng)到速度V。，并以速度V。運(yùn)動(dòng)運(yùn)行剩余時(shí) 間，進(jìn)行剪切。 綜上所述，通過對(duì)比飛剪運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度S與材料的剪切長(zhǎng)度M，根據(jù)對(duì)比結(jié)果確定飛剪 要采用的運(yùn)動(dòng)方式。通過本發(fā)明可以解決以往飛剪系統(tǒng)維護(hù)不便，并且精度不高、機(jī)械沖擊 力大，壽命低的問題。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種飛剪的剪切方法，其特征在于，所述剪切方法包括以下步驟比較在周期時(shí)間T內(nèi)飛剪運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度S與材料的剪切長(zhǎng)度M的大?。划?dāng)M＝S時(shí)，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，以V0勻速運(yùn)動(dòng)進(jìn)行剪切；當(dāng)M＜S時(shí)，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，從V0加速運(yùn)動(dòng)，然后再減速回到V0進(jìn)行剪切；當(dāng)M＞S時(shí)，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，先從V0減速運(yùn)動(dòng)，然后再加速回到V0進(jìn)行剪切，所述V0為材料進(jìn)給的速度。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述當(dāng)M < S時(shí)，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)， 先從VO加速運(yùn)動(dòng)，然后再減速回到VO進(jìn)行剪切的步驟具體為在完成上一次剪切后，控制飛剪先以速度VO運(yùn)動(dòng)時(shí)間tl ; 控制飛剪加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2 ;控制飛剪減速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t3，使得飛剪速度回到VO ; 在剩余的T-tl-t2-t3的時(shí)間內(nèi)，以速度VO運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行剪切。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟 判斷M是否大于2S;當(dāng)M大于2S時(shí)，控制飛剪先以速度VO運(yùn)動(dòng)，再減速運(yùn)動(dòng)至停止； 在停止一段時(shí)間后，再加速運(yùn)動(dòng)到速度VO，并以速度VO運(yùn)動(dòng)運(yùn)行剩余時(shí)間，進(jìn)行剪切。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的加速運(yùn)動(dòng)采用梯形加速或者S形加速。
5. —種飛剪專用運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于，所述飛剪專用運(yùn)動(dòng)控制器包括飛剪的剪切系統(tǒng)，所述剪切系統(tǒng)包括比較單元，用于比較在周期時(shí)間T內(nèi)飛剪運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度S與材料的剪切長(zhǎng)度M的大?。?第一控制單元，用于當(dāng)M = S時(shí)，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，以VO勻速運(yùn)動(dòng)進(jìn)行剪切； 第二控制單元，用于當(dāng)M < S時(shí)，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，從VO加速運(yùn)動(dòng)，然后再減速回到VO進(jìn)行剪切；第三控制單元，用于當(dāng)M > S時(shí)，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，先從VO減速運(yùn)動(dòng)，然后再 加速回到VO進(jìn)行剪切，所述VO為材料進(jìn)給的速度。
6. 如權(quán)利要求5所述的飛剪專用運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于，所述第二控制單元又包括同步區(qū)運(yùn)動(dòng)控制模塊，用于在完成上一次剪切后，控制飛剪先以速度VO運(yùn)動(dòng)時(shí)間tl ; 回程區(qū)運(yùn)動(dòng)控制模塊，用于控制飛剪加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2 ;追趕區(qū)運(yùn)動(dòng)控制模塊，用于控制飛剪減速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t3，使得飛剪速度回到VO ;穩(wěn)定區(qū)運(yùn)動(dòng)控制模塊，用于在剩余的T-tl-t2-t3的時(shí)間內(nèi)，以速度VO運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行剪切。
7. 如權(quán)利要求5所述的飛剪專用運(yùn)動(dòng)控制器，其特征在于，所述剪切系統(tǒng)還包括 判斷單元，用于判斷M是否大于2S ;第一運(yùn)行階段控制單元，用于當(dāng)M大于2S時(shí)，控制飛剪先以速度VO運(yùn)動(dòng)，再減速運(yùn)動(dòng) 至停止；第二運(yùn)行階段控制單元，用于在停止一段時(shí)間后，再加速運(yùn)動(dòng)到速度VO，并以速度VO 運(yùn)動(dòng)運(yùn)行剩余時(shí)間，進(jìn)行剪切。
全文摘要
本發(fā)明適用于飛剪技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種飛剪的剪切方法及飛剪專用運(yùn)動(dòng)控制器，所述剪切方法包括以下步驟比較在周期時(shí)間T內(nèi)飛剪運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度S與材料的剪切長(zhǎng)度M的大小；當(dāng)M＝S時(shí)，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，以V0勻速運(yùn)動(dòng)進(jìn)行剪切；當(dāng)M＜S時(shí)，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，從V0加速運(yùn)動(dòng)，然后再減速回到V0進(jìn)行剪切；當(dāng)M＞S時(shí)，控制飛剪在周期時(shí)間T內(nèi)，先從V0減速運(yùn)動(dòng)，然后再加速回到V0進(jìn)行剪切，所述V0為材料進(jìn)給的速度。在本發(fā)明中，通過對(duì)比飛剪運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度S與材料的剪切長(zhǎng)度M，根據(jù)對(duì)比結(jié)果確定飛剪要采用的運(yùn)動(dòng)方式。通過本發(fā)明可以解決以往飛剪系統(tǒng)維護(hù)不便，并且精度不高、機(jī)械沖擊力大，壽命低的問題。
文檔編號(hào)G05B19/416GK101776888SQ200910304239
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者吳宏, 李曉卉 申請(qǐng)人:固高科技(深圳)有限公司