[發(fā)明專利]一種數(shù)控沖床的剎車曲線自學(xué)習(xí)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310009848.6
• 申請(qǐng)日: 2013-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN103072302A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董輝;李曉宇;吳祥;羅立鋒;仲曉帆;高陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B30B15/26
• 分類號(hào): B30B15/26
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)控沖床的剎車曲線控制方法。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)數(shù)控沖床行業(yè)迅猛發(fā)展，應(yīng)用于沖床的控制系統(tǒng)需求量激增；沖床剎車曲線是指沖床剎車后由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量過沖的角度與剎車前轉(zhuǎn)動(dòng)速度的關(guān)系，利用該曲線可以保證沖床剎車后停到上死點(diǎn)附近。當(dāng)前使用的沖床控制系統(tǒng)大多采用以PLC為主的控制方式，不適合一些需要復(fù)雜運(yùn)算的場(chǎng)合，導(dǎo)致沖床剎車曲線擬合精度的不理想。而且采用的剎車曲線學(xué)習(xí)自動(dòng)化程度不夠高，每次學(xué)習(xí)需要人為的設(shè)置幾個(gè)不同的速度來記錄停車角度。而且每臺(tái)機(jī)器的剎車曲線參數(shù)不一樣，所以每臺(tái)機(jī)器都需要人工學(xué)習(xí)。給操作人員帶來了一定程度上的不便。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有數(shù)控沖床的剎車曲線學(xué)習(xí)方法的操作麻煩、精度較低的不足，本發(fā)明提供一種操作方便、精度較高的數(shù)控沖床的剎車曲線自學(xué)習(xí)方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：?

一種數(shù)控沖床的剎車曲線自學(xué)習(xí)方法，所述方法包括以下步驟：（1）設(shè)置n個(gè)不同的頻率，對(duì)應(yīng)沖床n個(gè)不同的速度，n為自然數(shù)，且n≥5；沖床動(dòng)作周期完成后剎車，等沖床停止后記錄每次剎車前的速度和剎車后過沖的角度，即得到n個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)；

（2）根據(jù)記錄的n個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)擬合出一條二次曲線，所述擬合方法采用最小二乘算法，存儲(chǔ)該二次曲線的三個(gè)系數(shù)，得到剎車曲線。

進(jìn)一步，所述步驟（2）中，將三個(gè)系數(shù)顯示到觸摸屏上以供人工微調(diào)。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：操作方便、精度較高。

附圖說明

圖1是沖床剎車曲線自學(xué)習(xí)程序流程圖。

圖2是最小二乘法擬合二次曲線程序流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參照?qǐng)D1和圖2，一種數(shù)控沖床的剎車曲線自學(xué)習(xí)方法，所述方法包括以下步驟：（1）設(shè)置n個(gè)不同的頻率，對(duì)應(yīng)沖床n個(gè)不同的速度，n為自然數(shù)，且n≥5；沖床動(dòng)作周期完成后剎車，等沖床停止后記錄每次剎車前的速度和剎車后過沖的角度，即得到n個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)；

（2）根據(jù)記錄的n個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)擬合出一條二次曲線，所述擬合方法采用最小二乘算法，存儲(chǔ)該二次曲線的三個(gè)系數(shù)，得到剎車曲線。

進(jìn)一步，所述步驟（2）中，將三個(gè)系數(shù)顯示到觸摸屏上以供人工微調(diào)。

沖床剎車曲線自學(xué)習(xí)方法主要由主控板實(shí)現(xiàn)，由觸摸屏按鈕輸入啟動(dòng)。其流程如圖1所示，首先須將主控板置于寸動(dòng)模式下，然后主控板程序會(huì)在停機(jī)的情況下判斷是否收到曲線學(xué)習(xí)信號(hào)，一旦收到曲線學(xué)習(xí)信號(hào)，便開始通過485通信設(shè)置變頻器頻率，從而設(shè)置電機(jī)初始速度，等待電機(jī)速度平穩(wěn)后，自動(dòng)閉合離合器啟動(dòng)沖床動(dòng)作10個(gè)周期后斷開離合器，并記錄之前的沖床轉(zhuǎn)動(dòng)速度和停止后的過沖角度。接下來判斷是否學(xué)習(xí)完所有設(shè)置的點(diǎn)，如果沒有就繼續(xù)設(shè)置速度增加10r/min，重新記錄下一個(gè)曲線點(diǎn)，直到學(xué)習(xí)完設(shè)置的曲線點(diǎn)。之后便開始采用最小二乘算法把之前學(xué)習(xí)的10個(gè)曲線點(diǎn)擬合成一條二次曲線。以后沖床每次正常停車便可以采用這條曲線算出提前剎車角度，使沖床滑塊停止到上死點(diǎn)附近。

最小二乘法擬合二次曲線過程如下：首先根據(jù)前面學(xué)習(xí)記錄的幾個(gè)曲線點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算出法方程組的增廣矩陣B，然后將矩陣B化成上三角矩陣，最后計(jì)算出二次曲線的三個(gè)系數(shù)。由于該MCU的內(nèi)存較大，因此可以直接采用最小二乘法的矩陣運(yùn)算求解，相比直接采用待定系數(shù)法求解大大減少了計(jì)算量。

本實(shí)施例中，沖床剎車曲線自學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)采用的硬件平臺(tái)是基于arm-cortex-m3的stm32微控制器（MCU）的嵌入式方案。整個(gè)沖床控制系統(tǒng)由以stm32f103rb為主的觸摸屏HMI終端和以stm32f103ze為主的主控板組成，兩者之間通過232串口通信同步數(shù)據(jù)。剎車曲線的學(xué)習(xí)首先要將主控板置于寸動(dòng)模式，然后按下觸摸屏上的曲線學(xué)習(xí)按鈕并輸入密碼后，觸摸屏顯示板會(huì)通過232串口發(fā)送曲線學(xué)習(xí)命令給主控板，主控板收到信息后會(huì)自動(dòng)與變頻器485通信依次設(shè)置10個(gè)不同的頻率，對(duì)應(yīng)沖床10個(gè)不同的速度，動(dòng)作幾個(gè)周期后剎車，然后等沖床停止后記錄每次剎車前的速度和剎車后過沖的角度（位移），最后根據(jù)記錄的這幾個(gè)點(diǎn)擬合出一條二次曲線，并存儲(chǔ)該二次曲線的三個(gè)系數(shù)，同時(shí)將這三個(gè)系數(shù)顯示到觸摸屏上以供人工微調(diào)。整個(gè)過程無需人工干預(yù)，而且剎車曲線的擬合也摒棄了以前PLC控制系統(tǒng)采用的折線擬合方法，采用了最小二乘算法的二次曲線擬合方法，提高了曲線學(xué)習(xí)的精度和適應(yīng)性。這更符合沖床剎車后過沖角度與剎車前速度的二次曲線物理特性。