[發明專利]一種多任務集成成形裝備驅動系統的設計方法

有效

• 申請號: 202110182936.0
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112949051B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 黃海鴻;錢朝琦;鄒翔;蔣偉琪;李磊;劉志峰
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/06;G06F111/04
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發明公開了一種多任務集成成形裝備驅動系統的設計方法，是設計與生產任務負載匹配程度較高的包含多個基本驅動單元的驅動系統；根據生產線生產任務，進行工藝設計，將每個工藝分為多個加工任務，根據所有的加工任務的最小功率設計基本驅動單元，根據所有加工任務的最大功率確定基本驅動單元的最小個數，逐個增加基本驅動單元個數并進行分配和調度安排直到能不沖突地完成所有工藝的加工任務。本發明能提高多任務集成成形裝備的驅動系統與任務負載的匹配程度，從而提高多任務成形裝備的能量效率，減少多任務集成成形裝備一個工作周期中的能量損失。

技術領域

本發明涉及液壓成型生產線任務加工領域，具體地說是一種多任務集成成形裝備驅動系統的設計方法。

背景技術

多任務集成成型裝備具有生產效率高、能完成一個零件多道工序甚至全部工序等優點，廣泛應用于制造業中。液壓傳動系統借其控制性能好、響應快、操控簡單和功重比大等方面的優勢，廣泛應用于液壓行業各領域。多任務集成成型裝備的一個工作周期中，不同工序不同加工任務之間的能量需求差異較大，然而傳統多任務集成成型裝備液壓傳動系統通常采用最大功率需求設計，導致驅動系統輸出功率和多個負載需求嚴重不匹配，從而導致系統傳動效率低下，造成巨大的能量損失。

發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種多任務集成成形裝備驅動系統的設計方法，以期能提高多任務集成成形裝備的驅動系統與任務負載的匹配程度，從而提高多任務成形裝備的能量效率，減少多任務集成成形裝備一個工作周期中的能量損失。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明一種多任務集成成形裝備驅動系統的設計方法，所述多任務集成成形裝備由I臺機器組成，并共同完成一個生產任務，其特點是，所述設計方法是按如下步驟進行：

步驟1、工藝設計：

根據生產線的一個生產任務設計I個工藝，根據加工材料計算第i個工藝的負載曲線l_i，i＝1,2,…,I；令第i臺機器按照工藝先后順序加工第i個工藝；

步驟2、多任務集成：

根據每個工藝的負載曲線的負載差異，將每個工藝分為b個加工任務，并將加工任務按照先后順序依次排序，將第i個工藝的第j個加工任務為

步驟3、基本驅動單元的設計：

步驟3.1、根據式(1)計算所有的加工任務中第a個加工任務屬于第i個工藝第j個加工任務的功率

式(1)中，gt_a、ft_a分別為所述第a個加工任務的結束時間和開始時間，p_a(t)為所述第a個加工任務的需求壓力，q_a(t)為所述第a個加工任務的需求流量，a≤A，A為總加工任務數；

步驟3.2、根據式(2)計算I個工藝中需求功率最小的任務R所需最小功率P_min，從而以最小功率P_min設計完成I個工藝中所有加工任務的基本驅動單元；

式(2)中，最小功率P_min＞0；

步驟3.3、從設定的液壓泵集合中，為基本驅動單元選擇一個滿足所述任務R的需求壓力、需求流量的額定功率最小的液壓泵作為基本驅動單元的液壓泵；

步驟3.4、從設定的電機集合中，選擇與所選取的液壓泵相匹配的電機組成基本驅動單元，使得所述基本驅動單元在任務R的需求壓力下，輸出流量大于需求流量；且所選取的電機在驅動對應加工任務時的負載率在所設定的區間中，以使選取的電機在驅動對應加任務時的能量效率高于設定的效率值，從而實現高效率運行；

步驟4、驅動系統的設計：