一種三階段同步對(duì)位控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種三階段同步對(duì)位控制系統(tǒng)，硬件包括兩套傳動(dòng)加工輥筒、兩個(gè)對(duì)位零點(diǎn)、兩個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器、三個(gè)對(duì)位傳感器、數(shù)個(gè)加工機(jī)構(gòu)、一個(gè)控制器。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器和三個(gè)對(duì)位傳感器分別與控制器電連接，控制器依據(jù)傳感器的監(jiān)測(cè)信息，通過(guò)三個(gè)階段的控制調(diào)整使長(zhǎng)條柔性被加工件在兩個(gè)傳動(dòng)加工輥筒工位上做到同步對(duì)位加工，克服了長(zhǎng)條柔性被加工件因彈性變形或機(jī)械機(jī)構(gòu)加工裝配精度造成的產(chǎn)品工藝尺寸誤差問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)的同時(shí)還保證了產(chǎn)品具有很高的加工精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種三階段同步對(duì)位控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于同步對(duì)位控制領(lǐng)域，特別涉及一種使兩個(gè)輸送、加工長(zhǎng)條柔性被加工件的加工輥筒做到同步對(duì)位運(yùn)轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的使用越來(lái)越普遍，并且其產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝也越來(lái)越復(fù)雜。在生產(chǎn)工藝流程中經(jīng)常見(jiàn)到對(duì)被加工件的同一部位進(jìn)行兩次或多次不同的工序處理，不同的工序由不同的設(shè)備進(jìn)行。為了保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)無(wú)人化，生產(chǎn)線(xiàn)上的這些設(shè)備就必須具備同步對(duì)位的能力，數(shù)臺(tái)不同的設(shè)備相互之間必須保證空間位置的高度精確、時(shí)間的高度協(xié)調(diào)、運(yùn)動(dòng)的高度同步。
[0003]對(duì)于加工剛性被加工件的生產(chǎn)線(xiàn)，做到同步對(duì)位相對(duì)容易，因?yàn)楸患庸ぜ叽缤庑尾灰装l(fā)生變化，對(duì)被加工件上某一點(diǎn)的定位比較容易實(shí)現(xiàn)。但是對(duì)于加工柔性被加工件的生產(chǎn)線(xiàn)，做到同步對(duì)位非常困難，特別是利用輥筒輸送、加工長(zhǎng)條柔性被加工件的生產(chǎn)線(xiàn)，長(zhǎng)條柔性被加工件的彈性變形很大且難以控制，對(duì)長(zhǎng)條柔性被加工件的約束拉力略大，就會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)條柔性被加工件伸長(zhǎng)變形甚至拉斷，對(duì)長(zhǎng)條柔性被加工件的約束拉力略小，就會(huì)使長(zhǎng)條柔性被加工件彎曲堆積，難以做到施力“恰到好處”。
[0004]上述情況導(dǎo)致加工長(zhǎng)條柔性被加工件的生產(chǎn)線(xiàn)難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，很多有同步對(duì)位要求的工序只能依靠人工控制的方式完成，生產(chǎn)效率和質(zhì)量無(wú)法提高?，F(xiàn)在需要一種控制系統(tǒng)，可以應(yīng)用在利用輥筒輸送、加工長(zhǎng)條柔性被加工件的生產(chǎn)線(xiàn)上，使該生產(chǎn)線(xiàn)具備同步對(duì)位的能力，生產(chǎn)線(xiàn)中的設(shè)備可以做到精確、協(xié)調(diào)、同步，做到真正的無(wú)人化、自動(dòng)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種三階段同步對(duì)位控制系統(tǒng)，使兩個(gè)輸送、加工長(zhǎng)條柔性被加工件的輥筒做到同步對(duì)位運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化。
[0006]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，結(jié)構(gòu)組成如下:在被加工件輸送軌跡線(xiàn)(3)上沿X軸正方向先后布置有前端傳動(dòng)加工棍筒(I)和后端傳動(dòng)加工棍筒(2)，所述前端傳動(dòng)加工棍筒
(I)上安裝有前端輥筒對(duì)位零點(diǎn)(11)、前端旋轉(zhuǎn)編碼器(13)、以環(huán)狀均勻布置的數(shù)個(gè)前端輥筒加工機(jī)構(gòu)(14)，所述前端傳動(dòng)加工輥筒(I)的附近布置有前端輥筒對(duì)位傳感器(12)，所述后端傳動(dòng)加工輥筒(2)上安裝有后端輥筒對(duì)位零點(diǎn)(21)、后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)、以環(huán)狀均勻布置的數(shù)個(gè)后端輥筒加工機(jī)構(gòu)(24)，所述后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的附近布置有后端輥筒對(duì)位傳感器(22)，在所述前端傳動(dòng)加工輥筒(I)和后端傳動(dòng)加工輥筒(2)間的位置上布置有中間對(duì)位傳感器(4)，所述中間對(duì)位傳感器(4)在被加工件輸送軌跡線(xiàn)(3)上對(duì)應(yīng)的位置為中間同步對(duì)位點(diǎn)(61)，所述后端傳動(dòng)加工輥筒(2)在被加工件輸送軌跡線(xiàn)(3)上對(duì)應(yīng)的位置為后端輥筒同步對(duì)位點(diǎn)(62)。
[0007]上述前端旋轉(zhuǎn)編碼器(13)安裝于前端傳動(dòng)加工輥筒(I)的旋轉(zhuǎn)軸端，前端旋轉(zhuǎn)編碼器(13)與控制器電連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)前端傳動(dòng)加工輥筒(I)的旋轉(zhuǎn)速度和位置，所述前端輥筒對(duì)位傳感器(12)與控制器電連接，用于監(jiān)測(cè)前端傳動(dòng)加工輥筒(I)的零點(diǎn)位置;所述后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)安裝于后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的旋轉(zhuǎn)軸端，后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)與控制器電連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的旋轉(zhuǎn)速度和位置，所述后端輥筒對(duì)位傳感器(22)與控制器電連接，用于監(jiān)測(cè)后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的零點(diǎn)位置。所述中間同步對(duì)位點(diǎn)(61)與后端輥筒同步對(duì)位點(diǎn)(62)之間的距離為L(zhǎng)，所述中間對(duì)位傳感器(4)安裝于中間同步對(duì)位點(diǎn)(61)，中間對(duì)位傳感器(4)與控制器電連接，控制器依據(jù)中間對(duì)位傳感器(4)的監(jiān)測(cè)信號(hào)開(kāi)始對(duì)后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)整，使被加工件(5)沿所述被加工件輸送軌跡線(xiàn)(3)移動(dòng)距離L時(shí)，所述后端輥筒加工機(jī)構(gòu)(24)剛好處在后端輥筒同步對(duì)位點(diǎn)
(62)，實(shí)現(xiàn)同步對(duì)位。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:前端傳動(dòng)加工輥筒(I)和后端傳動(dòng)加工輥筒(2)可以同步運(yùn)轉(zhuǎn)，且后端傳動(dòng)加工輥筒(2)具有獨(dú)立的調(diào)整糾偏能力，通過(guò)控制調(diào)整使長(zhǎng)條柔性被加工件在兩個(gè)傳動(dòng)加工輥筒工位上做到同步對(duì)位加工，克服了長(zhǎng)條柔性被加工件因彈性變形或機(jī)械機(jī)構(gòu)加工裝配精度造成的產(chǎn)品工藝尺寸誤差問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)的同時(shí)還保證了產(chǎn)品具有很尚的加工精度。
【附圖說(shuō)明】
[0009]下面將結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0010]圖1為一種三階段同步對(duì)位控制系統(tǒng)的零點(diǎn)校正示意圖。
[0011]圖2為一種三階段同步對(duì)位控制系統(tǒng)的同速調(diào)整示意圖。
[0012]圖3為一種三階段同步對(duì)位控制系統(tǒng)的對(duì)位調(diào)整示意圖。
[0013]圖4為一種三階段同步對(duì)位控制系統(tǒng)的加工成功示意圖。
[0014]圖中，I一前端傳動(dòng)加工輥筒，11一前端輥筒對(duì)位零點(diǎn)，12—前端輥筒對(duì)位傳感器，13一前端旋轉(zhuǎn)編碼器I，14一前端棍筒加工機(jī)構(gòu)，2一后端傳動(dòng)加工棍筒，21—后端棍筒對(duì)位零點(diǎn)，22—后端輥筒對(duì)位傳感器，23—后端旋轉(zhuǎn)編碼器，24—后端輥筒加工機(jī)構(gòu)，3—被加工件輸送軌跡線(xiàn)，4一中間對(duì)位傳感器，5—被加工件，51—對(duì)位加工點(diǎn)，52—加工后的對(duì)位加工點(diǎn)，61—中間同步對(duì)位點(diǎn)，62—后端輥筒同步對(duì)位點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]典型【具體實(shí)施方式】如下:假設(shè)生產(chǎn)過(guò)程如下，被加工件(5)為長(zhǎng)條柔性件，被加工件(5)沿被加工件輸送軌跡線(xiàn)(3)向X軸正方向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力由前端傳動(dòng)加工輥筒(I)和后端傳動(dòng)加工輥筒(2)通過(guò)旋轉(zhuǎn)的方式提供，在前端傳動(dòng)加工輥筒(I)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，前端輥筒加工機(jī)構(gòu)(14)會(huì)對(duì)被加工件(5)進(jìn)行加工作業(yè)，產(chǎn)生對(duì)位加工點(diǎn)(51)，當(dāng)對(duì)位加工點(diǎn)
(51)到達(dá)后端傳動(dòng)加工輥筒(2)所在區(qū)域時(shí)，在后端傳動(dòng)加工輥筒(2)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，后端輥筒加工機(jī)構(gòu)(24)需要對(duì)對(duì)位加工點(diǎn)(51)進(jìn)行加工作業(yè)，對(duì)位加工點(diǎn)(51)變?yōu)榧庸ず蟮膶?duì)位加工點(diǎn)(52)。在生產(chǎn)線(xiàn)上料之前，控制系統(tǒng)先進(jìn)入零點(diǎn)校正階段，如圖1所示，前端傳動(dòng)加工輥筒(I)轉(zhuǎn)動(dòng)使前端輥筒對(duì)位零點(diǎn)(11)和前端輥筒對(duì)位傳感器(12)對(duì)準(zhǔn)，前端傳動(dòng)加工輥筒(I)停轉(zhuǎn)靜止，同時(shí)后端傳動(dòng)加工輥筒(2)轉(zhuǎn)動(dòng)使后端輥筒對(duì)位零點(diǎn)(21)和后端輥筒對(duì)位傳感器(22)對(duì)準(zhǔn)，后端傳動(dòng)加工輥筒(2)停轉(zhuǎn)靜止，零點(diǎn)校正結(jié)束。零點(diǎn)校正結(jié)束后控制系統(tǒng)進(jìn)入同速調(diào)整階段，如圖2所示，前端傳動(dòng)加工輥筒(I)和后端傳動(dòng)加工輥筒(2)在同一時(shí)刻由靜止開(kāi)始以相同的加速度向逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，當(dāng)前端傳動(dòng)加工輥筒(I)和后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的旋轉(zhuǎn)線(xiàn)速度均達(dá)到預(yù)設(shè)速度且保持穩(wěn)定時(shí)，同速調(diào)整結(jié)束。設(shè)預(yù)設(shè)速度為V，由于機(jī)械設(shè)備的制造安裝誤差、電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能差異、執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身的慣性影響、環(huán)境的影響，所以前端傳動(dòng)加工輥筒(I)和后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)線(xiàn)速度難以精確控制在預(yù)設(shè)速度V這個(gè)值，前端傳動(dòng)加工輥筒(I)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度由前端旋轉(zhuǎn)編碼器(13)檢測(cè)，后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度由后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)檢測(cè)。同速調(diào)整結(jié)束后控制系統(tǒng)進(jìn)入對(duì)位調(diào)整階段，如圖3所示，生產(chǎn)線(xiàn)開(kāi)始上料，被加工件(5)在前端傳動(dòng)加工輥筒11)和后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的帶動(dòng)下沿被加工件輸送軌跡線(xiàn)(3)向X軸正方向運(yùn)動(dòng)。在對(duì)位調(diào)整階段中，控制器依據(jù)前端旋轉(zhuǎn)編碼器(13)和后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)反饋的前端傳動(dòng)加工輥筒(I)和后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的速度和位置信息，以及中間對(duì)位傳感器(4)的觸發(fā)信號(hào)和中間同步對(duì)位點(diǎn)(61)與后端輥筒同步對(duì)位點(diǎn)(62)之間的距離L，控制后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的旋轉(zhuǎn)速度在小范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，加工件(5)沿所述被加工件輸送軌跡線(xiàn)(3)移動(dòng)距離L時(shí)，所述后端輥筒加工機(jī)構(gòu)(24)剛好處在后端輥筒同步對(duì)位點(diǎn)(62)，接著所述后端輥筒加工機(jī)構(gòu)(24)對(duì)對(duì)位加工點(diǎn)(51)進(jìn)行加工，對(duì)位加工點(diǎn)(51)變?yōu)榧庸ず蟮膶?duì)位加工點(diǎn)
(52)。進(jìn)入對(duì)位調(diào)整階段以后，控制系統(tǒng)就要循環(huán)執(zhí)行對(duì)位調(diào)整階段，實(shí)現(xiàn)連續(xù)同步對(duì)位，直到生產(chǎn)線(xiàn)停止生產(chǎn)為止。
[0016]本發(fā)明的工作原理詳細(xì)分析如下:在本發(fā)明的控制系統(tǒng)中，使后端傳動(dòng)加工輥筒
(2)相對(duì)于前端傳動(dòng)加工輥筒(I)和被加工件(5)做了同步對(duì)位，預(yù)期的結(jié)果是在某一時(shí)間點(diǎn)實(shí)現(xiàn)空間位置的對(duì)位，操控的變量是空間位置和速度。因?yàn)殚L(zhǎng)條柔性被加工件存在無(wú)法預(yù)測(cè)且無(wú)法忽略的隨機(jī)變化尺寸誤差，再加上設(shè)備性能的影響，所以單純的控制前端傳動(dòng)加工輥筒(I)和后端傳動(dòng)加工輥筒(2)同速旋轉(zhuǎn)的方法難以實(shí)現(xiàn)精確的同步對(duì)位，所以必須使后端傳動(dòng)加工輥筒(2)具有獨(dú)立的調(diào)整糾偏能力，才能克服長(zhǎng)條柔性被加工件彈性變形造成的尺寸誤差問(wèn)題。零點(diǎn)校正使前端傳動(dòng)加工輥筒(I)和后端傳動(dòng)加工輥筒(2)擁有了明確的空間位置對(duì)應(yīng)關(guān)系，消除了空間位置的絕大部分調(diào)整量。同速調(diào)整消除了線(xiàn)速度的絕大部分調(diào)整量。對(duì)位調(diào)整階段負(fù)責(zé)精確調(diào)整和實(shí)現(xiàn)同步對(duì)位的客觀結(jié)果，對(duì)位加工點(diǎn)(51)的空間位置和速度是同步對(duì)位目標(biāo)，后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的空間位置和速度是調(diào)整對(duì)象，利用中間對(duì)位傳感器(4)、前端旋轉(zhuǎn)編碼器(13)、后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)、生產(chǎn)線(xiàn)結(jié)構(gòu)尺寸、后端輥筒對(duì)位傳感器(22)、后端輥筒對(duì)位零點(diǎn)(21)確定同步對(duì)位目標(biāo)和調(diào)整對(duì)象之間的調(diào)整量，然后根據(jù)調(diào)整量控制調(diào)整對(duì)象實(shí)現(xiàn)與同步對(duì)位目標(biāo)的同步對(duì)位。在對(duì)位調(diào)整階段，后端傳動(dòng)加工輥筒(2)調(diào)整后的旋轉(zhuǎn)線(xiàn)速度vt雖然與對(duì)位加工點(diǎn)(51)的速度V1不同，但是由于在同速調(diào)整階段消除了線(xiàn)速度的絕大部分調(diào)整量，所以實(shí)際上^與^速度差值很小，完全可以被長(zhǎng)條柔性被加工件的柔性特性所承受，不會(huì)造成長(zhǎng)條柔性被加工件的撕裂扯斷。
[0017]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變形而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變形屬于本發(fā)明的權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也包含這些改動(dòng)和變形在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三階段同步對(duì)位控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如下，在被加工件輸送軌跡線(xiàn)(3)上沿X軸正方向先后布置有前端傳動(dòng)加工輥筒(I)和后端傳動(dòng)加工輥筒(2)，所述前端傳動(dòng)加工輥筒(I)上安裝有前端輥筒對(duì)位零點(diǎn)(11)、前端旋轉(zhuǎn)編碼器(13)、以環(huán)狀均勻布置的數(shù)個(gè)前端棍筒加工機(jī)構(gòu)(14)，所述前端傳動(dòng)加工棍筒(I)的附近布置有前端輥筒對(duì)位傳感器(12)，所述后端傳動(dòng)加工輥筒(2)上安裝有后端輥筒對(duì)位零點(diǎn)(21)、后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)、以環(huán)狀均勻布置的數(shù)個(gè)后端輥筒加工機(jī)構(gòu)(24)，所述后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的附近布置有后端輥筒對(duì)位傳感器(22)，在所述前端傳動(dòng)加工輥筒(I)和后端傳動(dòng)加工輥筒(2)之間的位置上布置有中間對(duì)位傳感器(4)，所述中間對(duì)位傳感器(4)在被加工件輸送軌跡線(xiàn)(3)上對(duì)應(yīng)的位置為中間同步對(duì)位點(diǎn)(61)，所述后端傳動(dòng)加工輥筒(2)在被加工件輸送軌跡線(xiàn)(3)上對(duì)應(yīng)的位置為后端輥筒同步對(duì)位點(diǎn)(62)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三階段同步對(duì)位控制系統(tǒng)，其特征在于:所述前端旋轉(zhuǎn)編碼器(13)安裝于前端傳動(dòng)加工輥筒(I)的旋轉(zhuǎn)軸端，前端旋轉(zhuǎn)編碼器(13)與控制器電連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)前端傳動(dòng)加工輥筒(I)的旋轉(zhuǎn)速度和位置，所述前端輥筒對(duì)位傳感器(12)與控制器電連接，用于監(jiān)測(cè)前端傳動(dòng)加工輥筒(I)的零點(diǎn)位置;所述后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)安裝于后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的旋轉(zhuǎn)軸端，后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)與控制器電連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的旋轉(zhuǎn)速度和位置，所述后端輥筒對(duì)位傳感器(22)與控制器電連接，用于監(jiān)測(cè)后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的零點(diǎn)位置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三階段同步對(duì)位控制系統(tǒng)，其特征在于:所述中間同步對(duì)位點(diǎn)(61)與后端輥筒同步對(duì)位點(diǎn)(62)之間的距離為L(zhǎng)，所述中間對(duì)位傳感器(4)安裝于中間同步對(duì)位點(diǎn)(61)，中間對(duì)位傳感器(4)與控制器電連接，控制器依據(jù)中間對(duì)位傳感器(4)的監(jiān)測(cè)信號(hào)開(kāi)始對(duì)后端傳動(dòng)加工輥筒(2)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)整，使被加工件(5)沿所述被加工件輸送軌跡線(xiàn)(3)移動(dòng)距離L時(shí)，所述后端輥筒加工機(jī)構(gòu)(24)剛好處在后端輥筒同步對(duì)位點(diǎn)(62)，實(shí)現(xiàn)同步對(duì)位。
【文檔編號(hào)】B65H20/02GK205687234SQ201620267918
【公開(kāi)日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日 公開(kāi)號(hào)201620267918.7, CN 201620267918, CN 205687234 U, CN 205687234U, CN-U-205687234, CN201620267918, CN201620267918.7, CN205687234 U, CN205687234U
【發(fā)明人】陳珂, 魯科良
【申請(qǐng)人】四川大學(xué)