一種三階段同步對位控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種三階段同步對位控制系統(tǒng)，硬件包括兩套傳動加工輥筒、兩個對位零點、兩個旋轉(zhuǎn)編碼器、三個對位傳感器、數(shù)個加工機構(gòu)、一個控制器。兩個旋轉(zhuǎn)編碼器和三個對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)測信息，通過三個階段的控制調(diào)整使長條柔性被加工件在兩個傳動加工輥筒工位上做到同步對位加工，克服了長條柔性被加工件因彈性變形或機械機構(gòu)加工裝配精度造成的產(chǎn)品工藝尺寸誤差問題，實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)的同時還保證了產(chǎn)品具有很高的加工精度。
【專利說明】
一種三階段同步對位控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于同步對位控制領(lǐng)域，特別涉及一種使兩個輸送、加工長條柔性被加工件的加工輥筒做到同步對位運轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展和科技的進步，自動化生產(chǎn)線的使用越來越普遍，并且其產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝也越來越復(fù)雜。在生產(chǎn)工藝流程中經(jīng)常見到對被加工件的同一部位進行兩次或多次不同的工序處理，不同的工序由不同的設(shè)備進行。為了保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，嚴(yán)格實現(xiàn)無人化，生產(chǎn)線上的這些設(shè)備就必須具備同步對位的能力，數(shù)臺不同的設(shè)備相互之間必須保證空間位置的高度精確、時間的高度協(xié)調(diào)、運動的高度同步。
[0003]對于加工剛性被加工件的生產(chǎn)線，做到同步對位相對容易，因為被加工件尺寸外形不易發(fā)生變化，對被加工件上某一點的定位比較容易實現(xiàn)。但是對于加工柔性被加工件的生產(chǎn)線，做到同步對位非常困難，特別是利用輥筒輸送、加工長條柔性被加工件的生產(chǎn)線，長條柔性被加工件的彈性變形很大且難以控制，對長條柔性被加工件的約束拉力略大，就會導(dǎo)致長條柔性被加工件伸長變形甚至拉斷，對長條柔性被加工件的約束拉力略小，就會使長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)致加工長條柔性被加工件的生產(chǎn)線難以實現(xiàn)自動化，很多有同步對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、加工長條柔性被加工件的生產(chǎn)線上，使該生產(chǎn)線具備同步對位的能力，生產(chǎn)線中的設(shè)備可以做到精確、協(xié)調(diào)、同步，做到真正的無人化、自動化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種三階段同步對位控制系統(tǒng)，使兩個輸送、加工長條柔性被加工件的輥筒做到同步對位運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)線的自動化。
[0006]本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，結(jié)構(gòu)組成如下:在被加工件輸送軌跡線(3)上沿X軸正方向先后布置有前端傳動加工棍筒(I)和后端傳動加工棍筒(2)，所述前端傳動加工棍筒
(I)上安裝有前端輥筒對位零點(11)、前端旋轉(zhuǎn)編碼器(13)、以環(huán)狀均勻布置的數(shù)個前端輥筒加工機構(gòu)(14)，所述前端傳動加工輥筒(I)的附近布置有前端輥筒對位傳感器(12)，所述后端傳動加工輥筒(2)上安裝有后端輥筒對位零點(21)、后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)、以環(huán)狀均勻布置的數(shù)個后端輥筒加工機構(gòu)(24)，所述后端傳動加工輥筒(2)的附近布置有后端輥筒對位傳感器(22)，在所述前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)間的位置上布置有中間對位傳感器(4)，所述中間對位傳感器(4)在被加工件輸送軌跡線(3)上對應(yīng)的位置為中間同步對位點(61)，所述后端傳動加工輥筒(2)在被加工件輸送軌跡線(3)上對應(yīng)的位置為后端輥筒同步對位點(62)。
[0007]上述前端旋轉(zhuǎn)編碼器(13)安裝于前端傳動加工輥筒(I)的旋轉(zhuǎn)軸端，前端旋轉(zhuǎn)編碼器(13)與控制器電連接，用于實時監(jiān)測前端傳動加工輥筒(I)的旋轉(zhuǎn)速度和位置，所述前端輥筒對位傳感器(12)與控制器電連接，用于監(jiān)測前端傳動加工輥筒(I)的零點位置;所述后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)安裝于后端傳動加工輥筒(2)的旋轉(zhuǎn)軸端，后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)與控制器電連接，用于實時監(jiān)測后端傳動加工輥筒(2)的旋轉(zhuǎn)速度和位置，所述后端輥筒對位傳感器(22)與控制器電連接，用于監(jiān)測后端傳動加工輥筒(2)的零點位置。所述中間同步對位點(61)與后端輥筒同步對位點(62)之間的距離為L，所述中間對位傳感器(4)安裝于中間同步對位點(61)，中間對位傳感器(4)與控制器電連接，控制器依據(jù)中間對位傳感器(4)的監(jiān)測信號開始對后端傳動加工輥筒(2)的旋轉(zhuǎn)速度進行調(diào)整，使被加工件(5)沿所述被加工件輸送軌跡線(3)移動距離L時，所述后端輥筒加工機構(gòu)(24)剛好處在后端輥筒同步對位點
(62)，實現(xiàn)同步對位。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點如下:前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)可以同步運轉(zhuǎn)，且后端傳動加工輥筒(2)具有獨立的調(diào)整糾偏能力，通過控制調(diào)整使長條柔性被加工件在兩個傳動加工輥筒工位上做到同步對位加工，克服了長條柔性被加工件因彈性變形或機械機構(gòu)加工裝配精度造成的產(chǎn)品工藝尺寸誤差問題，實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)的同時還保證了產(chǎn)品具有很尚的加工精度。
【附圖說明】
[0009]下面將結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
[0010]圖1為一種三階段同步對位控制系統(tǒng)的零點校正示意圖。
[0011]圖2為一種三階段同步對位控制系統(tǒng)的同速調(diào)整示意圖。
[0012]圖3為一種三階段同步對位控制系統(tǒng)的對位調(diào)整示意圖。
[0013]圖4為一種三階段同步對位控制系統(tǒng)的加工成功示意圖。
[0014]圖中，I一前端傳動加工輥筒，11一前端輥筒對位零點，12—前端輥筒對位傳感器，13一前端旋轉(zhuǎn)編碼器I，14一前端棍筒加工機構(gòu)，2一后端傳動加工棍筒，21—后端棍筒對位零點，22—后端輥筒對位傳感器，23—后端旋轉(zhuǎn)編碼器，24—后端輥筒加工機構(gòu)，3—被加工件輸送軌跡線，4一中間對位傳感器，5—被加工件，51—對位加工點，52—加工后的對位加工點，61—中間同步對位點，62—后端輥筒同步對位點。
【具體實施方式】
[0015]典型【具體實施方式】如下:假設(shè)生產(chǎn)過程如下，被加工件(5)為長條柔性件，被加工件(5)沿被加工件輸送軌跡線(3)向X軸正方向運動，運動的動力由前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)通過旋轉(zhuǎn)的方式提供，在前端傳動加工輥筒(I)旋轉(zhuǎn)的過程中，前端輥筒加工機構(gòu)(14)會對被加工件(5)進行加工作業(yè)，產(chǎn)生對位加工點(51)，當(dāng)對位加工點
(51)到達后端傳動加工輥筒(2)所在區(qū)域時，在后端傳動加工輥筒(2)旋轉(zhuǎn)的過程中，后端輥筒加工機構(gòu)(24)需要對對位加工點(51)進行加工作業(yè)，對位加工點(51)變?yōu)榧庸ず蟮膶ξ患庸c(52)。在生產(chǎn)線上料之前，控制系統(tǒng)先進入零點校正階段，如圖1所示，前端傳動加工輥筒(I)轉(zhuǎn)動使前端輥筒對位零點(11)和前端輥筒對位傳感器(12)對準(zhǔn)，前端傳動加工輥筒(I)停轉(zhuǎn)靜止，同時后端傳動加工輥筒(2)轉(zhuǎn)動使后端輥筒對位零點(21)和后端輥筒對位傳感器(22)對準(zhǔn)，后端傳動加工輥筒(2)停轉(zhuǎn)靜止，零點校正結(jié)束。零點校正結(jié)束后控制系統(tǒng)進入同速調(diào)整階段，如圖2所示，前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)在同一時刻由靜止開始以相同的加速度向逆時針方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)的旋轉(zhuǎn)線速度均達到預(yù)設(shè)速度且保持穩(wěn)定時，同速調(diào)整結(jié)束。設(shè)預(yù)設(shè)速度為V，由于機械設(shè)備的制造安裝誤差、電機及其傳動機構(gòu)的性能差異、執(zhí)行機構(gòu)本身的慣性影響、環(huán)境的影響，所以前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)的實際旋轉(zhuǎn)線速度難以精確控制在預(yù)設(shè)速度V這個值，前端傳動加工輥筒(I)的實際旋轉(zhuǎn)速度由前端旋轉(zhuǎn)編碼器(13)檢測，后端傳動加工輥筒(2)的實際旋轉(zhuǎn)速度由后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)檢測。同速調(diào)整結(jié)束后控制系統(tǒng)進入對位調(diào)整階段，如圖3所示，生產(chǎn)線開始上料，被加工件(5)在前端傳動加工輥筒11)和后端傳動加工輥筒(2)的帶動下沿被加工件輸送軌跡線(3)向X軸正方向運動。在對位調(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)反饋的前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)的速度和位置信息，以及中間對位傳感器(4)的觸發(fā)信號和中間同步對位點(61)與后端輥筒同步對位點(62)之間的距離L，控制后端傳動加工輥筒(2)的旋轉(zhuǎn)速度在小范圍內(nèi)進行調(diào)整，加工件(5)沿所述被加工件輸送軌跡線(3)移動距離L時，所述后端輥筒加工機構(gòu)(24)剛好處在后端輥筒同步對位點(62)，接著所述后端輥筒加工機構(gòu)(24)對對位加工點(51)進行加工，對位加工點(51)變?yōu)榧庸ず蟮膶ξ患庸c
(52)。進入對位調(diào)整階段以后，控制系統(tǒng)就要循環(huán)執(zhí)行對位調(diào)整階段，實現(xiàn)連續(xù)同步對位，直到生產(chǎn)線停止生產(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，使后端傳動加工輥筒
(2)相對于前端傳動加工輥筒(I)和被加工件(5)做了同步對位，預(yù)期的結(jié)果是在某一時間點實現(xiàn)空間位置的對位，操控的變量是空間位置和速度。因為長條柔性被加工件存在無法預(yù)測且無法忽略的隨機變化尺寸誤差，再加上設(shè)備性能的影響，所以單純的控制前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)同速旋轉(zhuǎn)的方法難以實現(xiàn)精確的同步對位，所以必須使后端傳動加工輥筒(2)具有獨立的調(diào)整糾偏能力，才能克服長條柔性被加工件彈性變形造成的尺寸誤差問題。零點校正使前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)擁有了明確的空間位置對應(yīng)關(guān)系，消除了空間位置的絕大部分調(diào)整量。同速調(diào)整消除了線速度的絕大部分調(diào)整量。對位調(diào)整階段負(fù)責(zé)精確調(diào)整和實現(xiàn)同步對位的客觀結(jié)果，對位加工點(51)的空間位置和速度是同步對位目標(biāo)，后端傳動加工輥筒(2)的空間位置和速度是調(diào)整對象，利用中間對位傳感器(4)、前端旋轉(zhuǎn)編碼器(13)、后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)、生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)尺寸、后端輥筒對位傳感器(22)、后端輥筒對位零點(21)確定同步對位目標(biāo)和調(diào)整對象之間的調(diào)整量，然后根據(jù)調(diào)整量控制調(diào)整對象實現(xiàn)與同步對位目標(biāo)的同步對位。在對位調(diào)整階段，后端傳動加工輥筒(2)調(diào)整后的旋轉(zhuǎn)線速度vt雖然與對位加工點(51)的速度V1不同，但是由于在同速調(diào)整階段消除了線速度的絕大部分調(diào)整量，所以實際上^與^速度差值很小，完全可以被長條柔性被加工件的柔性特性所承受，不會造成長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)人員可以對本發(fā)明進行各種改動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)明也包含這些改動和變形在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種三階段同步對位控制系統(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(3)上沿X軸正方向先后布置有前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)，所述前端傳動加工輥筒(I)上安裝有前端輥筒對位零點(11)、前端旋轉(zhuǎn)編碼器(13)、以環(huán)狀均勻布置的數(shù)個前端棍筒加工機構(gòu)(14)，所述前端傳動加工棍筒(I)的附近布置有前端輥筒對位傳感器(12)，所述后端傳動加工輥筒(2)上安裝有后端輥筒對位零點(21)、后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)、以環(huán)狀均勻布置的數(shù)個后端輥筒加工機構(gòu)(24)，所述后端傳動加工輥筒(2)的附近布置有后端輥筒對位傳感器(22)，在所述前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)之間的位置上布置有中間對位傳感器(4)，所述中間對位傳感器(4)在被加工件輸送軌跡線(3)上對應(yīng)的位置為中間同步對位點(61)，所述后端傳動加工輥筒(2)在被加工件輸送軌跡線(3)上對應(yīng)的位置為后端輥筒同步對位點(62)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三階段同步對位控制系統(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，用于實時監(jiān)測前端傳動加工輥筒(I)的旋轉(zhuǎn)速度和位置，所述前端輥筒對位傳感器(12)與控制器電連接，用于監(jiān)測前端傳動加工輥筒(I)的零點位置;所述后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)安裝于后端傳動加工輥筒(2)的旋轉(zhuǎn)軸端，后端旋轉(zhuǎn)編碼器(23)與控制器電連接，用于實時監(jiān)測后端傳動加工輥筒(2)的旋轉(zhuǎn)速度和位置，所述后端輥筒對位傳感器(22)與控制器電連接，用于監(jiān)測后端傳動加工輥筒(2)的零點位置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三階段同步對位控制系統(tǒng)，其特征在于:所述中間同步對位點(61)與后端輥筒同步對位點(62)之間的距離為L，所述中間對位傳感器(4)安裝于中間同步對位點(61)，中間對位傳感器(4)與控制器電連接，控制器依據(jù)中間對位傳感器(4)的監(jiān)測信號開始對后端傳動加工輥筒(2)的旋轉(zhuǎn)速度進行調(diào)整，使被加工件(5)沿所述被加工件輸送軌跡線(3)移動距離L時，所述后端輥筒加工機構(gòu)(24)剛好處在后端輥筒同步對位點(62)，實現(xiàn)同步對位。
【文檔編號】B65H20/02GK205687234SQ201620267918
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年3月31日 公開號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
【申請人】四川大學(xué)