伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線節(jié)拍優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)化沖壓線技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線節(jié)拍優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]原有機(jī)械自動(dòng)化沖壓線，壓力機(jī)多使用單次工作方式運(yùn)行。該種工作方式，每次壓力機(jī)完成一個(gè)沖次以后，需要在上死點(diǎn)停止，等待機(jī)械手取走沖壓過的零件，并放入新零件后，壓力機(jī)才能再次啟動(dòng)新的沖次。這樣的工作方式，要獲的比較高的整線沖壓節(jié)拍，就需要壓力機(jī)至少以1.6倍的整線沖壓節(jié)拍的沖次來運(yùn)行。壓力機(jī)的沖次如果過高，對(duì)模具的沖擊非常大、對(duì)零件的拉伸成型效果差、壓力機(jī)的設(shè)計(jì)性能有更高的要求、壓力機(jī)的故障率增加?；谝陨舷拗埔蛩兀簿椭萍s了沖壓生產(chǎn)線的節(jié)拍提升，生產(chǎn)效率比較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供了一種伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線節(jié)拍優(yōu)化方法，將伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線中的伺服壓力機(jī)的運(yùn)行方式由單次運(yùn)行連續(xù)運(yùn)行方式，保證伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線的安全、有序、高效運(yùn)行。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明方案包括:伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線節(jié)拍優(yōu)化方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟:
步驟S1:設(shè)定啟動(dòng)區(qū)間和啟動(dòng)信號(hào)；
步驟S2:設(shè)定信號(hào)檢測(cè)區(qū)間；
步驟S3:設(shè)置壓機(jī)處于檢測(cè)區(qū)間內(nèi)的運(yùn)行和停止信號(hào)；
步驟S4:設(shè)置壓機(jī)運(yùn)行過程中的暫停重啟區(qū)間；
步驟S5:設(shè)置壓機(jī)快停的最大制動(dòng)角；
步驟S6:設(shè)置壓機(jī)急停的最大制動(dòng)角度；
步驟S7:將步驟S1-S6的設(shè)置整合命名為連續(xù)運(yùn)行模式，并將該模式添加到模式選擇菜單。
[0005]進(jìn)一步的，步驟S1-S7中的信號(hào)均為雙路常閉信號(hào)，分別接線進(jìn)壓機(jī)的和運(yùn)動(dòng)控制器的1端子，以便迅速響應(yīng)動(dòng)作。
[0006]進(jìn)一步的，步驟SI中，啟動(dòng)區(qū)間為上死點(diǎn)區(qū)域(325± 10°) ,Robot發(fā)給壓機(jī)的正常啟動(dòng)信號(hào)為:ROBOT Transfer OK。
[0007]進(jìn)一步的，步驟S2中的信號(hào)檢測(cè)區(qū)間為330°?X°;其中，X為Robot-PLC發(fā)給壓機(jī)的檢測(cè)角度值，根據(jù)模具不一樣，X有所不同。
[0008]進(jìn)一步的，步驟S3中的運(yùn)行和停止信號(hào)分別為:當(dāng)Robot Transfer OK =TRUE時(shí)，壓機(jī)按照曲線軌跡繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)Robot Transfer OK =FALSE時(shí)，壓機(jī)快停。
[0009]進(jìn)一步的，所述步驟S4中，壓機(jī)運(yùn)行過程中的暫停重啟區(qū)間為角度處于315?40°區(qū)間。
[0010]進(jìn)一步的，步驟S5中，315?20°區(qū)間內(nèi)最高速度快停的最大制動(dòng)角度為30°，315?10°區(qū)間內(nèi)快停的最大制動(dòng)角度為20° ;常停上死點(diǎn)附近位置制動(dòng)角為10 °左右。
[0011]進(jìn)一步的，步驟S6中壓機(jī)在任意角度下的急停最大制動(dòng)角度為24°。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:主要通過將伺服壓力機(jī)的運(yùn)行方式由單次運(yùn)行改為連續(xù)運(yùn)行。以比較低的壓機(jī)沖次獲得更高的整線節(jié)拍，對(duì)模具的沖擊更小，增加模具的使用壽命，獲得更好的拉延效果，并能有效的降低設(shè)備的故障率，降低了能源消耗，以較低的投入獲得最大的經(jīng)濟(jì)收益。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明方法的流程圖；
圖2是伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線的運(yùn)行邏輯時(shí)序圖；
圖3是伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線節(jié)拍優(yōu)化前后對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0015]整個(gè)方法的實(shí)現(xiàn)原理為:
原理1:將伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線中的伺服壓力機(jī)的運(yùn)行方式由單次運(yùn)行連續(xù)運(yùn)行方式，并相應(yīng)修改現(xiàn)有壓力機(jī)與上、下料Robot之間的安全連鎖方式。
[0016]原理2:通過在壓力機(jī)的偏心軸上設(shè)置位置編碼器來獲取各個(gè)壓力機(jī)的當(dāng)前角度信息，來確定機(jī)械手進(jìn)出壓力機(jī)的時(shí)間，并用來確定Robot與壓力機(jī)的干涉信號(hào)。
[0017]伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線節(jié)拍優(yōu)化方法包括以下步驟:
步驟S1:設(shè)定啟動(dòng)區(qū)間和啟動(dòng)信號(hào)，啟動(dòng)區(qū)間為上死點(diǎn)區(qū)域(325± 10°) ,Robot發(fā)給壓機(jī)的正常啟動(dòng)信號(hào)為:R0B0T Transfer 0K。
[0018]步驟S2:設(shè)定信號(hào)檢測(cè)區(qū)間，信號(hào)檢測(cè)區(qū)間為330°?X°;其中，X為Robot-PLC發(fā)給壓機(jī)的檢測(cè)角度值，根據(jù)模具不一樣，X有所不同。
[0019]步驟S3:設(shè)置壓機(jī)處于檢測(cè)區(qū)間內(nèi)的運(yùn)行和停止信號(hào)，運(yùn)行和停止信號(hào)分別為:當(dāng)Robot Transfer OK =TRUE時(shí)，壓機(jī)按照曲線軌跡繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)Robot Transfer OK =FALSE時(shí)，壓機(jī)快停。
[0020]步驟S4:設(shè)置壓機(jī)運(yùn)行過程中的暫停重啟區(qū)間，壓機(jī)運(yùn)行過程中的暫停重啟區(qū)間為角度為315?40°區(qū)間。
[0021]步驟S5:設(shè)置壓機(jī)快停的最大制動(dòng)角，315?20°區(qū)間內(nèi)最高速度快停的最大制動(dòng)角度為30°，315?10°區(qū)間內(nèi)快停的最大制動(dòng)角度為20° ;常停上死點(diǎn)附近位置制動(dòng)角為10 °左右。
[0022]步驟S6:設(shè)置壓機(jī)急停的最大制動(dòng)角度，壓機(jī)在任意角度下的急停最大制動(dòng)角度為24。。
[0023]步驟S7:將步驟S1-S6的設(shè)置整合命名為連續(xù)運(yùn)行模式，并將該模式添加到模式選擇菜單。
[0024]其中，步驟S1-S7中的信號(hào)均為雙路常閉信號(hào)，分別接線進(jìn)壓機(jī)的和運(yùn)動(dòng)控制器的1端子，以便迅速響應(yīng)動(dòng)作。
[0025]結(jié)合上述操作，后續(xù)還可以與Robot討論詳細(xì)的安全連鎖標(biāo)準(zhǔn)，并在程序中增加相應(yīng)的安全連鎖，保證設(shè)備的安全有序運(yùn)行，具體的運(yùn)行邏輯時(shí)序可參見附圖2。上述調(diào)整的操作步驟為:
1、將壓力機(jī)由四臺(tái)力矩電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，同時(shí)由兩臺(tái)儲(chǔ)能電機(jī)進(jìn)行能量補(bǔ)充。在正常制動(dòng)過程中，由四臺(tái)力矩電機(jī)全力反向輸出扭矩進(jìn)行制動(dòng)，同時(shí)有兩個(gè)25000KN制動(dòng)力的抱閘對(duì)高速軸進(jìn)行制動(dòng)。
[0026]測(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
經(jīng)過反復(fù)實(shí)測(cè)，在四臺(tái)力矩電機(jī)全力輸出時(shí)，正常制動(dòng)的情況下，壓機(jī)的制動(dòng)角度〈8°;若電機(jī)突然斷電失去使能，僅有抱閘進(jìn)行緊急制動(dòng)的情況下，壓機(jī)的制動(dòng)角度〈24°。程序中使用的安全制動(dòng)余量為30°，均大于正常與非常的制動(dòng)角度，可以讓壓機(jī)在任何緊急情況下，均能在安全的余量范圍內(nèi)停車。
[0027]2、根據(jù)不同模具的實(shí)際高度，實(shí)測(cè)下料Robot出伺服壓力機(jī)的實(shí)際角度，在壓機(jī)下死點(diǎn)與此角度之間均為Robot的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)死角，Robot進(jìn)入此區(qū)域定會(huì)與壓機(jī)發(fā)生碰撞。只有壓機(jī)運(yùn)行出此區(qū)域Robot才可以進(jìn)入工作。
[0028]3、由于壓力機(jī)在連續(xù)模式下運(yùn)行與Robot存在同時(shí)、在同區(qū)域動(dòng)作，如果一方出現(xiàn)問題另外一方無法及時(shí)停止會(huì)造成撞擊事故。所以根據(jù)雙方的運(yùn)動(dòng)軌跡，依據(jù)實(shí)測(cè)的安全制動(dòng)距離，制定相關(guān)的上、下Robot與伺服壓力機(jī)運(yùn)行全區(qū)間的安全制動(dòng)連鎖，并增加相關(guān)連鎖信號(hào)。確保上、下料Robot和伺服壓力機(jī)的安全運(yùn)行。
[0029]4、以手動(dòng)足以響應(yīng)停車，防止碰撞發(fā)生的極低行速度開動(dòng)壓機(jī)，與Robot聯(lián)動(dòng)試生產(chǎn)。在運(yùn)動(dòng)全行程過程中，檢查設(shè)定的壓力機(jī)與上、下料Robot的干涉區(qū)域設(shè)置是否有碰撞，與模具是否有碰撞的干涉區(qū)域，以此判斷設(shè)定干涉區(qū)域是否正確。
[0030]5、如果伺服壓力機(jī)與Robot在運(yùn)行中有干涉，Robot就會(huì)立即發(fā)出干涉信號(hào)，伺服壓力機(jī)就會(huì)快速停止，重新重復(fù)步驟I和步驟2，直至運(yùn)行無干涉為止。
[0031 ] 6、進(jìn)一步通過減小上料Robot進(jìn)入伺服壓力機(jī)角度，增加下料Robot出伺服壓力機(jī)的角度，從而減少上、下料Robot的運(yùn)行區(qū)間，降低上、下料Robot壓機(jī)區(qū)域內(nèi)運(yùn)行時(shí)間，提升非干涉區(qū)域壓機(jī)的運(yùn)行速度，這樣就能降低整臺(tái)壓機(jī)的沖壓時(shí)間，從而提升整線運(yùn)行節(jié)拍，直至無提升空間為止。
[0032]7、優(yōu)化完伺服壓力機(jī)運(yùn)行節(jié)拍后，重復(fù)以上步驟，繼續(xù)優(yōu)化后續(xù)機(jī)械手進(jìn)出機(jī)械壓力機(jī)的角度，以提升整線運(yùn)行節(jié)拍。
[0033]對(duì)比伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線節(jié)拍優(yōu)化前后，整線生產(chǎn)節(jié)拍數(shù)據(jù)，可以清楚明了的看出生產(chǎn)節(jié)拍有了大幅提升。具體可參見附圖3。以同一模具實(shí)際生產(chǎn)為例，伺服壓機(jī)單次、連續(xù)工況數(shù)據(jù)對(duì)比都是以一個(gè)沖壓周期的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。綜上，由單次改為連續(xù)模式伺服壓機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行正常;在節(jié)拍相同的情況下，由單次改為連續(xù)模式可以有效提高整線生產(chǎn)節(jié)拍，從而提高生產(chǎn)效率;可以有效降低伺服壓機(jī)載荷，主整流和主電機(jī)平均有效電流以及儲(chǔ)能電機(jī)平均功率等都能得到大幅度降低，從而達(dá)到節(jié)能的效果。
[0034]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對(duì)較佳實(shí)施例的描述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出替換、簡單組合等多種變形，這些均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，本發(fā)明的請(qǐng)求保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線節(jié)拍優(yōu)化方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟: 步驟SI:設(shè)定啟動(dòng)區(qū)間和啟動(dòng)信號(hào)； 步驟S2:設(shè)定信號(hào)檢測(cè)區(qū)間； 步驟S3:設(shè)置壓機(jī)處于檢測(cè)區(qū)間內(nèi)的運(yùn)行和停止信號(hào)； 步驟S4:設(shè)置壓機(jī)運(yùn)行過程中的暫停重啟區(qū)間； 步驟S5:設(shè)置壓機(jī)快停的最大制動(dòng)角； 步驟S6:設(shè)置壓機(jī)急停的最大制動(dòng)角度； 步驟S7:將步驟S1-S6的設(shè)置整合命名為連續(xù)運(yùn)行模式，并將該模式添加到模式選擇菜單。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線節(jié)拍優(yōu)化方法，其特征在于，步驟S1-S7中的信號(hào)均為雙路常閉信號(hào)，分別接線進(jìn)壓機(jī)的和運(yùn)動(dòng)控制器的1端子，以便迅速響應(yīng)動(dòng)作。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線節(jié)拍優(yōu)化方法，其特征在于，步驟SI中，啟動(dòng)區(qū)間為上死點(diǎn)區(qū)域(325 ± 10° )，Robot發(fā)給壓機(jī)的正常啟動(dòng)信號(hào)為:ROBOTTransfer OK04.根據(jù)權(quán)利要求3所述的伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線節(jié)拍優(yōu)化方法，其特征在于，步驟S2中的信號(hào)檢測(cè)區(qū)間為330°?X0 ;其中，X為Robot-PLC發(fā)給壓機(jī)的檢測(cè)角度值，根據(jù)模具不一樣，X有所不同。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線節(jié)拍優(yōu)化方法，其特征在于，步驟S3中的運(yùn)行和停止信號(hào)分別為:當(dāng)Robot Transfer OK =TRUE時(shí)，壓機(jī)按照曲線軌跡繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)Robot Transfer OK =FALSE時(shí)，壓機(jī)快停。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線節(jié)拍優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟S4中，壓機(jī)運(yùn)行過程中的暫停重啟區(qū)間為角度處于315?40°區(qū)間。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線節(jié)拍優(yōu)化方法，其特征在于，步驟S5中，315?20°區(qū)間內(nèi)最高速度快停的最大制動(dòng)角度為30°，315?10°區(qū)間內(nèi)快停的最大制動(dòng)角度為20° ;常停上死點(diǎn)附近位置制動(dòng)角為10 °左右。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線節(jié)拍優(yōu)化方法，其特征在于，步驟S6中壓機(jī)在任意角度下的急停最大制動(dòng)角度為24°。
【專利摘要】本發(fā)明的伺服和機(jī)械壓力機(jī)混合線節(jié)拍優(yōu)化方法，包括以下步驟：步驟S1：設(shè)定啟動(dòng)區(qū)間和啟動(dòng)信號(hào)；步驟S2：設(shè)定信號(hào)檢測(cè)區(qū)間；步驟S3：設(shè)置壓機(jī)處于檢測(cè)區(qū)間內(nèi)的運(yùn)行和停止信號(hào)；步驟S4：設(shè)置壓機(jī)運(yùn)行過程中的暫停重啟區(qū)間；步驟S5：設(shè)置壓機(jī)快停的最大制動(dòng)角；步驟S6：設(shè)置壓機(jī)急停的最大制動(dòng)角度；步驟S7：將步驟S1?S6的設(shè)置整合命名為連續(xù)運(yùn)行模式，并將該模式添加到模式選擇菜單。通過將伺服壓力機(jī)的運(yùn)行方式由單次運(yùn)行改為連續(xù)運(yùn)行。以比較低的壓機(jī)沖次獲得更高的整線節(jié)拍，對(duì)模具的沖擊更小，增加模具的使用壽命，獲得更好的拉延效果，并能有效的降低設(shè)備的故障率，降低了能源消耗，以較低的投入獲得最大的經(jīng)濟(jì)收益。
【IPC分類】B30B15/14
【公開號(hào)】CN105711148
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610155210
【發(fā)明人】祝光南, 楊冠華, 羅慶, 黃敏
【申請(qǐng)人】濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司