本發(fā)明涉及一種自動調(diào)整方法，特別是一種液壓壓磚機微動速度的自動調(diào)整方法。

背景技術(shù)：

液壓壓磚機主要是用于將粉煤灰、砂子、石粉、礦渣等原料和水泥按合理的比例配比，壓制成磚的設(shè)備。請參閱圖1，其為液壓壓磚機的移動落料方式的結(jié)構(gòu)示意圖?，F(xiàn)有的液壓壓磚機包括工作臺面7、下模機構(gòu)、設(shè)置在下模機構(gòu)上的沖壓機構(gòu)和布料機構(gòu)；所述下模機構(gòu)包括下模芯4、設(shè)置在工作臺面上的?？?、用于驅(qū)動下模芯4的下模油缸6以及用于記錄下模芯4位移的下模芯位移傳感器5。所述沖壓裝置包括一沖壓活塞10，其下方正對?？?開口。所述布料機構(gòu)包括一布料裝置1，用于驅(qū)動布料裝置的驅(qū)動裝置9，用于記錄布料裝置的運動行程的旋轉(zhuǎn)編碼器總成8。所述布料裝置1將待壓制粉料2分布在模框3的內(nèi)部。

具體工作過程如下：所述布料裝置1裝盛粉料向回程方向(圖示由左向右)運動，下模油缸驅(qū)動總成6驅(qū)動下模芯4向下做直線運動，達到改變模芯與?？?構(gòu)成的容積空間的目的；該空間可以盛放由布料裝置1落下的待壓制粉料。布料完成后布料裝置需要向后撤離至其極限后位，以便于沖壓活塞10向下運動壓制待壓制粉料2；布料裝置1在運動過程中，其實時位置由布料裝置旋轉(zhuǎn)編碼器總成實時傳遞到控制系統(tǒng)中，下模芯4運動過程中，其實時位置由下模位移傳感器總成實時傳遞到控制系統(tǒng)中。

由于布料裝置后撤的過程中，布料裝置對?？?內(nèi)的待壓制粉料2的后部有一個持續(xù)的擠壓力，同時布料裝置還會將待壓制粉料2的前部粉料帶入后部。造成布料完畢后，?？?內(nèi)部的待壓制粉料呈現(xiàn)一個前端粉料酥松后端粉料密實，前端粉料少后端粉料多的現(xiàn)象。如果不加以處理，沖壓活塞10壓制成型完畢后，磚坯出現(xiàn)前部厚度薄后部厚度厚的“大小頭”磚坯，導(dǎo)致磚坯良品率下降。

目前處理該問題，采用的是當(dāng)布料裝置運行至后部區(qū)域時，由操作人員根據(jù)經(jīng)驗，以某個布料裝置的位置作為發(fā)訊點，當(dāng)布料裝置運動到改點時，下模6微微上升一段距離，達到把后部粉料刮掉的目的。

請參閱圖2，其為現(xiàn)有技術(shù)的壓磚機的控制方法流程圖。所述布料裝置的位移數(shù)據(jù)由旋轉(zhuǎn)編碼器8經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊傳入控制系統(tǒng)內(nèi)。

首先，判斷是否使下模具備微動的使能，如果使能則判斷布料裝置后撤時，如果布料裝置到達了操作人員設(shè)定的下模啟動微動調(diào)整位置，判斷在下模微動調(diào)整前的閉環(huán)動作是否完成，如果完成了即可執(zhí)行該微動調(diào)整動作，達到刮平后部粉料的目的。如果在執(zhí)行微動調(diào)整前下模尚未完成相關(guān)的運動，則報警停機。

接著，微動調(diào)整可多次進行，當(dāng)檢測到所有的微動調(diào)整執(zhí)行完畢后，即可進入下一環(huán)節(jié)。

由于下模運動由控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)及執(zhí)行器三個個環(huán)節(jié)組成，在控制系統(tǒng)接收到布料裝置旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)達到發(fā)訊點時。控制系統(tǒng)向液壓系統(tǒng)發(fā)出驅(qū)動指令，液壓系統(tǒng)驅(qū)動執(zhí)行元件完成下模微動調(diào)整。這個過程的滯后出現(xiàn)在液壓系統(tǒng)和執(zhí)行元件環(huán)節(jié)。這個滯后時間通常是控制系統(tǒng)響應(yīng)時間的幾十倍甚至幾百倍。所以按照傳統(tǒng)的微動調(diào)整方式，布料裝置達到發(fā)訊點后發(fā)出指令，通常都會導(dǎo)致微動調(diào)整效果滯后。

經(jīng)驗豐富的操作人員會依據(jù)多次試驗、觀察和歸納，人為提前指定預(yù)先將布料裝置發(fā)訊點。故微動運動的數(shù)據(jù)設(shè)定的合理性與操作人員的主觀經(jīng)驗密切相關(guān)，當(dāng)操作人員經(jīng)驗不足或者參數(shù)設(shè)置不合理時，將導(dǎo)致下模與布料裝置運動協(xié)調(diào)性無法實現(xiàn)，達不到微動調(diào)整的目的。

由于存在一次布料回程中多次微動調(diào)整的工藝需求，當(dāng)?shù)谝淮挝诱{(diào)整尚未完成或無法完成時，第二次微動將不被執(zhí)行，并停止整機設(shè)備運行。導(dǎo)致已經(jīng)布入料腔內(nèi)的粉料浪費或降級處理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種液壓壓磚機微動速度的自動調(diào)整方法，在數(shù)據(jù)設(shè)置完畢后即可通過計算檢測布料裝置與下模是否符合該運動數(shù)據(jù)設(shè)置的要求，當(dāng)無法執(zhí)行時給予操作人員提示；或者布料裝置和下模根據(jù)自身的運動特性自行組合出一個可行的運動參數(shù)組合。

本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：一種液壓壓磚機微動速度的自動調(diào)整方法，包括以下步驟：

步驟一：預(yù)測布料裝置和下模的運動趨勢，以確定布料裝置和下模的運動主、從軸的對應(yīng)關(guān)系，以及確定主從軸的輸出速度和觸發(fā)位置；

步驟二：根據(jù)布料裝置和下模的主、從軸的對應(yīng)關(guān)系，以及主、從軸的速度和位置，執(zhí)行相應(yīng)的運動。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過對布料裝置和下模的運動趨勢進行預(yù)測和判斷，確定布料裝置和下模的運動參數(shù)，消除了由于下模的執(zhí)行延遲而導(dǎo)致微動調(diào)整的滯后，保證了下模與布料裝置的運動的協(xié)調(diào)性。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟一中包括以下步驟：

11)獲取布料裝置的微動調(diào)整距離S_Offset、布料裝置的速度設(shè)定值V_Charger、下模的啟動時間t_Response、下模的最大速度V_Mould_Max、冗余時間t_Safe，以及布料裝置微動截止位置Pos_Stop；

12)計算獲取布料裝置的微動補償時間t_Repair和計算獲取布料裝置微動調(diào)整的啟動位置Pos_Offset；所述補償時間t_Repair＝S_Offset/V_Charger；所述布料裝置微動調(diào)整的啟動裝置Pos_Offset＝Pos_Stop+S_Offset；

13)判斷布料裝置微動調(diào)整必須時間t_Repair與下模響應(yīng)時間t_Response的大小關(guān)系；當(dāng)t_Repair＞t_Response+t_Safe，執(zhí)行步驟14)；如果t_Repair≤t_Response+t_Safe，執(zhí)行步驟15)；

14)將布料裝置在微動調(diào)整階段的速度V_Charger賦值給下模速度V_Mould；將從軸機構(gòu)Subshaft定義為下模Mould，主軸機構(gòu)Spindle定義為布料裝置Charger，執(zhí)行步驟16)；

15)讀取布料裝置減速增益k，將下模的最大運動速度V_Mould_Max賦值給布料裝置在微動調(diào)整階段的速度V_Charger，并重新計算布料裝置微動調(diào)整距離的必須時間t_Repair，t_Repair＝S_Offset/V_Charger，將從軸機構(gòu)Subshaft定義為布料裝置Charger，主軸機構(gòu)Spindle定義為下模Mould；布料裝置剎車距離Charger_Break_Distance等于布料裝置速度V_Chager除以布料裝置減速增益k；布料裝置的減速點位置Charger_Break_Pos等于布料裝置微動調(diào)整的啟動位置Pos_Offset加上布料裝置剎車距離Charger_Break_Distance，Charger_Break_Pos＝Pos_Offset+Charger_Break_Distance，執(zhí)行步驟16)；

16)計算下模微動調(diào)整高度H_Mould，其等于布料裝置在微動調(diào)整階段的速度V_Chager乘以微動調(diào)整時間t_Repair，H_Mould＝V_Charger*t_Repair；計算下模開始啟動時布料裝置的發(fā)訊位置Charger_Trigger_Pos，所述發(fā)訊位置 Charger_Trigger_Pos＝Pos_Offset+V_Charger*t_Response。

此步驟目的在于：當(dāng)布料裝置運動速度過快而導(dǎo)致下模無法跟隨時，布料裝置速度將被減速至下模能夠適應(yīng)同步的速度，所以將下模定義為主軸，布料裝置為從軸定義，同時為了不降低生產(chǎn)效率，主軸下模應(yīng)該以其能達到的最大速度運動。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟二中，包括以下步驟：

21)讀取計算出的主、從軸運動數(shù)據(jù)，下模實時位置Mould_Real_Pos、布料裝置實時位置Charger_Pos_Real；判斷下模作為主軸或布料裝置作為主軸；

當(dāng)下模作為主軸時，判斷布料裝置是否運行到開始剎車位置Charger_Break_Pos，如否，則布料裝置按照原設(shè)定的速度運行；如是，則按勻加速運動公式計算單位之間Δt后的理論位移增量Pos_Incre，并將料車裝置運動狀態(tài)標(biāo)識為剎車狀態(tài)；

當(dāng)布料裝置作為主軸運動時，將布料裝置運動位移標(biāo)識為非剎車狀態(tài)；執(zhí)行步驟22)；

22)判斷布料裝置是否運行到微動調(diào)整的發(fā)訊位置Charger_Trigger_Pos，如否則跳轉(zhuǎn)步驟23)；如是則跳轉(zhuǎn)步驟24)；

23)判斷是否處于布料裝置是否處于剎車狀態(tài),如不屬于剎車段，布料裝置按照原設(shè)定的速度運行；如布料裝置處于剎車狀態(tài)，則跳轉(zhuǎn)步驟25)；

24)按勻速運動計算單位之間Δt后的理論位移增量Pos_Incre，跳轉(zhuǎn)步驟25)；

25)根據(jù)舊的理論位置量和目標(biāo)增量獲取新的理論位置目標(biāo)量；將實時位置量與理論位置量的位置偏差為輸入，按照PID閉環(huán)控制方法獲取閥輸出指令，輸出主、從軸的閥指令。

作為本發(fā)明的進一步改進，在所述步驟25)中，包括以下步驟：

251)所述下模的新的理論位置目標(biāo)量等于舊的理論目標(biāo)量與目標(biāo)增量相加，Pos_Theory_Mould＝Pos_Theory_Mould+Pos_Incre；對于布料裝置其新理論位置目標(biāo)量Pos_Theory_Charger＝Pos_Theory_Charger+Pos_Incre；

252)計算上一個Δt執(zhí)行完畢后實際位置與理論位置的反饋誤差值；對于下模，其反饋誤差ΔH_Mould＝Mould_Real_Pos-Pos_Theory_Mould；對于料車，其反饋誤差ΔS_Charger＝Charger_Pos_Real-Pos_Theory_Charger；

253)根據(jù)下模偏差ΔH_Mould和布料裝置偏差ΔS_Charger，并根據(jù)PID閉環(huán)控制方法，對下一次閥輸出的指令進行修正，獲得主、從軸的輸出。

作為本發(fā)明的進一步改進，在步驟25)后，還包括步驟26)：判斷是否已完成所有的微動，如完成則結(jié)束本方法，如未完成跳轉(zhuǎn)步驟11)。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟21)中的單位時間增量Δt與控制系統(tǒng)的掃描周期相等；所述步驟24)中的單位時間增量Δt與控制系統(tǒng)的掃描周期相等。

作為本發(fā)明的進一步改進，在進行步驟一之前，還包括步驟：判斷是否進行微動調(diào)整，如是則執(zhí)行步驟一；若否，則結(jié)束本方法流程。

為了更好地理解和實施，下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明。

附圖說明

圖1是液壓壓磚機的移動落料方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是液壓壓磚機的控制方法流程圖。

圖3是本發(fā)明的液壓壓磚機的控制方法流程圖。

圖4是本發(fā)明的Trend模塊的處理步驟流程圖。

圖5是本發(fā)明的ECAM模塊處理步驟流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明的控制方法應(yīng)用于使用移動落料方式的結(jié)構(gòu)的液壓壓磚機。請參閱圖1，其為液壓壓磚機的移動落料方式的結(jié)構(gòu)示意圖。所述液壓壓磚機包括工作臺面7、下模機構(gòu)、設(shè)置在下模機構(gòu)上的沖壓機構(gòu)和布料機構(gòu)；所述下模機構(gòu)包括下模芯4、設(shè)置在工作臺面上的模 框3、用于驅(qū)動下模芯4的下模油缸6以及用于記錄下模芯4位移的下模芯位移傳感器5。所述沖壓裝置包括至少一沖壓活塞10，其下方正對?？?開口。所述布料機構(gòu)包括一布料裝置1，用于驅(qū)動布料裝置的驅(qū)動裝置9，用于記錄布料裝置的運動行程的旋轉(zhuǎn)編碼器總成8。所述布料裝置1將待壓制粉料2分布在?？?的內(nèi)部。

請參閱圖2，其為本發(fā)明的液壓壓磚機的控制方法的步驟流程圖。本發(fā)明的液壓壓磚機的控制方法，包括以下步驟：

S1：判斷是否進行微動調(diào)整；若是，則執(zhí)行步驟S2；若否，則結(jié)束本發(fā)明的方法流程。

S2：進入運動趨勢預(yù)測模塊Trend，預(yù)測布料裝置和下模的運動趨勢，以確定布料裝置和下模的運動主、從軸的對應(yīng)關(guān)系，以及確定主從軸的輸出速度和觸發(fā)位置。具體包括以下步驟：

S21：獲取布料裝置的微動調(diào)整距離S_Offset、布料裝置的速度設(shè)定值V_Charger；獲取下模的啟動時間t_Response；下模的最大速度V_Mould_Max、冗余時間t_Safe，以及布料裝置微動截止位置Pos_Stop。

在本實施例中，所述下模能夠達到的最大速度V_Mould_Max可有試驗預(yù)先獲?。凰鱿履ｍ憫?yīng)時間t_Response可有試驗預(yù)先獲取，冗余時間t_Safe用于保證下模啟動時間冗余安全，可按照經(jīng)驗確定，譬如30ms。

S22：計算獲取布料裝置的微動補償時間t_Repair和計算獲取布料裝置微動調(diào)整的啟動位置Pos_Offset；所述補償時間t_Repair＝S_Offset/V_Charger；所述布料裝置微動調(diào)整的啟動裝置Pos_Offset＝Pos_Stop+S_Offset。

本方法假設(shè)隨著布料裝置回撤位移的遞增，布料裝置旋轉(zhuǎn)編碼器總成讀數(shù)遞減。

S23：獲取下模響應(yīng)時間t_Response和冗余時間t_Safe；將微動補償時間t_Repair與下模的響應(yīng)時間t_Response和冗余時間t_Safe的和進行比較；當(dāng)t_Repai_r>t_Response+t_Safe時，執(zhí)行步驟S24；當(dāng)t_Repair≤t_Response+t_Safe時，執(zhí)行步驟S25。

S24：將布料裝置在微動調(diào)整階段的速度V_Charger賦值給下模速度V_Mould，亦即下模以布料裝置在微動調(diào)整階段的速度V_Charger作為目標(biāo)速度；將從軸機構(gòu)Subshaft定義為下模Mould，主軸機構(gòu)Spindle定義為布料裝置Charger，跳轉(zhuǎn)步驟S26。

由于在步驟S23中明確了布料裝置微動調(diào)整時間內(nèi)，下模能夠響應(yīng)。故以布料小車在微動調(diào)整期間的速度作為同步速度。

S25：讀取布料裝置減速增益k，將下模的最大運動速度V_Mould_Max賦值給布料裝置在微動調(diào)整階段的速度V_Charger，并重新計算布料裝置微動調(diào)整距離的必須時間t_Repair，t_Repair＝S_Offset/V_Charger，將從軸機構(gòu)Subshaft定義為布料裝置Charger，主軸機構(gòu)Spindle 定義為下模Mould；布料裝置剎車距離Charger_Break_Distance等于布料裝置速度V_Chager除以布料裝置減速增益k；布料裝置的減速點位置Charger_Break_Pos等于布料裝置微動調(diào)整的啟動位置Pos_Offset加上布料裝置剎車距離Charger_Break_Distance，Charger_Break_Pos＝Pos_Offset+Charger_Break_Distance，執(zhí)行步驟S26；

此步驟目的在于，當(dāng)布料裝置速度過快而導(dǎo)致下模無法跟隨時，布料裝置速度將被減速至下模能夠適應(yīng)同步的速度，將從軸定義為布料裝置。并將布料裝置應(yīng)該提前剎車的位置點計算出。

S26：計算下模微動調(diào)整高度H_Mould，并計算下模啟動時獲取布料裝置微動調(diào)整的發(fā)訊位置Charger_Trigger_Pos；

計算下模微動調(diào)整高度H_Mould，其等于布料裝置在微動調(diào)整階段的速度V_Charger乘以下模響應(yīng)時間t_Response。H_Mould＝V_Charger*t_Repair；計算下模開始啟動時布料裝置的發(fā)訊位置Charger_Trigger_Pos， Charger_Trigger_Pos＝PoS_Offset-V_Charger*t_Response，跳轉(zhuǎn)步驟S3。

S3：進入ECAM模塊，其為速度-位移執(zhí)行模塊，其功用是使布料裝置和下模按照指定主、從軸關(guān)系以及主從軸速度、位置執(zhí)行運動，具體包括以下步驟：

S31：讀取計算出的主、從軸運動數(shù)據(jù)，下模實時位置Mould_Real_Pos、布料裝置實時位置Charger_Pos_Real；判斷下模作為主軸或布料裝置作為主軸；

當(dāng)下模作為主軸時，判斷布料裝置是否運行到開始剎車位置Charger_Break_Pos，如否，則布料裝置按照原設(shè)定的速度運行；如是，則按勻加速運動公式計算單位之間Δt后的理論位移增量Pos_Incre，并將料車裝置運動狀態(tài)標(biāo)識為剎車狀態(tài)；

當(dāng)布料裝置作為主軸運動時，將布料裝置運動位移標(biāo)識為非剎車狀態(tài)；執(zhí)行步驟32)；

S32：判斷布料裝置是否運行到微動調(diào)整的發(fā)訊位置Charger_Trigger_Pos，如否則跳轉(zhuǎn)步驟S33；如是則跳轉(zhuǎn)步驟S34；

S33)判斷是否處于布料裝置是否處于剎車狀態(tài),如不屬于剎車段，布料裝置按照原設(shè)定的速度運行；如布料裝置處于剎車狀態(tài)，則跳轉(zhuǎn)步驟S35；

S34按勻速運動計算單位之間Δt后的理論位移增量Pos_Incre，跳轉(zhuǎn)步驟S35；

S35根據(jù)舊的理論位置量和目標(biāo)增量獲取新的理論位置目標(biāo)量；將實時位置量與理論位置量的位置偏差為輸入，按照PID閉環(huán)控制方法獲取閥輸出指令，輸出主、從軸的閥指令。

在所述步驟S35中，包括以下步驟：

S351：所述下模的新的理論位置目標(biāo)量等于舊的理論目標(biāo)量與目標(biāo)增量相加，Pos_Theory_Mould＝Pos_Theory_Mould+Pos_Incre；對于布料裝置其新理論位置目標(biāo)量 Pos_Theory_Charger＝Pos_Theory_Charger+Pos_Incre；

S352：計算上一個Δt執(zhí)行完畢后實際位置與理論位置的反饋誤差值；對于下模，其反饋誤差ΔH_Mould＝Mould_Real_Pos-Pos_Theory_Mould；對于料車，其反饋誤差ΔS_Charger＝Charger_Pos_Real-Pos_Theory_Charger；

S353：根據(jù)下模偏差ΔH_Mould和布料裝置偏差ΔS_Charger，并根據(jù)PID閉環(huán)控制方法，對下一次閥輸出的指令進行修正，獲得主、從軸的輸出。

S36：判斷是否已完成所有的微動，如完成則結(jié)束本方法，如未完成跳轉(zhuǎn)步驟S1。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過對布料裝置和下模的運動趨勢進行預(yù)測和判斷，確定布料裝置和下模的運動參數(shù)，消除了由于下模的執(zhí)行延遲而導(dǎo)致微動調(diào)整的滯后，保證了下模與布料裝置的運動的協(xié)調(diào)性。

進一步，為了防止布料裝置運動速度過快而導(dǎo)致下模無法跟隨，本發(fā)明將布料裝置速度減速至下模能夠適應(yīng)同步的速度，所以將下模定義為主軸，布料裝置為從軸定義，同時為了不降低生產(chǎn)效率，主軸下模應(yīng)該以其能達到的最大速度運動。

進一步，為了防止布料裝置和下模的實際位置和理論計算位置產(chǎn)生偏差，通過計算上一個Δt執(zhí)行完畢后實際位置與理論位置的反饋誤差值，并對下一次閥輸出的指令進行修正，獲得主、從軸的輸出，從而最大限度消除了誤差值。

本發(fā)明并不局限于上述實施方式，如果對本發(fā)明的各種改動或變形不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變形。