專利名稱：一種數(shù)控沖床的剎車曲線自學(xué)習(xí)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控沖床的剎車曲線控制方法。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)數(shù)控沖床行業(yè)迅猛發(fā)展，應(yīng)用于沖床的控制系統(tǒng)需求量激增；沖床剎車曲線是指沖床剎車后由于轉(zhuǎn)動慣量過沖的角度與剎車前轉(zhuǎn)動速度的關(guān)系，利用該曲線可以保證沖床剎車后停到上死點附近。當前使用的沖床控制系統(tǒng)大多采用以PLC為主的控制方式，不適合一些需要復(fù)雜運算的場合，導(dǎo)致沖床剎車曲線擬合精度的不理想。而且采用的剎車曲線學(xué)習(xí)自動化程度不夠高，每次學(xué)習(xí)需要人為的設(shè)置幾個不同的速度來記錄停車角度。而且每臺機器的剎車曲線參數(shù)不一樣，所以每臺機器都需要人工學(xué)習(xí)。給操作人員帶來了一定程度上的不便。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有數(shù)控沖床的剎車曲線學(xué)習(xí)方法的操作麻煩、精度較低的不足，本發(fā)明提供一種操作方便、精度較高的數(shù)控沖床的剎車曲線自學(xué)習(xí)方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種數(shù)控沖床的剎車曲線自學(xué)習(xí)方法，所述方法包括以下步驟:(I)設(shè)置η個不同的頻率，對應(yīng)沖床η個不同的速度，η為自然數(shù)，且η > 5 ;沖床動作周期完成后剎車，等沖床停止后記錄每次剎車前的速度和剎車后過沖的角度，即得到η個點數(shù)據(jù)；(2)根據(jù)記錄的η個點數(shù)據(jù)擬合出一條二次曲線，所述擬合方法采用最小二乘算法，存儲該二次曲線的三個系數(shù)，得到剎車曲線。進一步，所述步驟(2)中，將三個系數(shù)顯示到觸摸屏上以供人工微調(diào)。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:操作方便、精度較高。


圖1是沖床剎車曲線自學(xué)習(xí)程序流程圖。圖2是最小二乘法擬合二次曲線程序流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。參照圖1和圖2，一種數(shù)控沖床的剎車曲線自學(xué)習(xí)方法，所述方法包括以下步驟:(I)設(shè)置η個不同的頻率，對應(yīng)沖床η個不同的速度，η為自然數(shù)，且η >5;沖床動作周期完成后剎車，等沖床停止后記錄每次剎車前的速度和剎車后過沖的角度，即得到η個點數(shù)據(jù)；(2)根據(jù)記錄的η個點數(shù)據(jù)擬合出一條二次曲線，所述擬合方法采用最小二乘算法，存儲該二次曲線的三個系數(shù)，得到剎車曲線。進一步，所述步驟(2)中，將三個系數(shù)顯示到觸摸屏上以供人工微調(diào)。
沖床剎車曲線自學(xué)習(xí)方法主要由主控板實現(xiàn)，由觸摸屏按鈕輸入啟動。其流程如圖1所示，首先須將主控板置于寸動模式下，然后主控板程序會在停機的情況下判斷是否收到曲線學(xué)習(xí)信號，一旦收到曲線學(xué)習(xí)信號，便開始通過485通信設(shè)置變頻器頻率，從而設(shè)置電機初始速度，等待電機速度平穩(wěn)后，自動閉合離合器啟動沖床動作10個周期后斷開離合器，并記錄之前的沖床轉(zhuǎn)動速度和停止后的過沖角度。接下來判斷是否學(xué)習(xí)完所有設(shè)置的點，如果沒有就繼續(xù)設(shè)置速度增加lOr/min，重新記錄下一個曲線點，直到學(xué)習(xí)完設(shè)置的曲線點。之后便開始采用最小二乘算法把之前學(xué)習(xí)的10個曲線點擬合成一條二次曲線。以后沖床每次正常停車便可以采用這條曲線算出提前剎車角度，使沖床滑塊停止到上死點附近。最小二乘法擬合二次曲線過程如下:首先根據(jù)前面學(xué)習(xí)記錄的幾個曲線點坐標計算出法方程組的增廣矩陣B，然后將矩陣B化成上三角矩陣，最后計算出二次曲線的三個系數(shù)。由于該MCU的內(nèi)存較大，因此可以直接采用最小二乘法的矩陣運算求解，相比直接采用待定系數(shù)法求解大大減少了計算量。本實施例中，沖床剎車曲線自學(xué)習(xí)的實現(xiàn)采用的硬件平臺是基于arm-cortex-m3的stm32微控制器(MCU)的嵌入式方案。整個沖床控制系統(tǒng)由以stm32f 103rb為主的觸摸屏HMI終端和以stm32fl03ze為主的主控板組成，兩者之間通過232串口通信同步數(shù)據(jù)。剎車曲線的學(xué)習(xí)首先要將主控板置于寸動模式，然后按下觸摸屏上的曲線學(xué)習(xí)按鈕并輸入密碼后，觸摸屏顯示板會通過232串口發(fā)送曲線學(xué)習(xí)命令給主控板，主控板收到信息后會自動與變頻器485通信依次設(shè)置10個不同的頻率，對應(yīng)沖床10個不同的速度，動作幾個周期后剎車，然后等沖床停止后記錄每次剎車前的速度和剎車后過沖的角度(位移)，最后根據(jù)記錄的這幾個點擬合出一條二次曲線，并存儲該二次曲線的三個系數(shù)，同時將這三個系數(shù)顯示到觸摸屏上以供人工微調(diào)。整個過程無需人工干預(yù)，而且剎車曲線的擬合也摒棄了以前PLC控制系統(tǒng)采用的折線擬合方法，采用了最小二乘算法的二次曲線擬合方法，提高了曲線學(xué)習(xí)的精度和適應(yīng)·性。這更符合沖床剎車后過沖角度與剎車前速度的二次曲線物理特性。最小二乘法擬合二次曲線說明如下:設(shè)每次剎車前的速度為X，殺后的過沖角度為y，根據(jù)其物理特性可知其滿足二次曲線，所以可設(shè):f (x) =a0+a1*x+a2>l<x2 (I)y=f (x)(2)將前面學(xué)習(xí)記錄的幾個曲線點坐標(X1, Y1), (X2, J2),..., (X1CI, y10)坐標分別代入
(I)、(2)然后根據(jù)最小二乘法可得:
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控沖床的剎車曲線自學(xué)習(xí)方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟:(1)設(shè)置η個不同的頻率，對應(yīng)沖床η個不同的速度，η為自然數(shù)，且η > 5 ;沖床動作周期完成后剎車，等沖床停止后記錄每次剎車前的速度和剎車后過沖的角度，即得到η個點數(shù)據(jù)； (2)根據(jù)記錄的η個點數(shù)據(jù)擬合出一條二次曲線，所述擬合方法采用最小二乘算法，存儲該二次曲線的三個系數(shù)，得到剎車曲線。
2.如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控沖床的剎車曲線自學(xué)習(xí)方法，其特征在于:所述步驟(2)中，將三個系數(shù)顯示到觸摸屏上以供人工微調(diào)。
全文摘要
一種數(shù)控沖床的剎車曲線自學(xué)習(xí)方法，所述方法包括以下步驟(1)設(shè)置n個不同的頻率，對應(yīng)沖床n個不同的速度，n為自然數(shù)，且n≥5；沖床動作周期完成后剎車，等沖床停止后記錄每次剎車前的速度和剎車后過沖的角度，即得到n個點數(shù)據(jù)；(2)根據(jù)記錄的n個點數(shù)據(jù)擬合出一條二次曲線，所述擬合方法采用最小二乘算法，存儲該二次曲線的三個系數(shù)，得到剎車曲線。本發(fā)明提供一種操作方便、精度較高的數(shù)控沖床的剎車曲線自學(xué)習(xí)方法。
文檔編號B30B15/26GK103072302SQ201310009848
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者董輝, 李曉宇, 吳祥, 羅立鋒, 仲曉帆, 高陽 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)