一种三阶段同步对位控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于同步对位控制领域，特别涉及一种将控制流程分为三个阶段的使两个 输送、加工长条柔性被加工件的加工辊筒做到同步对位运转的控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展和科技的进步，自动化生产线的使用越来越普遍，并且其产品的 生产工艺也越来越复杂。在生产工艺流程中经常见到对被加工件的同一部位进行两次或多 次不同的工序处理，不同的工序由不同的设备进行。为了保证加工质量，提高生产效率，严 格实现无人化，生产线上的这些设备就必须具备同步对位的能力，数台不同的设备相互之 间必须保证空间位置的高度精确、时间的高度协调、运动的高度同步。
[0003] 对于加工刚性被加工件的生产线，做到同步对位相对容易，因为被加工件尺寸外 形不易发生变化，对被加工件上某一点的定位比较容易实现。但是对于加工柔性被加工件 的生产线，做到同步对位非常困难，特别是利用辊筒输送、加工长条柔性被加工件的生产 线，长条柔性被加工件的弹性变形很大且难以控制，对长条柔性被加工件的约束拉力略大， 就会导致长条柔性被加工件伸长变形甚至拉断，对长条柔性被加工件的约束拉力略小，就 会使长条柔性被加工件弯曲堆积，难以做到施力"恰到好处"。
[0004] 上述情况导致加工长条柔性被加工件的生产线难以实现自动化，很多有同步对位 要求的工序只能依靠人工控制的方式完成，生产效率和质量无法提高。现在需要一种控制 方法，可以应用在利用辊筒输送、加工长条柔性被加工件的生产线上，使该生产线具备同步 对位的能力，生产线中的设备可以做到精确、协调、同步，做到真正的无人化、自动化。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种三阶段 同步对位控制方法，将控制流程分为三个阶段，按流程先后顺序是零点校正阶段、同速调整 阶段、对位调整阶段，使两个输送、加工长条柔性被加工件的辊筒做到同步对位运转，实现 生产线的自动化。
[0006] 本发明为了实现上述目的，结构组成如下：在被加工件输送轨迹线（3)上沿X轴正 方向先后布置有传动加工辊筒I (1)和传动加工辊筒2 (2 )，所述传动加工辊筒I (1)上安装有 对位零点1(11)、旋转编码器1(13)、以环状均匀布置的数个加工机构1(14)，传动加工辊筒1 (1)的附近布置有对位传感器I (12 )，所述传动加工辊筒2 (2)上安装有对位零点2 (21 )、旋转 编码器2(23)、以环状均匀布置的数个加工机构2(24)，传动加工辊筒2(2)的附近布置有对 位传感器2(22)，位于所述传动加工辊筒1(1)和传动加工辊筒2(2)中间的位置上布置有对 位传感器3(4)，所述对位传感器3(4)在被加工件输送轨迹线(3)上对应的位置为同步对位 点I (61 )，所述传动加工辊筒2 (2)在被加工件输送轨迹线(3)上对应的位置为同步对位点2 (62)〇
[0007] 基于上述结构，本发明的控制流程如下:控制分为三个阶段，按流程先后顺序是零 点校正阶段、同速调整阶段、对位调整阶段。在零点校正阶段，传动加工辊筒1(1)转动使对 位零点I (11)和对位传感器I (12)对准，同时传动加工辊筒2 (2)转动使对位零点2 (21)和对 位传感器2(22)对准，零点校正结束。在同速调整阶段，传动加工辊筒1(1)和传动加工辊筒2 (2)在同一时刻由静止开始加速向逆时针方向旋转，当传动加工辊筒I (1)和传动加工辊筒2 (2)的旋转线速度同时达到预设速度且保持稳定时，同速调整结束，传动加工辊筒I (1)的旋 转线速度由旋转编码器1(13)检测，传动加工辊筒2(2)的旋转线速度由旋转编码器2(23)检 测。在对位调整阶段，控制系统通过旋转编码器2(23)实时计算所有加工机构2(24)的动态 坐标，并且对位零点2 (21)和对位传感器2 (22)每对准一次，所述所有加工机构2 (24)的动态 坐标就根据结构尺寸校准一次。设同步对位点1(61)与同步对位点2(62)之间的距离为L，当 对位传感器3(4)被触发时，控制系统计算出以这一时刻传动加工辊筒I (1)的旋转线速度走 完长度为L的行程所需要的时间，设所述时间为t，并根据这一时刻传动加工辊筒2(2)的旋 转线速度计算出在经过时间t以后所有加工机构2(24)的预估坐标，判断出预估坐标距离同 步对位点2 (62)最近的加工机构2 (24 )，然后控制系统改变并控制传动加工辊筒2 (2)的旋转 线速度，使所述加工机构2(24)在经过时间t以后刚好处在同步对位点2(62)的对应位置。所 述对位调整阶段可以连续循环运行，实现连续同步对位。
[0008] 本发明的优点如下：传动加工辊筒I (1)和传动加工辊筒2 (2)可以同步运转，且传 动加工辊筒2(2)具有独立的调整纠偏能力，通过三个阶段的调整使长条柔性被加工件在两 个传动加工辊筒工位上做到同步对位加工，克服了长条柔性被加工件因弹性变形或机械机 构加工装配精度造成的产品工艺尺寸误差问题，实现了自动化生产的同时还保证了产品具 有很高的加工精度。零点校正阶段和同速调整阶段的作用是为同步对位做好准备工作，对 位调整阶段的作用是在客观上实现同步对位的结果，这种三阶段的划分方式使控制过程变 得更加合理，前两个阶段处理掉了空间位置和速度的绝大部分调整量，第三个阶段只需在 很小的范围之内对空间位置和速度进行精确调整，使精确调整的过程变得更加平稳、可控 性更强，大幅度提高了调整结果的精度，类似于"粗加工"与"精加工"的关系。
【附图说明】
[0009] 下面将结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0010] 图1为一种三阶段同步对位控制方法的零点校正示意图。
[0011] 图2为一种三阶段同步对位控制方法的同速调整示意图。
[0012] 图3为一种三阶段同步对位控制方法的对位调整示意图。
[0013] 图4为一种三阶段同步对位控制方法的加工成功示意图。
[0014] 图中，1一传动加工辊筒I，11一对位零点1，12-对位传感器1，13-旋转编码器1， 14 一加工机构1，2-传动加工辊筒2，21-对位零点2，22-对位传感器2，23-旋转编码器2， 24-加工机构2，3-被加工件输送轨迹线，4 一对位传感器3，5-被加工件，51-对位加工 点，52-加工后的对位加工点，61-同步对位点1，62-同步对位点2。
【具体实施方式】
[0015] 典型【具体实施方式】如下：假设生产过程如下，被加工件（5)为长条柔性件，被加工 件(5)沿被加工件输送轨迹线（3)向X轴正方向运动，运动的动力由传动加工辊筒I (1)和传 动加工辊筒2(2)通过旋转的方式提供，在传动加工辊筒I (I)旋转的过程中，加工机构I (14) 会对被加工件(5)进行加工作业，产生对位加工点(51 )，当对位加工点(51)到达传动加工辊 筒2(2)所在区域时，在传动加工辊筒2(2)旋转的过程中，加工机构2(24)需要对对位加工点 (51)进行加工作业，对位加工点(51)变为加工后的对位加工点(52)。在生产线上料之前，控 制系统先进入零点校正阶段，如图1所示，传动加工辊筒1(1)转动使对位零点1(11)和对位 传感器1 (12)对准，传动加工辊筒I (1)停转静止，同时传动加工辊筒2(2)转动使对位零点2 (21)和对位传感器2 (22)对准，传动加工辊筒2 (2)停转静止，零点校正结束，此时所有的加 工机构1 (14)和所有的加工机构2 (24)都拥有了明确的位置对应关系，控制系统记录下此时 所有加工机构2(24)的坐标并设置为初始值。零点校正结束后控制系统进入同速调整阶段， 如图2所示，传动加工辊筒1(1)和传动加工辊筒2(2)在同一时刻由静止开始以相同的加速 度向逆时针方向旋转，当传动加工辊筒1(1)和传动加工辊筒2(2)的旋转线速度均达到预设 速度且保持稳定时，同速调整结束。设预设速度为V，由于机械设备的制造安装误差、电机及 其传动机构的性能差异、执行机构本身的惯性影响、环境的影响，所以传动加工辊筒1(1)和 传动加工辊筒2(2)的实际旋转线速度难以精确控制在预设速度V这个值，而是处在一个微 小的范围之内，此时视为达到预设速度V。为了实现精确控制，设此时传动加工辊筒1(1)的 旋转线速度为vi、传动加工辊筒2(2)的旋转线速度为v 2,传动加工辊筒1(1)的旋转线速度由 旋转编码器I (13)检测，传动加工辊筒2 (2)的旋转线速度由旋转编码器2 (23)检测。同速调 整结束后控制系统进入对位调整阶段，如图3所示，生产线开始上料，被加工件(5)在传动加 工辊筒I (1)和传动加工辊筒2 (2)的带动下沿被加工件输送轨迹线(3)向X轴正方向运动。在 对位调整阶段中，传动加工辊筒2(2)的旋转线速度可以在控制系统的控制下在^的小范围 内变化，控制系统依据旋转编码器2(23)，实时测算所有加工机构2(24)的动态坐标，并且对 位零点2(21)和对位传感器2(22)每对准一次，所有加工机构2(24)的动态坐标就根据传动 加工辊筒2 (2)固有的结构尺寸校准一次，校准方法是当对位零点2 (21)和对位传感器2 (22) 对准时，所有加工机构2 (2