专利名称：一种用于单电机拖动多冲头的电气控制方法
技术领域：
本发明涉及一种单电机拖动多冲头的电气控制方法。
背景技术：
随着钣金成形工艺的不断发展和新技术的运用，以及成 形的曲面的复杂性的提高，成形精度的要求也越来越精密，以适应各种 复杂曲面的成形需要，人们对模具的需求越来越多。目前，拉伸成形柔 性模具广泛的用于复杂曲面的拉伸成形，模具由多冲头组成。常规的方 法是，每个冲头配一套微型伺服驱动和电机作一对一的控制调整，由于 微型伺服驱动和电机昂贵，此方法使得控制驱动系统的投资巨大，造成 了模具造价很高。由于成百上千套的伺服驱动和电机，也导致了系统维 护费用高，维修不便，可靠性差。并且鉴于冲头尺寸的限制，其散热效 果也差。
发明内容
本发明的目的是提供一种位置精度高、调整方法简单、 操作可靠的一种用于单电机拖动多冲头的电气控制方法。本发明的技术 解决方案是， 一、按照成形产品的形状及模具的冲头尺寸和工作范围生 成冲头高度指令工作表。二、系统连接，即PC机与多轴控制器的以太 网连接；三、模具冲头分组进行坐标回零操作；四、导入系统工作表文 件，包括冲头原点偏移、冲头反向间隙补偿、冲头调整状态、冲头当前 高度、冲头高度指令的工作表；五、进行冲头高度调整；六、调整结束 后，关闭工作表文件。
所述的冲头高度调整过程按如下步骤进行
(1 ) 读入冲头指令高度表的步骤；
(2) 计算各冲头的高差，高差=冲头当前高度一冲头指令高度 的步骤；
(3) 判断高差是否小于0;是，进入(4)，否，进入(6)的步
骤；
(4) 添加负向冲头集成员的步骤；
(5) 统计冲头数量；总数已达32，进入(2)，总数未达进入(8) 的步骤；
(6) 添加正向冲头集成员的步骤；
(7) 统计冲头数量；总数已达32，进入(2)，总数未达进入(8) 的步骤；
(8) 设置最小负高差冲头集Nmin;电机反转，完成冲头最小负 高差调整的步骤；
(9) 接通负向冲头集N电磁离合器，暂停l秒的步骤；
(10) 计算新负向冲头集N=N-Nmin:的步骤；
(11) 判断负向冲头集是否为空集；是，进入(13)，否，进入 (12)的步骤；
(12) 记录当前冲头高度，断开电磁离合器，暂停1秒，返回(8) 的步骤；
(13) 设置最小正高差冲头集Pmin;电机反转，完成冲头最小正 高差调整的步骤；
(14) 接通负向冲头集N电磁离合器，暂停l秒的步骤；
(15) 计算新负向冲头集N=N-Pmin;的步骤；
(16) 判断负向冲头集是否为空集；否，进入(17)，是，结束 的步骤；
(17) 记录当前冲头高度，断开电磁离合器。暂停1秒，返回(13) 的步骤。
所述的模具冲头分组进行坐标回零的操作步骤是
(1) 冲头回零处理，设置回零组数，冲头总数的步骤；
(2) 接通调形单元中回零冲头的离合器，暂停l秒的步骤；
(3) 电机反转蜗杆反转，冲头向下移动的步骤；
(4) 判断冲头是否遇原点开关，是，进入(5)，否，进入(3)的
步骤；
(5) 电机停止，断开遇零点的冲头电磁离合器，暂停l秒的步骤；
(6) 判断是否回零冲头全部碰上原点开关，是，进入(7)，否， 进入(3)的步骤；
(7) 接通调形单元回零冲头离合器的步骤；
(8) 电机正转，回零冲头整体上升10mm的步骤；
(9) 判断是否回零组全部回零，否，进入(2)，是，结束的步骤。 本发明具有的优点效果，本发明实现了 l个驱动单元带动2个调整
单元；l个调整单元包含了32个冲头；通过离合器的切换，达到l个伺 服电机调整64个冲头。能实现快速冲头回零，冲头的选择以及冲头的 调整方法。使柔性多点模具系统具有高效、低成本的性能，由于采用了 伺服电机，因此具有精度高、可靠性好的特点。
图1为本发明电气系统组成示意图2为本发明冲头高度调整控制流程图3为本发明冲头回零控制流程图。
具体实施例方式
一、按照成形产品的形状及模具的冲头尺寸和工作范围生成冲头高 度指令工作表。
二、系统连接，即PC机与多轴控制器的以太网连接；
三、模具冲头分组进行坐标回零操作
；四、导入系统工作表文件，包括 冲头原点偏移、冲头反向间隙补偿、冲头调整状态、冲头当前高度、冲 头高度指令的工作表；
五、进行冲头高度调整；
六、调整结束后，关闭 工作表文件。
所述的冲头高度调整过程按如下步骤进行
(1 ) 读入冲头指令高度表的步骤1;
(2) 计算各冲头的高差，高差-冲头当前高度一冲头指令高度 的步骤2;
(3) 判断高差是否小于0;是，进入步骤(4)，否，进入步骤 (6)的步骤3;
(4) 添加负向冲头集成员的步骤4;
(5) 统计冲头数量；总数已达32个，进入步骤(2)，总数未
达进入步骤(8)的步骤5;
(6) 添加正向冲头集成员的步骤6;
(7) 统计冲头数量；总数已达32个，进入步骤(2)，总数未
达进入步骤(8)的步骤7;
(8) 设置最小负高差冲头集Nmin;电机反转，完成冲头最小负
高差调整的步骤8;
(9) 接通负向冲头集N电磁离合器9-1 ，暂停1秒9-2的步骤9;
(10) 计算新负向冲头集N=N-Nmin:的步骤10;
(11) 判断负向冲头集是否为空集；是，进入步骤(13)，否， 进入步骤(12)的步骤11;
(12) 记录当前冲头高度12-3，断开电磁离合器12-2，暂停1秒 12-1，返回步骤(8)的步骤12;
(13) 设置最小正高差冲头集Pmin;电机反转，完成冲头最小正 高差调整的步骤13;
(14) 接通负向冲头集N电磁离合器，暂停1秒的步骤14;
(15) 计算新负向冲头集N=N-Pmin:的步骤15;
(16) 判断负向冲头集是否为空集；否，进入步骤(17)，是，
结束的步骤16;
(17) 记录当前冲头高度17-1，断开电磁离合器17-2，暂停1秒 17-3，返回步骤(13)的步骤17。
所述的模具冲头分组进行坐标回零的操作步骤是
1) 冲头回零处理，设置回零组数，冲头总数的步骤18;
2) 接通调形单元中回零冲头的离合器19-1，暂停1秒19-2的步骤
19;
3) 电机反转蜗杆反转，冲头向下移动的步骤20;
4) 判断冲头是否遇原点开关，是，进入步骤5)，否，进入步骤3) 的步骤21;
5) 电机停止22-l，断开遇零点的冲头电磁离合器22-2，暂停l秒 22-3的步骤22;
6) 判断是否回零冲头全部碰上原点开关，是，进入步骤7)，否， 进入3)的步骤23;
7) 接通调形单元回零冲头离合器的步骤24;
8) 电机正转，回零冲头整体上升10mm的步骤25;
9) 判断是否回零组全部回零，否，进入步骤2)，是，结束的步骤26。
实施例
该柔性多点模具驱动单元的电气控制系统由一台PC机、 一台多轴 控制管理器、 一台智能数字伺服驱动器、 一台交流伺服电机、 一个 CANOPEN输出模块组成，外围连接有各种输入输出开关(霍尔元件、继 电器、电磁阀、离合器)等。其控制过程是， 一、按照成形产品的形状 及模具的冲头尺寸和工作范围生成冲头高度指令工作表。二、系统连接， 即PC机与多轴控制器的以太网连接；三、模具冲头分组进行坐标回零 操作；四、导入系统工作表文件，包括冲头原点偏移、冲头反向间隙补 偿、冲头调整状态、冲头当前高度、冲头高度指令的工作表；五、进行 冲头高度调整；六、调整结束后，关闭工作表文件。 冲头高度调整过程按如下步骤进行
(1) 读入冲头指令高度表的步骤1;
(2) 计算各冲头的高差，高差=冲头当前高度一冲头指令高度 的步骤2;
(3) 判断高差是否小于0;是，进入(4)，否，进入步骤(6) 的步骤3;
(4) 添加负向冲头集成员的步骤4;
(5) 统计冲头数量；总数已达32，进入步骤(2)，总数未达进
入步骤(8)的步骤5;
(6) 添加正向冲头集成员的步骤6;
(7) 统计冲头数量；总数己达32，进入步骤(2)，总数未达进
入步骤(8)的步骤7;
(8) 设置最小负高差冲头集Nmin;电机反转，完成冲头最小负
高差调整的步骤8;
(9) 接通负向冲头集N电磁离合器9-1 ，暂停1秒9-2的步骤9;
(10) 计算新负向冲头集N=N-Nmin:的步骤10;
(11) 判断负向冲头集是否为空集；是，进入步骤(13)，否， 进入步骤(12)的步骤11;
(12) 记录当前冲头高度12-1，断开电磁离合器12-2，暂停1秒 12-3，返回步骤(8)的步骤12;
(13) 设置最小正高差冲头集Pmin;电机反转，完成冲头最小正 高差调整的步骤13;
(14) 接通负向冲头集N电磁离合器，暂停1秒的步骤14;
(15) 计算新负向冲头集N=N-Pmin:的步骤15;
8
(16) 判断负向冲头集是否为空集；否，进入步骤(17)，是， 结束的步骤16;
(17) 记录当前冲头高度17-1,断开电磁离合器17-2。暂停1秒 17-3，返回步骤(13)的步骤17。
所述的模具冲头分组进行坐标回零的操作步骤是
1) 冲头回零处理，设置回零组数，冲头总数的步骤18;
2) 接通调形单元中回零冲头的离合器，暂停1秒的步骤19;
3) 电机反转蜗杆反转，冲头向下移动的步骤20;
4) 判断冲头是否遇原点开关，是，进入步骤5)，否，进入步骤3)
的步骤21;
5) 电机停止，断开遇零点的冲头电磁离合器，暂停1秒的步骤22;
6) 判断是否回零冲头全部碰上原点开关，是，进入步骤7)，否， 进入步骤3)的步骤23;
7) 接通调形单元回零冲头离合器的步骤24;
8) 电机正转，回零冲头整体上升10mm的步骤25;
9) 修改冲头位置表，将此时冲头零点偏移记录在冲头的位置表中 的步骤26;
10) 判断是否回零组全部回零的步骤27;
11) 若否，进入步骤2)，若是，结束的步骤28。
权利要求
1.一种单电机拖动多冲头的拉伸成形柔性模具的电气控制方法，其控制方法是一、按照成形产品的形状及模具的冲头尺寸和工作范围生成冲头高度指令工作表；二、系统连接，即PC机与多轴控制器的以太网连接；三、模具冲头分组进行坐标回零操作；四、导入系统工作表文件，包括冲头原点偏移、冲头反向间隙补偿、冲头调整状态、冲头当前高度、冲头高度指令的工作表；五、进行冲头高度调整；六、调整结束后，关闭工作表文件。
2. 根据权利要求1所述的单电机拖动多冲头拉伸成形柔性模具的 电气控制方法，其特征是，所述的冲头高度调整过程按如下步骤进行1) 读入冲头指令高度表的步骤；2) 计算各冲头的高差，高差-冲头当前高度一冲头指令高度的步骤；3) 判断高差是否小于0;是，进入(4)，否，进入(6)的步骤；4) 添加负向冲头集成员的步骤；5) 统计冲头数量；总数已达32，进入(2)，总数未达进入(8)的 步骤；6) 添加正向冲头集成员的步骤；7) 统计冲头数量；总数已达32，进入(2)，总数未达进入(8)的 步骤；8) 设置最小负高差冲头集Nmin;电机反转，完成冲头最小负高 差调整的步骤；9) 接通负向冲头集N电磁离合器，暂停l秒的步骤；10) 计算新负向冲头集N=N-Nmin:的步骤；11) 判断负向冲头集是否为空集；是，进入(13)，否，进入(12) 的步骤；12) 记录当前冲头高度，断开电磁离合器，暂停1秒，返回(8) 的步骤；13) 设置最小正高差冲头集Pmin;电机反转，完成冲头最小正高 差调整的步骤；14) 接通负向冲头集N电磁离合器，暂停l秒的步骤；15) 计算新负向冲头集N=N-Pmin:的步骤；16) 判断负向冲头集是否为空集；否，进入(17)，是，结束的步17) 记录当前冲头高度，断开电磁离合器。暂停1秒，返回(13)的步骤。
3.根据权利要求1所述的多调整头拉伸成形柔性模具的电气控制方法，其特征是，所述的模具冲头分组进行坐标回零的操作步骤是(1) 冲头回零处理，设置回零组数，冲头总数的步骤；(2) 接通调形单元中回零冲头的离合器，暂停l秒的步骤；(3) 电机反转蜗杆反转，冲头向下移动的步骤；(4) 判断冲头是否遇原点开关，是，进入(5)，否，进入(3)的步骤；(5) 电机停止，断开遇零点的冲头电磁离合器，暂停1秒的步骤；(6) 判断是否回零冲头全部碰上原点开关，是，进入(7)，否，进入(3)的步骤；(7) 接通调形单元回零冲头离合器的步骤；(8) 电机正转，回零冲头整体上升10mm的步骤；(9) 判断是否回零组全部回零，否，进入(2)，是，结束的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种用于单电机拖动多冲头的拉伸成形柔性模具的电气控制方法。它是根据飞机蒙皮拉伸件曲面形状，经过蒙皮拉伸数值分析和曲面生成系统，在计算机中生成冲头高度工作表，用多轴控制管理器操控数字伺服驱动器进入自动驱动方式，通过多个离合器的切换，控制驱动单元伺服电机同时调整模具多个冲头的高度，使模具表面形成所需蒙皮拉伸件拉形的曲面。本发明应用了多个预设好的EXCEL工作表，实现模具全部冲头位置信息的再现与保存；本模具一个驱动单元带动两个调整单元；一个调整单元包含了32个冲头；通过离合器的切换，一个伺服电机可以调整64个冲头。使模具系统达到了高效、低成本的性能。按照本模具的基本机械和电气系统结构，提出了一系列控制方法。如冲头回零、冲头的选择以及冲头的调整方法。
文档编号G05B19/18GK101344775SQ200810212279
公开日2009年1月14日 申请日期2008年9月9日 优先权日2008年9月9日
发明者侯志霞, 白焕军, 薛汉杰, 方 邹 申请人:中国航空工业第一集团公司北京航空制造工程研究所