一种陶瓷压砖机曲柄布料的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及应用到陶瓷压砖机曲柄布料，特别是曲柄布料的布料小车的控制方法 及控制器。
【背景技术】
[0002] 现在的陶瓷压砖机曲柄布料都是采用旋转编码器，根据当前曲柄所处的位置来给 控制料车油马达流量的比例阀一个模拟量，如想更精准只能分更多区间，控制模型如图1， 其是现有技术的陶瓷压砖机曲柄布料的控制模型图。这种控制是最简单最易实现，也应用 了很多年了，可以说是成功的。但是这样的控制会出现料车运行过程中速度切换不顺畅的 现象，出现分段效果，布料不均匀。而且不能让料车快速运行，一旦快速运行，料车回到后位 会由于惯性出现刹车不稳，出现剧烈震荡，对布料系统影响很大；如果在布料小车返回后位 的最后几个区间给小的模拟量让比例阀开度变小又会出现运行缓慢导致浪费时间。
[0003] 如图2所示，其是布料小车结构简图。油马达3驱动曲柄1转动，曲柄1将油马达 3的圆周运动转换为直线运动，带动布料小车2前后运动。布料小车2上装有布满粉料的 格栅4。布料小车2向前运动时，把前一次压制好的砖坯推出。并且在设定好的位置模具7 的模腔下降到设定的高度，格栅4内的粉料下落，将模具7的模腔内装满粉料。布料小车2 向后运动时，刮料板5将模腔内的粉料刮平，为下一次压制做好准备。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种。本发明能克服以上的缺点，在 保证了布料小车运行过程中的顺畅同时并保证了布料小车回到后位不出现震荡的情况，提 升了曲柄布料的整体性能。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种陶瓷压砖机曲柄布料的控制 方法，包括以下步骤：
[0006] 步骤一：取小车位于后位时曲柄转动的角度值为0,取小车位于前位时曲柄转动 的角度值为180°;设定并储存角度值31、32、33、&4、35、36、&7以及38，其分别为小车处 于不同位置上曲柄相对后位的转动角度值，且满足
[0007] 0 ^ al < a2 ^ a3 < a4 ^ 180° ^ a5 < a6 ^ a7 < a8 < 360° ；
[0008] 步骤二：以曲柄相对后位的转动角度值Θ为X轴，以油马达输出速度V为Y轴，创 建坐标系A ;
[0009] 步骤三：设定并储存Θ e [0，al]时的输出速度VI，以及Θ e [a2，a3]时的输出 速度V2, Θ e [a4，a5]的输出速度V3, Θ e [a6，a7]时的输出速度V4, Θ e [a8,360° ] 时的输出速度V5 ;其中V2大于Vl与V3, V4大于V3与V5 ;
[0010] 步骤四：以抛物线模型y=kx2+m为基准，
[0011] 以al为抛物线模型的最低点创建Θ e [al，a2]时的输出函数
[0012] yI=Ic1 ( Θ -al) 2+ml ;
[0013] 以a4为抛物线模型的最低点创建Θ e [a3，a4]时的输出函数
[0014] y2=k2 ( Θ -a4) 2+m2 ;
[0015] 以a5为抛物线模型的最低点创建Θ e [a5，a6]时的输出函数
[0016] y3=k3 ( Θ -a5) 2+m3 ;
[0017] 以a8为抛物线模型的最低点创建Θ e [a7，a8]时的输出函数
[0018] y4=k4 ( Θ-a8) 2+m4 ;
[0019] 其中，ml为al对应的输出速度值，m2为a4对应的输出速度值，m3为a5对应的输 出速度值，m4为a8对应的输出速度值；1^、k2、k3与k4分别由区间的两端点及其分别对应 的输出速度值确定；输出函数yl、y2、y3与y4均落在坐标系A上；
[0020] 步骤五：通过旋转编码器实时读取Θ的值，根据Θ的值以及Θ与V的对应关系 计算当前油马达的输出速度V ;其中，
[0021] 当 Θ e [0, al]时，V=Vl ;
[0022] 当 Θ e [al，a2]时，V=Yl=Ic1 ( Θ-al)2+ml ;
[0023] 当 Θ e [a2, a3]时，V=V2 ;
[0024] 当 Θ e [a3, a4]时，V=y2=k2 ( Θ-a4) 2+m2 ;
[0025] 当 Θ e [a4，a5]时，V=V3 ;
[0026] 当 Θ e [a5, a6]时，V=y3=k3 ( Θ-a5) 2+m3 ;
[0027] 当 Θ e [a6, a7]时，V=V4 ;
[0028] 当 Θ e [a7, a8]时，V=y4=k4 ( Θ -a8) 2+m4 ;
[0029] 当 Θ e [a8, 360。]时，V=V5 ;
[0030] 步骤六：向油马达发出控制信号控制曲柄在位置Θ时的输出速度为V ;
[0031] 步骤七：判断Θ是否达到360°，若为是则结束，否则返回至步骤五。
[0032] 进一步，在步骤一中设定al=0 ;在步骤三中设定V1=0。
[0033] 进一步，在步骤四之后，将不同区间的输出函数拟合成一个连续的分段输出函数 并储存起来；在步骤五中获得当前Θ的值后，直接将Θ映射到该分段输出函数获得对应的 输出速度V。
[0034] 本发明的优点：硬件上无需改变任何东西，只是改变了控制方法，很容易实现。利 用建立数学模型来解决实际中的问题，是一种理论与实际的相结合的应用。采用抛物线模 型来控制曲柄料车的运动，可以消除分段输出带来的分段效果，也有效的解决快速与震荡 的矛盾，在快速的同时又保证了布料小车的稳定性，并且连续输出能更好的保护料车比例 阀，也延长了曲柄轴承的使用寿命，大大提升了曲柄布料的性能。曲柄布料的控制不再是简 单的分区间控制输出，而是与数学模型相结合，采用抛物线模型来解决实际中的问题。不仅 无须更改任何硬件，不增加任何成本，只需要在控制上应用抛物线模型，达到控制曲柄布料 小车运行连贯、稳定、快速的目的。
[0035] 本发明还基于相同的目的提出一种陶瓷压砖机曲柄布料的控制器，其包括第一储 存单元、第二储存单元、第三储存单元、第四储存单元、计算单元、控制单元以及判断单元；
[0036] 所述第一储存单元储存角度值&1、&2、 &3、&4、&5、&6、 &7以及&8;其分别为小车处 于不同位置上曲柄相对后位的转动角度值，〇兰al < a2兰a3 < a4兰180°兰a5 < a6兰a7 < a8 < 360° ；
[0037] 所述第二储存单元储存坐标系A ;其中坐标系A以曲柄相对后位的转动角度值θ 为X轴，以油马达输出速度V为Y轴；
[0038] 所述第三储存单元储存Θ e [0，al]时的输出速度VI，以及Θ e [a2，a3]时的输 出速度V2, Θ e [a4，a5]的输出速度V3, Θ e [a6，a7]时的输出速度V4, Θ e [a8,360° ] 时的输出速度V5 ;其中V2大于Vl与V3, V4大于V3与V5 ;
[0039] 所述第四储存单元储存输出函数yI、y2、y3与y4 ;其中，
[0040] yl=M Θ -al)2+ml为以al为抛物线模型的最低点创建Θ e [al, a2]时的输出函 数；
[0041] y2=k2( Θ -a4)2+m2为以a4为抛物线模型的最低点创建Θ e [a3, a4]时的输出函 数；
[0042] y3=k3( Θ-a5)2+m3为以a5为抛物线模型的最低点创建Θ e [a5, a6]时的输出函 数；
[0043] y4=k4(0-a8)2+m4为以a8为抛物线模型的最低点创建Θ e [a7，a8]时的输出函 数；
[0044] ml为al对应的输出速度值，m2为a4对应的输出速度值，m3为a5对应的输出速 度值，m4为a8对应的输出速度值；1^、k2、k3与k4分别由区间的两端点及其分别对应的输 出速度值确定；输出函数yl、y2、y3与y4均落在坐标系A上；
[0045] 所述计算单元利用旋转编码器读取到的实时Θ值以及Θ与V的对应关系计算当 前油马达的输出速度V，并发送至所述控制单元；其中，
[0046] 当 Θ e [0, al]时，V=Vl ;
[0047] 当 Θ e [al，a2]时，V=Yl=Ic1 ( Θ-al)2+ml ;
[0048] 当 Θ e [a2, a3]时，V=V2 ;
[0049] 当 Θ e [a3, a4]时，V=y2=k2 ( Θ-a4) 2+m2 ;
[0050] 当 Θ e [a4, a5]时，V=V3 ;
[0051] 当 Θ e [a5, a6]时，V=y3=k3 ( Θ-a5) 2+m3 ;
[0052] 当 Θ e [a6, a7]时，V=V4 ;
[0053] 当 Θ e [a7, a8]时，V=y4=k4 ( Θ -a8) 2+m4 ;