伺服和機械壓力機混合線節拍優化方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及自動化沖壓線技術領域，特別涉及一種伺服和機械壓力機混合線節拍優化方法。
【背景技術】
[0002]原有機械自動化沖壓線，壓力機多使用單次工作方式運行。該種工作方式，每次壓力機完成一個沖次以后，需要在上死點停止，等待機械手取走沖壓過的零件，并放入新零件后，壓力機才能再次啟動新的沖次。這樣的工作方式，要獲的比較高的整線沖壓節拍，就需要壓力機至少以1.6倍的整線沖壓節拍的沖次來運行。壓力機的沖次如果過高，對模具的沖擊非常大、對零件的拉伸成型效果差、壓力機的設計性能有更高的要求、壓力機的故障率增加。基于以上限制因素，也就制約了沖壓生產線的節拍提升，生產效率比較低。

【發明內容】

[0003]為解決上述現有技術中的缺陷，本發明提供了一種伺服和機械壓力機混合線節拍優化方法，將伺服和機械壓力機混合線中的伺服壓力機的運行方式由單次運行連續運行方式，保證伺服和機械壓力機混合線的安全、有序、高效運行。
[0004]為解決上述技術問題，本發明方案包括:伺服和機械壓力機混合線節拍優化方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟:
步驟S1:設定啟動區間和啟動信號；
步驟S2:設定信號檢測區間；
步驟S3:設置壓機處于檢測區間內的運行和停止信號；
步驟S4:設置壓機運行過程中的暫停重啟區間；
步驟S5:設置壓機快停的最大制動角；
步驟S6:設置壓機急停的最大制動角度；
步驟S7:將步驟S1-S6的設置整合命名為連續運行模式，并將該模式添加到模式選擇菜單。
[0005]進一步的，步驟S1-S7中的信號均為雙路常閉信號，分別接線進壓機的和運動控制器的1端子，以便迅速響應動作。
[0006]進一步的，步驟SI中，啟動區間為上死點區域(325± 10°) ,Robot發給壓機的正常啟動信號為:ROBOT Transfer OK。
[0007]進一步的，步驟S2中的信號檢測區間為330°?X°;其中，X為Robot-PLC發給壓機的檢測角度值，根據模具不一樣，X有所不同。
[0008]進一步的，步驟S3中的運行和停止信號分別為:當Robot Transfer OK =TRUE時，壓機按照曲線軌跡繼續運行；當Robot Transfer OK =FALSE時，壓機快停。
[0009]進一步的，所述步驟S4中，壓機運行過程中的暫停重啟區間為角度處于315?40°區間。
[0010]進一步的，步驟S5中，315?20°區間內最高速度快停的最大制動角度為30°，315?10°區間內快停的最大制動角度為20° ;常停上死點附近位置制動角為10 °左右。
[0011]進一步的，步驟S6中壓機在任意角度下的急停最大制動角度為24°。
[0012]本發明的有益效果是:主要通過將伺服壓力機的運行方式由單次運行改為連續運行。以比較低的壓機沖次獲得更高的整線節拍，對模具的沖擊更小，增加模具的使用壽命，獲得更好的拉延效果，并能有效的降低設備的故障率，降低了能源消耗，以較低的投入獲得最大的經濟收益。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明方法的流程圖；
圖2是伺服和機械壓力機混合線的運行邏輯時序圖；
圖3是伺服和機械壓力機混合線節拍優化前后對比圖。
【具體實施方式】
[0014]以下結合附圖對本發明的具體實施進行說明，應當理解，此處所描述的實施示例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0015]整個方法的實現原理為:
原理1:將伺服和機械壓力機混合線中的伺服壓力機的運行方式由單次運行連續運行方式，并相應修改現有壓力機與上、下料Robot之間的安全連鎖方式。
[0016]原理2:通過在壓力機的偏心軸上設置位置編碼器來獲取各個壓力機的當前角度信息，來確定機械手進出壓力機的時間，并用來確定Robot與壓力機的干涉信號。
[0017]伺服和機械壓力機混合線節拍優化方法包括以下步驟:
步驟S1:設定啟動區間和啟動信號，啟動區間為上死點區域(325± 10°) ,Robot發給壓機的正常啟動信號為:R0B0T Transfer 0K。
[0018]步驟S2:設定信號檢測區間，信號檢測區間為330°?X°;其中，X為Robot-PLC發給壓機的檢測角度值，根據模具不一樣，X有所不同。
[0019]步驟S3:設置壓機處于檢測區間內的運行和停止信號，運行和停止信號分別為:當Robot Transfer OK =TRUE時，壓機按照曲線軌跡繼續運行；當Robot Transfer OK =FALSE時，壓機快停。
[0020]步驟S4:設置壓機運行過程中的暫停重啟區間，壓機運行過程中的暫停重啟區間為角度為315?40°區間。
[0021]步驟S5:設置壓機快停的最大制動角，315?20°區間內最高速度快停的最大制動角度為30°，315?10°區間內快停的最大制動角度為20° ;常停上死點附近位置制動角為10 °左右。
[0022]步驟S6:設置壓機急停的最大制動角度，壓機在任意角度下的急停最大制動角度為24。。
[0023]步驟S7:將步驟S1-S6的設置整合命名為連續運行模式，并將該模式添加到模式選擇菜單。
[0024]其中，步驟S1-S7中的信號均為雙路常閉信號，分別接線進壓機的和運動控制器的1端子，以便迅速響應動作。
[0025]結合上述操作，后續還可以與Robot討論詳細的安全連鎖標準，并在程序中增加相應的安全連鎖，保證設備的安全有序運行，具體的運行邏輯時序可參見附圖2。上述調整的操作步驟為:
1、將壓力機由四臺力矩電機進行驅動，同時由兩臺儲能電機進行能量補充。在正常制動過程中，由四臺力矩電機全力反向輸出扭矩進行制動，同時有兩個25000KN制動力的抱閘對高速軸進行制動。
[0026]測量的相關數據如下:
經過反復實測，在四臺力矩電機全力輸出時，正常制動的情況下，壓機的制動角度〈8°;若電機突然斷電失去使能，僅有抱閘進行緊急制動的情況下，壓機的制動角度〈24°。程序中使用的安全制動余量為30°，均大于正常與非常的制動角度，可以讓壓機在任何緊急情況下，均能在安全的余量范圍內停車。
[0027]2、根據不同模具的實際高度，實測下料Robot出伺服壓力機的實際角度，在壓機下死點與此角度之間均為Robot的絕對運動死角，Robot進入此區域定會與壓機發生碰撞。只有壓機運行出此區域Robot才可以進入工作。
[0028]3、由于壓力機在連續模式下運行與Robot存在同時、在同區域動作，如果一方出現問題另外一方無法及時停止會造成撞擊事故。所以根據雙方的運動軌跡，依據實測的安全制動距離，制定相關的上、下Robot與伺服壓力機運行全區間的安全制動連鎖，并增加相關連鎖信號。確保上、下料Robot和伺服壓力機的安全運行。
[0029]4、以手動足以響應停車，防止碰撞發生的極低行速度開動壓機，與Robot聯動試生產。在運動全行程過程中，檢查設定的壓力機與上、下料Robot的干涉區域設置是否有碰撞，與模具是否有碰撞的干涉區域，以此判斷設定干涉區域是否正確。
[0030]5、如果伺服壓力機與Robot在運行中有干涉，Robot就會立即發出干涉信號，伺服壓力機就會快速停止，重新重復步驟I和步驟2，直至運行無干涉為止。
[0031 ] 6、進一步通過減小上料Robot進入伺服壓力機角度，增加下料Robot出伺服壓力機的角度，從而減少上、下料Robot的運行區間，降低上、下料Robot壓機區域內運行時間，提升非干涉區域壓機的運行速度，這樣就能降低整臺壓機的沖壓時間，從而提升整線運行節拍，直至無提升空間為止。
[0032]7、優化完伺服壓力機運行節拍后，重復以上步驟，繼續優化后續機械手進出機械壓力機的角度，以提升整線運行節拍。
[0033]對比伺服和機械壓力機混合線節拍優化前后，整線生產節拍數據，可以清楚明了的看出生產節拍有了大幅提升。具體可參見附圖3。以同一模具實際生產為例，伺服壓機單次、連續工況數據對比都是以一個沖壓周期的數據進行比對。綜上，由單次改為連續模式伺服壓機生產運行正常;在節拍相同的情況下，由單次改為連續模式可以有效提高整線生產節拍，從而提高生產效率;可以有效降低伺服壓機載荷，主整流和主電機平均有效電流以及儲能電機平均功率等都能得到大幅度降低，從而達到節能的效果。
[0034]應當理解的是，上述針對較佳實施例的描述較為詳細，并不能因此而認為是對本發明專利保護范圍的限制，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明權利要求所保護的范圍情況下，還可以做出替換、簡單組合等多種變形，這些均落入本發明的保護范圍之內，本發明的請求保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.伺服和機械壓力機混合線節拍優化方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟: 步驟SI:設定啟動區間和啟動信號； 步驟S2:設定信號檢測區間； 步驟S3:設置壓機處于檢測區間內的運行和停止信號； 步驟S4:設置壓機運行過程中的暫停重啟區間； 步驟S5:設置壓機快停的最大制動角； 步驟S6:設置壓機急停的最大制動角度； 步驟S7:將步驟S1-S6的設置整合命名為連續運行模式，并將該模式添加到模式選擇菜單。2.根據權利要求1所述的伺服和機械壓力機混合線節拍優化方法，其特征在于，步驟S1-S7中的信號均為雙路常閉信號，分別接線進壓機的和運動控制器的1端子，以便迅速響應動作。3.根據權利要求1或2所述的伺服和機械壓力機混合線節拍優化方法，其特征在于，步驟SI中，啟動區間為上死點區域(325 ± 10° )，Robot發給壓機的正常啟動信號為:ROBOTTransfer OK04.根據權利要求3所述的伺服和機械壓力機混合線節拍優化方法，其特征在于，步驟S2中的信號檢測區間為330°?X0 ;其中，X為Robot-PLC發給壓機的檢測角度值，根據模具不一樣，X有所不同。5.根據權利要求4所述的伺服和機械壓力機混合線節拍優化方法，其特征在于，步驟S3中的運行和停止信號分別為:當Robot Transfer OK =TRUE時，壓機按照曲線軌跡繼續運行；當Robot Transfer OK =FALSE時，壓機快停。6.根據權利要求5所述的伺服和機械壓力機混合線節拍優化方法，其特征在于，所述步驟S4中，壓機運行過程中的暫停重啟區間為角度處于315?40°區間。7.根據權利要求6所述的伺服和機械壓力機混合線節拍優化方法，其特征在于，步驟S5中，315?20°區間內最高速度快停的最大制動角度為30°，315?10°區間內快停的最大制動角度為20° ;常停上死點附近位置制動角為10 °左右。8.根據權利要求7所述的伺服和機械壓力機混合線節拍優化方法，其特征在于，步驟S6中壓機在任意角度下的急停最大制動角度為24°。
【專利摘要】本發明的伺服和機械壓力機混合線節拍優化方法，包括以下步驟：步驟S1：設定啟動區間和啟動信號；步驟S2：設定信號檢測區間；步驟S3：設置壓機處于檢測區間內的運行和停止信號；步驟S4：設置壓機運行過程中的暫停重啟區間；步驟S5：設置壓機快停的最大制動角；步驟S6：設置壓機急停的最大制動角度；步驟S7：將步驟S1?S6的設置整合命名為連續運行模式，并將該模式添加到模式選擇菜單。通過將伺服壓力機的運行方式由單次運行改為連續運行。以比較低的壓機沖次獲得更高的整線節拍，對模具的沖擊更小，增加模具的使用壽命，獲得更好的拉延效果，并能有效的降低設備的故障率，降低了能源消耗，以較低的投入獲得最大的經濟收益。
【IPC分類】B30B15/14
【公開號】CN105711148
【申請號】CN201610155210
【發明人】祝光南, 楊冠華, 羅慶, 黃敏
【申請人】濟南二機床集團有限公司