一種三階段同步對位控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種三階段同步對位控制系統，硬件包括兩套傳動加工輥筒、兩個對位零點、兩個旋轉編碼器、三個對位傳感器、數個加工機構、一個控制器。兩個旋轉編碼器和三個對位傳感器分別與控制器電連接，控制器依據傳感器的監測信息，通過三個階段的控制調整使長條柔性被加工件在兩個傳動加工輥筒工位上做到同步對位加工，克服了長條柔性被加工件因彈性變形或機械機構加工裝配精度造成的產品工藝尺寸誤差問題，實現了自動化生產的同時還保證了產品具有很高的加工精度。
【專利說明】
一種三階段同步對位控制系統
技術領域
[0001]本發明屬于同步對位控制領域，特別涉及一種使兩個輸送、加工長條柔性被加工件的加工輥筒做到同步對位運轉的控制系統。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發展和科技的進步，自動化生產線的使用越來越普遍，并且其產品的生產工藝也越來越復雜。在生產工藝流程中經常見到對被加工件的同一部位進行兩次或多次不同的工序處理，不同的工序由不同的設備進行。為了保證加工質量，提高生產效率，嚴格實現無人化，生產線上的這些設備就必須具備同步對位的能力，數臺不同的設備相互之間必須保證空間位置的高度精確、時間的高度協調、運動的高度同步。
[0003]對于加工剛性被加工件的生產線，做到同步對位相對容易，因為被加工件尺寸外形不易發生變化，對被加工件上某一點的定位比較容易實現。但是對于加工柔性被加工件的生產線，做到同步對位非常困難，特別是利用輥筒輸送、加工長條柔性被加工件的生產線，長條柔性被加工件的彈性變形很大且難以控制，對長條柔性被加工件的約束拉力略大，就會導致長條柔性被加工件伸長變形甚至拉斷，對長條柔性被加工件的約束拉力略小，就會使長條柔性被加工件彎曲堆積，難以做到施力“恰到好處”。
[0004]上述情況導致加工長條柔性被加工件的生產線難以實現自動化，很多有同步對位要求的工序只能依靠人工控制的方式完成，生產效率和質量無法提高?，F在需要一種控制系統，可以應用在利用輥筒輸送、加工長條柔性被加工件的生產線上，使該生產線具備同步對位的能力，生產線中的設備可以做到精確、協調、同步，做到真正的無人化、自動化。

【發明內容】

[0005]有鑒于此，針對現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種三階段同步對位控制系統，使兩個輸送、加工長條柔性被加工件的輥筒做到同步對位運轉，實現生產線的自動化。
[0006]本發明為了實現上述目的，結構組成如下:在被加工件輸送軌跡線(3)上沿X軸正方向先后布置有前端傳動加工棍筒(I)和后端傳動加工棍筒(2)，所述前端傳動加工棍筒
(I)上安裝有前端輥筒對位零點(11)、前端旋轉編碼器(13)、以環狀均勻布置的數個前端輥筒加工機構(14)，所述前端傳動加工輥筒(I)的附近布置有前端輥筒對位傳感器(12)，所述后端傳動加工輥筒(2)上安裝有后端輥筒對位零點(21)、后端旋轉編碼器(23)、以環狀均勻布置的數個后端輥筒加工機構(24)，所述后端傳動加工輥筒(2)的附近布置有后端輥筒對位傳感器(22)，在所述前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)間的位置上布置有中間對位傳感器(4)，所述中間對位傳感器(4)在被加工件輸送軌跡線(3)上對應的位置為中間同步對位點(61)，所述后端傳動加工輥筒(2)在被加工件輸送軌跡線(3)上對應的位置為后端輥筒同步對位點(62)。
[0007]上述前端旋轉編碼器(13)安裝于前端傳動加工輥筒(I)的旋轉軸端，前端旋轉編碼器(13)與控制器電連接，用于實時監測前端傳動加工輥筒(I)的旋轉速度和位置，所述前端輥筒對位傳感器(12)與控制器電連接，用于監測前端傳動加工輥筒(I)的零點位置;所述后端旋轉編碼器(23)安裝于后端傳動加工輥筒(2)的旋轉軸端，后端旋轉編碼器(23)與控制器電連接，用于實時監測后端傳動加工輥筒(2)的旋轉速度和位置，所述后端輥筒對位傳感器(22)與控制器電連接，用于監測后端傳動加工輥筒(2)的零點位置。所述中間同步對位點(61)與后端輥筒同步對位點(62)之間的距離為L，所述中間對位傳感器(4)安裝于中間同步對位點(61)，中間對位傳感器(4)與控制器電連接，控制器依據中間對位傳感器(4)的監測信號開始對后端傳動加工輥筒(2)的旋轉速度進行調整，使被加工件(5)沿所述被加工件輸送軌跡線(3)移動距離L時，所述后端輥筒加工機構(24)剛好處在后端輥筒同步對位點
(62)，實現同步對位。
[0008]本發明的優點如下:前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)可以同步運轉，且后端傳動加工輥筒(2)具有獨立的調整糾偏能力，通過控制調整使長條柔性被加工件在兩個傳動加工輥筒工位上做到同步對位加工，克服了長條柔性被加工件因彈性變形或機械機構加工裝配精度造成的產品工藝尺寸誤差問題，實現了自動化生產的同時還保證了產品具有很尚的加工精度。
【附圖說明】
[0009]下面將結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
[0010]圖1為一種三階段同步對位控制系統的零點校正示意圖。
[0011]圖2為一種三階段同步對位控制系統的同速調整示意圖。
[0012]圖3為一種三階段同步對位控制系統的對位調整示意圖。
[0013]圖4為一種三階段同步對位控制系統的加工成功示意圖。
[0014]圖中，I一前端傳動加工輥筒，11一前端輥筒對位零點，12—前端輥筒對位傳感器，13一前端旋轉編碼器I，14一前端棍筒加工機構，2一后端傳動加工棍筒，21—后端棍筒對位零點，22—后端輥筒對位傳感器，23—后端旋轉編碼器，24—后端輥筒加工機構，3—被加工件輸送軌跡線，4一中間對位傳感器，5—被加工件，51—對位加工點，52—加工后的對位加工點，61—中間同步對位點，62—后端輥筒同步對位點。
【具體實施方式】
[0015]典型【具體實施方式】如下:假設生產過程如下，被加工件(5)為長條柔性件，被加工件(5)沿被加工件輸送軌跡線(3)向X軸正方向運動，運動的動力由前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)通過旋轉的方式提供，在前端傳動加工輥筒(I)旋轉的過程中，前端輥筒加工機構(14)會對被加工件(5)進行加工作業，產生對位加工點(51)，當對位加工點
(51)到達后端傳動加工輥筒(2)所在區域時，在后端傳動加工輥筒(2)旋轉的過程中，后端輥筒加工機構(24)需要對對位加工點(51)進行加工作業，對位加工點(51)變為加工后的對位加工點(52)。在生產線上料之前，控制系統先進入零點校正階段，如圖1所示，前端傳動加工輥筒(I)轉動使前端輥筒對位零點(11)和前端輥筒對位傳感器(12)對準，前端傳動加工輥筒(I)停轉靜止，同時后端傳動加工輥筒(2)轉動使后端輥筒對位零點(21)和后端輥筒對位傳感器(22)對準，后端傳動加工輥筒(2)停轉靜止，零點校正結束。零點校正結束后控制系統進入同速調整階段，如圖2所示，前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)在同一時刻由靜止開始以相同的加速度向逆時針方向旋轉，當前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)的旋轉線速度均達到預設速度且保持穩定時，同速調整結束。設預設速度為V，由于機械設備的制造安裝誤差、電機及其傳動機構的性能差異、執行機構本身的慣性影響、環境的影響，所以前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)的實際旋轉線速度難以精確控制在預設速度V這個值，前端傳動加工輥筒(I)的實際旋轉速度由前端旋轉編碼器(13)檢測，后端傳動加工輥筒(2)的實際旋轉速度由后端旋轉編碼器(23)檢測。同速調整結束后控制系統進入對位調整階段，如圖3所示，生產線開始上料，被加工件(5)在前端傳動加工輥筒11)和后端傳動加工輥筒(2)的帶動下沿被加工件輸送軌跡線(3)向X軸正方向運動。在對位調整階段中，控制器依據前端旋轉編碼器(13)和后端旋轉編碼器(23)反饋的前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)的速度和位置信息，以及中間對位傳感器(4)的觸發信號和中間同步對位點(61)與后端輥筒同步對位點(62)之間的距離L，控制后端傳動加工輥筒(2)的旋轉速度在小范圍內進行調整，加工件(5)沿所述被加工件輸送軌跡線(3)移動距離L時，所述后端輥筒加工機構(24)剛好處在后端輥筒同步對位點(62)，接著所述后端輥筒加工機構(24)對對位加工點(51)進行加工，對位加工點(51)變為加工后的對位加工點
(52)。進入對位調整階段以后，控制系統就要循環執行對位調整階段，實現連續同步對位，直到生產線停止生產為止。
[0016]本發明的工作原理詳細分析如下:在本發明的控制系統中，使后端傳動加工輥筒
(2)相對于前端傳動加工輥筒(I)和被加工件(5)做了同步對位，預期的結果是在某一時間點實現空間位置的對位，操控的變量是空間位置和速度。因為長條柔性被加工件存在無法預測且無法忽略的隨機變化尺寸誤差，再加上設備性能的影響，所以單純的控制前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)同速旋轉的方法難以實現精確的同步對位，所以必須使后端傳動加工輥筒(2)具有獨立的調整糾偏能力，才能克服長條柔性被加工件彈性變形造成的尺寸誤差問題。零點校正使前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)擁有了明確的空間位置對應關系，消除了空間位置的絕大部分調整量。同速調整消除了線速度的絕大部分調整量。對位調整階段負責精確調整和實現同步對位的客觀結果，對位加工點(51)的空間位置和速度是同步對位目標，后端傳動加工輥筒(2)的空間位置和速度是調整對象，利用中間對位傳感器(4)、前端旋轉編碼器(13)、后端旋轉編碼器(23)、生產線結構尺寸、后端輥筒對位傳感器(22)、后端輥筒對位零點(21)確定同步對位目標和調整對象之間的調整量，然后根據調整量控制調整對象實現與同步對位目標的同步對位。在對位調整階段，后端傳動加工輥筒(2)調整后的旋轉線速度vt雖然與對位加工點(51)的速度V1不同，但是由于在同速調整階段消除了線速度的絕大部分調整量，所以實際上^與^速度差值很小，完全可以被長條柔性被加工件的柔性特性所承受，不會造成長條柔性被加工件的撕裂扯斷。
[0017]以上所述僅為本發明的優選實施例，并不用于限制本發明，顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變形而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變形屬于本發明的權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也包含這些改動和變形在內。
【主權項】
1.一種三階段同步對位控制系統，其特征在于:所述控制系統結構組成如下，在被加工件輸送軌跡線(3)上沿X軸正方向先后布置有前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)，所述前端傳動加工輥筒(I)上安裝有前端輥筒對位零點(11)、前端旋轉編碼器(13)、以環狀均勻布置的數個前端棍筒加工機構(14)，所述前端傳動加工棍筒(I)的附近布置有前端輥筒對位傳感器(12)，所述后端傳動加工輥筒(2)上安裝有后端輥筒對位零點(21)、后端旋轉編碼器(23)、以環狀均勻布置的數個后端輥筒加工機構(24)，所述后端傳動加工輥筒(2)的附近布置有后端輥筒對位傳感器(22)，在所述前端傳動加工輥筒(I)和后端傳動加工輥筒(2)之間的位置上布置有中間對位傳感器(4)，所述中間對位傳感器(4)在被加工件輸送軌跡線(3)上對應的位置為中間同步對位點(61)，所述后端傳動加工輥筒(2)在被加工件輸送軌跡線(3)上對應的位置為后端輥筒同步對位點(62)。2.根據權利要求1所述的一種三階段同步對位控制系統，其特征在于:所述前端旋轉編碼器(13)安裝于前端傳動加工輥筒(I)的旋轉軸端，前端旋轉編碼器(13)與控制器電連接，用于實時監測前端傳動加工輥筒(I)的旋轉速度和位置，所述前端輥筒對位傳感器(12)與控制器電連接，用于監測前端傳動加工輥筒(I)的零點位置;所述后端旋轉編碼器(23)安裝于后端傳動加工輥筒(2)的旋轉軸端，后端旋轉編碼器(23)與控制器電連接，用于實時監測后端傳動加工輥筒(2)的旋轉速度和位置，所述后端輥筒對位傳感器(22)與控制器電連接，用于監測后端傳動加工輥筒(2)的零點位置。3.根據權利要求1所述的一種三階段同步對位控制系統，其特征在于:所述中間同步對位點(61)與后端輥筒同步對位點(62)之間的距離為L，所述中間對位傳感器(4)安裝于中間同步對位點(61)，中間對位傳感器(4)與控制器電連接，控制器依據中間對位傳感器(4)的監測信號開始對后端傳動加工輥筒(2)的旋轉速度進行調整，使被加工件(5)沿所述被加工件輸送軌跡線(3)移動距離L時，所述后端輥筒加工機構(24)剛好處在后端輥筒同步對位點(62)，實現同步對位。
【文檔編號】B65H20/02GK205687234SQ201620267918
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年3月31日 公開號201620267918.7, CN 201620267918, CN 205687234 U, CN 205687234U, CN-U-205687234, CN201620267918, CN201620267918.7, CN205687234 U, CN205687234U
【發明人】陳珂, 魯科良
【申請人】四川大學