[发明专利]一种数控裁断加工过程移动压头自动定位控制方法

说明书

一种数控裁断加工过程移动压头自动定位控制方法，针对数控裁断加工过程移动压头的实际位置偏离定位位移目标值的问题，建立数控裁断加工过程移动压头位移与动力输入的有效扭矩的动态数学模型，根据移动压头定位位移目标值建立一个等价的移动压头位移与动力输入的有效扭矩的连续时间动态模型，计算数控裁断加工过程移动压头定位自动控制器，实现数控裁断加工过程移动压头的定位自动控制。本发明提供一种设计简单且易于实现、实时性较好、快速性较好和准确性较高的数控裁断加工过程移动压头自动定位控制方法。本方法可以适用于更加复杂多样的裁断加工材料、工艺要求和作业工况，提高数控裁断加工装备的控制水平。

技术领域

本发明属于数控裁断加工过程自动控制领域，涉及一种数控裁断加工过程移动压头自动定位控制方法。

背景技术

数控裁断加工过程需要裁断装备连续不断进行冲裁作业，其中，移动压头是裁断装备的核心部件之一，关系着裁断产品的质量和生产效率。因此，移动压头的精确定位自动控制技术是数控裁断加工过程的关键控制技术。采用液压传动装置是目前数控裁断加工过程实现移动压头定位操作的主要工艺途径。通过对现有数控裁断加工过程移动压头定位控制方法的文献的检索发现，目前数控裁断加工过程移动压头定位控制方法主要有：基于经验的人工手调控制方法和基于PID控制器的移动压头定位控制方法，但基于经验的人工手调控制方法依赖操作人员的经验，不能根据裁断加工材料、工艺要求和作业工况变化而改变，存在冲裁过程移动压头定位调节不方便，冲裁高度控制精度不高，极易导致冲裁不彻底，增加不合格产品的数量；同样由于裁断加工材料、工艺要求和作业工况的差异大，基于PID的移动压头定位控制方法需要调整三个控制器参数，很难实现数控裁断加工过程移动压头的精确定位控制，而且多个控制器参数调整操作过程复杂，理解抽象。裁断加工材料、工艺要求和作业工况的差异大，但为提高裁断产品的质量和生产效率，数控裁断加工过程移动压头的定位实时性、快速性和准确性要求高。因此，尽管数控裁断加工过程移动压头定位控制方法研究取得了一些成果，但近年来相关企业和人员对于这个具有挑战性的重要难题仍然进行了大量地研究和探讨，以满足数控裁断加工过程对高品质的移动压头定位控制方法的迫切需要。

发明内容

为了克服现有数控裁断加工过程移动压头定位控制方法的实时性较差、快速性较差和准确性较低的不足，本发明提供一种设计简单且易于实现、实时性较好、快速性较好和准确性较高的数控裁断加工过程移动压头自动定位控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种数控裁断加工过程移动压头自动定位控制方法，所述方法包括如下步骤：

1)、考虑数控裁断加工过程移动压头位移与动力输入扭矩的动态数学模型，参见式(1)：

其中，t表示时间变量，s；x表示移动压头的位移变量，m；表示位移变量的一阶导数，即移动压头的速度，m/s；表示位移变量的二阶导数，即移动压头的加速度，m/s²；；常数C是阻尼系数，N·s/m；M是移动压头的质量，kg；常数H是传动装置的导程，m；常数J是移动压头的等效转动惯量，kg·m²；常数π＝3.14；u表示动力输入扭矩，N·m；

2)、根据数控裁断加工过程移动压头定位位移的目标值x_r，定义位移转换变量z(t)＝x(t)-x_r，得x(t)＝z(t)+x_r，代入式(1)，整理得到一个等价的数控裁断加工过程移动压头定位动态数学模型，参见式(2)：

3)、给定模型式(2)的一组期望闭环极点(λ₁,λ₂)，参见式(3)：

λ₁＝-a+ja,λ₂＝-a-ja (3)