[发明专利]一种伺服机压力位置控制方法、装置及伺服控制器

说明书

本发明实施例公开了一种伺服机压力位置控制方法、装置及伺服控制器，方法包括根据冲压工艺确定冲压过程中的关键点及关键点处的参数值；根据参数值区分位置控制模式和压力位置控制模式，形成以时间为参变量的位置设定曲线和压力设定曲线；在位置控制模式下，通过位置设置曲线控制滑块的运动状态；在压力位置控制模式下，根据实际压力与设定压力的关系，选取滑块运动的控制模式。本发明对关键点参数值进行离线优化，将所有关键点作为一个整体进行处理，解决了现有技术中将每个伺服命令相互隔离，不能进行位置控制模式和压力位置控制模式在运动中切换的问题，使滑块能够在两种控制模式下平滑的切换，不必停止，满足冲压工艺需求，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及压力机技术领域,具体地说是一种伺服机压力位置控制方法、装置及伺服控制器。

背景技术

近年来，伺服压力机已广泛应用于冲压行业。如图1所示，伺服控制器由伺服电机通过曲柄连杆结构带动滑块上下运行，通过滑块对工件施加压力而完成材料成形加工。一般的冲压工艺仅要求对滑块的位置按照目标位置曲线进行精确控制。某些工艺不仅要求精确的位置控制，也要求在冲压阶段对压力进行监控，例如高强度钢和碳素纤维板的热成型加工。

如图2所示，带有压力监控的伺服压力机的一个冲压过程。一个冲压过程通常是滑块从最高位置(x₀点)启动，首先快速下行，然后从某个位置(x₂)开始以较慢的速度对工件进行冲压，到达最低点x₃后保持一段时间，等待工件成形，最后从x₄点开始快速上行回到最高点(x₆点，与x₀点重合)。在快速下行和快速上行阶段，滑块不接触工件，工艺对压力不关心，而是要求位置控制相对准确。在对工件进行慢速压制的x₂至x₄过程中，压力逐步增大。有的冲压工艺要求对压力进行密切监控，防止超过允许值。此时需要对压力进行监控，即在滑块从x₂至x₄运行过程中，压力不能超过从p₂经p₃到p₄形成的曲线。若在此区间内压力触及限定曲线，则滑块减速运行，防止压力继续上升。在这个过程中，伺服控制器需要对位置和压力同时进行控制。

现有通用数控系统时，为了保证位置精度，每次冲压之前，必须用位置控制命令回到零点。而为了在冲压过程中进行压力监控，则必须首先完成控制模式切换，从位置控制模式切换到压力位置控制模式。冲压结束后，再回到位置控制模式。在进行这种控制模式的切换过程中，现有通用数控系统要求伺服电机必须停止，即在上图的x₂和x₄点，伺服电机的转速必须等于零。这种方式虽然带来了通用性，但在伺服控制器中意味着滑块在下降过程中必须短暂停止，这不符合冲压工艺的要求，严重影响生产效率。

发明内容

本发明实施例中提供了一种伺服机压力位置控制方法、装置及伺服控制器，以解决伺服控制器的数控系统从位置控制模式到压力位置控制模式转换过程中，必须要求伺服电机停止，严重影响生产效率的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种伺服机压力位置控制方法，所述方法包括以下步骤：

根据冲压工艺确定冲压过程中的若干关键点，并确定各关键点处的参数值，将所述参数值输入伺服控制器，所述参数值包括压力和位置；

伺服控制器根据关键点的压力，区分位置控制模式和压力位置控制模式，并确定两种模式的切换点及过渡区域；

根据所述参数值，分别形成以时间为参变量的位置设定曲线和压力设定曲线；