[发明专利]一种多任务集成成形装备驱动系统的设计方法

说明书

本发明公开了一种多任务集成成形装备驱动系统的设计方法，是设计与生产任务负载匹配程度较高的包含多个基本驱动单元的驱动系统；根据生产线生产任务，进行工艺设计，将每个工艺分为多个加工任务，根据所有的加工任务的最小功率设计基本驱动单元，根据所有加工任务的最大功率确定基本驱动单元的最小个数，逐个增加基本驱动单元个数并进行分配和调度安排直到能不冲突地完成所有工艺的加工任务。本发明能提高多任务集成成形装备的驱动系统与任务负载的匹配程度，从而提高多任务成形装备的能量效率，减少多任务集成成形装备一个工作周期中的能量损失。

技术领域

本发明涉及液压成型生产线任务加工领域，具体地说是一种多任务集成成形装备驱动系统的设计方法。

背景技术

多任务集成成型装备具有生产效率高、能完成一个零件多道工序甚至全部工序等优点，广泛应用于制造业中。液压传动系统借其控制性能好、响应快、操控简单和功重比大等方面的优势，广泛应用于液压行业各领域。多任务集成成型装备的一个工作周期中，不同工序不同加工任务之间的能量需求差异较大，然而传统多任务集成成型装备液压传动系统通常采用最大功率需求设计，导致驱动系统输出功率和多个负载需求严重不匹配，从而导致系统传动效率低下，造成巨大的能量损失。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种多任务集成成形装备驱动系统的设计方法，以期能提高多任务集成成形装备的驱动系统与任务负载的匹配程度，从而提高多任务成形装备的能量效率，减少多任务集成成形装备一个工作周期中的能量损失。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种多任务集成成形装备驱动系统的设计方法，所述多任务集成成形装备由I台机器组成，并共同完成一个生产任务，其特点是，所述设计方法是按如下步骤进行：

步骤1、工艺设计：

根据生产线的一个生产任务设计I个工艺，根据加工材料计算第i个工艺的负载曲线l_i，i＝1,2,…,I；令第i台机器按照工艺先后顺序加工第i个工艺；

步骤2、多任务集成：

根据每个工艺的负载曲线的负载差异，将每个工艺分为b个加工任务，并将加工任务按照先后顺序依次排序，将第i个工艺的第j个加工任务为

步骤3、基本驱动单元的设计：

步骤3.1、根据式(1)计算所有的加工任务中第a个加工任务属于第i个工艺第j个加工任务的功率

式(1)中，gt_a、ft_a分别为所述第a个加工任务的结束时间和开始时间，p_a(t)为所述第a个加工任务的需求压力，q_a(t)为所述第a个加工任务的需求流量，a≤A，A为总加工任务数；

步骤3.2、根据式(2)计算I个工艺中需求功率最小的任务R所需最小功率P_min，从而以最小功率P_min设计完成I个工艺中所有加工任务的基本驱动单元；

式(2)中，最小功率P_min＞0；

步骤3.3、从设定的液压泵集合中，为基本驱动单元选择一个满足所述任务R的需求压力、需求流量的额定功率最小的液压泵作为基本驱动单元的液压泵；

步骤3.4、从设定的电机集合中，选择与所选取的液压泵相匹配的电机组成基本驱动单元，使得所述基本驱动单元在任务R的需求压力下，输出流量大于需求流量；且所选取的电机在驱动对应加工任务时的负载率在所设定的区间中，以使选取的电机在驱动对应加任务时的能量效率高于设定的效率值，从而实现高效率运行；

步骤4、驱动系统的设计：