專利名稱：一種飛剪的剪切方法及飛剪專用運動控制器的制作方法
技術領域：
本發明屬于飛剪技術領域，尤其涉及一種飛剪的剪切方法及飛剪專用運動控制 器。
背景技術：
如今，在工廠中常常會用到飛剪系統來剪切原材料，飛剪系統的工作過程為巻料 放于受料臺上，由上料小車送到開巻機，開巻機的錐頭撐緊料，壓棍壓下后開巻，經輾平棍， 到緩沖池，經過測量棍，由送料棍傳動到剪床，剪床中的剪切動作主要由上下剪刀完成，其 中，上剪刀運動為水平往復運動，下剪刀運動軌跡為圓形，剪切后的板材通過傳送帶，到收 料臺，整齊、打包，完成整個剪切工作。 送料與剪切之間的同步是飛剪控制中的關鍵技術，通過主動軸完成送料，通過從 動軸完成剪切，測量輥與曲柄連桿機構的角度編碼器是反饋元件。剪切軸根據測量輥反饋 的送料位置、速度，和角度編碼器反饋剪刀的實際角度，調整剪刀的轉速、位置，保證剪切過 程中速度同步，且剪切的長度是設定長度。 在以往的飛剪控制裝置技術領域，主要是針對飛剪電機的驅動器進行專用開發， 在驅動器內增加智能控制電路和擴展接口電路并加載專用控制程序，實現對旋轉飛剪的工 藝控制。 然而，剪切驅動電機的專用驅動控制器不便于維護、維修，出現故障后恢復正常的 時間很長，而且飛剪不是一個獨立工作的設備，飛剪總是和其他設備共同組成一條生產線， 專用驅動控制電路在硬件構成、通訊接口兼容和控制功能擴展等方面都存在不方便性。并 且，使用專用驅動控制電路控制飛剪剪切時，其剪切精度也較低。 在以往的飛剪速度控制中采用單一直線加/減速。根據電機的最大力矩以及負載 的慣量，設定最大加/減速度。剪切電機速度從靜止到運動，從運動到靜止，以及從加速變 化到減速會產生極大的加速度變化，正如我們知道的加速度的變化即力的變化，從而對機 械產生大的沖擊力，降低了設備的壽命，極大的影響了加工的精度。
發明內容
本發明實施例的目的在于提供一種飛剪的剪切方法及飛剪專用運動控制器，旨在
解決現有飛剪系統維護不便，并且精度不高、機械沖擊力大，壽命低的問題。 本發明實施例是這樣實現的，一種飛剪的剪切方法，所述剪切方法包括以下步
驟 比較在周期時間T內飛剪運動長度S與材料的剪切長度M的大小； 當M = S時，控制飛剪在周期時間T內，以V。勻速運動進行剪切； 當M < S時，控制飛剪在周期時間T內，從V。加速運動，然后再減速回到V。進行剪
切； 當M > S時，控制飛剪在周期時間T內，先從V。減速運動，然后再加速回到V。進行剪切， 所述V。為材料進給的速度。 本發明實施例的另一目的在于提供一種飛剪專用運動控制器，所述飛剪專用運動 控制器包括飛剪的剪切系統，所述剪切系統包括 比較單元，用于比較在周期時間T內飛剪運動長度S與材料的剪切長度M的大小；
第一控制單元，用于當M二 S時，控制飛剪在周期時間T內，以V。勻速運動進行剪 切； 第二控制單元，用于當M < S時，控制飛剪在周期時間T內，從V。加速運動，然后 再減速回到V。進行剪切； 第三控制單元，用于當M > S時，控制飛剪在周期時間T內，先從V。減速運動，然
后再加速回到V。進行剪切， 所述V。為材料進給的速度。 在本發明的實施例中，通過對比飛剪運動長度S與材料的剪切長度M，根據對比結 果確定飛剪要采用的運動方式。通過本發明可以解決以往飛剪系統維護不便，并且精度不 高、機械沖擊力大，壽命低的問題。
圖1是本發明實施例提供的飛剪刀刃運動軌跡示意圖；
圖2是本發明實施例提供的飛剪的剪切方法的實施流程圖；
圖3是本發明實施例提供的飛剪的剪切系統的結構示意圖。
具體實施例方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。 在本發明的實施例中，通過對比飛剪運動長度S與材料的剪切長度M，根據對比結 果確定飛剪要采用的運動方式。通過本發明可以解決以往飛剪系統維護不便，并且精度不 高的問題。
圖1示出了本發明實施例提供的飛剪刀刃運動軌跡。 在剪床機械結構中，刀架安裝在機座的水平導軌上，上剪刀固定在刀架上，下剪刀 安裝在刀架的垂直導軌上，曲柄連桿結構由電機拖動，傳動動力到下剪刀。當曲柄旋轉的時 候，整個刀架沿水平方向導軌運動，下剪刀同時沿垂直方向運動。當曲柄連桿機構連續旋轉 時，上剪刀隨刀架做水平往復運動，下剪刀隨刀架做水平運動的同時，沿垂直方向做往復運 動。因此，由下剪刀的合成運動，其運動軌跡為圓形，圓形軌跡的半徑為曲柄連桿結構的半 徑。在水平方向上，上下刀刃之間的距離為恒定值。垂直方向上，上下刀刃之間的距離隨著 曲柄連桿運動所在的角度變化而變化，當垂直方向之間距離為O時，上下刀刃咬合，完成一 次剪切。 下剪刀的運動軌跡是一個圓形，A點與C點之間的劣弧被稱為同步區，當下剪刀刃 到達A點的時候進入同步區，這個時候下剪刀刃的切向速度的水平分量和送料速度相等，當下剪刀刃到達軌跡的最上端也就是B點的時候，下剪刀刀刃的速度、送料速度和上剪刀 的速度完全相同，剪斷鋼板，然后從C點退出同步區域。該處的同步區主要是為了使速度得 到一個緩沖。 在實際控制時，需確保剪刀在同步區內水平方向的速度分量和板材速度保持同 步。由此可以看出飛剪控制的實質為對飛剪剪刀運動的控制。 圖2示出了本發明實施例提供的飛剪的剪切方法的實施流程，詳述如下
在步驟S201中，比較在周期時間T內飛剪運動長度S與材料的剪切長度M的大小。
在周期時間T內，飛剪運動長度S可以通過計算飛剪的運動軌跡來得到。例如，飛 剪的運動軌跡為圓形，通過測量半徑，即可算出飛剪運動長度。材料的剪切長度M根據需 求確定。當M = S時，執行步驟S202 ;當M < S時，執行步驟S203 ;當M > S時，執行步驟 S204。 在步驟S202中，控制飛剪在周期時間T內，以V。勻速運動進行剪切。
為了達到同步的目的，需要使得飛剪在剪切時的速度與材料移動的速度V。相同， 而材料的移動時間與飛剪的運動時間均為周期T，此時，剪切長度M又等于S，因此，控制飛 剪以V。勻速運動即可。 在步驟S203中，控制飛剪在周期時間T內，先從V。減速運動，然后再加速回到V。 進行剪切，所述V。為材料進給的速度。 由于M〈 S，而兩者運動時間要相同，因此，要使同一時間內飛剪運動軌跡長度更 長，就要使飛剪運動的平均速度快于材料的運動速度V。。為達到同步的目的，可以先從V。加 速運動一段時間，然后再減速一段時間回到V。。加速和減速的時間與采用的減速、加速方式 有關。作為本發明的實施例，可以采用梯形加速、減速的方式，也可以采用S形加速、減速的 方式，加速度值根據可以是固定的或者變化的。因此，可采用的加速運動、減速運動的方式 很多，使最后的速度達到V。，并且加速、減速過程的總時間小于或等于飛剪的周期時間T，飛 剪的運動軌跡達到S即可。 作為本發明的實施例，該步驟的具體過程可以為在完成上一次剪切后，控制飛剪 先以速度V。運動時間tp再控制飛剪減速運動時間^，控制飛剪加速運動時間^，使得飛剪 速度回到V。，在剩余的T-t「t廠t3的時間內，以速度V。運動，進行剪切。其中，^、^、^均大 于0小于T，且3者之和小于T。 在步驟S204中，控制飛剪在周期時間T內，從V。減速運動，然后再加速回到V。進 行剪切。 由于M > S，而兩者運動時間相同，因此，需要使飛剪運動的平均速度慢于材料的 運動速度V。。為達到同步的目的，可以先從V。減速運動一段時間，然后再加速一段時間回 到V。。作為本發明的實施例，可以控制飛剪在減速之前、加速之后保持V。運動一段時間，以 進行速度穩定、緩沖。其減速、加速過程當然也可以采用很多方式。 作為本發明的另一實施例，還可以進一步判斷M是否大于2S，當M大于2S時，控制 飛剪先以速度V。運動，再減速運動至停止，在停止一段時間后，再加速運動到速度V。，并以 速度V。運動運行剩余時間，進行剪切。即除了減速運動，再加速的過程外，還可以停止一段 時間，以等待材料被移動。 在上述加速、減速的過程中，采用S形加速、減速方式可以避免加速度突跳，從而減小機械系統的沖擊力，可以有效延長設備的使用壽命。 圖3示出了本發明實施例提供的飛剪的剪切系統的結構，該飛剪的剪切系統可以 為飛剪專用運動控制器的軟件單元、硬件單元或軟、硬結合的單元。 該飛剪的剪切系統包括比較單元31 、第一控制單元32、第二控制單元33、第三控 制單元34。比較單元31比較在周期時間T內飛剪運動長度S與材料的剪切長度M的大小， 當M = S時，第一控制單元32控制飛剪在周期時間T內，以V。勻速運動進行剪切；當M < S 時，第二控制單元33控制飛剪在周期時間T內，從V。加速運動，然后再減速回到V。進行剪 切；當M〉 S時，第三控制單元34控制飛剪在周期時間T內，先從V。減速運動，然后再加速 回到V。進行剪切，其中V。為材料進給的速度。 作為本發明的實施例，第二控制單元33控制飛剪在周期時間T內，從V。加速運動， 然后再減速回到V。進行剪切的過程可以為同步區運動控制模塊331在完成上一次剪切 后，控制飛剪先以速度V。運動時間tp回程區運動控制模塊332控制飛剪加速運動時間t2， 追趕區運動控制模塊333控制飛剪減速運動時間t3，使得飛剪速度回到V。，穩定區運動控制 模塊334在剩余的T-trt廠t3的時間內，以速度V。運動，進行剪切。 作為本發明的實施例，該剪切系統還包括判斷單元35判斷M是否大于2S，當M大 于2S時，第一運行階段控制單元36控制飛剪先以速度V。運動，再減速運動至停止，在停止 一段時間后，第二運行階段控制單元37再加速運動到速度V。，并以速度V。運動運行剩余時 間，進行剪切。 綜上所述，通過對比飛剪運動長度S與材料的剪切長度M，根據對比結果確定飛剪 要采用的運動方式。通過本發明可以解決以往飛剪系統維護不便，并且精度不高、機械沖擊 力大，壽命低的問題。 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種飛剪的剪切方法，其特征在于，所述剪切方法包括以下步驟比較在周期時間T內飛剪運動長度S與材料的剪切長度M的大小；當M＝S時，控制飛剪在周期時間T內，以V0勻速運動進行剪切；當M＜S時，控制飛剪在周期時間T內，從V0加速運動，然后再減速回到V0進行剪切；當M＞S時，控制飛剪在周期時間T內，先從V0減速運動，然后再加速回到V0進行剪切，所述V0為材料進給的速度。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述當M < S時，控制飛剪在周期時間T內， 先從VO加速運動，然后再減速回到VO進行剪切的步驟具體為在完成上一次剪切后，控制飛剪先以速度VO運動時間tl ; 控制飛剪加速運動時間t2 ;控制飛剪減速運動時間t3，使得飛剪速度回到VO ; 在剩余的T-tl-t2-t3的時間內，以速度VO運動，進行剪切。
3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟 判斷M是否大于2S;當M大于2S時，控制飛剪先以速度VO運動，再減速運動至停止； 在停止一段時間后，再加速運動到速度VO，并以速度VO運動運行剩余時間，進行剪切。
4. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的加速運動采用梯形加速或者S形加速。
5. —種飛剪專用運動控制器，其特征在于，所述飛剪專用運動控制器包括飛剪的剪切系統，所述剪切系統包括比較單元，用于比較在周期時間T內飛剪運動長度S與材料的剪切長度M的大小； 第一控制單元，用于當M = S時，控制飛剪在周期時間T內，以VO勻速運動進行剪切； 第二控制單元，用于當M < S時，控制飛剪在周期時間T內，從VO加速運動，然后再減速回到VO進行剪切；第三控制單元，用于當M > S時，控制飛剪在周期時間T內，先從VO減速運動，然后再 加速回到VO進行剪切，所述VO為材料進給的速度。
6. 如權利要求5所述的飛剪專用運動控制器，其特征在于，所述第二控制單元又包括同步區運動控制模塊，用于在完成上一次剪切后，控制飛剪先以速度VO運動時間tl ; 回程區運動控制模塊，用于控制飛剪加速運動時間t2 ;追趕區運動控制模塊，用于控制飛剪減速運動時間t3，使得飛剪速度回到VO ;穩定區運動控制模塊，用于在剩余的T-tl-t2-t3的時間內，以速度VO運動，進行剪切。
7. 如權利要求5所述的飛剪專用運動控制器，其特征在于，所述剪切系統還包括 判斷單元，用于判斷M是否大于2S ;第一運行階段控制單元，用于當M大于2S時，控制飛剪先以速度VO運動，再減速運動 至停止；第二運行階段控制單元，用于在停止一段時間后，再加速運動到速度VO，并以速度VO 運動運行剩余時間，進行剪切。
全文摘要
本發明適用于飛剪技術領域，提供了一種飛剪的剪切方法及飛剪專用運動控制器，所述剪切方法包括以下步驟比較在周期時間T內飛剪運動長度S與材料的剪切長度M的大小；當M＝S時，控制飛剪在周期時間T內，以V0勻速運動進行剪切；當M＜S時，控制飛剪在周期時間T內，從V0加速運動，然后再減速回到V0進行剪切；當M＞S時，控制飛剪在周期時間T內，先從V0減速運動，然后再加速回到V0進行剪切，所述V0為材料進給的速度。在本發明中，通過對比飛剪運動長度S與材料的剪切長度M，根據對比結果確定飛剪要采用的運動方式。通過本發明可以解決以往飛剪系統維護不便，并且精度不高、機械沖擊力大，壽命低的問題。
文檔編號G05B19/416GK101776888SQ200910304239
公開日2010年7月14日 申請日期2009年7月10日 優先權日2009年7月10日
發明者吳宏, 李曉卉 申請人:固高科技(深圳)有限公司