一种电子凸轮控制器智能顶点补正方法技术

本发明专利技术公开了一种电子凸轮控制器智能顶点补正方法，电子凸轮控制器包括32位RAM单片机、磁编码器、数码管显示、跑马灯单元、电源、存储单元、电子凸轮输入输出接口，单片机与数码管显示、跑马灯单元、存储单元连接，单片机通过光耦合器连接电子凸轮输入输出接口，磁编码器安装在外部机床上，用以检测机床运行的角度，磁编码器通过SPI串行接口与单片机相连，数码管显示凸轮角度和速度，跑马灯模块包括36个跑马灯，根据凸轮角度值显示跑马灯。本发明专利技术的电子凸轮控制器智能顶点补正方法可以使顶点补正的更加智能，特别在机床速度变化较大的时候，依然能停止在上死点，以此来提高产品的良品率。

【技术实现步骤摘要】
一种电子凸轮控制器智能顶点补正方法
本专利技术涉及机械冲床控制
，具体涉及一种电子凸轮控制器智能顶点补正方法。
技术介绍
冲压机床是工业生产中常见的机器设备，而电子凸轮控制器又是冲压机床常用的设备。电子凸轮控制器除了一般具有凸轮的开关角度以外还具有计数，裁剪等功能。还有一个很重要的功能就是上死点停车的功能。所谓的上死点停车的功能就是让飞轮自动的停止在上死点。由于刹车存在一个滑行的距离，需要进行提前一段距离刹车。而这个滑行的距离又是变化的，所以就需要一个智能的刹车距离补正算法。市面上常见的电子凸轮，如大旗，埃斯顿等也都有自动补正的功能，这次运行速度和上次相同或相差不大的时候，补正效果较好，但如果本次运行速度和上次相差很大是补正的效果就会差很多，导致下次冲压的时候，压力不确定，废品率上升，降低了生产的效率，增加了生产成本。有时甚至会停止在下死点，直接导致模具卡死，这样会给机床再次运行带来相当大的麻烦。
技术实现思路
专利技术目的：为了更好的使冲压机床停止在上死点，本专利技术提出了一种电子凸轮控制器智能顶点补正的方法，可以在机床本次运行速度很上次相差很大的时候，也能让机床的停止在上死点。以此来提高产品的良品率。技术方案：一种电子凸轮控制器智能顶点补正方法，所述电子凸轮控制器包括32位RAM单片机、磁编码器、数码管显示、跑马灯单元、电源、存储单元、电子凸轮输入输出接口，单片机与数码管显示、跑马灯单元、存储单元连接，单片机通过光耦合器连接电子凸轮输入输出接口，磁编码器安装在外部机床上，用以检测机床运行的角度，磁编码器通过SPI串行接口与单片机相连，24V电源经DC/DC转换芯片TD1501转换为输出5V直流电给磁编码器供电，输出的5V直流电压再经过芯片AMS1117转换为3.3V供给单片机使用，数码管显示凸轮角度和速度，跑马灯模块包括36个跑马灯，根据凸轮角度值显示跑马灯，凸轮角度共360度，对应36个跑马灯，每10度对应一个灯亮，IN-2为停车按钮输入信号，IN-3为机床电机电源输入信号，OUT-2为电子凸轮输出停止信号，单动模式时，外部按键将IN-2信号由ON状态变为OFF状态，工作开始时，即T1时刻，IN-3信号由OFF状态变为ON状态，此时，控制器计算补正角度θ，完成补正角度时刻，即T2时刻，单片机发出指令控制OUT-2信号，使其变为OFF信号，单片机接收到IN-3信号，在T3时刻，控制IN-3信号由ON状态变为OFF状态，在检测到IN-3信号变为OFF后，单片机发出指令控制OUT-2信号，在T4时刻，OUT-2信号变为ON；连动模式时，外部按键将IN-2信号由OFF状态变为ON状态，在T5时刻，将IN-3信号由OFF状态变为ON状态，T6时刻，将IN-2信号由ON状态变为OFF状态，此时，控制器计算补正角度θ，完成补正角度时刻，即T7时刻，单片机发出指令控制OUT-2信号，OUT-2由ON状态变为OFF状态，单片机接收到IN-3信号，在T8时刻，控制IN-3信号由ON状态变为OFF状态，在检测到IN-3信号变为OFF后，单片机发出指令控制OUT-2信号，在T9时刻，OUT-2信号变为ON；根据公式计算补正角度θ，θ＝ωt+ω2/2a，电子凸轮控制器发出停车信号OUT-2到IN-3信号变成OFF的时间t，即单动时的T3-T2，连动时的T8-T7，θ代表机床飞轮的滑行角度，即补正角度，ω代表机床刹车前运动的速度，ω通过采集磁编码器采集的角度差和采集的时间差算出，a代表刹车时候的加速度，延迟时间t可以根据信号采集的时间算出来，这样加速度a就变成了唯一的变量了，就可以直接算出a的值，a与机床本身的特性有关，电气反应延迟时间t是变化很小或几乎不变的，看做一个常量，ω在机床开始工作的时候，可以根据磁编码器反馈的位置信号而可以直接算出来，a通过上次机床的动作算出来，因此根据公式预估下次的滑行距离，把滑行角度作为补正角度，就可以算到刹车点，这样为了因此就可以停上死点。进一步地，光耦合器型号采用CMOS04010。有益效果：本专利技术的一种电子凸轮控制器智能顶点补正方法可以使顶点补正的更加智能，特别在机床速度变化较大的时候，依然能停止在上死点，以此来提高产品的良品率。附图说明图1是电子凸轮硬件结构图；图2(a)是顶点单动模式下停车时序图，图2(b)是顶点连动动模式下停车时序图；图3是顶点补正方法的程序流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。图1为电子凸轮硬件结构图，其中，单片机采用ST公司的SMT32F103R8T6，它是一款32位ARM单片机，不但运算速度快，集成功能强大，而且价格便宜，在单片机和电子凸轮输入输出接口之间设有光耦合器CMOS04010。磁编码器通过SPI串行接口与单片机相连，该磁编码器可以采集机床的角度信号反馈给单片机。电源的输入为24V直流电，经芯片TD1501转换为输出5V直流电给磁编码器供电，再经过芯片AMS1117转化为3.3V供给单片机使用。数码管显示单元为动态显示，用于显示凸轮角速度，频率100Hz。跑马灯模块包括36个跑马灯，分为4*9点阵，4个阳极通过限流电阻与第二ARM单片机引脚相连，9个阴极与驱动芯片74LS145的输出端相连，根据凸轮角度值显示跑马灯，凸轮角度共360度，对应36个跑马灯，每10度对应一个灯亮，频率为1000Hz。图2(a)为顶点单动模式下停车时序图，IN-2为停车按钮输入信号，IN-3为机床电机电源输入信号，OUT-2为电子凸轮输出停止信号，ON代表接通，OFF代表断开。单动模式时，外部按键将IN-2信号由ON状态变为OFF状态，工作开始时，即T1时刻，IN-3信号由OFF状态变为ON状态，此时，控制器计算补正角度θ，完成补正角度时刻，即T2时刻，单片机发出指令控制OUT-2信号，使其变为OFF信号，单片机接收到IN-3信号，在T3时刻，控制IN-3信号由ON状态变为OFF状态，在检测到IN-3信号变为OFF后，单片机发出指令控制OUT-2信号，在T4时刻，OUT-2信号变为ON。连动模式时，如图2(b)所示，外部按键将IN-2信号由OFF状态变为ON状态，在T5时刻，将IN-3信号由OFF状态变为ON状态，T6时刻，将IN-2信号由ON状态变为OFF状态，此时，控制器计算补正角度θ，完成补正角度时刻，即T7时刻，单片机发出指令控制OUT-2信号，OUT-2由ON状态变为OFF状态，单片机接收到IN-3信号，在T8时刻，控制IN-3信号由ON状态变为OFF状态，在检测到IN-3信号变为OFF后，单片机发出指令控制OUT-2信号，在T9时刻，OUT-2信号变为ON；根据图3所示的流程图算出补正角度。机床从电子凸轮控制刹车到机床完全停止的这段滑行距离，主要跟电子和机械反应延迟时间，机床运动的速度和刹车时的加速度有关。也就是θ＝ωt+ω2/2a，可以把圆周运动认为是匀速或匀加速的。其中θ代表机床飞轮的滑行角度，ω代表机床刹车前运动的速度，t表示从电子凸轮控制器发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子凸轮控制器智能顶点补正方法，其特征在于，所述电子凸轮控制器包括32位RAM单片机、磁编码器、数码管显示、跑马灯单元、电源、存储单元、电子凸轮输入输出接口，单片机与数码管显示、跑马灯单元、存储单元连接，单片机通过光耦合器连接电子凸轮输入输出接口，磁编码器安装在外部机床上，用以检测机床运行的角度，磁编码器通过SPI串行接口与单片机相连，24V电源经DC/DC转换芯片TD1501转换为输出5V直流电给磁编码器供电，输出的5V直流电压再经过芯片AMS1117转换为3.3V供给单片机使用，数码管显示凸轮角度和速度，跑马灯模块包括36个跑马灯，根据凸轮角度值显示跑马灯，凸轮角度共360度，对应36个跑马灯，每10度对应一个灯亮，IN-2为停车按钮输入信号，IN-3为机床电机电源输入信号，OUT-2为电子凸轮输出停止信号，单动模式时，外部按键将IN-2信号由ON状态变为OFF状态，工作开始时，即T1时刻，IN-3信号由OFF状态变为ON状态，此时，控制器计算补正角度θ，完成补正角度时刻，即T2时刻，单片机发出指令控制OUT-2信号，使其变为OFF信号，单片机接收到IN-3信号，在T3时刻，控制IN-3信号由ON状态变为OFF状态，在检测到IN-3信号变为OFF后，单片机发出指令控制OUT-2信号，在T4时刻，OUT-2信号变为ON；连动模式时，外部按键将IN-2信号由OFF状态变为ON状态，在T5时刻，将IN-3信号由OFF状态变为ON状态，T6时刻，将IN-2信号由ON状态变为OFF状态，此时，控制器计算补正角度θ，完成补正角度时刻，即T7时刻，单片机发出指令控制OUT-2信号，OUT-2由ON状态变为OFF状态，单片机接收到IN-3信号，在T8时刻，控制IN-3信号由ON状态变为OFF状态，在检测到IN-3信号变为OFF后，单片机发出指令控制OUT-2信号，在T9时刻，OUT-2信号变为ON；根据公式计算补正角度θ，θ＝ωt+ω...

【技术特征摘要】
1.一种电子凸轮控制器智能顶点补正方法，其特征在于，所述电子凸轮控制器包括32位RAM单片机、磁编码器、数码管显示、跑马灯单元、电源、存储单元、电子凸轮输入输出接口，单片机与数码管显示、跑马灯单元、存储单元连接，单片机通过光耦合器连接电子凸轮输入输出接口，磁编码器安装在外部机床上，用以检测机床运行的角度，磁编码器通过SPI串行接口与单片机相连，24V电源经DC/DC转换芯片TD1501转换为输出5V直流电给磁编码器供电，输出的5V直流电压再经过芯片AMS1117转换为3.3V供给单片机使用，数码管显示凸轮角度和速度，跑马灯模块包括36个跑马灯，根据凸轮角度值显示跑马灯，凸轮角度共360度，对应36个跑马灯，每10度对应一个灯亮，IN-2为停车按钮输入信号，IN-3为机床电机电源输入信号，OUT-2为电子凸轮输出停止信号，单动模式时，外部按键将IN-2信号由ON状态变为OFF状态，工作开始时，即T1时刻，IN-3信号由OFF状态变为ON状态，此时，控制器计算补正角度θ，完成补正角度时刻，即T2时刻，单片机发出指令控制OUT-2信号，使其变为OFF信号，单片机接收到IN-3信号，在T3时刻，控制IN-3信号由ON状态变为OFF状态，在检测到IN-3信号变为OFF后，单片机发出指令控制OUT-2信号，在T4时刻，OUT-2信号变为ON；连动模式时，外部按键将IN-2信号由OFF状态变为ON状态，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭俊，
申请(专利权)人：南京泽荣自动化系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32