基于动态相位差的同步控制方法、系统、终端及存储介质与流程

1.本发明属于冲压生产技术领域，具体涉及一种基于动态相位差的同步控制方法、系统、终端及存储介质。


背景技术：

2.传统的控制方式中，无论是共实轴还是共虚轴控制，各压力机之间的相位差都是统一(60
°
或90
°
)，固定的相位差无法实现最佳的运动规划，留给送料系统的空间不能完全充分利用，对整线节拍的提升也有很大的制约，对于送料系统在前后压力机间不得不时而加速，时而减速，对于送料系统的稳定运行相当不利。为合理利用送料空间，提升整线节拍，实现送料系统稳定及发挥其最佳性能，开发变相位的同步控制十分需要。


技术实现要素：

3.针对现有固定相位差控制方法存在的频繁加减速问题，本发明提供一种基于动态相位差的同步控制方法、系统、终端及存储介质，通过对压力机之间的相位差进行动态调整，以解决上述技术问题。
4.第一方面，本发明提供一种基于动态相位差的同步控制方法，包括：
5.获取目标压力机与参照压力机之间的角度差；
6.计算所述角度差与预设相位差的差值；
7.若所述差值超过预设阈值，则基于所述差值和预设相位差计算补偿值；
8.基于所述补偿值调整目标压力机的速度。
9.在一个可选的实施方式中，在获取目标压力机与参照压力机之间的角度差之前，所述方法还包括：
10.提取模具的干涉特征点，并基于干涉特征点调整压力机行程曲线以使所述干涉特征点与压力机保持防碰撞安全距离；
11.基于所述压力机行程曲线，采用整线优化方式规划压力机之间的相位差。
12.在一个可选的实施方式中，获取目标压力机与参照压力机之间的角度差，包括：
13.通过安装在压力机偏心轴上的编码器采集滑块位置计算目标压力机与参照压力机的角度差。
14.在一个可选的实施方式中，若所述差值超过预设阈值，则基于所述差值和预设相位差计算补偿值，包括：
15.利用补偿值计算公式计算所述补偿值，补偿值计算公式包括：
16.p＝k*β*g
17.其中，比例系数k＝(1+β/5)；
18.β是目标压力机和参照压力机的角度差值，所述参照压力机为第一台压力机，β＝α1+
…
+α
i-1-(∠
p1-∠
pi
)，α
i-1
表示第i台压力机与第i-1台压力机的相位差，∠
p1
表示第一台压力机的角度，∠
pi
表示第i台压力机的角度；
19.增益系数g为根据变频器的特性和实际调试经验设定的固定系数。
20.在一个可选的实施方式中，基于所述补偿值调整目标压力机的速度，包括：
21.将目标压力机的当前速度与补偿值之和作为目标速度输入至目标压力机的plc，以将目标压力机的实际速度调至所述目标速度。
22.第二方面，本发明提供一种基于动态相位差的同步控制系统，包括：
23.角度计算模块，用于获取目标压力机与参照压力机之间的角度差；
24.差值计算模块，用于计算所述角度差与预设相位差的差值；
25.补偿计算模块，用于若所述差值超过预设阈值，则基于所述差值和预设相位差计算补偿值；
26.速度调整模块，用于基于所述补偿值调整目标压力机的速度。
27.在一个可选的实施方式中，所述系统还包括：
28.行程规划模块，用于提取模具的干涉特征点，并基于干涉特征点调整压力机行程曲线以使所述干涉特征点与压力机保持防碰撞安全距离；
29.整线优化模块，用于基于所述压力机行程曲线，采用整线优化方式规划压力机之间的相位差。
30.在一个可选的实施方式中，所述角度计算模块包括：
31.角度检测单元，用于通过安装在压力机偏心轴上的编码器采集滑块位置计算目标压力机与参照压力机的角度差。
32.在一个可选的实施方式中，若所述差值超过预设阈值，则基于所述差值和预设相位差计算补偿值，包括：
33.利用补偿值计算公式计算所述补偿值，补偿值计算公式包括：
34.p＝k*β*g
35.其中，比例系数k＝(1+β/5)；
36.β是目标压力机和参照压力机的角度差值，所述参照压力机为第一台压力机，β＝α1+
…
+α
i-1-(∠
p1-∠
pi
)，α
i-1
表示第i台压力机与第i-1台压力机的相位差，∠
p1
表示第一台压力机的角度，∠
pi
表示第i台压力机的角度；
37.增益系数g为根据变频器的特性和实际调试经验设定的固定系数。
38.在一个可选的实施方式中，基于所述补偿值调整目标压力机的速度，包括：
39.将目标压力机的当前速度与补偿值之和作为目标速度输入至目标压力机的plc，以将目标压力机的实际速度调至所述目标速度。
40.第三方面，提供一种终端，包括：
41.处理器、存储器，其中，
42.该存储器用于存储计算机程序，
43.该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得终端执行上述的终端的方法。
44.第四方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
45.本发明的有益效果在于，本发明提供的基于动态相位差的同步控制方法、系统、终端及存储介质，通过对压力机之间的相位差进行动态调整降低了压力机速度调整的频率，
以补偿的形式对压力机速度进行调整使压力机的速度波动更为平缓。
46.此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
附图说明
47.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
48.图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。
49.图2是本发明一个实施例的方法的示例性行程曲线图。
50.图3是本发明一个实施例的系统的示意性框图。
51.图4为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
52.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
53.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
54.本发明实施例提供的基于动态相位差的同步控制方法由计算机设备执行，相应地，基于动态相位差的同步控制系统运行于计算机设备中。
55.图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。其中，图1执行主体可以为一种基于动态相位差的同步控制系统。根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些可以省略。
56.如图1所示，该方法包括：
57.步骤110，获取目标压力机与参照压力机之间的角度差；
58.步骤120，计算所述角度差与预设相位差的差值；
59.步骤130，若所述差值超过预设阈值，则基于所述差值和预设相位差计算补偿值；
60.步骤140，基于所述补偿值调整目标压力机的速度。
61.为了便于对本发明的理解，下面以本发明基于动态相位差的同步控制方法的原理，结合实施例中对基于动态相位差对压力机系统进行同步控制的过程，对本发明提供的基于动态相位差的同步控制方法做进一步的描述。
62.具体的，所述基于动态相位差的同步控制方法包括：
63.s 1、提取模具的干涉特征点，并基于干涉特征点调整压力机行程曲线以使所述干涉特征点与压力机保持防碰撞安全距离；基于所述压力机行程曲线，采用整线优化方式规划压力机之间的相位差。
64.根据模具外形尺寸，提取模具干涉的位置，例如，提取模具轮廓上凸出的点1、2、3
作为模具外形的特征点，这三个特征点是送料系统与模具运行的空间关键点，结合压力机的行程曲线规划出模具开口距离，根据开口距离，合理规划送料系统的运行时间，使送料系统充分利用开口距离。
65.如图2所示，从点2到点3为进取料压机取料进入曲线，此时取料压机处于上升状态，曲线规划根据模具外形特征点规划出送料在此段运行时的轨迹，保证进入取料压力机时，有合理的安全距离，在异常停止时不会发生碰撞。同理，点6到点7为放料离开曲线，此时投料处于下降状态，曲线规划根据模具外形特征点规划出送料系统离开投料压力机时的轨迹，保证送料系统出压力机时和模具有合理的安全距离，在异常停止时不会发生碰撞。
66.规划完压力机间送料系统的运动轨迹后，采用整线优化方式，对运行节拍和同步相位差进行规划，此时，规划出压力机之间的相位差依次为压力机1和压力机2间相位差为α1、压力机2和压力机3间相位差为α2、压力机3和压力机4间相位差为α3、压力机4和压力机5间相位差为α4。
67.s 2、获取目标压力机与参照压力机之间的角度差。
68.同步控制系统中的同步控制器，通过采集每台压力机安装在偏心轴上的编码器的滑块位置信号，检测压力机的角度。
69.s 3、计算所述角度差与预设相位差的差值。
70.冲压设备同步控制通过主从同步控制方式(master/slave)实现，启动整线冲压设备运行前，各压力机主电机运行速度按照设定速度运行。
71.在冲压线启动运行时(以五台为例)，冲压设备间相位差依次为α1、α2、α3、α4，通过同步控制器控制和检测冲压设备间的角度差来调整压力机的运行速度，使各压力机之间的角度差保持在α
x
±5°
(5
°
是送料系统和模具干涉的最小安全距离)的范围内。
72.差值计算方法例如第三台压力机与第一台压力机的角度差为∠
p1-∠
p3
，预设相位差为α1+α2，则角度差值β＝α1+α
2-(∠
p1-∠
p3
)。
73.s3、若所述差值超过预设阈值，则基于所述差值和预设相位差计算补偿值。
74.若角度差值β超过α
x
±5°
，则判定需要对压力机速度进行调整，如果未超过α
x
±5°
，则不需要调整压力机速度。
75.例如压力机1和压力机2间的相位差要求为α1，当实际角度差大于α1，说明压力机2速度过快，压力机2的位置超过压力机1位置+α1，压力机2需要减速，因此补偿值为负，使压力机2的速度减小，以满足压力机1和压力机2间相位差为α1的需求；反之，实际角度差小于α1，说明压力机2速度过慢，需要加速，因此补偿值为正，使压力机2的速度提升。压力机速度为设定节拍加补偿值。
76.利用补偿值计算公式计算所述补偿值，补偿值计算公式包括：
77.p＝k*β*g
78.其中，比例系数k＝(1+β/5)；
79.β是目标压力机和参照压力机的角度差值，所述参照压力机为第一台压力机，β＝α1+
…
+α
i-1-(∠
p1-∠
pi
)，α
i-1
表示第i台压力机与第i-1台压力机的相位差，∠
p1
表示第一台压力机的角度，∠
pi
表示第i台压力机的角度；
80.增益系数g为根据变频器的特性和实际调试经验设定的固定系数，可设定为300。
81.s4、基于所述补偿值调整目标压力机的速度。
82.将目标压力机的当前速度与补偿值之和作为目标速度输入至目标压力机的plc，以将目标压力机的实际速度调至所述目标速度。
83.具体的，计算完补偿值后压力机的设定速度为：压力机速度＝设定速度+速度补偿。
84.根据需要可以在各冲压设备间选择(也可以使每台冲压设备根据虚拟主轴进行同步控制)。在主从同步控制中可以设定主轴和各从轴的同步跟随时间，同步误差范围，并进行相应得监控，在同步误差超出设定范围时报警。
85.在一些实施例中，所述基于动态相位差的同步控制系统300可以包括多个由计算机程序段所组成的功能模块。所述基于动态相位差的同步控制系统300中的各个程序段的计算机程序可以存储于计算机设备的存储器中，并由至少一个处理器所执行，以执行(详见图1描述)基于动态相位差的同步控制的功能。
86.本实施例中，所述基于动态相位差的同步控制系统300根据其所执行的功能，可以被划分为多个功能模块，如图3所示。所述功能模块可以包括：角度计算模块310、差值计算模块320、补偿计算模块330和速度调整模块340。本发明所称的模块是指一种能够被至少一个处理器所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在存储器中。在本实施例中，关于各模块的功能将在后续的实施例中详述。
87.角度计算模块310，用于获取目标压力机与参照压力机之间的角度差；
88.差值计算模块320，用于计算所述角度差与预设相位差的差值；
89.补偿计算模块330，用于若所述差值超过预设阈值，则基于所述差值和预设相位差计算补偿值；
90.速度调整模块340，用于基于所述补偿值调整目标压力机的速度。
91.可选地，作为本发明一个实施例，所述系统还包括：
92.行程规划模块，用于提取模具的干涉特征点，并基于干涉特征点调整压力机行程曲线以使所述干涉特征点与压力机保持防碰撞安全距离；
93.整线优化模块，用于基于所述压力机行程曲线，采用整线优化方式规划压力机之间的相位差。
94.可选地，作为本发明一个实施例，所述角度计算模块包括：
95.角度检测单元，用于通过安装在压力机偏心轴上的编码器采集滑块位置计算目标压力机与参照压力机的角度差。
96.可选地，作为本发明一个实施例，若所述差值超过预设阈值，则基于所述差值和预设相位差计算补偿值，包括：
97.利用补偿值计算公式计算所述补偿值，补偿值计算公式包括：
98.p＝k*β*g
99.其中，比例系数k＝(1+β/5)；
100.β是目标压力机和参照压力机的角度差值，所述参照压力机为第一台压力机，β＝α1+
…
+α
i-1-(∠
p1-∠
pi
)，α
i-1
表示第i台压力机与第i-1台压力机的相位差，∠
p1
表示第一台压力机的角度，∠
pi
表示第i台压力机的角度；
101.增益系数g为根据变频器的特性和实际调试经验设定的固定系数。
102.可选地，作为本发明一个实施例，将目标压力机的当前速度与补偿值之和作为目
标速度输入至目标压力机的plc，以将目标压力机的实际速度调至所述目标速度。
103.图4为本发明实施例提供的一种终端400的结构示意图，该终端400可以用于执行本发明实施例提供的基于动态相位差的同步控制方法。
104.其中，该终端400可以包括：处理器410、存储器420及通信模块430。这些组件通过一条或多条总线进行通信，本领域技术人员可以理解，图中示出的服务器的结构并不构成对本发明的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
105.其中，该存储器420可以用于存储处理器410的执行指令，存储器420可以由任何类型的易失性或非易失性存储终端或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。当存储器420中的执行指令由处理器410执行时，使得终端400能够执行以下上述方法实施例中的部分或全部步骤。
106.处理器410为存储终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器420内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，以执行电子终端的各种功能和/或处理数据。所述处理器可以由集成电路(integrated circuit，简称ic)组成，例如可以由单颗封装的ic所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装ic而组成。举例来说，处理器410可以仅包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)。在本发明实施方式中，cpu可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。
107.通信模块430，用于建立通信信道，从而使所述存储终端可以与其它终端进行通信。接收其他终端发送的用户数据或者向其他终端发送用户数据。
108.本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-onl y memory，简称：rom)或随机存储记忆体(英文：random acc e s s memory，简称：ram)等。
109.因此，本发明通过对压力机之间的相位差进行动态调整降低了压力机速度调整的频率，以补偿的形式对压力机速度进行调整使压力机的速度波动更为平缓，本实施例所能达到的技术效果可以参见上文中的描述，此处不再赘述。
110.本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中如u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onl y memory)、随机存取存储器(ram，random ac ce s s memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，包括若干指令用以使得一台计算机终端(可以是个人计算机，服务器，或者第二终端、网络终端等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
111.本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
112.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其
它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
113.所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
114.另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。
115.尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种基于动态相位差的同步控制方法，其特征在于，包括：获取目标压力机与参照压力机之间的角度差；计算所述角度差与预设相位差的差值；若所述差值超过预设阈值，则基于所述差值和预设相位差计算补偿值；基于所述补偿值调整目标压力机的速度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取目标压力机与参照压力机之间的角度差之前，所述方法还包括：提取模具的干涉特征点，并基于干涉特征点调整压力机行程曲线以使所述干涉特征点与压力机保持防碰撞安全距离；基于所述压力机行程曲线，采用整线优化方式规划压力机之间的相位差。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取目标压力机与参照压力机之间的角度差，包括：通过安装在压力机偏心轴上的编码器采集滑块位置计算目标压力机与参照压力机的角度差。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述差值超过预设阈值，则基于所述差值和预设相位差计算补偿值，包括：利用补偿值计算公式计算所述补偿值，补偿值计算公式包括：p＝k*β*g其中，比例系数k＝(1+β/5)；β是目标压力机和参照压力机的角度差值，所述参照压力机为第一台压力机，β＝α1+
…
+α
i-1-(∠
p1-∠
pi
)，α
i-1
表示第i台压力机与第i-1台压力机的相位差，∠
p1
表示第一台压力机的角度，∠
pi
表示第i台压力机的角度；增益系数g为根据变频器的特性和实际调试经验设定的固定系数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述补偿值调整目标压力机的速度，包括：将目标压力机的当前速度与补偿值之和作为目标速度输入至目标压力机的plc，以将目标压力机的实际速度调至所述目标速度。6.一种基于动态相位差的同步控制系统，其特征在于，包括：角度计算模块，用于获取目标压力机与参照压力机之间的角度差；差值计算模块，用于计算所述角度差与预设相位差的差值；补偿计算模块，用于若所述差值超过预设阈值，则基于所述差值和预设相位差计算补偿值；速度调整模块，用于基于所述补偿值调整目标压力机的速度。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：行程规划模块，用于提取模具的干涉特征点，并基于干涉特征点调整压力机行程曲线以使所述干涉特征点与压力机保持防碰撞安全距离；整线优化模块，用于基于所述压力机行程曲线，采用整线优化方式规划压力机之间的相位差。8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述角度计算模块包括：
角度检测单元，用于通过安装在压力机偏心轴上的编码器采集滑块位置计算目标压力机与参照压力机的角度差。9.一种终端，其特征在于，包括：处理器；用于存储处理器的执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行权利要求1-5任一项所述的方法。10.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。

技术总结
本发明涉及冲压生产技术领域，具体提供一种基于动态相位差的同步控制方法、系统、终端及存储介质，包括：获取目标压力机与参照压力机之间的角度差；计算所述角度差与预设相位差的差值；若所述差值超过预设阈值，则基于所述差值和预设相位差计算补偿值；基于所述补偿值调整目标压力机的速度。本发明通过对压力机之间的相位差进行动态调整降低了压力机速度调整的频率，以补偿的形式对压力机速度进行调整使压力机的速度波动更为平缓。使压力机的速度波动更为平缓。使压力机的速度波动更为平缓。


技术研发人员：冯国明 宫聃 周巧玲 冯红卫 李国祯 王钊 杨彬 狄波
受保护的技术使用者：济南二机床集团有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/10/15