本发明涉及一种填料方法,特别是一种上模与下模夹持粉料同步下降的填料方法。
背景技术:
当前所有陶瓷压砖机在压制砖坯前,都有一个将疏松的陶瓷砖粉料填充至模具模腔内的过程,业内把此填充粉料的过程称之为“填料”。请参阅图1,其为现有的陶瓷砖砖机填料过程控制流程图。当前陶瓷压砖机的填料方法及过程如下所述:
操作人员根据所压制砖坯的工艺需要可在陶瓷压砖机人机交互界面选择进行一次填料还是二次填料,并设置好填料深度(亦即填料时下模的位置)。填料时,首先将下模下降至预先设置好的填料位置,这样下模与模框形成了模腔,然后料车将陶瓷砖粉料布入模腔内,直至粉料填满模腔,如此便完成了填料。
然后进行墩料,在墩料完成后陶瓷压砖机进入压制砖坯阶段,上模快速下降至接触粉料位置时,由于其快速运动而产生的风力会将少量的粉料吹出模腔外,不仅浪费粉料,而且污染环境。因此,大部分的陶瓷厂都会在陶瓷压砖机旁边安装除尘回收装置,用于回收利用飞溅出模腔外的粉料,亦减少环境污染,但这样就增加了生产成本。同时回收的粉料经历旁撒、输送带传送等环节,清洁度及水分均发生了变化,质量与原有粉料已经不相同。
综上所述,当前陶瓷压砖机的填料方法存在如下几个缺点:1、上模快速下降产生的风力会将少量的粉料吹出模腔外,不仅浪费粉料,而且污染环境;2、从实际使用效果来看,当前陶瓷压砖机的填料方法所耗费时间较长,制约了生产效率的提高。
技术实现要素:
本发明在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种可防止粉料飞溅和可降低压制行程的填料方法。
本发明通过以下的技术方案实现:一种上模与下模夹持粉料同步下降的填料方法,包括以下步骤:
步骤1:对粉料进行预压处理,形成一半成品胚体;
步骤2:将坯体放置于下模上方,完成布料;
步骤3:上模启动向下运动,并加速至夹持速度V_Para;
当上模达到触发下模启动的发讯点Pos_Trigger_Mould时,下模启动向下运动,并加速至与上模相同的夹持速度V_Para;
当上模达到上模减速点Plu_Flex_4时,上模与下模做减速运动,从夹持速度V_Para减速至惯性加压速度V_Iner,此时上模的目标位置为Plu_Flex_5。
相比于现有技术,本发明通过使用预压过而具有一定密实度的块状体粉料进行填料,如此可解决当前陶瓷压砖机模腔内疏松粉料被下模快速下降产生的风力吹出模腔外的问题,不再污染环境,亦不需要安装除尘回收装置,提高粉料的利用率,降低生产成本。
进一步,对于重量相等的粉料,在面积相等的情况下,具有一定密实度的块状体粉料厚度要小于疏松状态的粉料厚度,如此可缩短下模油缸行程,降低陶瓷压砖机制造成本。
作为本发明的进一步改进,所述步骤3中,上模加速至夹持速度V_Para前,还包括以下步骤:
上模启动时,由静止加速至空程运动速度V_Plu,此时上模的目标位置为Plu_Flex_P1;
上模以空程运动速度V_Plu做匀速运动;
当达到位置点Plu_Flex_P2时,做减速运动,将上模减速至夹持速度V_Para,此时上模的目标位置Plu_Flex_P3。
作为本发明的进一步改进,所述步骤3中对上模和下模的运动状态进行控制的步骤包括:
步骤31:获取上模和下模的运动参数;
步骤32:计算上模的实时速度;
步骤33:根据上模运动参数,计算上模的运动数据;
步骤34:判断上模的实时位置,并根据上模的位置值,控制上模的运动状态;
步骤35:当上模运动至下模启动的发讯点Pos_Trigger_Mould时,计算下模的运动数据;
步骤36:计算下模的实时速度;
步骤37:判断下模的实时位置,并根据下模的位置值,控制下模的运动状态。
作为本发明的进一步改进,所述步骤31中获取上模和下模的运动参数包括:上模空程运动速度V_Plu、上模与下模的夹持速度V_Para、上模加速度Acc_Plu、上模减速Dec_Plu、上模下降起始位置Pos_Plu_Origin、上模加压位置Pos_StartPre;下模加速度Acc_Mould、下模减速度Dec_Mould、坯体厚度H_Thick、下模布料位置Pos_Mould_Idle、下模零位Pos_Mould_Zero。
作为本发明的进一步改进,所述步骤32中,包括以下步骤:
步骤321:实例化速度计算功能块SP,获得功能块SP1;读取上模的实时位置值Pos_Actual和设定的系统扫描周期时间CycleTime;
步骤322:判断功能块SP1是否属于首次运行;若否,则执行步骤323;
若是,将临时位置值Pos_Actual_Temp、新位置值Pos_Actual_New、旧位置值Pos_Actual_Old、统扫描周期内的位移差Delta_Pos_Actual、实际瞬时速度V_Act以及启动速度V_ST赋值为0,并将首次使用标志符4_First_Time置位为false;执行步骤323;
步骤323:判断扫描周期CycleTime是否大于0;当扫描周期CycleTime小于等于0时报警并结束本方法;如果CycleTime大于0,执行步骤324;
步骤324:判断传感器安装方式,是正装Direct还是反装Inverse;如果是正装,将系数Coe置位1,如果是反装则将系数置位为-1;所述正装位移传感器是指,在执行器的位移量递增的过程中,位移传感器读数递增,反之则递减;所述反装位移传感器是指,在执行器的位移量递增的过程中,位移传感器读数递减,反之则递增;执行步骤325;
步骤325:将新、旧位置值进行替换;新位置值变量Pos_Actual_New的数值与实时位置值同步,并将原来Pos_Actual_New的数值移至旧位置值变量Pos_Actual_Old内;
并计算在系统扫描周期内的位移差Delta_Pos_Actual,其等于新位置值Pos_Actual_New与旧位置值Pos_Actual_Old之差再乘以系数Coe;
计算实际瞬时速度V_Act,其等于位移差Delta_Pos_Actual除以扫描周期CycleTime;
步骤326:对实际瞬时速度V_Act进行判断;
当实际瞬时速度V_Act小于等于0时,跳出本功能块;
当实际瞬时速度V_Act大于0时,进一步判断是否已经完成启动速度V_ST的赋值,如否,则将计算所得的实际瞬时速度V_Act赋值给执行器的启动速度V_ST,将启动速度赋值完成标识符Assigned赋值为false,然后结束本功能块;如是,直接结束本功能块。
作为本发明的进一步改进,所述步骤33中,计算上模的运动数据包括:
计算上模从启动瞬间到设定空程速度V_Plu的理论加速位移H_Plu_Acc,从而计算出上模加速运动段的理论目标位置Plu_Flex_P1;所述Plu_Flex_P1等于上模的开始运动位置Pos_Plu_Origin加上理论加速位移H_Plu_Acc,Plu_Flex_P1=Pos_Plu_Origin+H_Plu_Acc;
计算上模的第一次理论减速位移H_Plu_Dec1和第二次理论减速位移H_Plu_Dec2,从而计算出上模第一次开始减速位置值Plu_Flex_P2,所述Plu_Flex_P2等于上模的开始加压位置Pos_StartPre减去预压后的坯体厚度H_Thick以及理论减速位移H_Plu_Dec1、H_Plu_Dec2,Plu_Flex_P2=Pos_StartPre-H_thick-H_Dec1-H_Plu_Dec2;
计算上模匀速夹持砖坯运动的理论起始点Plu_Flex_P3,其等于开始加压位置Pos_StartPre减去预压后坯体厚度H_Thick以及第二次理论减速位移H_Plu_Dec2,Plu_Flex_P3=Pos_StartPre-H_thick;-H_Plu_Dec2;
计算上模第二次理论减速起始点Plu_Flex_P4;所述Plu_Flex_P4等于开始加压位置Pos_StartPre减去上模第二次理论减速位移H_Plu_Dec2,Plu_Flex_P4=Pos_StartPre-H_Plu_Dec2;
计算上模第二次减速的目标点Plu_Flex_P5,其等于上模开始加压的起始点Pos_StartPre。
作为本发明的进一步改进,所述步骤34中,控制上模的运动状态包括步骤:
步骤341:实例化位移速度闭环模块SG,获得功能块SG1;判断当前的上模实时位置Pos_Plu_Act;
如果上模实时位置Pos_Plu_Act小于Plu_Flex_P1,则将SG1的相关参数设置如下:运动的目标位值为Plu_Flex_P1,加速度是启动加速度Acc_Plu,初速度是上模启动速度V_Plu_ST,运动类型定义为匀加速,并执行步骤342;
如果上模实时位置Pos_Plu_Act大于等于Plu_Flex_P1且小于Plu_Flex_P2时,运动的目标位值为Plu_Flex_P2,加速度为0,初速度是上模空程速度V_Plu,运动类型定义为匀速;执行步骤342;
如果上模实时位置Pos_Plu_Act大于等于Plu_Flex_P2且小于Plu_Flex_P3时,运动的目标位值为Plu_Flex_P3,加速度为上模减速度Dec_Plu,初速度是上模空程速度V_Plu,运动类型定义为匀加速;执行步骤342;
如果上模实时位置Pos_Plu_Act大于等于Plu_Flex_P3且小于Plu_Flex_P4时,运动的目标位值为Plu_Flex_P4,加速度为0,初速度是夹持速度V_Para,运动类型定义为匀速;执行步骤342;
如果上模实时位置Pos_Plu_Act大于等于Plu_Flex_P4,运动的目标位值为Plu_Flex_P5,上模匀减速的加速度为Dec_Plu,初速度是夹持速度V_Para,运动类型定义为匀减速;执行步骤342;
步骤342:执行PID功能块,该PID功能块根据上模输入的实时位置Pos_Actual、设定的目标值SetpointValue,以及由上模的运动类型获取相应周期内的位移增量,获取控制输出fCtrlOutput,进而控制该上模的运动状态。
作为本发明的进一步改进,所述步骤35中,计算的下模运动数据包括:
计算下模加速时间T_Acc;根据夹持速度V_Para和下模的加速度Acc_Mould,得出下模加速时间T_Acc;
计算下模启动时间T;所述下模启动时间T为下模响应时间T_Response加上下模的加速时间T_Acc,T=T_Acc+T_Response;
计算下模启动时间T内上摸的位移量H_Mould_Trigger;
计算发讯点Pos_Mould_Trigger,其等于上摸开始加压位置Pos_StartPre减去预压后坯体厚度H_Thick以及下模启动时间T内上摸的位移量H_Mould_Trigger,Pos_Mould_Trigger=Pos_StartPre-H_Thick-H_Mould_Trigger。
作为本发明的进一步改进,所述步骤36中,获取下模的实时速度包括以下步骤:
步骤361:判断上摸实时位置Pos_Plu_Act是否大于Pos_Mould_Trigger;
如否,则结束本方法;
如是,实例化功能块SP,获得SP2功能块,获取下模的瞬时速度V_Mould_Act;执行步骤362;
步骤362:判断下模瞬时速度V_Mould_Act是否大于0,如否直接结束本方法;
如是,将夹持速度V_Para赋值给下模速度V_Mould,V_Mould=V_Para;执行步骤363;
步骤363:计算出下模从静止到夹持速度V_Para的加速位移H_Mould_Acc;
计算下模加速理论目标位置Mould_Flex_P1,其等于下模的开始下落位置Pos_Mould_Origin减去下模加速位移H_Mould_Acc;
计算下模的运动的减速起始点Mould_Flex_P2,Mould_Flex_P2=Pos_Mould_Zero+H_Plu_Dec2;
计算下模减速段目标位置Mould_Flex_P3,其等于下模的零位,Mould_Flex_P3=Pos_Mould_Zero。
作为本发明的进一步改进,所述步骤37中包括以下步骤:
步骤371:判断下模实时位置Pos_Mould_Act;并将位移速度闭环模块SG实例化,获得功能块SG2;
当下模实时位置Pos_Mould_Act大于下模加速目标位置Mould_Flex_P1时,则下模运动的目标位值为Mould_Flex_P1,加速度为下模加速度Acc_Mould,初速度是下模启动速度V_ST,运动类型定义为匀加速;执行步骤372;
当下模实时位置Pos_Mould_Act小于等于Mould_Flex_P1并大于Mould_Flex_P2时,则下模运动的目标位值是Mould_Flex_P2,加速度为0,初速度是夹持速度V_Mould,运动类型定义为匀速;执行步骤372;
当下模实时位置小于Mould_Flex_P2时,则下模的运动的目标位值是Mould_Flex_P3,加速度为动梁减速度Dec_Plu,初速度是夹持速度V_Para,运动类型是匀加速;执行步骤372;
步骤372:执行PID功能块,该PID功能块根据下模输入的实时位置Pos_Actual、设定的目标值SetpointValue,以及由下模的运动类型获取相应周期内的位移增量,获取控制输出fCtrlOutput,进而控制该下模的运动状态。
为了更好地理解和实施,下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1是现有陶瓷砖砖机填料过程控制流程图。
图2a-2c是本发明的上模与下模夹持粉料同步下降的填料方法过程示意图。
图3是本发明的陶瓷压砖机上模与下模夹持粉料同步下降的填料控制方法的流程图。
图4是本发明的SP功能模块的步骤流程图。
图5是本发明的速度闭合模块的步骤流程图。
具体实施方式
请参阅图2a-2c,其为本发明的上模和下模夹持粉料同步下降的填料方法过程示意图。在本实施例中,本发明的上模和下模夹持粉料同步下降的填料方法应用于以下的陶瓷压砖机。所述陶瓷压砖机包括上模1和下模3;所述下模3放置在一工作台面5上方,且所述下模3外围设有一模框4,并通过该模框4进行粉料填充。
本发明一种陶瓷压砖机上模与下模夹持粉料同步下降的填料控制方法,包括以下步骤:
S1:对粉料进行预压处理,形成一半成品胚体。
在本实施例中,陶瓷压砖机配套特制的料车,可实现上模下降至开始加压位置后,与下模夹持预压过的粉料同步下降,完成填料。所述特制料车用于将陶瓷粉料均匀分布,并预先把粉料由疏松状态压制成具有一定密实度的块状体,然后再将块状体粉料送入陶瓷压砖机进行填料。
S2:将坯体放置于下模上方,完成布料;
在本实施例中,模具高度为H,被料车预压后的块状体粉料厚度为t,因为每台陶瓷压砖机的工作台面高度是固定不变的,所以只要确定了H、t的值,那么上模接触粉料位置也就能确定下来。先将陶瓷压砖机上模处于自动循环高位,送坯装置将预先压制好的坯体,运动到下模3的上方,料车退出,如此便完成布料。
当送坯装置放置坯体完毕后,下模上升一个高度H_Mould_Acc,该高度由下模加速度Mould_Acc、上模与下模夹持速度V_Para共同决定,至此完成坯体压制前的就位。
S3:上模启动时,由静止加速至空程运动速度V_Plu,此时上模的目标位置为Plu_Flex_P1;
上模以空程运动速度V_Plu做匀速运动;
当达到位置点Plu_Flex_P2时,做减速运动,将上模减速至夹持速度V_Para,此时上模的目标位置Plu_Flex_P3;
当上模达到触发下模启动的发讯点Pos_Trigger_Mould时,下模启动向下运动,并加速至与上模相同的夹持速度V_Para;
当上模达到上模减速点Plu_Flex_4时,上模与下模做减速运动,从夹持速度V_Para减速至惯性加压速度V_Iner,此时上模的目标位置为Plu_Flex_5。
在本实施例中,具体将上模下降过程被分为5段,分别为上模从静止加速到空程速度V_Plu,以空程速度V_Plu匀速运动,抵达减速点时上模从空程速度减速之夹持速度V_Para, 上模与下模使用共同夹持速度V_Para夹持坯体进行匀速运动,当上模运动至理论减速点后,从夹持速度V_Para减速运动到开始加压位置;
在上模模运动过程中,下模根据上模的实时位置,判断是否启动下模。下模运动分为3段。当上模在下降过程中抵达触发点Pos_Mould_Trigger时,下模开始做从静止到夹持速度V_Para的匀加速运动。当速度抵达夹持速度V_Para后,下模与上模夹持砖坯按夹持速度V_Para做匀速运动。进入上模减速点时,下模跟随上模做减速运动,从夹持速度减速到惯性加压速度V_Iner。
以下对步骤3中对上模和下模进行控制的方法流程进行详细描述,请参阅图3,其为本发明的上模与下模夹持粉料同步下降的填料方法的控制流程图。本发明中,对上模和下模的运动进行控制的方法流程包括以下步骤:
S31:获取上模和下模的运动参数;
具体的,在本实施例中,所述的运动参数包括:设定的上模空程运动速度V_Plu、上模与下模的夹持速度V_Para、上模加速度Acc_Plu、上模减速Dec_Plu、上模下降起始位置Pos_Plu_Origin、上模加压位置Pos_StartPre、上模开环开度P_Out_Set;下模加速度Acc_Mould、下模减速度Dec_Mould、坯体厚度H_Thick、下模布料位置Pos_Mould_Idle、下模零位Pos_Mould_Zero、下摸开环开度Mould_Out_Set。所指开环开度是输出模块端口按照固定的指令输出,直至执行器的位移值或速度值超过规定的值以后撤销此固定输出指令。
S32:计算上模的实时速度;
请参阅图3,其为本发明的SP功能块的步骤流程图。在本实施例中,具体通过以下步骤实现:
S321:实例化速度计算功能块SP,获得SP1功能块。执行阀的开环开度,并将上模的实时位置值传递给SP1的实时位置,以便SP1进行计算。
读取执行器的实时位置值Pos_Actual和设定的系统扫描周期时间CycleTime。实时位置值Pos_Actual由系统的模数转换模块读取执行器位移传感器而获取,并在每个扫描周期时间间隔更新一次数据。
S322:判断功能块SP是否属于首次运行。如否,则执行步骤S323;
如是,初始化功能块内的计算变量,将临时位置值Pos_Actual_Temp、新位置值Pos_Actual_New、旧位置值Pos_Actual_Old、统扫描周期内的位移差Delta_Pos_Actual、实际瞬时速度V_Act以及启动速度V_ST赋值为0;并将首次使用标志符4_First_Time置位为false;跳转步骤S323;
S323:判断扫描周期CycleTime是否大于0。因为在后续瞬时速度V_Act计算环节,需 要将位移差Delta_Pos_Actual除以扫描周期时间CycleTime以获得瞬时速度,因此,需要对扫描周期进行判断。
若扫描周期CycleTime小于等于0时报警并跳出本方法。
在本实施例中,系统的扫描周期是系统从外设获取信息→在中央处理器内计算机判断决策→最终从数模转换模块输出这个过程的时间间隔。由于在此间隔内计算机运算和上、下模等执行器运动并行运行,故系统扫描周期内发生的执行器位移差Delta_Pos_Actual除以扫描周期时间CycleTime即可获得扫描周期内的平均速度。当扫描周期CycleTime足够短,譬如1ms,则该时间段内发生的位移差除以扫描周期即可理解为实际瞬时速度V_Act。
若扫描周期CycleTime大于0时,执行步骤S324;
S324:判断传感器安装方式,是正装Direct还是反装Inverse;如果是正装,将系数Coe置位1,如果是反装则将系数置位为-1;所述正装位移传感器是指,在执行器的位移量递增的过程中,位移传感器读数递增,反之则递减;所述反装位移传感器是指,在执行器的位移量递增的过程中,位移传感器读数递减,反之则递增;执行步骤325。
在本实施例中,通过系数赋值,无论选用何种传感器安装方式,可保证当执行器按照指定方向运动时该功能块计算出的实际瞬时速度恒为正。
S325:将新、旧位置值进行替换;新位置值变量Pos_Actual_New的数值与实时位置值同步,并将原来Pos_Actual_New的数值移至旧位置值变量Pos_Actual_Old内。在本实施例中,利用等量代换的方法,实现新、旧位置值的代换。此步骤实现扫描周期时间间隔后当新的实时位置值进入系统在后,完成等量代换,使新位置值变量Pos_Actual_New的数值与实时位置值同步,并将原来Pos_Actual_New的数值移至旧位置值变量Pos_Actual_Old内。
接着,计算在系统扫描周期内的位移差Delta_Pos_Actual,其等于新位置值Pos_Actual_New与旧位置值Pos_Actual_Old之差再乘以系数Coe;
计算实际瞬时速度V_Act,其等于位移差Delta_Pos_Actual除以扫描周期CycleTime;执行步骤S326。
S326:对实际瞬时速度V_Act进行判断;
当实际瞬时速度V_Act小于等于0时,跳出本功能块;
当实际瞬时速度V_Act大于0时,进一步判断是否已经完成启动速度V_ST的赋值,如否,则将计算所得的实际瞬时速度V_Act赋值给执行器的启动速度V_ST,将启动速度赋值完成标识符Assigned赋值为false,然后结束本功能块;如是,直接结束本功能块。
在本实施例中,由于液压系统的运动刚度低,控制系统发出驱动指令,往往要经历滞后环节后执行器才开始运动。该滞后环节所耗用时间被称之为响应时间。并且由于质量大小、 阀开口度大小等因素,液压响应时间是一个不定值。当油缸质量已经确定后,不同的驱动阀开口度对应不同的响应时间。该步骤的目的在于去除响应时间对运动数据计算的影响。改用执行器启动瞬间的速度作为执行器的启动速度。
在执行SP1完毕后,将SP1的启动速度V_ST赋值给出上模启动速度V_Plu_ST,将SP2的瞬时速度赋值给上模的瞬时速度。通过SP1功能块获取了上模的启动速度V_ST和上模的瞬时速度V_Plu_Act。跳转步骤S33。
S33:根据上模运动参数,计算上模的运动数据。
计算上模运动的各个拐点,即Plu_Flex_P1、Plu_Flex_P2、Plu_Flex_P3、Plu_Flex_P4和Plu_Flex_P5的位置值。在本实施例中,假设上模位移传感器的安装方为正装。
按照工艺需求,上模由开始启动位置到加压位置的下降运动过程中,经历由静止向空程运动速度V_Plu的加速运动,运动的目标位置是Plu_Flex_P1。
当速度达到空程速度V_Plu后,上模作以设定的空程速度V_Plu作匀速运动。目标位置是Plu_Flex_P2。
以V_Plu匀速运动抵达位置点Plu_Flex_P2后,上模需要执行从空程速度V_Plu减速到夹持速度V_Para的减速运动,运动目标位置是Plu_Flex_P3;
在上模抵达Plu_Flex_P3后,上模须与下模执行夹持砖坯下行动作,此阶段内上模以夹持速度V_Para下行,目标位置是Plu_Flex_P4;
上模抵达Plu_Flex_P4后,上模需要减速到惯性压制速度V_Iner。此阶段内上模执行减速运动,目标位置为Plu_Flex_P5。
根据匀加速运动学公式和匀速运动学公式s=v0t,对于上模从启动瞬间到设定空程速度V_Plu的理论加速位移H_Plu_Acc,其初速度v0由功能块SP1获取,vt为设定值V_Plu,a为设定值上模加速度Acc_Plu。故上模加速运动段的理论目标位置Plu_Flex_P1等于上模的开始运动位置Pos_Plu_Origin加上理论加速位移H_Plu_Acc,Plu_Flex_P1=Pos_Plu_Origin+H_Plu_Acc。
对于上模的第一次理论减速位移H_Plu_Dec1由初速度——夹持速度V_Para和末速度——空程速度V_Plu以及加速度——上模减速度Dec_Plu决定;计算上模的第一次理论减速位移H_Plu_Dec1和第二次理论减速位移H_Plu_Dec2,从而计算出上模第一次开始减速位置值Plu_Flex_P2,所述Plu_Flex_P2等于上模的开始加压位置Pos_StartPre减去预压后的坯体厚度H_Thick以及理论减速位移H_Plu_Dec1、H_Plu_Dec2;Plu_Flex_P2=Pos_StartPre-H_thick-H_Dec1-H_Plu_Dec2。
计算上模匀速夹持砖坯运动的理论起始点Plu_Flex_P3,其等于开始加压位置Pos_StartPre减去预压后坯体厚度H_Thick以及第二次理论减速位移H_Plu_Dec2,Plu_Flex_P3=Pos_StartPre-H_thick-H_Plu_Dec2。
计算上模第二次理论减速起始点Plu_Flex_P4,其等于开始加压位置Pos_StartPre减去上模第二次理论减速位移H_Plu_Dec2,Plu_Flex_P4=Pos_StartPre-H_Plu_Dec2。
上模第二次减速的目标点Plu_Flex_P5等于上模开始加压的起始点Pos_StartPre。跳转步骤S34。
S34:判断上模的实时位置,并根据上模的位置值,控制上模的运动状态。在本实施例中,具体通过以下步骤实现:
S341:实例化位移速度闭环模块SG,获得功能块SG1;判断当前的上模实时位置Pos_Plu_Act;
如果上模实时位置Pos_Plu_Act小于Plu_Flex_P1,则将SG1的相关参数设置如下:运动的目标位值为Plu_Flex_P1,加速度是启动加速度Acc_Plu,初速度是上模启动速度V_Plu_ST,运动类型定义为匀加速,并执行S342;
如果上模实时位置Pos_Plu_Act大于等于Plu_Flex_P1且小于Plu_Flex_P2时,运动的目标位值为Plu_Flex_P2,加速度为0,初速度是上模空程速度V_Plu,运动类型定义为匀速;执行S342;
如果上模实时位置Pos_Plu_Act大于等于Plu_Flex_P2且小于Plu_Flex_P3时,运动的目标位值为Plu_Flex_P3,加速度为上模减速度Dec_Plu,初速度是上模空程速度V_Plu,运动类型定义为匀加速;执行S342;
如果上模实时位置Pos_Plu_Act大于等于Plu_Flex_P3且小于Plu_Flex_P4时,运动的目标位值为Plu_Flex_P4,加速度为0,初速度是夹持速度V_Para,运动类型定义为匀速;执行S342;
如果上模实时位置Pos_Plu_Act大于等于Plu_Flex_P4,运动的目标位值为Plu_Flex_P5,上模匀减速的加速度为Dec_Plu,初速度是夹持速度V_Para,运动类型定义为匀减速;执行S342;
S342:执行PID功能块,该PID功能块根据上模输入的实时位置Pos_Actual、设定的目标值SetpointValue,以及由上模的运动类型获取相应周期内的位移增量,获取控制输出fCtrlOutput,进而控制该上模的运动状态。
请同时参阅图5,其实本发明的速度闭合模块的步骤流程图。具体的,所述PID功能块的步骤包括:
S3421:判断初始化标识符Init是否为true。
如是,则将将输入的实际位置Pos_Actual赋值给中间计算量Temp,Temp=Pos_Actual,将PID功能块的复位标识符bReset置位为true,PID.bReset=true;并将初始化标识符Init复位为false,Init=true。跳转步骤S3422;
若初始化标识符Init是为false,则将PID功能块的bReset置位为false,跳转步骤S3423;
Init用于判断初始化,PID.bReset用于复位PID功能块的数据,由于PID可能被多次使用,为避免上一次使用PID后遗留下的数据影响控制,故在调用PID功能块是须要进行PID功能块复位。中间量Temp用于存储下一个扫描周期内的理论目标值。
S3422:判断输入的运动类型是否为匀速。如是,根据匀速位移公式获取扫描周期时间CycleTime内的理论位位移移增,跳转步骤S3423;
如果匀速标识符为false,根据匀加速运动学公式,计算获得扫描周期内的理论位移增量,跳转步骤S3423。
S3243:PID功能块是闭环控制输出的功能块,PID可根据输入的实时位置Pos_Actual和目标值SetpointValue,利用PID算法,获取控制输出fCtrlOutput。
具体的,在本实施例的PID的参数赋值中,将中间计算值Temp赋值给目标值SetpointValue,;将实时位置Pos_Actual赋值给PID功能块中的实时值为ActualValue;将设定的扫描周期时间CycleTime赋值给PID的循环时间;将调整增益P_Kp赋值给功能块的Kp,Kp=P_Kp。跳转步骤S3244。所述P_Kp是操作者设定的具体数值,而Kp是功能块的变量,调整增益P_Kp赋值给功能块的Kp相当于将操作者的意图发送到控制模块中。
S3244:判断中间计算值Temp与设定位置值Pos_Set的关系。如果Temp小于Pos_Set,则中间计算值Temp等于Temp加上增长位置值,Temp=Temp+Pos_Incre;输出指令V_Out等于设定的开度P_out_Set加上PID的输出fCtrlOutput;,V_Out=P_out_Set+PID.fCtrlOutput;结束本功能块,并执行步骤S35。所述输出指令V_Out指的功能块是在整个过程中的输出指令,其包含了两部分,一部分是开环开度P_out_Set,另一部分是PID.fCtrlOutput。当处于开环开度启动油缸执行器时PID.fCtrlOutput等于0,此时输出指令由开环开度P_out_Set确定,当处于闭环控制阶段时输出指令V_Out值等于开环开度P_out_Set加上闭环调整幅度PID.fCtrlOutput。故V_Out的功能是涵盖了不同阶段的输出指令。
如果Temp大于Pos_Set,结束本功能块,并执行步骤S35。
S35:当上模运动至下模启动的发讯点Pos_Trigger_Mould时,计算下模的运动数据。
计算下模加速时间T_Acc;根据夹持速度V_Para和下模的加速度Acc_Mould,得出下模加速时间T_Acc。其中,下模从静止到夹持速度V_Para的加速时间T_Acc等于夹持速度 V_Para除以下模的加速度Acc_Mould,即T_Acc=V_Para/Acc_Mould。
计算下模启动时间T;所述下模启动时间T为下模响应时间T_Response加上下模的加速时间T_Acc,T=T_Acc+T_Response。由于液压系统的之后环节,下模从静止加速的夹持速度V_Para的真正时间应该是滞后环节占用的响应时间T_Response加上下模的加速时间T_Acc,T=T_Acc+T_Response;
计算下模启动时间T内上摸的位移量H_Mould_Trigger。下模启动时间T内上模的位移量H_Mould_Trigger等于夹持速度V_Para乘以下模启动时间T加上上模减速度Dec_Plu乘以启动时间T的平方再除以/2,H_Mould_Trigger=V_Para*T+Dec_Plu*T2/2。
计算发讯点Pos_Mould_Trigger,其等于上摸开始加压位置Pos_StartPre减去预压后坯体厚度H_Thick以及下模启动时间T内上摸的位移量H_Mould_Trigger,Pos_Mould_Trigger=Pos_StartPre-H_Thick-H_Mould_Trigger。触发下模启动的上模运动发讯点Pos_Mould_Trigger等于上模开始加压位置Pos_StartPre减去预压后坯体厚度-H_Thick以及下模启动时间T内上模的位移量H_Mould_Trigger,Pos_Mould_Trigger=Pos_StartPre-H_Thick-H_Mould_Trigger,执行步骤S36。
S36:计算下模的实时速度;在本实施例中,在获取下模的实时速度具体通过以下步骤实现:
S361:判断上摸实时位置Pos_Plu_Act是否大于Pos_Mould_Trigger;
如否,则结束本方法;
如是,实例化功能块SP,获得SP2功能块,获取下模的瞬时速度V_Mould_Act;并对SP1变量进行赋值,将下模开环输出赋值给SP2功能块的开环输出,将下模的实时位置赋值给SP1的实时位置。
请参阅图4,其实SP模块的工作步骤流程图。执行SP2,SP2的流程如步骤S321~S326。执行SP2完毕后将SP1的阀输出赋值给下模控制阀输出,将下模SP2的瞬时速度赋值给下模的瞬时速度。此步骤获取了下模的瞬时速度V_Mould_Act。执行S362。
S362:判断下模瞬时速度V_Mould_Act是否大于0,如否直接结束本方法;
如是,将夹持速度V_Para赋值给下模速度V_Mould,V_Mould=V_Para,因为在夹持砖坯期间要求上模与下模具有相同的运动速度。执行步骤363;
S363:计算出下模从静止到夹持速度V_Para的加速位移H_Mould_Acc;
计算下模加速理论目标位置Mould_Flex_P1,其等于下模的开始下落位置Pos_Mould_Origin减去下模加速位移H_Mould_Acc。由于目标速度和加速度已知,可以计算出下模从静止到夹持速度V_Para的加速位移H_Mould_Acc,则下模加速理论目标位置 Mould_Flex_P1等于下模的开始下落位置Pos_Plu_Origin减去下模加速位移H_Mould_Acc。
计算下模的运动的减速起始点Mould_Flex_P2,Mould_Flex_P2=Pos_Mould_Zero+H_Plu_Dec2。在夹持砖坯的减速阶段,工艺要求此时下模与上模的速度相同,故在此阶段下模的减速位移即上模的减速位移H_Plu_Dec2,所以下模的运动的减速起始点为Mould_Flex_P2=Pos_Mould_Zero+H_Plu_Dec2。
计算下模减速段目标位置Mould_Flex_P3,其等于下模的零位,Mould_Flex_P3=Pos_Mould_Zero。下模减速段目标位置Mould_Flex_P3等于下模的零位,Mould_Flex_P3=Pos_Mould_Zero;跳转步骤S37。
S37:判断下模的实时位置,并根据下模的位置值,控制下模的运动状态。具体的,所述步骤37中包括以下步骤:
步骤371:判断下模实时位置Pos_Mould_Act;并将位移速度闭环模块SG实例化,获得功能块SG2;
当下模实时位置Pos_Mould_Act大于下模加速目标位置Mould_Flex_P1时,则下模运动的目标位值为Mould_Flex_P1,加速度为下模加速度Acc_Mould,初速度是下模启动速度V_ST,运动类型定义为匀加速;执行步骤372;
当下模实时位置Pos_Mould_Act小于等于Mould_Flex_P1并大于Mould_Flex_P2时,则下模运动的目标位值是Mould_Flex_P2,加速度为0,初速度是夹持速度V_Mould,运动类型定义为匀速;执行步骤372;
当下模实时位置小于Mould_Flex_P2时,则下模的运动的目标位值是Mould_Flex_P3,加速度为动梁减速度Dec_Plu,初速度是夹持速度V_Para,运动类型是匀加速;执行步骤372;
步骤372:执行PID功能块,该PID功能块根据下模输入的实时位置Pos_Actual、设定的目标值SetpointValue,以及由下模的运动类型获取相应周期内的位移增量,获取控制输出fCtrlOutput,进而控制该下模的运动状态。请参阅图5,其为本发明的速度闭合模块的步骤流程图。具体的,所述PID功能块的步骤如上述步骤3241~3244。
在执行完SG2功能块后,将SG2的输出赋值给控制下模阀的输出指令Mould_Output,Mould_Output=SG2.V_Out。结束本方法。
相比于现有技术,本发明研究的上模与下模夹持粉料同步下降的填料方法,配套特制的料车,可解决陶瓷压砖机布料不均的问题,如此可省略当前陶瓷压砖机填料方法的下模微调和墩料环节,缩短了填料耗费的时间,提高陶瓷压砖机的生产效率;另外由于无需再进行下模微调,不用设置下模微调参数,降低了对陶瓷压砖机操作人员技术水平的要求,节省了人力资源成本。
进一步,通过使用预压过而具有一定密实度的块状体粉料进行填料,如此可解决当前陶瓷压砖机模腔内疏松粉料被下模快速下降产生的风力吹出模腔外的问题,不再污染环境,亦不需要安装除尘回收装置,提高粉料的利用率,降低生产成本。
同时,对于重量相等的粉料,在面积相等的情况下,具有一定密实度的块状体粉料厚度要小于疏松状态的粉料厚度,如此可缩短下模油缸行程,降低陶瓷压砖机制造成本。
本发明并不局限于上述实施方式,如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围,倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变形。