1.本发明涉及冲压设备控制技术领域，尤其是涉及一种自动化冲压生产线同步控制系统及控制方法。
背景技术：2.目前，普通的自动化冲压生产线中，冲压设备以单次的方式运行，即冲压设备得到启动信号后，运行一个行程，停留在上死点，等待下料机械手下料，并且上料机械手上料完成后，再给冲压设备启动信号，冲压设备运行一个行程，以此往复。如上所述，普通自动化冲压生产线节拍较慢，且冲压设备每个行程都需要离合器-制动器动作，对摩擦片的消耗较大。面对日益严峻的市场竞争，需要一种高效的自动化冲压生产线控制方式，自动化冲压生产线中的冲压设备以连续的方式运行，上死点不再停止，即同步控制。
3.专利201410820666.1(申请日为2014.12.25，公开号为cn104467556a，公开日2015.03.25)公开了一种自动化冲压生产线冲压设备的同步控制系统和控制方法，实现了冲压设备的连续运行模式。但其控制方式没有考虑冲压设备离合器吸合至稳定会引起主驱动电机转速的变化，而直接调节主驱动变频器的速度给定值，这样会导致整个控制系统严重震荡，无法完成预期的控制目的。同时，该专利以首台冲压设备为主轴冲压设备，后续冲压设备以首台冲压设备的运行轨迹为基准进行速度调节，即首台冲压设备不调速，后续冲压设备的速度也无法调整，因此，自动化冲压生产线的节拍被首台冲压设备限制，无法有效提高。
技术实现要素：4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种自动化冲压生产线同步控制系统及控制方法，以实时调节主驱动变频器的速度给定值，进而控制主驱动电机的转速，保证自动化冲压生产线中相邻的两台冲压设备的相位差恒定，实现自动化冲压生产线冲压设备的同步运行。
5.本发明的目的是这样实现的：一种自动化冲压生产线同步控制系统，包括同步控制器、冲压设备控制器、速度编码器、位置编码器和主驱动变频器，冲压设备控制器、速度编码器、位置编码器和主驱动变频器数量与冲压设备数量一一对应，速度编码器设置在冲压设备的主驱动电机上，用于采集主驱动电机实时转速；位置编码器安装在冲压设备的主轴上，用于采集冲压设备的实时角度信号；冲压设备控制器用于控制冲压设备工作；同步控制器根据冲压设备启动时的初始角度和离合器吸合至稳定时的实时角度，控制冲压设备控制器启动并不断调整主驱动变频器的速度给定值，主驱动变频器根据速度给定值控制冲压设备的主驱动电机转速。
6.本发明的自动化冲压生产线同步控制系统，通过同步控制器采集各类信号，不断调整各冲压设备的主驱动电机速度，并且充分考虑到冲压设备离合器吸合开始至稳定过程会引起主驱动电机转速的变化，避免调速过程控制系统震荡，实现自动化冲压生产线中冲
压设备的相位差恒定，使得冲压生产线中冲压设备可以连续运行，有效提高了整线生产效率。
7.作为本发明的进一步改进，同步控制器根据自动化冲压生产线的速度设定值，控制首台冲压设备启动；并根据相应冲压设备启动时的初始角度和离合器吸合至稳定时位置编码器的实时角度以及相邻两台冲压设备的相位差，控制后续冲压设备启动、设定后续冲压设备的速度设定值以及进行所有冲压设备的速度设定值调整。即各冲压设备启动及调速的全过程均避免了在离合器吸合过程中进行，进而避免了控制系统震荡以及主驱动电机损坏，确保实现各冲压设备恒定的角度差控制，提高生产效率及系统稳定性。
8.作为本发明的进一步改进，相邻两台冲压设备的相位差恒定，以便于简化控制过程。
9.作为本发明的进一步改进，冲压设备的数量至少为2台，且所有冲压设备均为从轴冲压设备，即所有冲压设备的速度均可根据离合器吸合至稳定时的实时角度不断进行调整，以提高整线生产效率，避免自动化冲压生产线的节拍被首台冲压设备限制。
10.本发明还提供一种自动化冲压生产线同步控制方法，采用上述的自动化冲压生产线同步控制系统对冲压设备进行同步控制，同步控制方法包括以下步骤：
11.(1)设定自动化冲压生产线的速度设定值；
12.(2)同步控制器向首台冲压设备的冲压设备控制器发出启动命令，同时监控首台冲压设备的速度编码器采集的主驱动电机的转速；
13.(3)等到首台冲压设备速度编码器采集的转速恢复到稳定状态时，同步控制器通过分别与首台冲压设备的冲压设备控制器和位置编码器通讯，采集实时自动化冲压生产线速度和首台冲压设备的实时角度信号，并根据上述信息计算出虚拟主轴实时角度；
14.(4)同步控制器根据相应位置编码器采集的实时角度与虚拟主轴实时角度之间的角度差和自动化冲压生产线的速度设定值，分析计算出后续各个冲压设备的速度给定值，并将该速度给定值发送给相应的主驱动变频器；
15.(5)同步控制器根据相邻两台冲压设备的相位差和后续各个冲压设备离合器吸合开始至稳定经过的角度，计算出后续冲压设备启动时对应的虚拟主轴角度值，当虚拟主轴的角度到达虚拟主轴角度值时，同步控制器向冲压设备控制器发出启动指令，主驱动变频器根据步骤(4)中的速度给定值控制冲压设备的主驱动电机转速；
16.(6)同步控制器监控所有冲压设备的速度编码器，检测到相应主驱动电机转速恢复稳定后，通过相应位置编码器读取冲压设备的实时角度，不断调整相应主驱动变频器的速度给定值，主驱动变频器根据速度给定值调整冲压设备的主驱动电机转速，实现自动化冲压生产线中相邻冲压设备的相位差恒定。
17.本发明的自动化冲压生产线同步控制方法，以首台冲压设备离合器吸合后运行稳定为条件，计算出虚拟主轴，保证了虚拟主轴角度数据不受外部影响，准确有效，充分考虑冲压设备的离合器吸合特性，综合设定的自动化冲压生产线中相邻两台冲压设备的相位差和离合器吸合特性，计算出各冲压设备启动时对应的虚拟主轴角度值，当虚拟主轴角度到达上述角度时，同步控制器向冲压设备控制器发出启动指令，同时，同步控制器运用速度编码器检测到主驱动电机转速恢复稳定后，通过位置编码器读取各冲压设备的实时角度，不断调整主驱动变频器的速度给定值，进而控制主驱动电机的转速，实现闭环控制。本发明统
一协调了自动化冲压生产线中各冲压设备的运行速度，保证了相邻两台冲压设备的相位差恒定，从而实现了冲压设备稳定、安全的连续运行，大幅度提高了生产效率，降低了成本。
18.其中，虚拟主轴实时角度θs为：
[0019][0020]
其中，θ0为首台冲压设备启动时的角度，v
sv
为自动化冲压生产线的速度设定值，t为自动化冲压生产线运行时间，单位为分钟。
[0021]
冲压设备与虚拟主轴之间的角度差θ
di
为：
[0022]
θ
dn
＝θ
s-(n-1)
×
θ
pdi-θ
pn
[0023]
其中，θ
dn
为冲压设备与虚拟主轴之间计算角度差，θs为虚拟主轴实时角度，n为冲压设备在自动化冲压生产线中的次序号，θ
pdi
为设定的自动化冲压生产线中相邻两台冲压设备的相位差，θ
pn
为冲压设备实时角度。
[0024]
考虑到会出现虚拟主轴角度为2
°
，冲压设备角度为357
°
，或者虚拟主轴角度为357
°
，冲压设备角度为2
°
等情况，因此：
[0025]
如果θ
dn
《-180
°
，θ
di
＝θ
dn
+360
[0026]
如果θ
dn
》180
°
，θ
di
＝θ
dn-360
[0027]
如果-180
°
《θ
dn
《180
°
，θ
di
＝θ
dn
。
[0028]
速度给定值v
gvi
为：
[0029]vgvi
＝v
sv
+k
×
θ
di
[0030]
其中，v
gvi
为冲压设备的速度给定值，v
sv
为自动化冲压生产线的速度设定值，k为经验值，k＝5，θ
di
为冲压设备与虚拟主轴之间的角度差。
[0031]
冲压设备离合器吸合开始至稳定经过的角度θ
ci
为：
[0032]
θi＝θ
ti-θ
si
[0033]
其中，θi为冲压设备离合器吸合至稳定时同步控制器读取的位置编码器的实时角度值和启动时读取的初始角度之间的差，θ
ti
为冲压设备离合器吸合至稳定时同步控制器读取的位置编码器的实时角度值，θ
si
为冲压设备启动时同步控制器读取的位置编码器的初始角度。
[0034]
考虑到会出现冲压设备启动前同步控制器读取的位置编码器的初始角度为358
°
，冲压设备离合器吸合稳定后同步控制器读取位置编码器的实时角度值为4
°
等的情况，因此，所述的冲压设备离合器吸合开始至稳定经过的角度为：
[0035]
如果θi《0，θ
ci
＝360+θi[0036]
如果θi》0，θ
ci
＝θi[0037]
后续各冲压设备启动时对应的虚拟主轴的角度值θ
msi
为：
[0038]
θ
msi
＝(n-1)
×
θ
pdi-θ
ci
[0039]
其中，n为冲压设备在自动化冲压生产线中的次序号，θ
pdi
为设定的自动化冲压生产线中相邻两台冲压设备的相位差，θ
ci
为冲压设备离合器吸合开始至稳定经过的角度。
[0040]
本发明的有益效果是：以首台冲压设备离合器吸合后运行稳定为条件，计算出虚拟主轴，保证了主轴角度数据不受外部影响，准确有效，充分考虑冲压设备的离合器吸合特性，综合设定的自动化冲压生产线中相邻两台冲压设备的相位差和离合器吸合特性，计算
出各冲压设备启动时对应的虚拟主轴角度值，当虚拟主轴角度到达上述角度值时，同步控制器向冲压设备控制器发出启动指令，同时，同步控制器运用速度编码器检测到主驱动电机转速恢复稳定后，通过位置编码器读取各冲压设备的实时角度，不断调整主驱动变频器的速度给定值，进而控制主驱动电机的转速，实现闭环控制。
[0041]
综上，本发明统一协调了自动化冲压生产线中各冲压设备的运行速度，保证了相邻两台冲压设备的相位差恒定，从而实现了冲压设备稳定、安全的连续运行，大幅度提高了生产效率，降低了成本。
附图说明
[0042]
图1为本发明的系统原理框图。
[0043]
图2为本发明的系统控制框图。
[0044]
其中，其中，1同步控制器，2主驱动变频器一，3速度编码器一，4位置编码器一，5冲压设备控制器一，6主驱动变频器二，7速度编码器二，8位置编码器二，9冲压设备控制器二，10主驱动变频器三，11速度编码器三，12位置编码器三，13冲压设备控制器三，14主驱动变频器四，15速度编码器四，16位置编码器四，17冲压设备控制器四，18主驱动变频器五，19速度编码器五，20位置编码器五，21冲压设备控制器五。
具体实施方式
[0045]
如图1-2所示，本发明的自动化冲压生产线同步控制系统，包括同步控制器、冲压设备控制器、速度编码器、位置编码器和主驱动变频器。
[0046]
冲压设备控制器、速度编码器、位置编码器和主驱动变频器数量与冲压设备数量一一对应。其中，速度编码器设置在冲压设备的主驱动电机上，用于采集主驱动电机实时转速。位置编码器安装在冲压设备的主轴上，用于采集冲压设备的实时角度信号。冲压设备控制器(plc)用于控制冲压设备工作。同步控制器通过与冲压设备控制器、速度编码器、位置编码器和主驱动变频器通讯，采集各类信号，不断调整各冲压设备的主驱动电机速度，实现自动化冲压生产线中冲压设备的相位差恒定，使得冲压生产线中冲压设备可以连续运行。
[0047]
具体地，同步控制器通过位置编码器采集各冲压设备启动前的初始角度，同时向冲压设备控制器发出启动冲压设备命令，冲压设备控制器控制冲压设备离合器吸合，此时主驱动电机转速会下降，等到离合器吸合稳定后，主驱动电机的转速会恢复到稳定转态，当同步控制器监控到各速度编码器转速恢复到稳定时，读取此时各位置编码器的实时角度，结合冲压设备启动前的初始角度和上述位置编码器的实时角度计算出各冲压设备离合器吸合开始至稳定经过的角度。
[0048]
同步控制器向首台冲压设备控制发出同步启动命令，同时监控首台冲压设备速度编码器的转速，等到速度编码器的转速恢复到稳定状态时，同步控制器通过分别与冲压设备控制器和位置编码器通讯，采集当前自动化冲压生产线速度和其中首台冲压设备的当前角度信号，并根据上述信息计算出一个虚拟主轴，同时根据设定的相位差和各冲压设备离合器吸合至稳定经过的角度，计算出各冲压设备启动时对应的虚拟主轴角度值，当虚拟主轴角度到达上述角度值时，同步控制器向冲压设备控制器发出启动指令，同时，同步控制器运用速度编码器检测到主驱动电机转速恢复稳定后，通过位置编码器读取各冲压设备的实
时角度，不断调整主驱动变频器的速度给定值，主驱动变频器根据速度给定值控制冲压设备的主驱动电机转速。
[0049]
在本实施例中，冲压设备(压力机)的数量为5台，且所有冲压设备均为从轴冲压设备，即所有冲压设备的速度均可根据离合器吸合至稳定时的实时角度不断进行调整，以提高整线生产效率，避免自动化冲压生产线的节拍被首台冲压设备限制。为简化控制，冲压生产线中相邻两台冲压设备的相位差恒定，在本实施例中设定为60
°
，即第一台冲压设备与虚拟主轴之间的相位差为0
°
，第二台冲压设备与虚拟主轴之间的相位差为60
°
，第三台冲压设备与虚拟主轴之间的相位差为120
°
，第四台冲压设备与虚拟主轴之间的相位差为180
°
，第五台冲压设备与虚拟主轴之间的相位差为240
°
。
[0050]
本实施例的自动化冲压生产线同步控制系统，同步控制方法包括以下步骤：
[0051]
(1)设定自动化冲压生产线的速度设定值，如12冲次/分钟，即自动化冲压生产线中所有冲压设备的速度设定值均为12冲次/分钟。
[0052]
(2)同步控制器向首台冲压设备的冲压设备控制器发出启动命令，同时监控首台冲压设备的速度编码器采集的主驱动电机的转速；
[0053]
(3)等到首台冲压设备速度编码器采集的转速恢复到稳定状态(即离合器吸合至稳定)时，同步控制器通过分别与首台冲压设备的冲压设备控制器和位置编码器通讯，采集实时自动化冲压生产线速度(即首台冲压设备的实时速度)和首台冲压设备的实时角度信号，并根据上述信息计算出虚拟主轴实时角度；
[0054]
具体地，虚拟主轴实时角度θs为：
[0055][0056]
其中，θ0为首台冲压设备启动时的角度，v
sv
为自动化冲压生产线的速度设定值，t为自动化冲压生产线运行时间，单位为分钟。
[0057]
(4)同步控制器根据相应位置编码器采集的实时角度与虚拟主轴实时角度之间的角度差和自动化冲压生产线的速度设定值，分析计算出后续各个冲压设备的速度给定值，并将该速度给定值发送给相应的主驱动变频器；
[0058]
速度给定值v
gvi
为：
[0059]vgvi
＝v
sv
+k
×
θ
di
[0060]
其中，v
gvi
为冲压设备的速度给定值，v
sv
为自动化冲压生产线的速度设定值，k为经验值，k＝5，θ
di
为冲压设备与虚拟主轴之间的角度差。
[0061]
冲压设备与虚拟主轴之间的角度差θ
di
为：
[0062]
θ
dn
＝θ
s-(n-1)
×
θ
pdi-θ
pn
[0063]
其中，θ
dn
为冲压设备与虚拟主轴之间计算角度差，θs为虚拟主轴实时角度，n为冲压设备在自动化冲压生产线中的次序号，θ
pdi
为设定的自动化冲压生产线中相邻两台冲压设备的相位差，θ
pn
为冲压设备实时角度。
[0064]
考虑到会出现虚拟主轴角度为2
°
，冲压设备角度为357
°
，或者虚拟主轴角度为357
°
，冲压设备角度为2
°
等情况，因此：
[0065]
如果θ
dn
《-180
°
，θ
di
＝θ
dn
+360
[0066]
如果θ
dn
》180
°
，θ
di
＝θ
dn-360
[0067]
如果-180
°
《θ
dn
《180
°
，θ
di
＝θ
dn
。
[0068]
(5)同步控制器根据相邻两台冲压设备的相位差和后续各个冲压设备离合器吸合开始至稳定经过的角度，计算出后续冲压设备启动时对应的虚拟主轴角度值，当虚拟主轴的角度到达虚拟主轴角度值时，同步控制器向冲压设备控制器发出启动指令，主驱动变频器根据步骤(4)中的速度给定值控制冲压设备的主驱动电机转速；
[0069]
冲压设备离合器吸合开始至稳定经过的角度θ
ci
为：
[0070]
θi＝θ
ti-θ
si
[0071]
其中，θi为冲压设备离合器吸合至稳定时同步控制器读取的位置编码器的实时角度值和启动时读取的初始角度之间的差，θ
ti
为冲压设备离合器吸合至稳定时同步控制器读取的位置编码器的实时角度值，θ
si
为冲压设备启动时同步控制器读取的位置编码器的初始角度。
[0072]
考虑到会出现冲压设备启动前同步控制器读取的位置编码器的初始角度为358
°
，冲压设备离合器吸合稳定后同步控制器读取位置编码器的实时角度值为4
°
等的情况，因此，所述的冲压设备离合器吸合开始至稳定经过的角度为：
[0073]
如果θi《0，θ
ci
＝360+θi[0074]
如果θi》0，θ
ci
＝θi。
[0075]
后续各冲压设备启动时对应的虚拟主轴的角度值θ
msi
为：
[0076]
θ
msi
＝(n-1)
×
θ
pdi-θ
ci
[0077]
其中，n为冲压设备在自动化冲压生产线中的次序号，θ
pdi
为设定的自动化冲压生产线中相邻两台冲压设备的相位差，θ
ci
为冲压设备离合器吸合开始至稳定经过的角度。
[0078]
需要说明的是，在后续设备首次启动时，使用的离合器吸合开始至稳定经过的角度θ
ci
是提前测量并存入同步控制器的。由于冲压设备工作具有一定的稳定性，所以后续各个冲压设备离合器吸合开始至稳定经过的角度基本是固定的，所以提前单独测量获得是完全可行的。
[0079]
(6)同步控制器监控所有冲压设备的速度编码器，检测到相应主驱动电机转速恢复稳定后，通过相应位置编码器读取冲压设备的实时角度，不断调整相应主驱动变频器(包括首台冲压设备的主驱动变频器)的速度给定值(速度给定值的计算方法与步骤4中相同)，主驱动变频器根据速度给定值调整冲压设备的主驱动电机转速，实现自动化冲压生产线中相邻冲压设备的相位差恒定。
[0080]
需要注意的是，自动化冲压生产线中的冲压设备在离合器吸合前，主驱动变频器的速度给定值为自动化冲压生产线的速度设定值，离合器不吸合，主驱动变频器速度给定值不调整。因为在冲压设备离合器吸合开始到吸合稳定之间，主驱动电机的转速处于不稳定状态，如果进行调速，整个控制系统会震荡，很难恢复到稳定状态，不能实现各冲压设备恒定的角度差控制，并且可能会损坏主驱动电机。
[0081]
自动化冲压生产线中的冲压设备离合器吸合稳定后，同步控制器监控每台设备与虚拟主轴的角度差，当其中任意一台角度差超过设定范围，本实施例中设定范围为
±5°
，同步控制器报警，自动化冲压生产线整线停止。
[0082]
自动化冲压生产线循环停止时，虚拟主轴停止计算，各冲压设备的主驱动变频器速度给定值不再调整。
[0083]
当首台冲压设备不运行时，以紧跟其后的第二台冲压设备为首台冲压设备，以此
类推，同步控制系统中冲压设备运行数量必须大于等于2，否则同步控制没有意义。
[0084]
本实施例以首台冲压设备离合器吸合后运行稳定为条件，计算出虚拟主轴，保证了主轴角度数据不受外部影响，准确有效，充分考虑冲压设备的离合器吸合特性，综合设定的自动化冲压生产线中相邻两台冲压设备的相位差和离合器吸合特性，计算出各冲压设备启动时对应的虚拟主轴角度值，当虚拟主轴角度到达上述角度值时，同步控制器向冲压设备控制器发出启动指令，同时，同步控制器运用速度编码器检测到主驱动电机转速恢复稳定后，通过位置编码器读取各冲压设备的实时角度，不断调整主驱动变频器的速度给定值，进而控制主驱动电机的转速，实现闭环控制。本实施例统一协调了自动化冲压生产线中各冲压设备的运行速度，保证了相邻两台冲压设备的相位差恒定，从而实现了冲压设备稳定、安全的连续运行，大幅度提高了生产效率，降低了成本。
[0085]
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
技术特征：1.一种自动化冲压生产线同步控制系统，其特征在于：包括同步控制器、冲压设备控制器、速度编码器、位置编码器和主驱动变频器，所述冲压设备控制器、速度编码器、位置编码器和主驱动变频器数量与冲压设备数量一一对应，所述速度编码器设置在冲压设备的主驱动电机上，用于采集主驱动电机实时转速；所述位置编码器安装在冲压设备的主轴上，用于采集冲压设备的实时角度信号；所述冲压设备控制器用于控制冲压设备工作；所述同步控制器根据冲压设备启动时的初始角度和离合器吸合至稳定时的实时角度，控制冲压设备控制器启动并不断调整主驱动变频器的速度给定值，所述主驱动变频器根据速度给定值控制冲压设备的主驱动电机转速。2.根据权利要求1所述的自动化冲压生产线同步控制系统，其特征在于：所述同步控制器根据自动化冲压生产线的速度设定值，控制首台冲压设备启动；并根据相应冲压设备启动时的初始角度和离合器吸合至稳定时位置编码器的实时角度以及相邻两台所述冲压设备的相位差，控制后续冲压设备启动、设定后续冲压设备的速度设定值以及进行所有冲压设备的速度设定值调整。3.根据权利要求2所述的自动化冲压生产线同步控制系统，其特征在于：相邻两台所述冲压设备的相位差恒定。4.根据权利要求1所述的自动化冲压生产线同步控制系统，其特征在于：所述冲压设备的数量至少为2台，且所有冲压设备均为从轴冲压设备。5.一种自动化冲压生产线同步控制方法，其特征在于，采用上述权利要求所述的自动化冲压生产线同步控制系统对冲压设备进行同步控制，所述同步控制方法包括以下步骤：(1)设定自动化冲压生产线的速度设定值；(2)同步控制器向首台冲压设备的冲压设备控制器发出启动命令，同时监控首台冲压设备的速度编码器采集的主驱动电机的转速；(3)等到首台冲压设备速度编码器采集的转速恢复到稳定状态时，同步控制器通过分别与首台冲压设备的冲压设备控制器和位置编码器通讯，采集实时自动化冲压生产线速度和首台冲压设备的实时角度信号，并根据上述信息计算出虚拟主轴实时角度；(4)同步控制器根据相应位置编码器采集的实时角度与虚拟主轴实时角度之间的角度差和自动化冲压生产线的速度设定值，分析计算出后续各个冲压设备的速度给定值，并将该速度给定值发送给相应的主驱动变频器；(5)同步控制器根据相邻两台冲压设备的相位差和后续各个冲压设备离合器吸合开始至稳定经过的角度，计算出后续冲压设备启动时对应的虚拟主轴角度值，当虚拟主轴的角度到达所述虚拟主轴角度值时，同步控制器向冲压设备控制器发出启动指令，主驱动变频器根据步骤(4)中的速度给定值控制冲压设备的主驱动电机转速；(6)同步控制器监控所有冲压设备的速度编码器，检测到相应主驱动电机转速恢复稳定后，通过相应位置编码器读取冲压设备的实时角度，不断调整相应主驱动变频器的速度给定值，主驱动变频器根据速度给定值调整相应冲压设备的主驱动电机转速。6.根据权利要求5所述的自动化冲压生产线同步控制方法，其特征在于，所述虚拟主轴实时角度θ
s
为：
其中，θ0为首台冲压设备启动时的角度，v
sv
为自动化冲压生产线的速度设定值，t为自动化冲压生产线运行时间。7.根据权利要求6所述的自动化冲压生产线同步控制方法，其特征在于，所述冲压设备与虚拟主轴之间的角度差θ
di
为：θ
dn
＝θ
s-(n-1)
×
θ
pdi-θ
pn
如果θ
dn
<-180
°
，θ
di
＝θ
dn
+360如果θ
dn
>180
°
，θ
di
＝θ
dn-360如果-180
°
<θ
dn
<180
°
，θ
di
＝θ
dn
其中，θ
dn
为冲压设备与虚拟主轴之间计算角度差，θ
s
为虚拟主轴实时角度，n为冲压设备在自动化冲压生产线中的次序号，θ
pdi
为设定的自动化冲压生产线中相邻两台冲压设备的相位差，θ
pn
为冲压设备实时角度。8.根据权利要求7所述的自动化冲压生产线同步控制方法，其特征在于，所述速度给定值v
gvi
为：v
gvi
＝v
sv
+k
×
θ
di
其中，v
gvi
为冲压设备的速度给定值，v
sv
为自动化冲压生产线的速度设定值，k为经验值，k＝5，θ
di
为冲压设备与虚拟主轴之间的角度差。9.根据权利要求5所述的自动化冲压生产线同步控制方法，其特征在于，所述冲压设备离合器吸合开始至稳定经过的角度θ
ci
为：θ
i
＝θ
ti-θ
si
如果θ
i
<0，θ
ci
＝360+θ
i
如果θ
i
>0，θ
ci
＝θ
i
其中，θ
i
为冲压设备离合器吸合至稳定时同步控制器读取的位置编码器的实时角度值和启动时读取的初始角度之间的差，θ
ti
为冲压设备离合器吸合至稳定时同步控制器读取的位置编码器的实时角度值，θ
si
为冲压设备启动时同步控制器读取的位置编码器的初始角度。10.根据权利要求9所述的自动化冲压生产线同步控制方法，其特征在于，后续各冲压设备启动时对应的虚拟主轴的角度值θ
msi
为：θ
msi
＝(n-1)
×
θ
pdi-θ
ci
其中，n为冲压设备在自动化冲压生产线中的次序号，θ
pdi
为设定的自动化冲压生产线中相邻两台冲压设备的相位差，θ
ci
为冲压设备离合器吸合开始至稳定经过的角度。
技术总结本发明公开了一种自动化冲压生产线同步控制系统及控制方法，同步控制系统包括同步控制器、冲压设备控制器、速度编码器、位置编码器和主驱动变频器，冲压设备控制器、速度编码器、位置编码器和主驱动变频器数量与冲压设备数量一一对应，速度编码器用于采集主驱动电机实时转速；位置编码器用于采集冲压设备的实时角度信号；冲压设备控制器用于控制冲压设备工作；同步控制器根据冲压设备启动时的初始角度和离合器吸合至稳定时的实时角度，控制冲压设备控制器启动并不断调整主驱动变频器的速度给定值，主驱动变频器根据速度给定值控制冲压设备的主驱动电机转速。本发明可实现冲压设备稳定、安全的连续运行，大幅提高生产效率，降低生产成本。生产成本。生产成本。
技术研发人员：唐坚 邱平 朱德宝 谢一伟
受保护的技术使用者：江苏扬力重型机床有限公司
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/11/1
