基于可编程逻辑控制器的长行程伺服分道控制方法与流程

本发明涉及工业自动化与物料输送控制，具体为基于可编程逻辑控制器的长行程伺服分道控制方法。

背景技术：

1、随着自动化生产线的高速发展，连续输送的长工件分道系统对控制精度的要求显著增加；这种复杂性带来了许多挑战，尤其是在应对工件尺寸差异和主输送线速度波动方面；

2、目前，一般通过固定参数控制伺服推料机构进行刚性侧推分道，技术人员需针对特定工件规格提前设定固定的运动轨迹；然而，传统的固定参数控制方法依赖于绝对匀速输送假设，缺乏柔性护送机制；这些方法虽然能够完成基础的分道动作，但在处理长工件或面临输送速度变化时，会导致工件尾部产生横向挤压与扫掠现象，并对伺服传动部件造成反向冲击及增加工件表面损伤的风险，难以保证系统的平稳运行；

3、因此，如何自适应调节分道控制参数以减小机械冲击并实现长工件的平稳分道，成为本领域亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于可编程逻辑控制器的长行程伺服分道控制方法，避免较长工件尾部产生横向挤压与扫掠及对伺服部件造成反向冲击，且更易自适应调节分道控制参数以实现长工件的平稳分道， 本发明是采用如下技术方案实现的：

2、基于可编程逻辑控制器的长行程伺服分道控制方法，应用于分道系统，分道系统包括可编程逻辑控制器、测长光电传感器、主输送线编码器、分道触发光电传感器、主输送线、分道输送线、推板以及驱动推板的伺服电机；包括以下步骤：

3、步骤s1，可编程逻辑控制器接收工件经过测长光电传感器时产生的遮光信号以及主输送线编码器的脉冲信号，获取工件长度，并获取主输送线的实际运行速度；

4、步骤s2，根据工件长度和实际运行速度，确定切换位置、推板回退距离、推板回退时间及扭矩上限，并设定包括前推加速段、回退减速段和恒扭矩跟随段的位置控制曲线；

5、步骤s3，根据分道触发光电传感器发出的信号确定推料开始时间，可编程逻辑控制器控制伺服电机驱动推板按前推加速段运动，将工件前部推入分道输送线；

6、步骤s4，当推板运行至切换位置时，控制伺服电机按回退减速段执行回退动作；回退完成后进入恒扭矩跟随段，根据当前扭矩反馈值与扭矩上限的比较结果控制输出扭矩，直至工件完全进入分道输送线；

7、步骤s5，控制伺服电机驱动推板返回初始位置。

8、优选地，在步骤s1中，基于测长光电传感器被工件遮挡期间主输送线编码器累积的脉冲变化量，确定工件长度。

9、优选地，在步骤s2中，切换位置包括第一切换位置和第二切换位置；

10、第一切换位置和第二切换位置分别按工件长度的对应比例确定；

11、第一切换位置用于触发回退减速段，第二切换位置用于触发恒扭矩跟随段；

12、其中，第一切换位置对应的第一行程比例系数为0.25至0.40，第二切换位置对应的第二行程比例系数为0.45至0.70。

13、优选地，在步骤s3中，基于测长光电传感器与分道触发光电传感器之间的距离及主输送线的实际运行速度，获取工件前端到达分道处的预计时间；

14、当分道触发光电传感器实际发出的信号早于预计时间时，以实际发出信号的时刻作为推料开始时间；

15、当实际发出的信号不早于预计时间时，以预计时间作为推料开始时间。

16、优选地，在步骤s2中，前推加速段为位移递增曲线，回退减速段为包含后退位移的曲线，恒扭矩跟随段的位移增长斜率小于前推加速段的位移增长斜率；

17、前推加速段与回退减速段的切换处、回退减速段与恒扭矩跟随段的切换处的位置和速度均保持连续。

18、优选地，在步骤s2中，根据工件长度、实际运行速度及主输送线与分道输送线的夹角确定推板回退距离，推板回退距离为3mm至25mm；

19、根据推板回退距离和预先存储在可编程逻辑控制器中的预设回退速度确定推板回退时间，推板回退时间为20ms至200ms。

20、优选地，在步骤s2中，扭矩上限根据前推加速段期间采集的最大扭矩值和预设扭矩折减系数确定，预设扭矩折减系数为0.20至0.60；

21、在步骤s4中，根据当前扭矩反馈值与扭矩上限的比较结果控制输出扭矩具体包括：实时获取伺服电机的当前扭矩反馈值并与扭矩上限进行比较，在未超过扭矩上限时按设定轨迹运行，在超过扭矩上限时限制伺服电机的输出扭矩并按设定轨迹运行。

22、优选地，在步骤s3和步骤s4中，推板表面设置有弹性弧形垫，弹性弧形垫的曲率半径为300mm至1500mm，厚度为5mm至20mm；

23、弹性弧形垫与工件保持接触，配合前推加速段和回退减速段的曲线运动，在前推加速段由弹性弧形垫推动工件；

24、在回退减速段和恒扭矩跟随段中，推板相对工件的速度小于主输送线的输送速度。

25、优选地，在步骤s2中，以预先定义的标准输送线速度为基准，根据实际运行速度与标准输送线速度的偏差对推板回退距离进行调整；

26、当实际运行速度高于标准输送线速度时增大推板回退距离，当实际运行速度低于标准输送线速度时减小推板回退距离，当实际运行速度等于标准输送线速度时，保持推板回退距离不变。

27、优选地，在步骤s5中，当推板运行至预设的分道行程区间且伺服电机的反向扭矩数据大于预设阈值时，其中，预设阈值为基于标准工件平稳分道时测得的最大反向扭矩基准值确定的扭矩界限，优先增加下一次推料的推板回退距离，当推板回退距离达到预设距离上限时增加推板回退时间；当伺服电机的反向扭矩数据小于或等于预设阈值时，保持下一次推料的推板回退距离和推板回退时间不变；

28、其中，反向扭矩数据为工件前端进入分道输送线后的剩余行程内伺服电机反馈的反向扭矩最大值。

29、本发明带来的有益技术效果：

30、1.本发明基于测长光电传感器和主输送线编码器实时获取工件长度与实际运行速度，摒弃了传统的绝对匀速假设。系统据此动态设定包含前推加速、回退减速和恒扭矩跟随的连续位置控制曲线，能够自适应速度波动，避免刚性冲击，确保长工件平稳运行；

31、2.本发明按工件长度比例动态确定不同控制阶段的切换位置，使设备面对不同规格工件时无需重新调整传感器物理位置。各控制段切换处的位置和速度均保持连续，避免了电机瞬间反转造成的机械冲击和附加载荷，实现推板与工件接触状态的稳定过渡。

1.基于可编程逻辑控制器的长行程伺服分道控制方法，应用于分道系统，分道系统包括可编程逻辑控制器、测长光电传感器、主输送线编码器、分道触发光电传感器、主输送线、分道输送线、推板以及驱动推板的伺服电机；其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于可编程逻辑控制器的长行程伺服分道控制方法，其特征在于，在步骤s1中，基于所述测长光电传感器被所述工件遮挡期间所述主输送线编码器累积的脉冲变化量，确定所述工件长度。

3.根据权利要求1所述的基于可编程逻辑控制器的长行程伺服分道控制方法，其特征在于，在步骤s2中，所述切换位置包括第一切换位置和第二切换位置；

4.根据权利要求1所述的基于可编程逻辑控制器的长行程伺服分道控制方法，其特征在于，在步骤s3中，基于所述测长光电传感器与所述分道触发光电传感器之间的距离及所述主输送线的实际运行速度，获取工件前端到达分道处的预计时间；

5.根据权利要求1所述的基于可编程逻辑控制器的长行程伺服分道控制方法，其特征在于，在步骤s2中，所述前推加速段为位移递增曲线，所述回退减速段为包含后退位移的曲线，所述恒扭矩跟随段的位移增长斜率小于所述前推加速段的位移增长斜率；

6.根据权利要求1所述的基于可编程逻辑控制器的长行程伺服分道控制方法，其特征在于，在步骤s2中，根据所述工件长度、所述实际运行速度及所述主输送线与所述分道输送线的夹角确定所述推板回退距离，所述推板回退距离为3mm至25mm；

7.根据权利要求1所述的基于可编程逻辑控制器的长行程伺服分道控制方法，其特征在于，在步骤s2中，所述扭矩上限根据所述前推加速段期间采集的最大扭矩值和预设扭矩折减系数确定，所述预设扭矩折减系数为0.20至0.60；

8.根据权利要求1所述的基于可编程逻辑控制器的长行程伺服分道控制方法，其特征在于，在步骤s3和步骤s4中，所述推板表面设置有弹性弧形垫，所述弹性弧形垫的曲率半径为300mm至1500mm，厚度为5mm至20mm；

9.根据权利要求6所述的基于可编程逻辑控制器的长行程伺服分道控制方法，其特征在于，在步骤s2中，以预先定义的标准输送线速度为基准，根据所述实际运行速度与所述标准输送线速度的偏差对所述推板回退距离进行调整；

10.根据权利要求1所述的基于可编程逻辑控制器的长行程伺服分道控制方法，其特征在于，在步骤s5中，当所述推板运行至预设的分道行程区间且所述伺服电机的反向扭矩数据大于预设阈值时，其中，所述预设阈值为基于标准工件平稳分道时测得的最大反向扭矩基准值确定的扭矩界限，优先增加下一次推料的所述推板回退距离，当所述推板回退距离达到预设距离上限时增加所述推板回退时间；当所述伺服电机的反向扭矩数据小于或等于所述预设阈值时，保持下一次推料的所述推板回退距离和所述推板回退时间不变；