CN108176732B - 一种模高指示器的断电追踪方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模高指示器的断电追踪方法及系统，所述方法包括：所述方法包括模高指示器断电前，将传动轴旋转的位移角度转换为电信号后，再输出至运算处理模块，由运算处理模块根据电信号计算出冲压机床的装模高度值；在模高指示器断电瞬间，记录此时编码器的第一停止位置；在模高指示器恢复供电瞬间，记录此时编码器的第二停止位置；根据编码器的第一停止位置和第二停止位置判断编码器在断电期间的角位移方向；根据第一角位移、第二角位移和编码器的角位移方向计算出编码器在断电期间的第三角位移c。本发明可以追踪到断电期间传动轴的位移角度，进一步消除了断电后传动轴角位移产生的误差，准确、精密地反应出机床的真实装模高度。

Description

一种模高指示器的断电追踪方法及系统

技术领域

本发明涉及冲压机床领域，特别涉及一种模高指示器的断电追踪方法及系统。

背景技术

冲压机床上均设有模高指示器，用于显示装模高度和装模高度限值。模高指示器是通过传动轴采集信号的，传动轴与编码器相连接，故传动轴的角位移可通过编码器的角位移直接换算得出。模高指示器通过传动轴进行信号采样时，首先通过编码器将传动轴的位移角度转换为电信号后，再计算成装模高度。如果机床突然断电，在惯性作用下，其传动轴仍然会旋转一定的角度；另外，在没有电源供应时，如果冲压机床因外部因素震动，也会导致传动轴发生角位移。由于现有的模高指示器无法追踪到断电期间传动轴的位移角度，影响了其采样信号的准确性，导致其显示的装模高度值与实际情况不符。

目前，解决此问题的方法都是重新对模高指示器进行校准。但是校准工艺繁琐，时间较长，严重影响了生产效率。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种模高指示器的断电追踪方法及系统，旨在解决目前模高指示器在发生断电或震动情况下，所显示的装模高度值与实际情况不符的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种模高指示器的断电追踪方法，包括如下步骤：

模高指示器断电前，编码器将传动轴旋转的位移角度转换为电信号后，再输出至运算处理模块，由运算处理模块根据电信号计算出冲压机床的装模高度值；

在模高指示器断电瞬间，记录此时编码器的第一停止位置，并将编码器的第一停止位置沿顺时针方向相对于编码器的预设初始位置的第一角位移记作a；

在模高指示器恢复供电瞬间，记录此时编码器的第二停止位置，并将编码器的第二停止位置沿顺时针方向相对于编码器的预设初始位置的第二角位移记作b；

根据编码器的第一停止位置和第二停止位置判断编码器在断电期间的角位移方向；

根据第一角位移、第二角位移和编码器的角位移方向计算出编码器在断电期间的第三角位移c。

所述的模高指示器的断电追踪方法中，所述根据第一角位移、第二角位移和编码器的角位移方向计算出编码器在断电期间的第三角位移c的步骤之后还包括：

根据编码器的角位移方向和第三角位移c以及机床在断电瞬间的装模高度值计算出机床恢复供电的瞬间的装模高度值。

所述的模高指示器的断电追踪方法中，所述根据编码器的第一停止位置和第二停止位置判断编码器在断电期间的角位移方向具体包括：

当a<b<a+180°或b<a-180°时，判断编码器顺时针旋转；

当0<a-b<180°或b>a+180°时，判断编码器逆时针旋转。

所述的模高指示器的断电追踪方法中，所述根据第一角位移、第二角位移和编码器的角位移方向计算出编码器在断电期间的第三角位移c具体包括：

当编码器顺时针旋转且a<b<a+180°时，则计算第三角位移c=b-a；

当编码器顺时针旋转且b< a-180°时，则计算第三角位移c=b+360°-a；

当编码器逆时针旋转且0<a-b<180°时，则计算第三角位移c=a-b；

当编码器逆时针旋转且b> a +180°时，则计算第三角位移c=360°-b+a。

所述的模高指示器的断电追踪方法中，所述编码器为绝对值编码器或增量式编码器。

一种模高指示器的断电追踪系统，包括：

编码器，用于将旋转的位移角度转换为电信号后，再将电信号输出至运算处理模块；

运算处理模块，用于根据根据电信号计算出冲压机床的装模高度值，并在模高指示器断电瞬间，记录此时编码器的第一停止位置，并将编码器的第一停止位置沿顺时针方向相对于编码器的预设初始位置的第一角位移记作a；在模高指示器恢复供电瞬间，记录此时编码器的第二停止位置，并将编码器的第二停止位置沿顺时针方向相对于编码器的预设初始位置的第二角位移记作b；根据编码器的第一停止位置和第二停止位置判断编码器在断电期间的角位移方向；以及根据第一角位移、第二角位移和编码器的角位移方向计算出编码器在断电期间的第三角位移c。

所述的模高指示器的断电追踪系统中，所述运算处理模块还用于：

根据编码器的角位移方向和第三角位移c以及机床在断电瞬间的装模高度值计算出机床恢复供电的瞬间的装模高度值。

所述的模高指示器的断电追踪系统中，所述运算处理模块包括：

第一方向判断模块，用于当a<b<a+180°或b<a-180°时，判断编码器顺时针旋转；

第二方向判断模块，用于当0<a-b<180°或b>a+180°时，判断编码器逆时针旋转。

所述的模高指示器的断电追踪系统中，所述运算处理模块还包括：

第一角位移计算模块，用于当编码器顺时针旋转且a<b<a+180°时，计算第三角位移c=b-a；

第二角位移计算模块，用于当编码器顺时针旋转且b<a-180°时，计算第三角位移c=b+360°-a；

第三角位移计算模块，用于当编码器逆时针旋转且0<a-b<180°时，计算第三角位移c=a-b；

第四角位移计算模块，用于当编码器逆时针旋转且b>a+180°时，计算第三角位移c=360°-b+a。

所述的模高指示器的断电追踪系统中，所述编码器为绝对值编码器或增量式编码器。

相较于现有技术，本发明提供的模高指示器的断电追踪方法及系统中，所述方法包括模高指示器断电前，将传动轴旋转的位移角度转换为电信号后，再输出至运算处理模块，由运算处理模块根据电信号计算出冲压机床的装模高度值；在模高指示器断电瞬间，记录此时编码器的第一停止位置，并将编码器的第一停止位置沿顺时针方向相对于编码器的预设初始位置的第一角位移记作a；在模高指示器恢复供电瞬间，记录此时编码器的第二停止位置，并将编码器的第二停止位置沿顺时针方向相对于编码器的预设初始位置的第二角位移记作b；根据编码器的第一停止位置和第二停止位置判断编码器在断电期间的角位移方向；根据第一角位移、第二角位移和编码器的角位移方向计算出编码器在断电期间的第三角位移c。本发明通过记录编码器断电前的第一停止位置和编码器断电后的第二停止位置，通过第一停止位置和第二停止位置判断编码器的旋转方向，并再根据旋转方向计算出编码器的角位移，可以追踪到断电期间传动轴的位移角度，进一步消除了断电后传动轴角位移产生的误差，准确、精密地反应出冲压机床的真实装模高度，避免在开机后需要重新校准模高指示器而导致的浪费时间和工作效率不高的问题。

附图说明

图1为本发明提供的模高指示器的断电追踪方法的流程图。

图2为本发明提供的模高指示器的断电追踪方法中，编码器的第一实施例的旋转状态的示意图。

图3为本发明提供的模高指示器的断电追踪方法中，编码器的第二实施例的旋转状态的示意图。

图4为本发明提供的模高指示器的断电追踪方法中，编码器的第三实施例的旋转状态的示意图。

图5为本发明提供的模高指示器的断电追踪方法中，编码器的第四实施例的旋转状态的示意图。

图6为本发明提供的模高指示器的断电追踪系统的结构框图。

具体实施方式

本发明提供一种模高指示器的断电追踪方法及系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的模高指示器的断电追踪方法的流程图，包括如下步骤：

S100、模高指示器断电前，将传动轴旋转的位移角度转换为电信号后，再输出至运算处理模块，由运算处理模块根据电信号计算出冲压机床的装模高度值。

具体来说，编码器用来将模高指示器的传动轴的运动信息转换为其旋转的角位移，再将旋转的角位移转换为电信号后输出给运算处理模块，运算处理模块根据电信号来计算出冲压机床的装模高度值，电信号即可以反映出传动轴的位移，从而可以进一步计算出冲压机床的装模高度值，进一步来说，所述编码器为绝对值编码器或增量式编码器，优选的实施例中，编码器发出的电信号为数字信号，编码器转动一圈发出的信号为1024个，转动一圈表示冲压机床的装模高度值的变化为0.1mm。

S200、在模高指示器断电瞬间，记录此时编码器的第一停止位置，并将编码器的第一停止位置沿顺时针方向相对于编码器的预设初始位置的第一角位移记作a。

本实施例中，所述模高指示器断电后，由于传动轴的惯性作用，其仍会继续运动，即编码器仍会旋转一定的角度。这种惯性情况下，传动轴的角位移一般少于180度，即编码器的旋转少于半圈，更具体的来说，传动轴的角位移一般少于150度，本发明基于此来实施本发明提供的断电追踪方法。

具体来说，编码器预设有初始位置，即编码器的绝对原点。在模高指示器断电瞬间，将此时编码器的停止位置记作第一停止位置。后续再根据编码器的新的停止位置来计算编码器的旋转角度，通过记录第一停止位置与绝对原点的角位移，以及恢复供电瞬间的编码器的第二停止位置与绝对原点的角位移，从而可以计算出编码器在断电期间的位移角度。

S300、在模高指示器恢复供电瞬间，记录此时编码器的第二停止位置，并将编码器的第二停止位置沿顺时针方向相对于编码器的预设初始位置的第二角位移记作b。

本实施例中，在模高指示器恢复供电瞬间，将此时编码器的停止位置记作第二停止位置，并将其与预设的编码器的初始位置，即绝对原点进行比较，记录第二停止位置与绝对原点的角位移，从而进一步计算出编码器的旋转角度。

具体来说，编码器预设有初始位置，即编码器的绝对原点。在模高指示器断电瞬间，将此时编码器的停止位置记作第一停止位置；在恢复供电瞬间，将此时编码器的停止位置记作第二停止位置；通过记录第一停止位置与绝对原点的角位移a，以及第二停止位置与绝对原点的角位移b，从而可以计算出编码器在断电期间的位移角度c。

S400、根据编码器的第一停止位置和第二停止位置判断编码器在断电期间的角位移方向；

S500、根据第一角位移、第二角位移和编码器的角位移方向计算出编码器在断电期间的第三角位移c。

本实施例中，模高指示器根据编码器的第一停止位置和第二停止位置来判断编码器的角位移方向。由于断电后传动轴的惯性旋转量一般不超过180度，即编码器的旋转少于半圈，故可以通过判断第二停止位置是否在第一停止位置顺时针旋转180°后的位置与第一停止位置之间，判断出编码器是否是顺时针旋转，通过判断第二停止位置是否在第一停止位置逆时针旋转180°后的位置与第一停止位置之间，判断出编码器是否是逆时针旋转。进一步根据旋转的方向计算出编码器的旋转角度，其中0≤a<360°，0≤b<360°，0≤c<180。

具体来说， 所述步骤S300具体包括：

当a<b<a+180°或b<a-180°时，判断编码器顺时针旋转；

当0<a-b<180°或b>a+180°时，判断编码器逆时针旋转。

所述步骤S400具体包括：

当编码器顺时针旋转且a<b<a+180°时，则计算第三角位移c=b-a；

当编码器顺时针旋转且b<a-180°时，则计算第三角位移c=b+360°-a；

当编码器逆时针旋转且0<a-b<180°时，则计算第三角位移c=a-b；

当编码器逆时针旋转且b>a+180°时，则计算第三角位移c=360°-b+a。

为了更好的理解本发明，以下针对图2-图5来对本发明的断电追踪方法进行详细说明：

请参阅图2，在第一实施例中，编码器的第一角位移a在0°到180°之间，第二角位移b在a到a+180°之间，所以第二停止位置在第一停止位置顺时针旋转180°后的位置与第一停止位置之间，可以判断出编码器为顺时针旋转，从而进一步计算出第三角位移c= b-a，即编码器顺时针旋转b-a，再根据编码器的角位移方向和旋转角度计算出编码器的实时装模高度值。

请参阅图3，在第二实施例中，编码器的第一角位移a在0°到180°之间，第二角位移b在a+180°到360°之间，第二角位移b>a+180°，所以可以第二停止位置在第一停止位置逆时针旋转180°后的位置与第一停止位置之间，所以可以判断出编码器为逆时针旋转，从而进一步计算出第三角位移c= 360°-b+a，再根据编码器的旋转方向和角位移角度计算出编码器的实时装模高度值。

请参阅图4，在第三实施例中，编码器的第一角位移a在0°到180°之间，第二角位移b在0°到a之间，其中0<a-b<180°，所以第二停止位置在第一停止位置逆时针旋转180°后的位置与第一停止位置之间，所以可以判断出编码器为逆时针旋转，从而进一步计算出第三角位移c=a-b，再根据编码器的角位移方向和旋转角度计算出编码器的实时装模高度值。

请参阅图5，在第四实施例中，编码器的第一角位移a在180°到360°之间，第二角位移b在0°到a-180°之间，故b<a-180°，所以第二停止位置在第一停止位置顺时针旋转180°后的位置与第一停止位置之间，从而可以判断出编码器为顺时针旋转，从而进一步计算出第三角位移c=b+360°-a，再根据编码器的角位移方向和旋转角度计算出编码器的实时装模高度值。

从上述实施例中可以看出，在编码器顺时针旋转或逆时针旋转时，通过将第二角位移与第一角位移进行比较，从而能够判断出编码器的旋转方向，进一步再根据旋转方向计算出编码器的旋转角度，可以追踪到断电期间传动轴的位移角度，然后在恢复供电后根据传动轴的位移角度修正显示的装模高度值，进一步消除断电后传动轴角位移产生的误差，准确、精密地反应出冲压机床的真实装模高度，避免在开机后需要重新校准模高指示器而导致的浪费时间和工作效率不高的问题。

进一步地实施例中，所述步骤S500之后还包括：

根据编码器的角位移方向和第三角位移c以及机床在断电瞬间的装模高度值计算出机床恢复供电的瞬间的实际装模高度值。

通过将编码器的旋转角度计算成传动轴的角位移信息，再根据编码器的角位移方向，利用冲压机床在断电瞬间的装模高度值加上或减去传动轴的位移量，即可计算出冲压机床恢复供电的瞬间的装模高度值，从而使得模高指示器在断电或者震动的情况下也能准确的显示准确的装模高度值。

基于上述模高指示器的断电追踪方法，本发明还相应的提供一种模高指示器的断电追踪系统，请参阅图6，所述系统包括：

编码器10，用于将旋转的位移角度转换为电信号后，再将电信号输出至运算处理模块；

运算处理模块20，用于根据根据电信号计算出冲压机床的装模高度值，并在模高指示器断电瞬间，记录此时编码器的第一停止位置，并将编码器的第一停止位置沿顺时针方向相对于编码器的预设初始位置的第一角位移记作a；在模高指示器恢复供电瞬间，记录此时编码器的第二停止位置，并将编码器的第二停止位置沿顺时针方向相对于编码器的预设初始位置的第二角位移记作b；根据编码器的第一停止位置和第二停止位置判断编码器在断电期间的角位移方向；以及根据第一角位移、第二角位移和编码器的角位移方向计算出编码器在断电期间的第三角位移c。

进一步地，所述运算处理模块20还用于根据编码器的旋转方向和第三角位移c以及冲压机床在断电瞬间的装模高度值计算出冲压机床恢复供电的瞬间的装模高度值。

进一步地，所述运算处理模块20包括：

第一方向判断模块，用于当a<b<a+180°或b<a-180°时，判断编码器顺时针旋转；

第二方向判断模块，用于当0<a-b<180°或b>a+180°时，判断编码器逆时针旋转。

进一步地，所述运算处理模块20还包括：

第一角位移计算模块，用于当编码器顺时针旋转且a<b<a+180°时，计算第三角位移c=b-a；

第二角位移计算模块，用于当编码器顺时针旋转且b<a-180°时，计算第三角位移c=b+360°-a；

第三角位移计算模块，用于当编码器逆时针旋转且0<a-b<180°时，计算第三角位移c=a-b；

第四角位移计算模块，用于当编码器逆时针旋转且b>a+180°时，计算第三角位移c=360°-b+a。

具体的，所述编码器为绝对值编码器或增量式编码器。

由于上文已对模高指示器的断电追踪方法进行详细描述，在此不再赘述。

综上所述，本发明提供的模高指示器的断电追踪方法及系统中，所述方法包括模高指示器断电前，将传动轴旋转的位移角度转换为电信号后，再输出至运算处理模块，由运算处理模块根据电信号计算出冲压机床的装模高度值；在模高指示器断电瞬间，记录此时编码器的第一停止位置，并将编码器的第一停止位置沿顺时针方向相对于编码器的预设初始位置的第一角位移记作a；在模高指示器恢复供电瞬间，记录此时编码器的第二停止位置，并将编码器的第二停止位置沿顺时针方向相对于编码器的预设初始位置的第二角位移记作b；根据编码器的第一停止位置和第二停止位置判断编码器在断电期间的角位移方向；根据第一角位移、第二角位移和编码器的角位移方向计算出编码器在断电期间的第三角位移c。本发明通过记录编码器断电前的第一停止位置和编码器断电后的第二停止位置，通过第一停止位置和第二停止位置判断编码器的旋转方向，并再根据旋转方向计算出编码器的角位移，可以追踪到断电期间传动轴的位移角度，进一步消除了断电后传动轴角位移产生的误差，准确、精密地反应出冲压机床的真实装模高度，避免在开机后需要重新校准模高指示器而导致的浪费时间和工作效率不高的问题。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种模高指示器的断电追踪方法，其特征在于，包括如下步骤：

模高指示器断电前，将传动轴旋转的位移角度转换为电信号后，再输出至运算处理模块，由运算处理模块根据电信号计算出冲压机床的装模高度值；

在模高指示器断电瞬间，记录此时编码器的第一停止位置，并将编码器的第一停止位置沿顺时针方向相对于编码器的预设初始位置的第一角位移记作a；

在模高指示器恢复供电瞬间，记录此时编码器的第二停止位置，并将编码器的第二停止位置沿顺时针方向相对于编码器的预设初始位置的第二角位移记作b；

其中，模高指示器断电后，传动轴的角位移少于180°；

根据编码器的第一停止位置和第二停止位置判断编码器在断电期间的角位移方向；

根据第一角位移、第二角位移和编码器的角位移方向计算出编码器在断电期间的第三角位移c。

2.根据权利要求1所述的模高指示器的断电追踪方法，其特征在于，所述根据第一角位移、第二角位移和编码器的旋转方向计算出编码器在断电期间的第三角位移c的步骤之后还包括：

根据编码器的角位移方向和第三角位移c以及机床在断电瞬间的装模高度值计算出机床恢复供电的瞬间的装模高度值。

3.根据权利要求2所述的模高指示器的断电追踪方法，其特征在于，所述根据编码器的第一停止位置和第二停止位置判断编码器在断电期间的角位移方向具体包括：

当a<b<a+180°或b<a-180°时，判断编码器顺时针旋转；

当0°<a-b<180°或b>a+180°时，判断编码器逆时针旋转。

4.根据权利要求3所述的模高指示器的断电追踪方法，其特征在于，所述根据第一角位移、第二角位移和编码器的角位移方向计算出编码器在断电期间的第三角位移c具体包括：

当编码器顺时针旋转且a<b<a+180°时，则计算第三角位移c=b-a；

当编码器顺时针旋转且b<a-180°时，则计算第三角位移c=b+360°-a；

当编码器逆时针旋转且0°<a-b<180°时，则计算第三角位移c=a-b；

当编码器逆时针旋转且b>a+180°时，则计算第三角位移c=360°-b+a。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的模高指示器的断电追踪方法，其特征在于，所述编码器为绝对值编码器或增量式编码器。

6.一种模高指示器的断电追踪系统，其特征在于，包括：

编码器，用于将旋转的位移角度转换为电信号后，再将电信号输出至运算处理模块；

运算处理模块，用于根据电信号计算出冲压机床的装模高度值，并在模高指示器断电瞬间，记录此时编码器的第一停止位置，并将编码器的第一停止位置沿顺时针方向相对于编码器的预设初始位置的第一角位移记作a；在模高指示器恢复供电瞬间，记录此时编码器的第二停止位置，并将编码器的第二停止位置沿顺时针方向相对于编码器的预设初始位置的第二角位移记作b；

其中，模高指示器断电后，传动轴的角位移少于180°；

根据编码器的第一停止位置和第二停止位置判断编码器在断电期间的角位移方向；以及根据第一角位移、第二角位移和编码器的角位移方向计算出编码器在断电期间的第三角位移c。

7.根据权利要求6所述的模高指示器的断电追踪系统，其特征在于，所述运算处理模块还用于：

根据编码器的角位移方向和第三角位移c以及机床在断电瞬间的装模高度值计算出机床恢复供电的瞬间的装模高度值。

8.根据权利要求7所述的模高指示器的断电追踪系统，其特征在于，所述运算处理模块包括：

第一方向判断模块，用于当a<b<a+180°或b<a-180°时，判断编码器顺时针旋转；

第二方向判断模块，用于当0<a-b<180°或b>a+180°时，判断编码器逆时针旋转。

9.根据权利要求8所述的模高指示器的断电追踪系统，其特征在于，所述运算处理模块还包括：

第一角位移计算模块，用于当编码器顺时针旋转且a<b<a+180°时，计算第三角位移c=b-a；

第二角位移计算模块，用于当编码器顺时针旋转且b<a-180°时，计算第三角位移c=b+360°-a；

第三角位移计算模块，用于当编码器逆时针旋转且0<a-b<180°时，计算第三角位移c=a-b；

第四角位移计算模块，用于当编码器逆时针旋转且b>a+180°时，计算第三角位移c=360°-b+a。

10.根据权利要求6-9任意一项所述的模高指示器的断电追踪系统，其特征在于，所述编码器为绝对值编码器或增量式编码器。