CN101474888A - 螺旋压力机精确打击数控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种螺旋压力机精确打击数控方法，其特征在于采用如下步骤：①输入设备数据和运行数据；②电机控制器根据公式E＝1/η(W_d+(F²/2C))、ΔE＝(F/ηC)ΔF、

、Δω＝(ΔE/(J₁+J₂/i²)ω)计算所需的开关磁阻电机的转速ω和转速精度Δω，进而控制开关磁阻电机动作；③开关磁阻电机驱动螺旋压力机动作。由于螺旋压力机驱动电机的转速ω和转速精度Δω由设备数据和运行数据直接控制，这样能有效提高螺旋压力机的打击精度，提高工件质量和一致性，提高模具寿命。

Description

螺旋压力机精确打击数控方法

技术领域

本发明提供一种螺旋压力机精确打击数控方法，属于机械工业设备领域。

背景技术

螺旋压力机是打击能量控制型材料成型设备。目前生产中常用的是摩擦式螺旋压力机，因手工操作，其打击能量不能数字化控制。专利号为200510104599.4的发明专利，发明了螺旋压力机传动的数控方法，由开关磁阻电机通过减速驱动螺杆与滑块，能够使螺旋压力机实现滑块位移和速度数字化控制，打击能量可控，但没有涉及如何控制打击能量的精确度。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺旋压力机精确打击数控方法，能提高工件质量和一致性，提高模具寿命。

其技术方案为：

一种螺旋压力机精确打击数控方法，其特征在于采用如下步骤：①输入运行数据；②、控制部件根据公式 $E=\frac{1}{\mathrm{\η}}(W_d+\frac{F^2}{2C}),$ $\mathrm{\ΔE}=\frac{F}{\mathrm{\ηC}}\mathrm{\ΔF},$ $\mathrm{\ω}=\sqrt{\frac{2E}{(J_1+J_2/i^2)}},$ $\mathrm{\Δ\ω}=\frac{\mathrm{\ΔE}}{(J_1+J_2/i^2)\mathrm{\ω}}$ 计算所需的开关磁阻电机的转速ω和转速精度Δω，进而控制开关磁阻电机动作；③开关磁阻电机驱动螺旋压力机动作。

所述的螺旋压力机精确打击数控方法，步骤①中首先输入设备数据，包括电机轴转动惯量J₁、螺杆轴转动惯量J₂、传动比i，操作时再输入打击能量E、打击能量精度ΔE运行数据；或者调试时，经触摸屏首先输入设备数据，包括电机轴转动惯量J₁、螺杆轴转动惯量J₂、传动比i、机械效率η、综合刚度C，操作时再输入工件变形功W_d、打击力F、打击力精度ΔF运行数据。

所述的螺旋压力机精确打击数控方法，螺旋压力机包括机身、制动器、安装在机身下部的工作台、安装在机身顶部的横梁、轴承安装在横梁上的钢套、固定安装在钢套内下端的螺母和固定安装在钢套外上端的飞轮，飞轮经皮带与安装在开关磁阻电机输出轴上的主动轮传动连接，螺杆穿过钢套并与螺母螺纹连接，螺杆的下端设有滑块，工作台上对应于滑块正下方设有贯穿的台阶孔，顶杆间隙安装在台阶孔内，滑块的底部两侧设有拉杆，拉杆穿过工作台与托架固定连接，托架内水平安装有气缸，气缸的活塞杆与盖板固定连接，盖板在气缸的控制下可位于或移开顶杆的正下方。开关磁阻电机通过皮带传动驱动飞轮、钢套和螺母旋转，进而螺杆与滑块一起向下直线运动，实现对固定在工作台模具内的工件的打击，打击完毕后，盖板在气缸的控制下移到顶杆的正下方，滑块上行带动托架向上移动，盖板随之顶在顶杆底部，同步向上移动，把工件顶出。

所述的螺旋压力机精确打击数控方法，控制部件包括开关量输出板、PLC可编程控制器、开关量输入板、电机控制器和触摸屏，其中开关量输入板连接PLC可编程控制器，PLC可编程控制器分别连接触摸屏、开关量输出板和电机控制器，电机控制器连接开关磁阻电机，开关量输出板连接气缸和制动器的控制端。

其工作原理为：调试时，通过触摸屏首先输入设备数据，包括电机轴转动惯量J1、螺杆轴转动惯量J₂、传动比i，操作时再输入打击能量E、打击能量精度ΔE运行数据；或者调试时，经触摸屏首先输入设备数据，包括电机轴转动惯量J₁、螺杆轴转动惯量J₂、传动比i、机械效率η、综合刚度C，操作时再输入工件变形功W_d、打击力F、打击力精度ΔF运行数据。电机控制器根据公式 $E=\frac{1}{\mathrm{\η}}(W_d+\frac{F^2}{2C}),$ $\mathrm{\ΔE}=\frac{F}{\mathrm{\ηC}}\mathrm{\ΔF},$ $\mathrm{\ω}=\sqrt{\frac{2E}{(J_1+J_2/i^2)}},$ $\mathrm{\Δ\ω}=\frac{\mathrm{\ΔE}}{(J_1+J_2/i^2)\mathrm{\ω}}$ 计算所需的开关磁阻电机的转速ω和转速精度Δω，进而控制开关磁阻电机的转动，经螺旋压力机实现对工件的精确打击。

本发明与现有技术相比，螺旋压力机驱动电机的转速ω和转速精度Δω由设备数据和运行数据直接控制，这样能有效提高螺旋压力机的打击精度，提高工件质量和一致性，提高模具寿命。

附图说明

图1是本发明的工作原理图。

1、开关量输出板  2、PLC可编程控制器  3、开关量输入板  4、电机控制器  5、触摸屏  6、开关磁阻电机  7、主动轮  8、飞轮  9、皮带  10、螺杆  11、螺母  12、钢套  13、轴承  14、滑块  15、横梁  16、拉杆  17、顶杆  18、盖板  19、托架20、机身  21、制动器  22、工作台  23、台阶孔  24、气缸  25、行程开关

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

螺旋压力机包括机身20、制动器21、安装在机身20下部的工作台22、安装在机身20顶部的横梁15、轴承安装在横梁15上的钢套12、固定安装在钢套12内下端的螺母11和固定安装在钢套12外上端的飞轮8，飞轮8经皮带9与安装在开关磁阻电机6输出轴上的主动轮7传动连接，螺杆10穿过钢套12并与螺母11螺纹连接，螺杆10的下端设有滑块14，工作台上对应于滑块14正下方设有贯穿的台阶孔23，顶杆17间隙安装在台阶孔23内，滑块14的底部两侧设有拉杆16，拉杆16穿过工作台22与托架19固定连接，托架19内水平安装有气缸24，气缸24的活塞杆与盖板18固定连接，盖板18在气缸24的控制下可位于或移开顶杆17的正下方。开关量输入板3连接PLC可编程控制器2，PLC可编程控制器2分别连接开关量输出板1、开关量输入板3、触摸屏5和电机控制器4，电机控制器4连接开关磁阻电机6，开关量输出板1连接气缸24和制动器21的控制端。

调试时，经触摸屏5首先输入设备数据，包括电机轴转动惯量J₁、螺杆轴转动惯量J₂、传动比i，操作时再输入打击能量E、打击能量精度ΔE运行数据；或者调试时，经触摸屏5首先输入设备数据，包括电机轴转动惯量J₁、螺杆轴转动惯量J₂、传动比i、机械效率η、综合刚度C，操作时再输入工件变形功W_d、打击力F、打击力精度ΔF运行数据；然后电机控制器4根据公式 $E=\frac{1}{\mathrm{\η}}(W_d+\frac{F^2}{2C}),$ $\mathrm{\ΔE}=\frac{F}{\mathrm{\ηC}}\mathrm{\ΔF},$ $\mathrm{\ω}=\sqrt{\frac{2E}{(J_1+J_2/i^2)}},$ $\mathrm{\Δ\ω}=\frac{\mathrm{\ΔE}}{(J_1+J_2/i^2)\mathrm{\ω}}$ 计算所需的开关磁阻电机6的转速ω和转速精度Δω，进而控制开关磁阻电机6动作；开关磁阻电机6通过皮带9传动驱动飞轮8、钢套12和螺母11旋转，进而螺杆10与滑块14一起向下直线运动，实现对固定在工作台22上模具内的工件的精确打击；打击完毕后，开关磁阻电机6反转，滑块14上行带动托架19向上移动，盖板18在气缸24的控制下移到顶杆17的正下方并随滑块14同步向上移动，把工件顶出。

Claims (4)

1、一种螺旋压力机精确打击数控方法，其特征在于采用如下步骤：①输入设备数据和运行数据；②、控制部件根据公式 $E=\frac{1}{\mathrm{\η}}(W_d+\frac{F^2}{2C}),$ $\mathrm{\ΔE}=\frac{F}{\mathrm{\ηC}}\mathrm{\ΔF},$ $\mathrm{\ω}=\sqrt{\frac{2E}{(J_1+J_2/i^2)}},$ $\mathrm{\Δ\ω}=\frac{\mathrm{\ΔE}}{(J_1+J_2/i^2)\mathrm{\ω}}$ 计算所需的开关磁阻电机(6)的转速ω和转速精度Δω，进而控制开关磁阻电机(6)动作；③开关磁阻电机(6)驱动螺旋压力机动作。

2、根据权利要求1所述的螺旋压力机精确打击数控方法，其特征在于：步骤①中首先输入设备数据，包括电机轴转动惯量J₁、螺杆轴转动惯量J₂、传动比i，操作时再输入打击能量E、打击能量精度ΔE运行数据；或者调试时，首先输入设备数据，包括电机轴转动惯量J₁、螺杆轴转动惯量J₂、传动比i、机械效率η、综合刚度C，操作时再输入工件变形功W_d、打击力F、打击力精度ΔF运行数据。

3、根据权利要求1所述的螺旋压力机精确打击数控方法，其特征在于：螺旋压力机包括机身(20)、制动器(21)、安装在机身(20)下部的工作台(22)、安装在机身(20)顶部的横梁(15)、轴承安装在横梁(15)上的钢套(12)、固定安装在钢套(12)内下端的螺母(11)和固定安装在钢套(12)外上端的飞轮(8)，飞轮(8)经皮带(9)与安装在开关磁阻电机(6)输出轴上的主动轮(7)传动连接，螺杆(10)穿过钢套(12)并与螺母(11)螺纹连接，螺杆(10)的下端设有滑块(14)，工作台(22)上对应于滑块(14)正下方设有贯穿的台阶孔(23)，顶杆(17)间隙安装在台阶孔(23)内，滑块(14)的底部两侧设有拉杆(16)，拉杆(16)穿过工作台(22)与托架(19)固定连接，托架(19)内水平安装有气缸(24)，气缸(24)的活塞杆与盖板(18)固定连接，盖板(18)在气缸(24)的控制下可位于或移开顶杆(17)的正下方。

4、根据权利要求1或3所述的螺旋压力机精确打击数控方法，其特征在于：控制部件包括开关量输出板(1)、PLC可编程控制器(2)、开关量输入板(3)、电机控制器(4)和触摸屏(5)，其中开关量输入板(3)连接PLC可编程控制器(2)，PLC可编程控制器(2)分别连接触摸屏(5)、开关量输出板(1)和电机控制器(4)，电机控制器(4)连接开关磁阻电机(6)，开关量输出板(1)连接气缸(24)和制动器(21)的控制端。