CN107052073B - 一种数控精密板材成型的控制方法 - Google Patents

一种数控精密板材成型的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种数控精密板材成型的控制方法及装置，其方法是：首先在数控系统中对成品外型数据和成品装配样式等所需工艺参数进行具体设定；然后由系统在内部建立最终模型、计算工件数量和尺寸；最后由系统驱动加工设备之硬件根据预设之硅钢板材的外型数据生产组件；其装置为一种数控精密板材成型机，包括：整体机架，滚柱直线导轨，成形梁，切断梁，同步向心导向装置，送料装置和可实现任意送料长度的数控系统。本发明通过为数控精密板材成型提供专用的控制方法及其装置，可以大幅度提高板材成型的精度及加工效率，使制成品精度、外观最大限度达到产品设计及生产要求。

Description

一种数控精密板材成型的控制方法
技术领域
本发明涉及一种数控精密板材成型的控制方法，特别涉及一种数控精密板材成型的搣弯角度和长度的控制方法，属于板材成型机的设计制造技术领域。
背景技术
常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等，相应的数控方法及装置也只能在压力机、数控剪板机和数控折弯机上实现对板材的冲压、剪切和折弯加工的单独控制，目前还没有一种能够在一台机床上同时控制板材成型搣弯和剪切的方法及其装置。
为了填补这一技术空白，实现对数控精密板材成型高精度、高效率的加工方式及过程的控制，开发设计专门用于该板材成型的方法及其装置就成为了研究的重点。
发明内容
本发明目的在于针对现有的数控系统无法控制板材成型加工过程的问题，提供的一种数控精密板材成型的控制方法及其装置。本发明通过在软件中预设好的硅钢板材的外型数据，来控制伺服系统驱动金属加工的硬件设备对原材料—硅钢片进行送进、剪切和搣弯加工，并对整个生产加工过程进行全闭环检测。
本发明给出的这种数控精密板材成型机的控制方法，包括一种数控精密板材成型机，其特点是。
在数控精密板材成型机上设计有针对性人机交互界面。
根据产品参数要求，编写NC加工程序。
根据产品加工要求，编写PLC程序。
NC加工程序与PLC程序组成了加工过程的程序逻辑图。
当机器工作时，在PLC程序控制下，控制伺服驱动装置上下电、气动阀体动作、同时PLC程序协助NC进行部分异步数据的处理，驱动加工设备的硬件根据预设之NC程序完成组件的生产加工过程。
本发明给出的这种数控精密板材成型机，其特点是包括：整体机架，滚柱直线导轨，成型梁，切断梁，同步向心导向装置。
所述的数控精密板材成型机还设置有由人机交互界面、NC加工程序和PLC程序组成的组件搣弯和剪切加工过程的程序逻辑图、控制伺服驱动装置构成的控制装置，其中。
在人机交互界面上可以完成对成品外型数据和成品装配样式等所需工艺参数的具体设定，可以在人机交互界面上实现模拟加工过程的可视化。
NC加工程序分为主程序：计算成品外型数据，要加工的板材数量，以及根据设定选择调用对应的子程序。子程序：根据设定进行不同的加工。
PLC程序相当于整个系统进行逻辑动作处理的后台，其功能包括：控制伺服驱动装置上下电、气动阀体动作、协助NC进行部分异步数据的处理等。
控制伺服驱动装置由送料机构驱动电机9、固定在送料机构驱动电机9上的齿形带31、成型机构驱动电机10、固定在成型机构驱动电机10上的成型机构凸轮装置11、切断机构驱动电机14、固定在切断机构驱动电机14上的切断机构凸轮装置15组成，板材通过驱动装置驱动驱动加工设备的硬件被加工完成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是。
本发明为数控精密板材成型设计了专门的控制方法及其装置，可以对整个生产加工过程进行全闭环检测，提高板材成型的加工精度及加工效率，使制成品精度、外观最大限度达到产品设计及生产要求。
附图说明
图1为加工过程的程序逻辑图。
图2为数控精密板材成型机结构示意图，图中标记说明：1.整体机架, 2.滚柱直线导轨, 3.成型梁, 4.切断梁, 11.成型机构凸轮装置, 15.切断机构凸轮装置, 18.成型刀口微调装置。
图3为图2的侧视图，图中标记说明：3.成型梁, 4.切断梁, 7.板材, 10.成型机构驱动电机, 11.成型机构凸轮装置, 12.成型机构连杆, 13.成型刀口, 14.切断机构驱动电机, 15.切断机构凸轮装置, 16.切断机构连杆, 17.切断刀口, 18.成型刀口微调装置。
图4为送料机构结构示意图，图中标记说明：5.钢制滚轮, 6.橡胶滚轮, 8.气缸。
图5为送料机构结构图，图中标记说明：5.钢制滚轮, 6.橡胶滚轮, 7.板材, 9.送料驱动电机, 31.齿形带, 32.编码器（磁环）, 33.读数头。
图6为自动导向装置结构示意图，图中标记说明：19.气缸, 20.齿条, 21.齿轮,22.滚轮, 23.导向轴承, 24.齿轮座, 25.底板, 26.直线导轨, 27.滑块, 28.滚轮座,29.拉杆钥匙座,30.调整拉杆。
具体实施方式
实施例1
该数控精密板材成型的控制方法通过在人机交互界面上输入产品相关参数，根据编写好的NC加工程序和PLC程序，控制伺服驱动装置驱动板材成型机工作。
如图1所示，图1为该板材成型装置搣弯和剪切加工过程的逻辑程序图。以加工硅钢材料的变压器铁芯为例，该板材成型装置在控制方法的控制下对硅钢片进行成组加工，即每组硅钢片按固定长度递增或递减排列。由于在实际加工过程中，变压器铁芯型号的不同:即每个铁芯需要的硅钢片组数不同，每组所需的硅钢片片数不同，每个硅钢片的加工长度不同。设其中M为一个变压器铁芯需要硅钢片组数，N为每组硅钢片片数，a为加工组数，b为每组加工片数。具体加工步骤如下。
步骤1：在人机交互界面上一次设定产品的外形参数、基本参数、调整参数、每组组加工硅钢片数N、加工硅钢片组数M、加工硅钢片组数初始值a=1,加工硅钢片片数初始值b=1。
步骤2：判断是否有a≤M。是，转步骤3；否，转步骤8。
步骤3：判断是否有b≤N。是，转步骤4；否，转步骤7。
步骤4：则按设定参数完成剪切。
步骤5：按设定方式调整下一片工件的各种长度及个系数。
步骤6：设b=b+1，返回步骤3。
步骤7：a=a+1,返回步骤2。
步骤8：结束。
如图2-图６所示，这种数控精密板材成型机，包括：整体机架１，滚柱直线导轨２，成型梁３，切断梁４，同步向心导向装置，送料装置和可实现任意送料长度的数控系统，其中。
成型机中的成型梁３和切断梁４与直线导轨２的滑块相连，可沿导轨上下运动。
成型梁３由成型机构驱动电机１０驱动，与成型刀口组成成型机构。
切断梁４由切断机构驱动电机１４驱动，与切断刀口组成切断机构。
送料装置由钢制滚轮５、橡胶滚轮６、气缸８、送料驱动电机９、齿形带３１组成。
同步向心导向装置由气缸１９和齿条２０、齿轮２１、滚轮２２、导向轴承２３、齿轮座２４、底板２５、直线导轨２６、滑块２７、滚轮座２８、拉杆钥匙２９、调整拉杆３０组成，其中齿轮２１、齿条２０构成了送料导向装置，气缸１９拉动的两个导向滚轮２２压力可调，导向滚轮２２随板材的宽度变化而同步向内、向外移动完成梯形板材送料的导向，导向滚轮２２与滚轮座２８用铰链连接，以便于板材成型机装配和板材上下料时的调整，设置的拉杆钥匙２９、调整拉杆３０为手动控制，以便于在板材上料时和出现故障时拉开导向滚轮。
整体机架１和滚柱直线导轨２组成的高精度、高刚性机头。
送料装置中包括由送料驱动电机９与环形编码器组成的高精度闭环反馈送料系统。
成型机构驱动电机10驱动成型机构凸轮装置11，带动成型梁3，成型梁３通过成型机构连杆12带动成型刀口13揻弯成型。成型刀口１３上备有成型刀口微调装置18，成型刀口微调装置可微调刀口的上下行程，保证板材搣弯时所需要的角度。切断机构驱动电机14驱动切断机构凸轮装置15，带动切断梁4，切断梁4通过切断机构连杆16带动切断刀口17完成切断。
送料驱动电机9通过齿形带31驱动滚轮5，以碾压方式将板材送向成型和切断处，完成送料动作。

Claims (2)

1.一种数控精密板材成型的控制方法，包括有数控精密板材成型机，其特征在于：
在数控精密板材成型机上设计有针对性人机交互界面；
根据产品参数要求，编写NC加工程序；
根据产品加工要求，编写PLC程序；
当机器工作时，在PLC程序控制下，控制伺服驱动装置上下电、气动阀体动作、同时PLC程序协助NC进行部分异步数据的处理，驱动加工设备的硬件根据预设之NC程序完成组件的搣弯和剪切加工过程；
数控精密板材成型机包括有控制装置，控制装置由人机交互界面、NC加工程序和PLC程序、控制伺服驱动装置构成，其中：
在人机交互界面上完成对成品外型数据和成品装配样式所需工艺参数的具体设定，从而在人机交互界面上实现模拟加工过程的可视化；
NC加工程序分为主程序和子程序，其中：
主程序：计算成品外型数据，要加工的板材数量，以及根据设定选择调用对应的子程序；
子程序：根据设定进行不同的加工；
PLC程序为整个系统进行逻辑动作处理的后台，其功能包括：控制伺服驱动装置上下电、气动阀体动作、协助NC进行部分异步数据的处理；
伺服驱动装置由送料机构驱动电机（9）、固定在送料机构驱动电机（9）上的齿形带（31）、成型机构驱动电机（10）、固定在成型机构驱动电机（10）上的成型机构凸轮装置（11）、切断机构驱动电机（14）、固定在切断机构驱动电机（14）上的切断机构凸轮装置（15）组成，板材通过伺服驱动装置驱动加工设备的硬件被加工完成；
数控精密板材成型机还包括：
整体机架（1），滚柱直线导轨（２），成型梁（３），切断梁（４），同步向心导向装置，送料装置和可实现任意送料长度的数控系统，其中：
成型机中的成型梁（３）和切断梁（４）与直线导轨（２）的滑块相连，可沿导轨上下运动；
成型梁（３）由成型机构驱动电机（1０）驱动，与成型刀口组成成型机构；
切断梁（４）由切断机构驱动电机（14）驱动，与切断刀口组成切断机构；
送料装置由钢制滚轮（５）、橡胶滚轮（６）、气缸（８）、送料驱动电机（９）、齿形带（３1）组成；
同步向心导向装置由气缸（1９）和齿条（２０）、齿轮（２1）、导向滚轮（２２）、导向轴承（２３）、齿轮座（２４）、底板（２５）、直线导轨（２６）、滑块（２７）、滚轮座（２８）、拉杆钥匙（２９）、调整拉杆（３０）组成，其中齿轮（２1）、齿条（２０）构成了送料导向装置，气缸（1９）拉动的两个导向滚轮（２２）压力可调，导向滚轮（２２）随板材的宽度变化而同步向内、向外移动完成梯形板材送料的导向，导向滚轮（２２）与滚轮座（２８）用铰链连接，以便于板材成型机装配和板材上下料时的调整，设置的拉杆钥匙（２９）、调整拉杆（３０）为手动控制，以便于在板材上料时和出现故障时拉开导向滚轮；
整体机架（1）和滚柱直线导轨（２）组成的高精度、高刚性机头；
送料装置中包括由送料驱动电机（９）与环形编码器组成的高精度闭环反馈送料系统；
成型机构驱动电机（10）驱动成型机构凸轮装置（11），带动成型梁（3），成型梁（3）通过成型机构连杆（12）带动成型刀口（13）揻弯成型；
成型刀口（13）上备有成型刀口微调装置（18），成型刀口微调装置可微调刀口的上下行程，保证板材搣弯时所需要的角度；
切断机构驱动电机（14）驱动切断机构凸轮装置（15），带动切断梁（4），切断梁（4）通过切断机构连杆（16）带动切断刀口（17）完成切断；
送料驱动电机（9）通过齿形带（31）驱动滚轮（5），以碾压方式将板材送向成型和切断处，完成送料动作。
2.根据权利要求1所述的数控精密板材成型的控制方法，其特征在于组件的搣弯和剪切加工过程的逻辑程序图为：
步骤1：在人机交互界面上一次设定产品的外形参数、基本参数、调整参数、每组组加工硅钢片数N、加工硅钢片组数M、加工硅钢片组数初始值a=1,加工硅钢片片数初始值b=1；
步骤2：判断是否有a≤M，是，转步骤3；否，转步骤8；
步骤3：判断是否有b≤N，是，转步骤4；否，转步骤7；
步骤4：则按设定参数完成剪切；
步骤5：按设定方式调整下一片工件的各种长度及个系数；
步骤6：设b=b+1，返回步骤3；
步骤7：a=a+1,返回步骤2；
步骤8：结束。
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