CN109201831A - 一种大型旋压机床同步旋压控制的方法 - Google Patents

一种大型旋压机床同步旋压控制的方法 Download PDF

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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14—Spinning
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Abstract

本发明提供了一种大型旋压机床同步旋压控制的方法，涉及旋压机床控制方法技术领域，其技术要点在于：在大型旋压机床的主轴芯模和旋压轮上分别设置有旋转编码器，根据主轴芯模加工零件的最小直径和旋压轮直径推导出旋压轮的转动速度，最终实现在加工过程中实时转速同步控制；本发明解决了由于大型旋压机床主轴芯模惯量大，导致旋轮接触工件表面启动慢，造成零件表面划伤和旋轮损坏的问题，显著提高大型旋压机床旋轮的耐用性，延长旋轮使用寿命；实现同步控制，以及外接压力反馈实现旋轮停止控制，有效地解决零件表面划伤和旋轮损坏的问题。

Description

一种大型旋压机床同步旋压控制的方法
技术领域
本发明涉及旋压机床控制方法技术领域，特别是涉及一种大型旋压机床同步旋压控制的方法。
背景技术
现有技术中，数控旋压成形设备制造技术已取得了突破性进展，一些数控旋压成形设备制造商和研究所开发研制出新型数控强力旋压机床，其精度和性能都已接近或达到了先进水平。但在高档大型数控强力旋压机床设备设计制造、工程应用技术领域与国际先进水平相比仍有较大差距，远不能适应国民经济发展和国防事业发展的迫切需求。现有技术中的小型旋压机床（其加工直径大多在 650mm 以下，单轮推力在 300 kN 以下），远无法满足航天、航空和兵器制造业用户对能加工口径大于 800 mm以上大型数控强力旋压机床的迫切需求。因此，大型数控强力旋压机床已成为制约我国军工事业，尤其是航天航空各种大型薄壁空心筒形结构件加工的瓶颈之一，开发研制高档大型数控强力旋压机床不仅可以增强旋压工艺技术的开发能力，而且对于增强国防安全将具有重要意义。
现有技术不足主要体现在：
1、现有的旋压机旋轮控制方法采用的是设定旋压轮的预旋转值，旋压轮速度达到预旋转值后，利用旋压轮作用在工件表面的最大摩擦力F使旋压轮随动旋转，这样对于口径大于800mm以上的工件，会影响工件的表面光度。
2、现有的旋压机旋轮控制方法仅适用于加工直径大多在 650mm 以下小型旋压机，在加工口径大于 800 mm以上大型数控强力旋压机床上应用，由于其主轴芯模惯量大，会导致旋轮接触工件表面启动慢，造成零件表面划伤和旋轮易损坏的问题。
发明内容
本发明的目的就是解决以上技术中存在的问题，并为此提供一种大型旋压机床同步旋压控制的方法。
一种大型旋压机床同步旋压控制的方法，包括如下步骤，
第一步，在大型旋压机床的主轴芯模和旋压轮上分别设置有旋转编码器；
第二步，主轴芯模通过在其上设置的旋转编码器，测量出主轴芯模的转动线速度，其速度值反馈回系统中，结合旋压轮和主轴芯模的直径，根据公式，其中D为主轴芯模加工最小直径，d为旋压轮直径，为主轴芯模转速，为旋压轮转速，推导出旋压轮转动速度；
旋压轮通过其上设置的旋转编码器，得到旋压轮转动速度并反馈到伺服液压马达，利用旋转编码器做闭环控制，实现旋压轮的速度控制，达到工作过程中所要求的旋压轮转动速度，实现旋压轮旋转和主轴芯模速度匹配控制，进而实时控制旋压轮转速，达到旋压同步控制；
第三步，在进入旋压阶段后，通过对横向油缸压力检测判断停止条件，进行旋压轮转停止控制，实现旋轮主动旋转到被动旋转的转换。
进一步地，大型旋压机床的主轴芯模采用直流电机控制。
进一步地，根据主轴芯模的转动线速度和主轴芯模加工零件最小直径D以及旋压轮直径d，列出相应的旋压轮转动速度。
进一步地，相应的旋压轮转动速度为
本发明的优点：
1、解决了由于大型旋压机床主轴芯模惯量大，导致旋轮接触工件表面启动慢，造成零件表面划伤和旋轮损坏的问题，显著提高大型旋压机床旋轮的耐用性，延长旋轮使用寿命；
2、实现同步控制，以及外接压力反馈实现旋轮停止控制，有效地解决零件表面划伤和旋轮损坏的问题。
附图说明
图1为主轴芯模和旋压轮工作原理示意图。
附图中的标记为：
1、旋压轮
2、主轴芯模。
具体实施方式
为了使本发明更容易被清楚理解，以下结合附图以及实施例对本发明的技术方案作以详细说明。
实施例1
如图1所示，一种大型旋压机床同步旋压控制的方法，包括如下步骤，
第一步，在大型旋压机床的主轴芯模和旋压轮上分别设置有旋转编码器；
第二步，大型旋压机床的主轴芯模采用直流电机控制，主轴芯模通过在其上设置的旋转编码器，测量出主轴芯模的转动线速度，其速度值反馈回系统中，结合旋压轮和主轴芯模的直径，根据公式，其中D为主轴芯模加工最小直径，d为旋压轮直径，为主轴芯模转速，为旋压轮转速，推导出旋压轮转动速度；旋压轮通过其上设置的旋转编码器，得到旋压轮转动速度并反馈到伺服液压马达，利用旋转编码器做闭环控制，实现旋压轮的速度控制，达到工作过程中所要求的旋压轮转动速度，实现旋压轮旋转和主轴芯模速度匹配控制，进而实时控制旋压轮转速，达到旋压同步控制；
第三步，在进入旋压阶段后，通过对横向油缸压力检测判断停止条件，进行旋压轮转停止控制，实现旋轮主动旋转到被动旋转的转换。
进一步地，根据主轴芯模的转动线速度和主轴芯模加工零件最小直径D以及旋压轮直径d，列出相应的旋压轮转动速度，相应的旋压轮转动速度为
本发明可拓展应用到单旋轮、双旋轮以及多旋轮旋压机上，将旋轮旋转和主轴芯模速度采用旋转编码器进行闭环控制达到旋轮旋转和主轴芯模速度匹配，实现在加工过程中实时转速同步控制，以及外接压力反馈实现旋轮停止控制，可有效地解决零件表面划伤和旋轮损坏的问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种大型旋压机床同步旋压控制的方法，其特征在于：包括如下步骤，
第一步，在大型旋压机床的主轴芯模和旋压轮上分别设置有旋转编码器；
第二步，主轴芯模通过在其上设置的旋转编码器，测量出主轴芯模的转动线速度，其速度值反馈回系统中，结合旋压轮和主轴芯模的直径，根据公式，其中D为主轴芯模加工最小直径，d为旋压轮直径，为主轴芯模转速，为旋压轮转速，推导出旋压轮转动速度；
旋压轮通过其上设置的旋转编码器，得到旋压轮转动速度并反馈到伺服液压马达，利用旋转编码器做闭环控制，实现旋压轮的速度控制，达到工作过程中所要求的旋压轮转动速度，实现旋压轮旋转和主轴芯模速度匹配控制，进而实时控制旋压轮转速，达到旋压同步控制；
第三步，在进入旋压阶段后，通过对横向油缸压力检测判断停止条件，进行旋压轮转停止控制，实现旋轮主动旋转到被动旋转的转换。
2.如权利要求1所述的一种大型旋压机床同步旋压控制的方法，其特征在于：大型旋压机床的主轴芯模采用直流电机控制。
3.如权利要求1所述的一种大型旋压机床同步旋压控制的方法，其特征在于：根据主轴芯模的转动线速度和主轴芯模加工零件最小直径D以及旋压轮直径d，列出相应的旋压轮转动速度。
4.如权利要求3所述的一种大型旋压机床同步旋压控制的方法，其特征在于：相应的旋压轮转动速度为
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