CN110170557B - 一种管材拟合渐进成形上压模控制系统及方法 - Google Patents
一种管材拟合渐进成形上压模控制系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110170557B CN110170557B CN201910326412.7A CN201910326412A CN110170557B CN 110170557 B CN110170557 B CN 110170557B CN 201910326412 A CN201910326412 A CN 201910326412A CN 110170557 B CN110170557 B CN 110170557B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voice coil
- coil motor
- upper pressing
- pressing die
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003825 pressing Methods 0.000 title claims abstract description 107
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 claims description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007723 die pressing method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
- B21D7/12—Bending rods, profiles, or tubes with programme control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
- B21D7/14—Bending rods, profiles, or tubes combined with measuring of bends or lengths
Abstract
本发明公开了一种管材拟合渐进成形上压模控制系统及方法，涉及管材成形及机械加工技术领域，系统包括计算机系统，反馈系统和音圈电机控制系统，计算机系统用于获取上压模下压量和保持压力值，并将获取的所述上压模下压量和所述保持压力值传递至音圈电机控制系统；反馈系统用于检测音圈电机的位置信息，并将检测的所述位置信息反馈至音圈电机控制系统；音圈电机控制系统用于根据所述上压模下压量和所述位置信息驱动音圈电机运动，所述音圈电机驱动上压模下压管材成形；用于根据所述保持压力值使上压模下压的管材回弹；本发明提高管材拟合渐进成形系统的加工效率，在管材回弹时加保持压力，减小管材回弹时的颤动。
Description
技术领域
本发明涉及管材成形及机械加工技术领域，具体涉及一种管材拟合渐进成形上压模控制系统及方法。
背景技术
管材拟合渐进成形是一种管材冷压成形方法，代替管材退火后的有模成形，基本原理是在管材成形段进行多点冷压，最终拟合成形曲线，达到需要的管材形状。管材拟合渐进成形是具有高度灵活性的数字化柔性制造技术，可实现多品种的管材冷压成形。
中国专利，拟合渐进成形控制系统及其方法，该发明公开了一种拟合渐进成形控制系统，实现管材拟合渐进成形控制，无需在进行管材退火后有模加工；实现各种管材的自动成形控制，无需变换系统组成及模具。该专利系统实际使用中，每个拟合成形点的上压模运动所占用的时间较长，导致成形加工效率下降，另一个不足之处在于由于管材长度较长，成形角测量阶段由于管材颤动，导致成形角度存在测量误差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管材拟合渐进成形上压模控制系统及方法，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷或缺陷之一。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
一种管材拟合渐进成形上压模控制方法，包括如下步骤：
步骤A、获取上压模下压量和保持压力值；
步骤B、检测音圈电机的位置信息；
步骤C、根据所述上压模下压量和所述位置信息驱动所述音圈电机运动，所述音圈电机驱动所述上压模下压管材成形，具体包括如下步骤：
在拟合渐进成形点，将选择开关模块置于位置控制模式，将获取的所述上压模下压量和音圈电机的位置信息传递至位置给定模块，所述位置给定模块将所述上压模下压量与所述位置信息相减，将获得的结果传递至位置控制器，所述位置控制器将结果传递至所述音圈电机，所述音圈电机控制所述上压模下压管材成形；
步骤D、根据所述保持压力值使所述上压模下压的管材回弹，具体包括如下步骤：
将选择开关模块处于力控制模式，将获取的所述保持压力值传递至所述音圈电机，所述上压模在管材弹力下往回运动，管材弹性变形恢复后，上压模停止运动；
读取所述位置信息，根据所述位置信息计算出实际塑性成形角；
重复以上步骤，加工全部的成形点。
本发明还提供了一种管材拟合渐进成形上压模控制系统，所述系统包括：
计算机系统：用于获取上压模下压量和保持压力值，并将获取的所述上压模下压量和所述保持压力值传递至音圈电机控制系统；
反馈系统：用于检测音圈电机的位置信息，并将检测的所述位置信息反馈至音圈电机控制系统；
音圈电机控制系统：用于根据所述上压模下压量和所述位置信息驱动音圈电机运动，所述音圈电机驱动上压模下压管材成形；用于根据所述保持压力值使上压模下压的管材回弹；
所述音圈电机控制系统还包括：
位置给定模块：用于接收所述上压模下压量和检测的所述位置信息，并将所述上压模下压量与所述位置信息相减，将获得的结果传递至位置控制器，所述位置控制器将结果传递至所述音圈电机，所述音圈电机控制所述上压模下压管材成形；
选择开关模块：用于选择音圈电机的工作模式，其中，工作模式包括位置控制模式和力控制模式，当选择开关处于力控制模式时，将获取的所述保持压力值传递至所述音圈电机，所述上压模在管材弹力下往回运动，管材弹性变形恢复后，上压模停止运动；
所述计算机系统还包括：
模式控制模块：用于控制所述开关选择模块处于位置控制模式或力控制模式。
本发明的优点在于：
(1)、本发明的系统采用音圈电机代替拟合渐进成形电机、减速机、丝杆等驱动方式，利用音圈电机高速、高频运动控制特性，提高管材拟合渐进成形系统的加工效率，且音圈电机采用直接驱动模式，实现高精度的成形角加工精度。
(2)、本发明的系统通过音圈电机位置控制模式和力控制模式的切换，在上压模下压后的管材回弹阶段，音圈电机工作在力控制模式，音圈电机在管材回弹时加保持压力，减小管材回弹时的颤动，不仅提高加工效率，同时可以提高塑性成形角的检测精度。
(3)、本发明通过音圈电机驱动系统自带的位置传感器进行塑性成形角的检测，代替现有技术中的激光传感器，简化了系统的硬件组成，同时由于音圈电机位置传感器精度高，容易实现高精度塑性成形角的检测。
(4)、本发明的系统音圈电机控制器设置了实时控制模式选择功能，拓宽音圈电机的控制应用范围。
附图说明
图1为本发明具体实施方式上压模控制系统示意图。
图2为本发明具体实施方式上压模控制方法的信号流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如附图1所示，本发明基于音圈电机的管材拟合渐进成形上压模控制系统，包括计算机、音圈电机控制器、音圈电机、上压模、位置传感器等；所述的计算机具备现场总线接口，本应用实例采用CAN总线接口，并通过现场总线与同样具备现场总线的音圈电机控制器进行信息交换；所述的音圈电机控制器完成音圈电机的直线运动控制；所述的上压模与音圈电机刚性连接，并由音圈电机驱动，实现上压模下压管材成形运动控制；所述的位置传感器用于检测音圈电机的位置，并通过反馈信号连接到音圈电机控制器，将检测到的位置信息反馈到音圈电机控制器和计算机。
如附图2所示，计算机包括上压模下压量、保持压力值、模式控制、塑性成形角检测等；上压模下压量是依据拟合渐进成形点成形需求进行计算的，具体方法参照中国专利，拟合渐进成形控制系统及其方法。模式控制用于控制音圈电机控制器的工作模式，在上压模下压阶段，下压管材，使管材产生塑性变形，在下压阶段，模式控制设置音圈电机器工作在位置控制模式；在下压完成后，模式控制音圈电机控制器工作力控制模式，在力控制模式下，设定音圈电机较小的保持压力值，管材回弹力大于上压模的压力，管材往回运动，待管材不再回弹，由于保持压力值较小，可近似认为管材回弹结束后，此时塑性成形角检测读取音圈电机的实际位置值，进而依据音圈电机的实际位置值，计算成形点的塑性成形角，具体方法参照中国专利，拟合渐进成形控制系统及其方法。
保持压力值在音圈电机额定压力值一定范围内选取，由于保持压力值的大小影响实际成形角检测，因此取较小的值以减小影响，在实际应用时，可通过实际检测的方法，对保持压力值对成形角检测产生的影响进行补偿，由于保持压力值对成形角的精度的影响是确定的，因此只需首次检测就可以。设保持压力值为y1，音圈电机额定压力值FS，取y1＝FS×(1％～5％)。
音圈电机控制器包括位置给定、位置控制器、选择开关、力控制器、功率放大、电流检测、压力值等；所述的计算机与音圈电机之间通过现场总线进行信息交换。位置给定通过现场总线接收计算机传送来的上压模下压量，并与位置传感器的检测值相减，结果送给位置控制器，位置控制器的运算结果通过选择开关的输出与压力值相减输入到力控制器，力控制器输出到功率放大，电流检测功率放大的实际电流，并作为压力值的计算输入。音圈电机控制器中功率放大采用常规的H桥驱动；所述电流检测用于检测音圈电机的实际电流值，和普通直流电机实现方法相同；所述的压力值等于电流检测结果乘以音圈电机的力系数，所述的位置控制器、力控制器均采用比例积分控制，这些均为常规的控制技术，在此不再赘述。
特别的所述的音圈电机控制器设置了选择开关，且由计算机进行控制选择切换，实现音圈电机控制器对音圈电机进行位置控制和力控制进行切换，以满足不同的控制需求。设压力保持值为y1、位置控制输出值y2，选择开关输出ys，选择开关输出关系如式(1)
一种管材拟合渐进成形上压模控制方法，包括如下步骤：获取上压模下压量和保持压力值；检测音圈电机的位置信息；根据所述上压模下压量和所述位置信息驱动所述音圈电机运动，所述音圈电机驱动所述上压模下压管材成形；根据所述保持压力值使所述上压模下压的管材回弹。
一种管材拟合渐进成形上压模控制方法，以拟合渐进成形的某个成形点的控制过程进行描述：
步骤1、在拟合渐进成形点，计算机模式控制送出控制位，控制音圈电机控制器的选择开关处于2工作状态，即位置控制模式；
步骤2、计算机送出上压模下压量给音圈电机控制器的位置给定，音圈电机控制器控制上压模下压管材成形；
步骤3、上压模下压到达上压模下压量给定值后，计算机送出模式控制，控制音圈电机控制器的选择开关处于1工作状态，即力控制模式，计算机同时送出保持压力值，此时上压模在管材弹力作用下往回运动，当管材弹性变形恢复后，上压模停止运动；
步骤4、在上压模停止运动后，计算机塑性成形角检测读取位置传感器的值，并通过一定转换关系计算实际塑性成形角；计算机系统根据实际塑性成形角，作为管材拟合渐进成形系统的下一成形点的步进角。具体计算过程中国公开专利CN201110099704.5中有具体的计算方式。
步骤5、此时完成一个拟合渐进成形点的加工，待管材成形控制系统控制成形系统运行到下一个成形点时，回到步骤1并重复步骤1-4直至完成加工。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (6)
1.一种管材拟合渐进成形上压模控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A、获取上压模下压量和保持压力值；
步骤B、检测音圈电机的位置信息；
步骤C、根据所述上压模下压量和所述位置信息驱动所述音圈电机运动，所述音圈电机驱动所述上压模下压管材成形，具体包括如下步骤：
在拟合渐进成形点，将选择开关模块置于位置控制模式，将获取的所述上压模下压量和音圈电机的位置信息传递至位置给定模块，所述位置给定模块将所述上压模下压量与所述位置信息相减，将获得的结果传递至位置控制器，所述位置控制器将结果传递至所述音圈电机，所述音圈电机控制所述上压模下压管材成形；
步骤D、根据所述保持压力值使所述上压模下压的管材回弹，具体包括如下步骤：
将选择开关模块处于力控制模式，将获取的所述保持压力值传递至所述音圈电机，所述上压模在管材弹力下往回运动，管材弹性变形恢复后，上压模停止运动；
读取所述位置信息，根据所述位置信息计算出实际塑性成形角；
重复以上步骤，加工全部的成形点。
2.一种管材拟合渐进成形上压模控制系统，其特征在于，所述系统包括：
计算机系统：用于获取上压模下压量和保持压力值，并将获取的所述上压模下压量和所述保持压力值传递至音圈电机控制系统；
反馈系统：用于检测音圈电机的位置信息，并将检测的所述位置信息反馈至音圈电机控制系统；
音圈电机控制系统：用于根据所述上压模下压量和所述位置信息驱动音圈电机运动，所述音圈电机驱动上压模下压管材成形；用于根据所述保持压力值使上压模下压的管材回弹；
所述音圈电机控制系统还包括：
位置给定模块：用于接收所述上压模下压量和检测的所述位置信息，并将所述上压模下压量与所述位置信息相减，将获得的结果传递至位置控制器，所述位置控制器将结果传递至所述音圈电机，所述音圈电机控制所述上压模下压管材成形；
选择开关模块：用于选择音圈电机的工作模式，其中，工作模式包括位置控制模式和力控制模式，当选择开关模块处于力控制模式时，将获取的所述保持压力值传递至所述音圈电机，所述上压模在管材弹力下往回运动，管材弹性变形恢复后，上压模停止运动；
所述计算机系统还包括：
模式控制模块：用于控制所述选择开关模块处于位置控制模式或力控制模式。
3.根据权利要求2所述的管材拟合渐进成形上压模控制系统，其特征在于，所述计算机系统还包括：
塑性角检测模块：用于读取所述反馈系统获取的位置信息，并将所述位置信息转换成塑性成形角。
4.根据权利要求2所述的管材拟合渐进成形上压模控制系统，其特征在于，所述保持压力值y1和所述音圈电机的额定压力值FS满足以下关系式：
y1＝FS×(1％～5％)。
5.根据权利要求2所述的管材拟合渐进成形上压模控制系统，其特征在于，反馈系统为位置传感器。
6.根据权利要求2所述的管材拟合渐进成形上压模控制系统，其特征在于，所述计算机系统和所述音圈电机控制系统通过现场总线进行信息交换。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910326412.7A CN110170557B (zh) | 2019-04-23 | 2019-04-23 | 一种管材拟合渐进成形上压模控制系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910326412.7A CN110170557B (zh) | 2019-04-23 | 2019-04-23 | 一种管材拟合渐进成形上压模控制系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110170557A CN110170557A (zh) | 2019-08-27 |
| CN110170557B true CN110170557B (zh) | 2020-09-25 |
Family
ID=67689948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910326412.7A Active CN110170557B (zh) | 2019-04-23 | 2019-04-23 | 一种管材拟合渐进成形上压模控制系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110170557B (zh) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102306008B (zh) * | 2011-04-21 | 2013-09-04 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 无模成形控制参数自动标定方法 |
| CN102240703B (zh) * | 2011-04-21 | 2013-12-04 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 非接触式无模加工成形角测量方法 |
| CN102306009B (zh) * | 2011-04-21 | 2013-04-24 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 拟合渐进成形控制系统及其方法 |
| EP3122484A1 (de) * | 2014-03-25 | 2017-02-01 | Technische Universität Dortmund | Verfahren und vorrichtung zur inkrementellen herstellung von gebogenen drähten, rohren, profilen oder dgl. aus stangenförmigen metallischen materialien |
| CN206331307U (zh) * | 2016-11-18 | 2017-07-14 | 广东省智能制造研究所 | 力控制设备 |
| CN208262287U (zh) * | 2018-06-05 | 2018-12-21 | 深圳市盛泰奇科技有限公司 | 一种音圈电机驱动的新型高精度力控平台 |
-
2019
- 2019-04-23 CN CN201910326412.7A patent/CN110170557B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110170557A (zh) | 2019-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20100064907A1 (en) | Die changing method of press machine and press machine | |
| CN100469480C (zh) | 高速冲切装置及其控制方法 | |
| JP2008110351A (ja) | レリース機構及び該レリース機構を備えた矯正処理装置 | |
| CN203092144U (zh) | 一种同轴宏微复合直线运动平台装置 | |
| CN110170557B (zh) | 一种管材拟合渐进成形上压模控制系统及方法 | |
| CN104362890B (zh) | 一种实现双向运动的惯性粘滑式跨尺度精密运动平台 | |
| CN107671702B (zh) | 一种珩磨机膨胀运动定量控制方法 | |
| CN201483487U (zh) | 一种传送机械手的前后运动机构 | |
| CN1891370A (zh) | 模具缓冲机构的碰撞判定装置及碰撞判定系统 | |
| CN105033703A (zh) | 一种数控加工中心用自动平口钳 | |
| JP2000326013A (ja) | パイプ曲げ加工方法および装置 | |
| CN210388214U (zh) | 一种弹簧片自动装配机构 | |
| CN106607481A (zh) | 金属板件冲压方法 | |
| CN215657181U (zh) | 一种冰箱背板折弯成型模具 | |
| CN112536344B (zh) | 板材折弯角度控制系统 | |
| WO2013015005A1 (ja) | サーボプレスの制御装置およびサーボプレスシステム | |
| CN210281304U (zh) | 一种全自动螺母植入机 | |
| CN111389978A (zh) | 一种数控弯管机 | |
| CN102173076A (zh) | 复合驱动机械式伺服压力机 | |
| CN203156514U (zh) | 一种ccd摄像曲线磨床 | |
| CN206628994U (zh) | 一种基于压电纤维的直线驱动器 | |
| CN210121625U (zh) | 一种液压饶度补偿系统 | |
| CN214644273U (zh) | 一种环保复合板生产用打孔装置 | |
| CN218692789U (zh) | 适用于不锈钢厨具生产的折弯组件 | |
| CN204303757U (zh) | 一种动态特性自适应匹配的微结构阵列精密加工机床 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20190827 Assignee: Nanjing Institute of Engineering Technical Service Co.,Ltd. Assignor: NANJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY Contract record no.: X2023980035197 Denomination of invention: A Control System and Method for Upward Pressing Die of Pipe Fitting Progressive Forming Granted publication date: 20200925 License type: Common License Record date: 20230506 |
|
| EC01 | Cancellation of recordation of patent licensing contract | ||
| EC01 | Cancellation of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Nanjing Institute of Engineering Technical Service Co.,Ltd. Assignor: NANJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY Contract record no.: X2023980035197 Date of cancellation: 20240301 |