CN110421064B - 一种超高强钢辊压成型件的回弹控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高强钢辊压成型件的回弹控制方法，超高强钢辊压成型件采用超高强钢制成的钢带经过辊压成型道次工序以及回弹补偿道次工序，在辊压成型道次工序完成后且在回弹补偿道次工序进行前，测量超高强钢辊压成型件角度，基于超高强钢辊压成型件检测角度以及预先标定的角度回弹补偿系数计算角度偏差值，将该角度偏差值传输给回弹补偿道次工序的伺服马达控制系统，回弹补偿道次工序根据角度偏差值对超高强钢辊压成型件进行角度回弹补偿；本发明通过控制方法计算超高强钢材料在辊压成型过程中的角度偏差值，通过自动补偿该角度偏差最终确保达到超高强钢辊压成型件的一致成型效果。

Description

一种超高强钢辊压成型件的回弹控制方法

技术领域

本发明涉及辊压产品的加工技术，具体涉及一种超高强钢辊压成型件的回弹控制方法。

背景技术

随着国家环保法规和燃油经济性政策的不断收紧，节能减排已成为当前汽车发展的重要趋势。同时随着汽车工业的发展，燃油经济性、低碳排放和更高的安全性对汽车车身轻量化提出了新的要求和挑战，进而有力推进了先进高强钢在车身设计制造上应用的稳步增长。然而先进高强钢，特别是超高强钢，由于在微观组织和宏观力学性能上的变化，在生产以及使用技术方面均存在技术挑战。因此，设计开发合理的零件设计和适用的加工方法，对于充分发挥先进高强钢材料性能具有至关重要的意义。

辊压成型采用多道次渐进弯曲成型，相对于冲压成型可以获得更小的弯曲半径，能成型得到各种开口或封闭复杂截面形式的零件，零件刚性较好；同时，通过多个道次的变形进行回弹补偿，更容易控制回弹和获得良好的成型精度，且零件表面质量好。辊压成型作为一种适用的成型技术，是先进高强度钢板重要的成型方式，特别是对于具有复杂截面形状的成型件，辊压成型工艺具有生产效率高、大批量制造的成本低，已在汽车、建筑等领域获得广泛应用。

然而申请人发现当将超高强钢应用于辊压成型时，由于超高强钢回弹特别大，所以在调试过程中，经常为了控制回弹需要反复手工调整，这样就会造成材料浪费，工时耗费，设备利用率降低，而且要求操作回弹调整的人员具备较高的技能水平。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超高强钢辊压成型件的回弹控制方法，通过控制方法计算超高强钢材料在辊压成型过程中的角度偏差值，通过自动补偿该角度偏差最终确保达到超高强钢辊压成型件的一致成型效果。

本发明采用的技术方案如下：

一种超高强钢辊压成型件的回弹控制方法，所述超高强钢辊压成型件采用超高强钢制成的钢带经过辊压成型道次工序以及回弹补偿道次工序，在所述辊压成型道次工序完成后且在所述回弹补偿道次工序进行前，测量超高强钢辊压成型件角度，基于所述超高强钢辊压成型件检测角度以及预先标定的角度回弹补偿系数计算角度偏差值，将该角度偏差值传输给所述回弹补偿道次工序的伺服马达控制系统，所述回弹补偿道次工序根据角度偏差值对所述超高强钢辊压成型件进行角度回弹补偿。

优选地，所述角度回弹补偿系数根据预标定实验数据确定。

优选地，所述角度回弹补偿系数范围为0.5-0.9。

优选地，当超高强钢的强度低于500Mpa时，角度回弹补偿系数＝0.9；当超高强钢的强度为500-900Mpa时，角度回弹补偿系数＝0.8；当超高强钢的强度大于900Mpa且小于1100Mpa时，角度回弹补偿系数＝0.7，当超高强钢的强度大于1100且小于1500Mpa时，角度回弹补偿系数＝0.6，当超高强钢的强度大于1500Mpa时，角度回弹补偿系数＝0.5。

优选地，所述角度偏差值的计算公式为：ΔA＝A-K*A，其中，ΔA为角度偏差值，A为超高强钢辊压成型件检测角度，K为角度回弹补偿系数。

优选地，本发明还提出了一种超高强钢辊压成型件的回弹控制系统，包括用于辊压成型道次工序的辊压成型设备，以及用于回弹补偿道次工序的回弹补偿设备，在所述辊压成型设备出口端安装连接用于测量超高强钢辊压成型件角度的角度测量装置；其中，所述回弹补偿设备包括分别安装在安装框架上的上补偿辊和下补偿辊，所述上补偿辊采用上伺服马达控制系统驱动，所述下补偿辊采用下伺服马达控制系统驱动，所述角度测量装置通过传感器角度偏差值传输给所述上伺服马达控制系统和所述下伺服马达控制系统。

优选地，所述上伺服马达控制系统和所述下伺服马达控制系统呈上下对称分布，其中，所述上伺服马达控制系统包括安装在安装框架上的上伺服马达，所述上伺服马达通过上连接器与上补偿辊的动力输入端固定连接。

优选地，所述安装框架包括底板和分别间隔固定安装在所述底板垫块上的多个安装架。

优选地，所述安装框架包括间隔固定安装在所述底板垫块上的第一安装架、第二安装架和第三安装架，所述上伺服马达控制系统和下伺服马达控制系统分别安装在第一安装架上，所述上补偿辊和下补偿辊两端分别安装在所述第二安装架和第三安装架之间。

优选地，所述辊压成型设备包括用于钢带进料和辊压的上辊和下辊，所述上辊和下辊分别安装在安装架上，且所述上辊与第一驱动机构驱动连接，所述下辊与第二驱动机构驱动连接，通过所述第二驱动机构的旋转驱动用于所述上辊和下辊相对旋转，通过所述第一驱动机构的伸降驱动用于调节所述上辊和下辊之间的间距，同时所述辊压成型设备的出口端安装连接用于测量超高强钢辊压成型件角度的角度测量装置。

优选地，所述第一驱动机构包括位于所述上辊上方的1个或多个间隔分布的驱动油缸，所述驱动油缸安装在所述安装架上，且通过推力块与所述上辊驱动连接，用于调节所述上辊和下辊之间的间距。

优选地，所述第二驱动机构包括电机，所述电机通过减速器与所述下辊的旋转轴固定连接。

优选地，所述上伺服马达控制系统和所述下伺服马达控制系统用于接收角度偏差值信号，依据所述角度偏差值分别驱动所述上补偿辊和下补偿辊，实现对所述超高强钢辊压成型件的角度回弹补偿。

本发明提出在辊压成型道次工序结束后对超高强钢辊压成型件的角度进行测量，基于超高强钢辊压成型件检测角度以及预先标定的角度回弹补偿系数计算角度偏差值，将该角度偏差值信号自动传输给用于控制回弹补偿的伺服马达控制系统，伺服马达控制系统通过自动补偿该角度偏差最终确保达到超高强钢辊压成型件的一致成型效果，因此有效杜绝由于人工调整角度回弹而造成的材料浪费，工时耗费以及导致设备利用率降低，同时操作简便且高效精准，非常适合在超高强钢辊压成型过程中进行生产加工规模应用；

本发明还提出了超高强钢辊压成型件的回弹控制系统，采用上伺服马达控制系统和下伺服马达控制系统直接与角度测量装置信号连接，用于接收角度偏差值，通过上伺服马达控制系统和下伺服马达控制系统分别驱动上补偿辊和下补偿辊，快速精准地完成对超高强钢辊压成型件的角度回弹补偿，结构简单，全程采用自动化回弹补偿，进一步有效保障了超高强钢辊压成型件回弹控制的自动化水平。

附图说明

附图1是本发明具体实施方式下辊压成型设备10的结构示意图；

附图2是本发明具体实施方式下回弹补偿设备20的结构示意图；

附图3是本发明具体实施方式下超高强钢辊压成型件30的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种超高强钢辊压成型件的回弹控制方法，超高强钢辊压成型件采用超高强钢制成的钢带经过辊压成型道次工序以及回弹补偿道次工序，在辊压成型道次工序完成后且在回弹补偿道次工序进行前，测量超高强钢辊压成型件角度，基于超高强钢辊压成型件检测角度以及预先标定的角度回弹补偿系数计算角度偏差值，将该角度偏差值传输给回弹补偿道次工序的伺服马达控制系统，回弹补偿道次工序根据角度偏差值对超高强钢辊压成型件进行角度回弹补偿。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

一种超高强钢辊压成型件的回弹控制系统，包括用于辊压成型道次工序的辊压成型设备10，以及用于回弹补偿道次工序的回弹补偿设备20，在辊压成型设备10出口端安装连接用于测量超高强钢辊压成型件角度的角度测量装置(图未示出)，角度测量装置可以采用现有技术中用于辊压成型件角度测量的公知装置；

其中，请参见图1所示，辊压成型设备10包括用于钢带进料和辊压的上辊11和下辊12，上辊11和下辊12分别安装在安装架13上，且上辊11与第一驱动机构驱动连接，下辊12与第二驱动机构驱动连接，通过第二驱动机构的旋转驱动用于上辊11和下辊12相对旋转，通过第一驱动机构的伸降驱动用于调节上辊11和下辊12之间的间距，同时辊压成型设备10的出口端安装连接用于测量超高强钢辊压成型件角度的角度测量装置(图未示出)；优选地，第一驱动机构包括位于上辊上方的1个或多个间隔分布的驱动油缸13(本实施例采用2个呈左右间隔分布的驱动油缸13)，驱动油13通过固定块19安装在安装架14上，且通过推力块15、承载板18与上辊11驱动连接，用于调节上辊11和下辊12之间的间距；第二驱动机构包括电机16，电机16通过减速器17与下辊12的旋转轴固定连接；

请进一步参见图2所示，回弹补偿设备20包括分别安装在安装框架上的上补偿辊21和下补偿辊22，上补偿辊21采用上伺服马达控制系统23驱动，下补偿辊22采用下伺服马达控制系统24驱动，并通过传感器角度偏差值传输给上伺服马达控制系统23和下伺服马达控制系统24；优选地，上伺服马达控制系统23和下伺服马达控制系统24呈上下对称分布，其中，上伺服马达控制系统23包括安装在安装框架上的上伺服马达25a，上伺服马达25a通过上连接器26a与上补偿辊21的动力输入端固定连接；下伺服马达控制系统24包括安装在安装框架上的下伺服马达25b，下伺服马达25b通过下连接器26b与下补偿辊22的动力输入端固定连接；

安装框架包括底板27，底板27上设有底板垫块27a，分别间隔固定安装在底板27上的第一安装架28a、第二安装架28b和第三安装架28c，上伺服马达控制系统23和下伺服马达控制系统24分别安装在第一安装架28a上，上补偿辊21和下补偿辊22两端分别安装在第二安装架28b和第三安装架28c之间。

采用本实施例如上所述的超高强钢辊压成型件的回弹控制系统进行回弹控制方法，超高强钢辊压成型件采用超高强钢制成的钢带经过辊压成型道次工序以及回弹补偿道次工序，请参见图3所示，在辊压成型道次工序完成后且在回弹补偿道次工序进行前，测量超高强钢辊压成型件300的角度，基于超高强钢辊压成型件检测角度A以及预先标定的角度回弹补偿系数K计算角度偏差值ΔA，其中，角度偏差值的计算公式为：ΔA＝A-K*A，其中，ΔA为角度偏差值，A为超高强钢辊压成型件检测角度，K为角度回弹补偿系数；

然后，将该角度偏差值ΔA传输给回弹补偿道次工序的上伺服马达控制系统23和下伺服马达控制系统24，上伺服马达控制系统23和下伺服马达控制系统24用于接收角度偏差值ΔA信号，依据角度偏差值ΔA分别驱动上补偿辊21和下补偿辊22，实现对超高强钢辊压成型件30的角度回弹补偿；

优选地，在本实施方式中，角度回弹补偿系数K根据预标定实验数据确定，预标定实验数据主要体现为在不同材料强度工况下的实验数值，角度回弹补偿系数范围为0.5-0.9。进一步优选地，当超高强钢的强度低于500Mpa时，角度回弹补偿系数K＝0.9；当超高强钢的强度为500-900Mpa时，角度回弹补偿系数K＝0.8；当超高强钢的强度大于900Mpa且小于1100Mpa时，角度回弹补偿系数K＝0.7，当超高强钢的强度大于1100且小于1500Mpa时，角度回弹补偿系数K＝0.6，当超高强钢的强度大于1500Mpa时，角度回弹补偿系数K＝0.5；具体在本实施方式中，超高强钢的强度为800Mpa，因此，角度回弹补偿系数K＝0.8。

本实施例提出在辊压成型道次工序结束后对超高强钢辊压成型件的角度进行测量，基于超高强钢辊压成型件检测角度A以及预先标定的角度回弹补偿系数K计算角度偏差值ΔA，将该角度偏差值ΔA信号自动传输给用于控制回弹补偿的伺服马达控制系统23，24，伺服马达控制系统23，24通过自动补偿该角度偏差最终确保达到超高强钢辊压成型件30的一致成型效果，因此有效杜绝由于人工调整角度回弹而造成的材料浪费，工时耗费以及导致设备利用率降低，同时操作简便且高效精准，非常适合在超高强钢辊压成型过程中进行生产加工规模应用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种超高强钢辊压成型件的回弹控制方法，所述超高强钢辊压成型件采用超高强钢制成的钢带经过辊压成型道次工序以及回弹补偿道次工序，其特征在于，在所述辊压成型道次工序完成后且在所述回弹补偿道次工序进行前，测量超高强钢辊压成型件角度，基于所述超高强钢辊压成型件检测角度以及预先标定的角度回弹补偿系数计算角度偏差值，将该角度偏差值传输给所述回弹补偿道次工序的伺服马达控制系统，所述回弹补偿道次工序根据角度偏差值对所述超高强钢辊压成型件进行角度回弹补偿；

采用回弹补偿设备进行所述回弹补偿道次工序，所述回弹补偿设备包括分别安装在安装框架上的上补偿辊和下补偿辊，所述上补偿辊采用上伺服马达控制系统驱动，所述下补偿辊采用下伺服马达控制系统驱动；

所述角度回弹补偿系数根据预标定实验数据确定；当超高强钢的强度低于500Mpa时，角度回弹补偿系数＝0.9；当超高强钢的强度为500-900Mpa时，角度回弹补偿系数＝0.8；当超高强钢的强度大于900Mpa且小于1100Mpa时，角度回弹补偿系数＝0.7，当超高强钢的强度大于1100且小于1500Mpa时，角度回弹补偿系数＝0.6，当超高强钢的强度大于1500Mpa时，角度回弹补偿系数＝0.5；

所述角度偏差值的计算公式为：ΔA＝A-K*A，其中，ΔA为角度偏差值，A为超高强钢辊压成型件检测角度，K为角度回弹补偿系数。

2.如权利要求1所述的超高强钢辊压成型件的回弹控制方法，其特征在于，采用辊压成型设备进行所述辊压成型道次工序，所述辊压成型设备包括用于钢带进料和辊压的上辊和下辊，所述上辊和下辊分别安装在安装架上，且所述上辊与第一驱动机构驱动连接，所述下辊与第二驱动机构驱动连接，通过所述第二驱动机构的旋转驱动用于所述上辊和下辊相对旋转，通过所述第一驱动机构的伸降驱动用于调节所述上辊和下辊之间的间距，同时所述辊压成型设备的出口端安装连接用于测量超高强钢辊压成型件角度的角度测量装置。

3.如权利要求2所述的超高强钢辊压成型件的回弹控制方法，其特征在于，所述第一驱动机构包括位于所述上辊上方的1个或多个间隔分布的驱动油缸，所述驱动油缸安装在所述安装架上，且通过推力块与所述上辊驱动连接，用于调节所述上辊和下辊之间的间距；所述第二驱动机构包括电机，所述电机通过减速器与所述下辊的旋转轴固定连接。

4.如权利要求1所述的超高强钢辊压成型件的回弹控制方法，其特征在于，所述上伺服马达控制系统和所述下伺服马达控制系统用于接收角度偏差值信号，依据所述角度偏差值分别驱动所述上补偿辊和下补偿辊，实现对所述超高强钢辊压成型件的角度回弹补偿。

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