CN110508675B - 一种高精度辊压成型件的尺寸控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度辊压成型件的尺寸控制方法，采用钢带通过辊压成型工艺得到高精度辊压成型件，其控制步骤包括：S10)、预先测量待加工钢带的钢带厚度轮廓；S20)、基于测量得到的钢带厚度轮廓以及数据中心的加工参数数据库匹配计算钢带的目标加工参数设置；S30)、辊压设备按目标加工参数设置对钢带进行辊压加工，得到高精度辊压成型件；本发明通过监控进料钢带厚度轮廓以及基于以往的现场调试记录以及调试经验预先标定钢带厚度轮廓加工匹配曲线，然后把进料钢带厚度轮廓的实时值与钢带厚度轮廓加工匹配曲线进行匹配计算得出钢带的目标加工参数设置，最终可以确保在先加工可以达到最佳的尺寸控制。

Description

一种高精度辊压成型件的尺寸控制方法

技术领域

本发明涉及辊压产品的加工技术，具体涉及一种高精度辊压成型件的尺寸控制方法。

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形，相对于冲压成形可以获得更小的弯曲半径，能成形各种开口或封闭复杂截面形式的零件，零件刚度较好。在现有技术中，当将超高强钢应用于辊压成型工艺时，钢厂在轧制钢带时会出现厚度不均匀的现象，导致分卷后的厚度也是不均匀的，最终导致在进行高精度辊压成型工艺时需要频繁调整产品厚度，既造成材料浪费，而且耗费较多工时，设备有效利用率也被明显降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高精度辊压成型件的尺寸控制方法，通过监控进料钢带厚度轮廓以及基于以往的现场调试记录以及调试经验预先标定钢带厚度轮廓加工匹配曲线，然后把进料钢带厚度轮廓的实时值与钢带厚度轮廓加工匹配曲线进行匹配计算得出钢带的目标加工参数设置，辊压设备依据通过匹配计算得出的目标加工参数设置进行辊压技工，最终可以确保在先加工可以达到最佳的尺寸控制，可以显著且有效地提高高精度辊压成型件的加工水平。

本发明采用的技术方案如下：

一种高精度辊压成型件的尺寸控制方法，采用钢带通过辊压成型工艺得到高精度辊压成型件，其控制步骤包括：

S10)、预先测量待加工钢带的钢带厚度轮廓；

S20)、基于测量得到的钢带厚度轮廓以及数据中心的加工参数数据库匹配计算所述钢带的目标加工参数设置；

S30)、辊压设备按所述目标加工参数设置对所述钢带进行辊压加工，得到高精度辊压成型件；

其中，所述加工参数数据库是指钢带厚度轮廓对应目标加工参数的钢带厚度轮廓加工匹配曲线，所述钢带厚度轮廓加工匹配曲线根据加工经验预先标定，加工经验主要包括以往的现场调试记录以及调试经验。

优选地，所述目标加工参数包括用于高精度辊压成型件的加工宽度尺寸、加工高度尺寸以及加工角度尺寸。

优选地，当钢带处于连续进料的辊压成型状态时，所述钢带厚度轮廓采用钢带实时厚度值-测量时间曲线作为输出结果并将其传输至所述加工参数数据库，通过所述钢带厚度轮廓加工匹配曲线匹配计算所述钢带的目标加工参数设置，同时所述钢带的目标加工参数采用目标加工参数值-测量时间曲线作为输出结果。

优选地，所述控制步骤还包括步骤S40)、测量所述高精度辊压成型件的加工参数实际值，将该加工参数实际值与步骤S20)中确定的目标加工参数进行对比计算差值，将降低差值或差值＝0作为控制目标，调整所述钢带厚度轮廓加工匹配曲线，用于降低或消除下一次待加工钢带加工的对比差值。

优选地，所述钢带采用先进高强钢材料制成。

优选地，在所述步骤S10)中，采用钢带厚度轮廓测量装置测量待加工钢带的钢带厚度轮廓，所述钢带厚度轮廓测量装置的输出端与所述辊压设备的进料端配合连接，同时所述钢带厚度轮廓测量装置将所述钢带厚度轮廓信息传输至所述加工参数数据库。

优选地，所述钢带厚度轮廓测量装置采用与所述加工参数数据库信号连接的激光测距模块实现对待加工钢带的钢带厚度轮廓的测量。

优选地，在所述待加工钢带向所述钢带厚度轮廓测量装置连续进料时，针对钢带的进料区域选择至少2个间隔分布的厚度测量点，取该进料区域中各厚度测量点所取得厚度值的平均值作为位于该进料区域的钢带实时厚度值，所述钢带厚度轮廓采用钢带实时厚度值-测量时间曲线作为输出结果并输出至所述加工参数数据库。

优选地，所述钢带厚度轮廓测量装置包括通过旋转驱动机构实现相向驱动旋转的上辊轮和下辊轮，同时所述上辊轮和下辊轮之间安装有1组或多组测距模块，待加工钢带位于所述上辊轮和下辊轮之间用于对所述辊压设备的钢带进料，在进料的同时，通过测距模块完成对待加工钢带的钢带厚度轮廓的测量。

优选地，所述辊压设备包括加工辊轮，所述加工辊轮采用伺服马达驱动，用于实现对所述待加工钢带按所述目标加工参数设置进行加工成型。

本申请还提出一种优选的钢带厚度轮廓测量装置，包括分别通过第一旋转驱动机构和第二旋转驱动机构实现相向驱动旋转的上辊轮和下辊轮，所述上辊轮和下辊轮之间安装有1组或多组测距模块，待加工钢带位于所述上辊轮和下辊轮之间用于对所述辊压设备的钢带进料，其中，所述上辊轮与第一升降微调驱动机构安装连接，所述下辊轮与第二升降微调驱动机构安装连接。

优选地，所述第一旋转驱动机构包括第一驱动电机和与所述第一驱动电机输出端固装的第一驱动轴，所述第一驱动轴固装并贯穿所述上辊轮；所述第二旋转驱动机构包括第二驱动电机和与所述第二驱动电机输出端固装的第二驱动轴，所述第二驱动轴固装并贯穿所述下辊轮。

优选地，所述上辊轮和下辊轮之间安装有2组测距模块，每组测距模块包括呈上下分布的上测距单元和下测距单元，所述上测距单元和下测距单元分别固定安装在所述第一驱动轴和所述第二驱动轴的同侧端部。

优选地，所述测距模块采用激光测距模块。

优选地，所述第一升降微调驱动机构和所述第二升降微调驱动机构均包括：采用操作旋钮驱动的丝杆，所述丝杆左右两端分别设有安装在X轴滑块上的丝母组件，且所述丝母组件可相对旋转地与安装在Z轴滑块上的斜块组件端部支撑配合连接，所述斜块组件通过升降支撑杆固定安装在驱动连接件上；其中，所述第一升降微调驱动机构的驱动连接件可相对旋转地与所述第一驱动轴安装连接，所述第二升降微调驱动机构的驱动连接件可相对旋转地与所述第二驱动轴安装连接，通过各升降微调驱动机构的升降微调驱动带动所述第一驱动轴和第二驱动轴上下微调位移，用于根据待加工钢带的厚度调节所述上辊轮和下辊轮之间的间距。

优选地，所述丝母组件通过安装滚轮可相对旋转地与安装在Z轴滑块上的斜块组件端部支撑配合连接。

本发明通过监控进料钢带厚度轮廓以及基于以往的现场调试记录以及调试经验预先标定钢带厚度轮廓加工匹配曲线，然后把进料钢带厚度轮廓的实时值与钢带厚度轮廓加工匹配曲线进行匹配计算得出钢带的目标加工参数设置，辊压设备依据通过匹配计算得出的目标加工参数设置进行辊压技工，最终可以确保在先加工可以达到最佳的尺寸控制，可以显著且有效地提高高精度辊压成型件的加工水平；本发明还进一步优化钢带厚度轮廓加工匹配曲线的优选方案，具体是采用在每次完成辊压成型后，会即时测量高精度辊压成型件的加工参数实际值，将该加工参数实际值与在先依据钢带厚度轮廓加工匹配曲线匹配计算得出的目标加工参数进行对比计算差值，将降低差值或差值＝0作为控制目标，调整优化钢带厚度轮廓加工匹配曲线，可以进一步有效提高加工参数数据库的匹配计算精准度。

本发明还进一步提出了优选的钢带厚度轮廓测量装置，进一步设有第一升降微调驱动机构和第二升降微调驱动机构来实现对上辊轮和下辊轮之间间距的微调，适合具有不同厚度的钢带进料，安装结构简单，灵活可靠，操作方便。

附图说明

附图1是本发明实施例1中高精度辊压成型件的尺寸控制方法的步骤框图；

附图2是本发明实施例1中钢带实时厚度值-测量时间曲线；

附图3是本发明实施例1中目标加工参数值-测量时间曲线；

附图4是本发明具体实施方式下高精度辊压成型件220的结构示意图；

附图5是本发明具体实施方式下钢带厚度轮廓测量装置10的结构示意图；

附图6是本发明具体实施方式下辊压设备300的结构示意图；

附图7是本发明实施例2中高精度辊压成型件的尺寸控制方法的步骤框图。

方式

本发明实施例公开了一种高精度辊压成型件的尺寸控制方法，采用钢带通过辊压成型工艺得到高精度辊压成型件，其控制步骤包括：

S10)、预先测量待加工钢带的钢带厚度轮廓；

S20)、基于测量得到的钢带厚度轮廓以及数据中心的加工参数数据库匹配计算钢带的目标加工参数设置；

S30)、辊压设备按目标加工参数设置对钢带进行辊压加工，得到高精度辊压成型件；

其中，加工参数数据库是指钢带厚度轮廓对应目标加工参数的钢带厚度轮廓加工匹配曲线，钢带厚度轮廓加工匹配曲线根据加工经验预先标定，加工经验主要包括以往的现场调试记录以及调试经验。

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。

实施例1：请参见图1所示，并结合参见图5和图6所示，一种高精度辊压成型件的尺寸控制方法，采用钢带210通过辊压成型工艺得到高精度辊压成型件220，钢带210采用先进高强钢材料制成，在辊压成型工艺中，钢带210处于连续进料的辊压成型状态，其控制步骤包括：

S10)、预先测量待加工钢带210的钢带厚度轮廓，请进一步参见图2所示，钢带厚度轮廓采用钢带实时厚度值-测量时间曲线作为输出结果并输出至加工参数数据库；进一步优选地，在本步骤S10)中，采用钢带厚度轮廓测量装置测量待加工钢带的钢带厚度轮廓，钢带厚度轮廓测量装置的输出端与辊压设备的进料端配合连接，在待加工钢带向钢带厚度轮廓测量装置连续进料时，针对钢带的进料区域选择至少2个间隔分布的厚度测量点，具体地，在本实施方式中，针对钢带的进料区域选择5个间隔分布的厚度测量点，然后取该进料区域中5个厚度测量点所取得厚度值的平均值作为位于该进料区域的钢带实时厚度值，钢带实时厚度值请参见下表1：

说明：各进料区域是依据不同进料时间段而进行的测量时间所对应的钢带进料段。

表1：钢带厚度轮廓实测数据

S20)、基于测量得到的钢带厚度轮廓以及数据中心的加工参数数据库匹配计算钢带的目标加工参数设置；

其中，加工参数数据库是指钢带厚度轮廓对应目标加工参数的钢带厚度轮廓加工匹配曲线，钢带厚度轮廓加工匹配曲线根据加工经验预先标定，加工经验主要包括以往的现场调试记录以及调试经验，通过钢带厚度轮廓加工匹配曲线匹配计算钢带的目标加工参数设置，请参见图3所示，钢带的目标加工参数采用目标加工参数值-测量时间曲线作为输出结果，目标加工参数包括用于高精度辊压成型件的加工宽度尺寸、加工高度尺寸以及加工角度尺寸，图3a为目标加工宽度值-测量时间曲线，图3b为目标加工高度值-测量时间曲线，图3c为目标加工角度值-测量时间曲线；

请进一步参见图4所示高精度辊压成型件220的加工宽度尺寸W10、加工高度尺寸H10以及加工角度尺寸R10，高精度辊压成型件的加工宽度尺寸W10、加工高度尺寸H10以及加工角度尺寸R10是确定辊压成型件的核心关键加工参数，其尺寸控制精度的好坏直接决定了高精度辊压成型件220的加工水平，

S30)、辊压设备按目标加工参数设置对钢带进行辊压加工，得到高精度辊压成型件220。

请参见图5所示，本实施例还提出一种优选的钢带厚度轮廓测量装置10，包括分别通过第一旋转驱动机构1和第二旋转驱动机构2实现相向驱动旋转的上辊轮3和下辊轮4，上辊轮3与第一升降微调驱动机构5安装连接，下辊轮4与第二升降微调驱动机构6安装连接；第一旋转驱动机构1包括第一驱动电机11和与第一驱动电机11输出端固装的第一驱动轴12，第一驱动轴12固装并贯穿上辊轮3；第二旋转驱动机构2包括第二驱动电机21和与第二驱动电机21输出端固装的第二驱动轴22，第二驱动轴22固装并贯穿下辊轮4；

其中，上辊轮3和下辊轮4之间安装有1组或多组测距模块，待加工钢带位于上辊轮3和下辊轮4之间用于对辊压设备300的钢带进料；优选地，上辊轮3和下辊轮4之间安装有2组激光测距模块7a，7b，每组激光测距模块7a，7b包括呈上下分布的上激光测距单元71和下激光测距单元72，上激光测距单元71和下激光测距单元72分别固定安装在第一驱动轴12和第二驱动轴22的同侧端部；

优选地，在本实施方式中，第一升降微调驱动机构5和第二升降微调驱动机构6呈前后排列分布，均包括：采用操作旋钮51驱动的丝杆52，丝杆52左右两端分别设有安装在X轴滑块54上的丝母组件53，且丝母组件53通过安装滚轮55可相对旋转地与安装在Z轴滑块57上的斜块组件56端部支撑配合连接，斜块组件56通过升降支撑杆58固定安装在驱动连接件59上；其中，第一升降微调驱动机构5的驱动连接件59可相对旋转地与第一驱动轴12安装连接，第二升降微调驱动机构6的驱动连接件59可相对旋转地与第二驱动轴22安装连接，通过各升降微调驱动机构5，6的升降微调驱动带动第一驱动轴12和第二驱动轴22上下微调位移，用于根据待加工钢带210的厚度调节上辊轮3和下辊轮4之间的间距；

本实施例通过第一升降微调驱动机构5和第二升降微调驱动机构6来实现对上辊轮3和下辊轮4之间间距的微调，适合具有不同厚度的钢带210进料，安装结构简单，灵活可靠，操作方便；

优选地，请进一步参见图6所示，在本实施方式中，辊压设备300包括加工辊轮310，加工辊轮310采用伺服马达320驱动，用于实现对待加工钢带210按目标加工参数设置进行加工成型；

本实施例通过监控进料钢带厚度轮廓以及基于以往的现场调试记录以及调试经验预先标定钢带厚度轮廓加工匹配曲线，然后把进料钢带厚度轮廓的实时值与钢带厚度轮廓加工匹配曲线进行匹配计算得出钢带的目标加工参数设置，辊压设备依据通过匹配计算得出的目标加工参数设置进行辊压技工，最终可以确保在先加工可以达到最佳的尺寸控制，可以显著且有效地提高高精度辊压成型件的加工水平。

实施例2：本实施例2的其余技术方案同实施例1，区别在于，请参见图7所示，优选地，在本实施例2中，控制步骤还包括步骤S40)、测量高精度辊压成型件的加工参数实际值，将该加工参数实际值与步骤S20)中确定的目标加工参数进行对比计算差值，将差值＝0作为控制目标，调整钢带厚度轮廓加工匹配曲线，用于降低或消除下一次待加工钢带加工的对比差值；本实施例通过实时在线调整优化钢带厚度轮廓加工匹配曲线，可以进一步有效提高加工参数数据库的匹配计算精准度。

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 (6)

1.一种高精度辊压成型件的尺寸控制方法，采用钢带通过辊压成型工艺得到高精度辊压成型件，其特征在于，其控制步骤包括：

S10)、预先测量待加工钢带的钢带厚度轮廓；在所述步骤S10)中，采用钢带厚度轮廓测量装置测量待加工钢带的钢带厚度轮廓，所述钢带厚度轮廓测量装置的输出端与所述辊压设备的进料端配合连接，同时所述钢带厚度轮廓测量装置将所述钢带厚度轮廓信息传输至所述加工参数数据库；在所述待加工钢带向所述钢带厚度轮廓测量装置连续进料时，针对钢带的进料区域选择至少2个间隔分布的厚度测量点，取该进料区域中各厚度测量点所取得厚度值的平均值作为位于该进料区域的钢带实时厚度值，所述钢带厚度轮廓采用钢带实时厚度值-测量时间曲线作为输出结果并输出至所述加工参数数据库；

S20)、基于测量得到的钢带厚度轮廓以及数据中心的加工参数数据库匹配计算所述钢带的目标加工参数设置；

S30)、辊压设备按所述目标加工参数设置对所述钢带进行辊压加工，得到高精度辊压成型件；

S40)、测量所述高精度辊压成型件的加工参数实际值，将该加工参数实际值与步骤S20)中确定的目标加工参数进行对比计算差值，将降低差值或差值＝0作为控制目标，调整所述钢带厚度轮廓加工匹配曲线，用于降低或消除下一次待加工钢带加工的对比差值；

其中，所述加工参数数据库是指钢带厚度轮廓对应目标加工参数的钢带厚度轮廓加工匹配曲线，所述钢带厚度轮廓加工匹配曲线根据加工经验预先标定；当钢带处于连续进料的辊压成型状态时，所述钢带厚度轮廓采用钢带实时厚度值-测量时间曲线作为输出结果并将其传输至所述加工参数数据库，通过所述钢带厚度轮廓加工匹配曲线匹配计算所述钢带的目标加工参数设置，同时所述钢带的目标加工参数采用目标加工参数值-测量时间曲线作为输出结果。

2.根据权利要求1所述的高精度辊压成型件的尺寸控制方法，其特征在于，所述目标加工参数包括用于高精度辊压成型件的加工宽度尺寸、加工高度尺寸以及加工角度尺寸。

3.根据权利要求1或2所述的高精度辊压成型件的尺寸控制方法，其特征在于，所述钢带采用先进高强钢材料制成。

4.根据权利要求1所述的高精度辊压成型件的尺寸控制方法，其特征在于，所述钢带厚度轮廓测量装置采用与所述加工参数数据库信号连接的激光测距模块实现对待加工钢带的钢带厚度轮廓的测量。

5.根据权利要求1所述的高精度辊压成型件的尺寸控制方法，其特征在于，所述钢带厚度轮廓测量装置包括通过旋转驱动机构实现相向驱动旋转的上辊轮和下辊轮，同时所述上辊轮和下辊轮之间安装有1组或多组测距模块，待加工钢带位于所述上辊轮和下辊轮之间用于对所述辊压设备的钢带进料，在进料的同时，通过测距模块完成对待加工钢带的钢带厚度轮廓的测量。

6.根据权利要求1所述的高精度辊压成型件的尺寸控制方法，其特征在于，所述辊压设备包括加工辊轮，所述加工辊轮采用伺服马达驱动，用于实现对所述待加工钢带按所述目标加工参数设置进行加工成型。

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