CN112139330A - 一种高精度多段速热成型伺服油压机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高精度多段速热成型伺服油压机，包括、机械上料手，机械下料手和压机本体，压机包括上滑块，上模，下模，下工作台，虚拟凸轮控制系统，液压伺服控制系统和油缸，其中上模固定在上滑块上，下模固定在下工作台上，机械上料手与机械下料手固定在压机本体的立柱上；油缸驱动上滑块下移和上滑，油缸滑块的光栅尺直接接入液压伺服控制系统，液压伺服控制系统内置控制器控制比例伺服阀，从而控制滑块的速度；液压伺服控制系统上还连接有虚拟凸轮控制系统。本发明精确控制模具上下移动的速率，压力及机械手动作，使热成形零件成型过程更快速精确，效率更高与机械手动作连贯性更好，从而提升生产效率及稳定性。
Description
技术领域
本发明主要涉及汽车轻量化热成型领域，尤其涉及一种高精度多段速热成型伺服油压机。
背景技术
目前我国轻量化技术与国外虽然存在一定差距，但是随着国内汽车行业的快速发展，奋起直追，紧跟市场的步伐，不断降低汽车重量，以达到节能减排的目的。
汽车各系统轻量化中，碳钢正在被高强度钢所取代，这是相对比较成熟的技术，目前正在广泛推行；本专利主要讨论高强钢技术，首先介绍高强钢的工艺原理。把常温下强度为500～600MPa的高强度硼合金钢板采用辊式加热炉加热到880～950℃，使之完全奥氏体化，然后通过机械手送入内部带有冷却系统的模具内冲压成形，之后保压快速冷却淬火，使奥氏体完全转换成板条状马氏体，成形件因而得到强化硬化，强度大幅度提高。经过模具内的冷却淬火，冲压件强度可以达到1400～2000MPa，强度提高了250％以上。关键指标保证平均冷却速度大于25℃/s，钣料温度越高延展性越好强度越低，裸板表面氧化程度越低，快速成型对节拍及成型过程都较有利。从工艺流程看，保证快速成形是主要控制手段，提高转运速度和油压机的成形速度。为达到这两点要求，我公司主要多段速高精度伺服油压机和凸轮同步技术。此伺服压机的研制，奠定了公司在轻量化设备方面的核心竞争力，打破了国外设备的垄断。我们要在设备方便不断接受挑战，生产出与国外相媲美的设备。
已公开中国发明专利，申请号CN201511035876.0，专利名称：热成型模具和钢构件制造方法，申请日：2015-12-23，本发明涉及一种热成型模具，其具有上模具和下模具，上模具和下模具能彼此相对运动，并且在热成型模具闭合的情况下在上模具和下模具之间构成模腔，上模具和/或下模具被分成至少两个段，有段作为加热段构成并且该加热段在与模腔相反的侧面上具有平衡元件，使得加热段在模压行程方向上的热膨胀被补偿。本发明还涉及一种用于制造热成型的和加压淬火的钢构件的方法。
发明内容
本发明提供一种高精度多段速热成型伺服油压机，针对现有技术的上述缺陷，提供一种高精度多段速热成型伺服油压机，包括机械上料手(1)，机械下料手(2)和压机本体，所述压机包括上滑块(3)，上模(4)，下模(5)，下工作台(6)，虚拟凸轮控制系统，液压伺服控制系统和油缸(7)，其中上模(4)固定在上滑块(3)上，下模(5)固定在下工作台(6)上，机械上料手(1)与机械下料手(2)固定在压机本体的立柱(8)上；
所述油缸(7)驱动上滑块(3)下移和上滑，所述上滑块(3)的光栅尺直接接入液压伺服控制系统，液压伺服控制系统内置控制器控制比例伺服阀，从而控制滑块各阶段的速度及压力；
所述液压伺服控制系统上还连接有虚拟凸轮控制系统，精确控制压机本体与机械上料手(1)和机械下料手(2)位置速度，产生同步的运动，提升成形速度及生产效率。
优选的，上滑块(3)通过油缸(7)驱动下移，所述油缸(7)根据液压伺服控制系统以及虚拟凸轮控制系统形成多段式下移直至零件完全成形。
优选的，液压伺服控制系统内包括伺服液压控制器(9)、伺服油缸(10)、压力反馈端(11)和油缸反馈端(13)，所述伺服液压控制器(9)通过液压控制阀(12)带动伺服油缸(10)的滑块下降和上升，所述压力反馈端(11)分别安装在伺服油缸(10)的首尾两端并电连接反馈至伺服液压控制器(9)上，所述油缸反馈端(13)安装在伺服油缸(10)端部并电连接反馈至伺服液压控制器(9)上。
优选的，液压控制阀(12)采用比例阀或伺服阀，所述比例阀与伺服液压控制器(9)之间设置有放大板(14)，所述伺服阀与伺服油缸(10)之间加装电压电流转换器(15)。
优选的，液压伺服控制系统内置控制器的CPU模块标准配有以太网接口，支持EtherNet/IP,PROFINET,和Modbus/TCP协议，还配备有图形功能和向导功能。
优选的，油缸(7)设置有三个或五个，呈一字或田字型平均设置在上滑块(3)的顶部并均匀分布，多个所述油缸(7)使用时通过液压伺服控制系统进行切换。
优选的，采用一个所述油缸(7)，所述油缸(7)设置在中心位置。
本发明的有益效果：精确控制模具上下移动的速率，压力及机械手动作，使热成形零件成型过程更快速精确，效率更高，与机械手动作连贯性更好，从而提升生产效率及稳定性。
附图说明
图1为本发明的结构图；
图2为本发明的流程图；
图3为本发明中关于液压伺服控制系统结构示意图
图4为本发明中关于液压系统拓扑图；
图中，
1、机械上料手；2、机械下料手；3、上滑块；4、上模；5、下模；6、下工作台；7、油缸；8、立柱；9、伺服液压控制器；10、伺服油缸；11、压力反馈端；12、液压控制阀；13、油缸反馈端；14、放大板；15、电压电流转换器。
具体实施方式
如图1-4所示可知，本发明包括有：包括机械上料手(1)，机械下料手(2)和压机本体，所述压机包括上滑块(3)，上模(4)，下模(5)，下工作台(6)，虚拟凸轮控制系统，液压伺服控制系统和油缸(7)，其中上模(4)固定在上滑块(3)上，下模(5)固定在下工作台(6)上，机械上料手(1)与机械下料手(2)固定在压机本体的立柱(8)上；
所述油缸(7)驱动上滑块(3)下移和上滑，所述滑块(3)的光栅尺直接接入液压伺服控制系统，液压伺服控制系统内置控制器控制比例伺服阀，从而控制滑块各阶段的速度及压力；
所述液压伺服控制系统上还连接有虚拟凸轮控制系统，精确控制压机本体与机械上料手(1)和机械下料手(2)的位置速度，产生同步的运动，提升成形速度及生产效率。
其中虚拟凸轮控制系统是指通过液压伺服控制系统，滑块，机械手通过DELTA类似的程序控制，形成的虚拟凸轮，RMC150的“虚拟凸轮”的功能，能让压机的滑块和压机多工位机械手的运动是同步的，这在压机和多工位机械手间产生了优化的序列，从而带来更快的启动过程和更高的生产效率。
在图2中，依次所示的工序为：
a：机械上料手移动将加热后的钣料放入模具；
b：机械上料手将钣料放入模具后退出到安全位置，由中间油缸驱动上滑块带动上模以1000mm/s速度快速下移，此过程由虚拟凸轮控制系统精确控制；
c：上滑块快移至上模与钣料接触前10-100mm(位置可调)的位置时中间油缸建压，上滑块由快下切换成一段慢下，速度为400mm/s(速度可调)且有100T压力，驱动上滑块带动上查继续下移开始成形；
d：一段慢下成形至闭模前50-150mm(位置可调)时，上滑块由一段慢下切换成二段慢下，速度为200mm/s(速度可调)且有200T压力，驱动上滑块带动上模继续下移对零件成形；
e：二段慢下成形至闭模前5-100mm(位置可调)时，上滑块由二段慢下切换成三段慢下，速度为70mm/s(速度可调)且有600T压力，驱动上滑块带动上模继续下移接近闭模时所有油缸驱动，上滑块由三段慢下切换成四段慢下，速度为35mm/s且有1200T压力直至闭、模并保压(注：一段到四段速度切换可根据实际情况做切换位置设置也可省略其中二至四段慢下中的某一个或两个)；
f：保压完成后上滑块带动上模打开到安全位置后单臂下料手进入压机，此过程由虚拟凸轮控制系统精确控制；
g：上滑块带动上模在快速上移的过程或已到上始点时，单臂下料手到达取件位置取件。
根据图3所示，在本实施中优选的，上滑块(3)通过油缸(7)驱动下移，所述油缸(7)根据液压伺服控制系统以及虚拟凸轮控制系统形成多段式下移直至零件完全成形。
根据图3所示，在本实施中优选的，液压伺服控制系统内包括伺服液压控制器(9)、伺服油缸(10)、压力反馈端(11)和油缸反馈端(13)，所述伺服液压控制器(9)通过液压控制阀(12)带动伺服油缸(10)的滑块下降和上升，所述压力反馈端(11)分别安装在伺服油缸(10)的首尾两端并电连接反馈至伺服液压控制器(9)上，所述油缸反馈端(13)安装在伺服油缸(10)端部并电连接反馈至伺服液压控制器(9)上。
根据图3所示，在本实施中优选的，液压控制阀(12)采用比例阀或伺服阀，所述比例阀与伺服液压控制器(9)之间设置有放大板(14)，所述伺服阀与伺服油缸(10)之间加装电压电流转换器(15)。
根据图4所示，在此实施例实际使用中，伺服液压控制器采用DELTA高性能伺服液压控制器中的RMC150控制器，把滑块的下降和上升分别作为两个液压轴。滑块的光栅尺直接接入Delta控制器，RMC150控制器控制Parker比例伺服阀，从而控制滑块的速度。
在本实施中优选的，液压伺服控制系统内置控制器的CPU模块标准配有以太网接口，支持EtherNet/IP,PROFINET,和Modbus/TCP协议，还配备有图形功能和向导功能。
设置上述结构，控制器采用RMC150控制器，RMC150/151控制器适合用于液压，伺服驱动以及气动定位系统高性能的运动控制，可以让它与伺服油压机的PLC，PC和HMI连接组成系统，还采用RMCtools软件用来配置，编程，优化和诊断RMC150系列运动控制器的运行状态。
在本实施中优选的，油缸(7)设置有三个或五个，呈一字或田字型平均设置在上滑块(3)的顶部，多个所述油缸(7)使用时通过液压伺服控制系统进行切换。
在本实施中优选的，采用一个所述油缸(7)，在中心位置需设置油缸(7)。
设置上述结构，压机滑块高速多缸功能使得滑块运行时进行主缸切换，在不需要以大吨位力时，通过断开一个或多个滑块主缸，压机运行速度将会增加并且节拍时间更短。
此功能可以在操作终端中编程和储存。通过以上油缸的切换，能满足热成形压机低压、高速度的特性，否则按照常规压机满足这么高的速度，功率太高，太浪费。
上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利请的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种高精度多段速热成型伺服油压机，其特征在于，包括机械上料手(1)，机械下料手(2)和压机本体，所述压机包括上滑块(3)，上模(4)，下模(5)，下工作台(6)，虚拟凸轮控制系统，液压伺服控制系统和油缸(7)，其中上模(4)固定在上滑块(3)上，下模(5)固定在下工作台(6)上，机械上料手(1)与机械下料手(2)固定在压机本体的立柱(8)上；
所述油缸(7)驱动上滑块(3)下移和上滑，所述上滑块(3)的光栅尺直接接入液压伺服控制系统，液压伺服控制系统内置控制器控制比例伺服阀，从而控制滑块的速度；
所述液压伺服控制系统上还连接有虚拟凸轮控制系统，压机本体与机械上料手(1)和机械下料手(2)产生同步的运动。
2.根据权利要求1所述的高精度多段速热成型伺服油压机，其特征在于：所述上滑块(3)通过油缸(7)驱动下移，所述油缸(7)根据液压伺服控制系统以及虚拟凸轮控制系统形成多段式下移直至零件完全成形。
3.根据权利要求2所述的高精度多段速热成型伺服油压机，其特征在于：所述液压伺服控制系统内包括伺服液压控制器(9)、伺服油缸(10)、压力反馈端(11)和油缸反馈端(13)，所述伺服液压控制器(9)通过液压控制阀(12)带动伺服油缸(10)的滑块下降和上升，所述压力反馈端(11)分别安装在伺服油缸(10)的首尾两端并电连接反馈至伺服液压控制器(9)上，所述油缸反馈端(13)安装在伺服油缸(10)端部并电连接反馈至伺服液压控制器(9)上。
4.根据权利要求3所述的高精度多段速热成型伺服油压机，其特征在于：所述液压控制阀(12)采用比例阀或伺服阀，所述比例阀与伺服液压控制器(9)之间设置有放大板(14)，所述伺服阀与伺服油缸(10)之间加装电压电流转换器(15)。
5.根据权利要求4所述的高精度多段速热成型伺服油压机，其特征在于：所述液压伺服控制系统内置控制器的CPU模块标准配有以太网接口，支持EtherNet/IP,PROFINET,和Modbus/TCP协议，还配备有图形功能和向导功能。
6.根据权利要求5所述的高精度多段速热成型伺服油压机，其特征在于：所述油缸(7)设置有三个或五个，呈一字或田字型平均设置在上滑块(3)的顶部并均匀分布，多个所述油缸(7)使用时通过液压伺服控制系统进行切换。
7.根据权利要求6所述的高精度多段速热成型伺服油压机，其特征在于：采用一个所述油缸(7)，所述油缸(7)设置在中心位置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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