CN113843311B - 一种壁板自动折弯成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种壁板自动折弯成型工艺，其特征在于，包括：通过控制系统启动进料系统和推料系统，并控制所述进料系统将壁板自动输送至所述推料系统；使所述壁板在所述推料系统的预设位置对齐；由所述控制系统控制所述推料系统推动壁板向折弯工位运动；以及壁板的前端侧边到达所述折弯工位后，在通过所述折弯工位的过程中，所述壁板沿其行进方向的各部分依次被挤压获得折弯壁板。使用该工艺能够实现壁板的自动化折弯作业。

Description

一种壁板自动折弯成型工艺

技术领域

本发明涉及火箭领域，具体涉及一种壁板自动折弯成型工艺。

背景技术

在航天飞机退役后，运载火箭作为卫星、太空舱、空间站等各类航天器的唯一承载工具，运载火箭的市场需求伴随着太空领域不断开发及航天产业技术不断发展而不断扩大。然而，运载火箭是一项复杂的系统性工程，贮箱作为运载火箭的核心部件之一，贮存着飞行过程中全部推进剂。

对于贮箱壁板弯曲成型工艺，一般采用滚弯成型和折弯成型两种方式，其中滚弯成型适用于长度小于6m的壁板弯曲成型。由于数控滚弯设备瓶颈，对于6m级的壁板一般采用折弯成型工艺。

为实现对于6m级壁板一次性自动完成折弯工艺，设计一种壁板自动折弯成型工艺显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种壁板自动折弯成型工艺。

本发明提供一种壁板自动折弯成型工艺，包括：通过控制系统启动进料系统和推料系统，并控制所述进料系统将壁板自动输送至所述推料系统；使所述壁板在所述推料系统的预设位置对齐；由所述控制系统控制所述推料系统推动壁板向折弯工位运动；以及壁板的前端侧边到达所述折弯工位后，在通过所述折弯工位的过程中，所述壁板沿其行进方向的各部分依次被挤压或者折弯壁板。

根据本发明的一个实施例，所述折弯工位挤压壁板具体为：在所述折弯工位上，通过上压模相对下凹模运动以挤压壁板。

根据本发明的一个实施例，在通过控制系统启动进料系统和推料系统之前包括：在所述控制系统中预先设定数控程序，所述数控程序包括进料速度、推料速度、上压模的移动量及运动频率；在通过控制系统启动进料系统和推料系统之后包括：按照所述数控程序执行壁板的折弯工艺。

根据本发明的一个实施例，按照所述数控程序执行壁板的折弯工艺，包括：根据所述上压模的位移量控制壁板在所述折弯工位的折弯程度。

根据本发明的一个实施例，所述数控程序还包括折弯变形反弹经验数值，所述折弯反弹经验数值用于补偿折弯回弹变形。

根据本发明的一个实施例，由所述控制系统控制所述推料系统推动壁板向折弯工位运动前，包括：在所述推料系统设置用以定位壁板的定位工装。

根据本发明的一个实施例，所述定位工装包括挡板；所述使壁板在所述推料系统的预设位置对齐，包括：将壁板后端侧边与所述挡板对齐；以及将壁板后端侧边与所述挡板通过插销钉连接固定。

根据本发明的一个实施例，所述壁板的前端侧边到达所述折弯工位后，在所述折弯工位被挤压，并由所述控制系统控制吊装系统将被挤压后抬高的壁板前端同步吊起。

根据本发明的一个实施例，所述推料系统将壁板全部推送至折弯工位并完成折弯工艺后，拔掉连接所述壁板后端侧边与所述挡板的插销钉，以使吊装系统将折弯后的壁板吊出。

根据本发明的一个实施例，由控制系统所述进料系统和推料系统，并控制所述进料系统将壁板自动输送至所述推料系统前，包括：由所述控制系统控制吊装系统将壁板吊装至所述进料系统。

根据本发明的壁板自动折弯成型工艺，通过调整控制系统的各项参数，控制进料系统、推料系统和折弯工位的运作，控制折弯效果，实现火箭壁板的高效、自动、精密折弯成型。对于6m级壁板可以减少人工干涉，将壁板由平板状态变为圆弧弯曲状态，实现一次性自动完成折弯工艺。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明发明的原理。

图1是本发明一个实施例的工艺流程图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，用于示例性的说明本发明的原理，并不被配置为限定本发明。另外，附图中的机构件不一定是按照比例绘制的。例如，可能对于其他结构件或区域而放大了附图中的一些结构件或区域的尺寸，以帮助对本发明实施例的理解。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明实施例的具体结构进行限定。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外术语“包括”、“包含”“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素结构件或组件不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出或固有的属于结构件、组件上的其他机构件。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

诸如“下面”、“下方”、“在…下”、“低”、“上方”、“在…上”、“高”等的空间关系术语用于使描述方便，以解释一个元件相对于第二元件的定位，表示除了与图中示出的那些取向不同的取向以外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。另外，例如“一个元件在另一个元件上/下”可以表示两个元件直接接触，也可以表示两个元件之间还具有其他元件。此外，诸如“第一”、“第二”等的术语也用于描述各个元件、区、部分等，并且不应被当作限制。类似的术语在描述通篇中表示类似的元件。

在下文描述本发明的过程中，可能会在一定场景描述中，仅仅使用“火箭”“运载火箭”或“导弹”，这仅仅是为了描述方便，其内涵不限于所用得具体词。通常情况下，本发明的火箭可以包括运载火箭、导弹、运载器以及能够将有效载荷送入空中的类似产品。本领域技术人员在解释上述具体用词时，不得根据描述场景所用的具体词而将火箭仅仅限定为运载器或导弹之一，从而缩小本发明的保护范围。

对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

图1是本发明一个实施例的工艺流程图。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，壁板成型可以包括如下步骤：

S1：通过控制系统启动进料系统和推料系统，

S2：并控制进料系统将壁板自动输送至推料系统；

S3：使壁板在推料系统的预设位置对齐；

S4：由控制系统控制推料系统推动壁板向折弯工位运动；

S5：以及壁板的前端侧边到达所述折弯工位后，在通过所述折弯工位的过程中，所述壁板沿其行进方向的各部分依次被挤压获得折弯壁板。

具体地，对于贮箱壁板弯曲成型工艺，一般采用滚弯成型和折弯成型两种方式，其中滚弯成型适用于长度小于6m的壁板弯曲成型。由于数控滚弯设备瓶颈，对于6m级的壁板一般采用折弯成型工艺。例如，对于6m级壁板弯曲成型工艺，国内尚无针对6m级壁板的折弯工艺先例。

目前，国内现役运载火箭单节壁板轴线长度一般不超过3m，多采用滚弯或折弯成型工艺，对于6m级铝合金壁板弯曲成型尚无经验。由于大型数控滚弯机设备制造难度高，对于6m级超长壁板优先选用折弯成型工艺。为解决6m级运载火箭贮箱铝合金壁板弯曲成型难题，本发明提供的一种壁板自动折弯成型工艺，实现了6m级铝合金壁板高精度弯曲成型，成功攻关大型铝合金壁板折弯成型工艺，经试验验证，以此折弯工艺制备的壁板满足应用。

在本实施例中，对于6m级壁板，控制系统控制进料系统将壁板自动运送至推料系统，再由控制系统控制推料系统将壁板自动输送至折弯工位，最后由控制系统控制折弯工位作业将壁板进行一次性折弯。本申请实施例的折弯成型工艺，可以自动地将壁板由平板状态变为圆弧弯曲状态，减少了人工干涉，提高了作业效率,实现了一次性完成折弯工艺，自动化程度高，同时，有效避免人为因素造成的超差，工艺一致性和稳定性高。

根据本发明的一个实施例，折弯工位挤压壁板具体为：在折弯工位上，通过上压模相对下凹模运动以挤压壁板。

具体地，控制系统启动折弯工位作业，上压模相对下凹模运动向下挤压壁板，壁板向下凹模凹陷，从而使壁板受压变形。折弯工位的上压模受控制系统的控制，可以实现自动作业。

根据本发明的一个实施例，在通过控制系统启动进料系统和推料系统之前包括：在控制系统中预先设定数控程序，数控程序包括进料速度、推料速度、上压模的移动量及运动频率；在通过控制系统启动进料系统和推料系统之后包括：按照数控程序执行壁板的折弯工艺。

具体地，数控程序预先设定进料速度、推料速度，控制进料系统将壁板按预设进料速度输送至推料系统，控制推料系统将壁板按进料速度输送至折弯工位。推料系统的推料速度和上压模的运动频率，通过推料系统输送壁板的推料速度与上压模的移动量和运动频率配合以达到预期的折弯效果。原则上，上压模的运动频率越快，推料系统输送壁板的推料速度越慢，折弯效果越好。但是，如果推料速度过慢，会使完成折弯的时间过长，从而影响壁板折弯工艺的效率。可以根据实际生产需求和折弯标准，设定推料速度和下压模运动频率，既可以保证高效率折弯，也可以满足对折弯效果的实际需求。

数控程序还可预先设定进料系统、推料系统和上压模的启动节点。例如，将壁板放置进料系统上，启动进料系统。待进料系统将壁板全部运送至推料系统之后，启动推料系统。待推料系统推动壁板至壁板的前端侧边到达折弯工位后，再启动折弯工位，具体地，可以待壁板的前端侧边到达上压模相对位置后，再启动上压模。在一些实施例中，控制系统可以通过设置行程传感器实现对各个动作的节点控制。

进一步地，在壁板通过折弯工位被挤压的过程中，实时监控壁板的折弯效果。必要时，可以根据折弯效果，使用控制系统调节推料系统的推料速度和/或上压模的运动频率。

需要说明的是，本申请实施例中不限制推料系统、进料系统和折弯工位的配合模式。例如，数控程序设置的推料速度为一个固定的常速，控制推料系统匀速将壁板向折弯工位输送，直至完成折弯工艺。数控程序可以先设置一个固定常速的推料速度，控制推料系统匀速将壁板向折弯工位输送。壁板前端侧边到达折弯工位后，推料系统停止推动壁板，启动折弯工位对壁板进行至少一次挤压，然后暂停折弯工位的运动，再次启动推料系统将壁板推送一个距离(如10cm)，然后启动折弯工位对壁板进行至少一次挤压，依次类推，直至完成折弯工艺。本申请实施例也不限制推料系统与进料系统的相对位置和尺寸等，仅改变两者的相对位置或尺寸等，均在本申请的保护范围。

进一步地，可以在控制系统中设定数控程序，进而控制推料系统双向运动。进料系统将壁板向推料系统推送时，可以同步启动推料系统，推料系统与进料系统的运动方向一致，有助于壁板顺利全部运送至推料系统。待进料系统将壁板全部运送至推料系统之后，再由控制系统改变推料系统的运动方向，开始将壁板向折弯工位推送。

进一步地，将壁板放置进料系统上之后，先在进料系统上找正工位，再启动进料系统，有助于壁板顺利进入推料系统，保证后续壁板的折弯挤压精度。

根据本发明的一个实施例，根据上压模的位移量控制壁板在折弯工位的折弯程度。具体地，根据壁板外形规格、网格结构及折弯要求，设定上压模的位移量，在折弯程序中设置控制上压模的位移量，通过控制上压模的位移量来控制上压模对壁板的挤压程度，以达到预期的折弯效果。

进一步地，数控程序还包括折弯变形反弹经验数值，通过设置折弯反弹经验数值，可以补偿折弯回弹变形，改善壁板的折弯精度。由于壁板被挤压折弯后，普遍会产生回弹，通过设置折弯变形反弹经验数值参数，可以有效补偿回弹，实现高精度折弯成型。例如，可以根据壁板的材质、折弯工位对壁板的挤压程度等，评估反弹程度，设置折弯变形反弹经验数值。进一步地，如果折弯程度较小，需要重新进行折弯，或者调整数控程序的参数后，重新进行折弯。如果通过设置合适的反弹经验数值，可以使壁板的折弯程度偏大，相比于二次折弯的方式，这种一次折弯中设置更大的折弯程度，后续工艺中更容易校正。因此，可以在折弯变形反弹经验的基础上，再适当增大挤压程度，从而降低二次工艺处理难度。

根据本发明的一个实施例，由控制系统控制推料系统推动壁板向折弯工位运动前，包括：在推料系统设置用以定位壁板的定位工装。

进一步地，定位工装包括挡板。使壁板在推料系统的预设位置对齐，包括：将壁板后端侧边与挡板对齐；以及将壁板后端侧边与挡板通过插销钉连接固定。

具体地，待进料系统将壁板全部输送至推料系统后，先使用定位工装将壁板定位，即找正工位。即先将挡板与壁板的后端侧边连接，以帮助壁板在推料系统上找正工位。当推料系统将壁板向折弯工位输送时，挡板随壁板一同向折弯工位方向运动，防止壁板角度倾斜。特别是，当上压模以较高的频率挤压壁板时，会产生震动，从而使壁板倾斜，导致折弯效果不佳。而通过挡板对壁板的牵制，可以保证壁板的挤压角度不会倾斜，保证了折弯效果。

根据本发明的一个实施例，壁板的前端侧边到达折弯工位后，折弯工位挤压壁板，并由控制系统控制吊装系统将壁板的前端吊起。

具体地，待壁板前端侧边开始在折弯工位被折弯后，可以使用吊装系统将壁板的前端吊起，从而克服重力对壁板回弹的影响。随着壁板逐渐被折弯，壁板的前端会升高，吊装系统可以配合壁板的前端进行同步向上移动，既可以帮助壁板克服重力，也可以防止吊装系统对壁板过度拖拽。折弯工艺完成后，吊装系统可以将折弯后的壁板从进料系统上取下。

进一步地，由控制系统启动进料系统和推料系统，并控制进料系统将壁板自动输送至推料系统前，也可以包括由控制系统控制吊装系统将壁板吊装至进料系统，并找正工位，而不需要人工搬运。

根据本发明的一个实施例，推料系统将壁板全部推送至折弯工位时，拔掉连接壁板后端侧边与挡板的插销钉，以使吊装系统将折弯后的壁板吊出。

根据本发明的一个实施例，在制备平板状态壁板时，可以在壁板与折弯工艺时的推料方向垂直的两侧边预留压块，并在压块开设通孔，分别用于连接定位工装定位和连接吊装系统将壁板的前端吊起。

为兼顾材料强度和重量，现役运载火箭一般采用高强度铝合金，特别是燃料贮箱为进一步减重，通常会采用网格型腔结构。但壁板靠近四个侧边的一部分并不是网格，而是厚度低于网格高度的薄片结构，这导致在折弯壁板时，折弯工位不能挤压到网格四个侧边，影响折弯效果。因此，在壁板的另外两个侧边(即与折弯工艺时的推料方向平行的两个侧边)设置辅助筋，辅助筋与壁板的网格区域等高。当折弯工位挤压壁板时，可以挤压到壁板设置有辅助筋的两个侧边，保证了折弯效果。

进一步地，本实施例中，两条辅助筋设置相对应的端面刻线，并标注刻度值。两条辅助筋的端面刻线与辅助筋纵向垂直，即与出料方向垂直。折弯工艺过程中，可以检查两条辅助筋相对应的端面刻线(即刻度值相同的端面刻线)是否与折弯工位的外沿对齐。例如，两条辅助筋分别每隔50mm设置一个端面刻线。壁板前端侧边超出折弯工位的下凹模外沿一定距离(如20-30mm)时，检查两条辅助筋相对应的端面刻线是否与下凹模外沿对齐。若不能对齐，可以及时调整壁板位置，保证折弯效果。本领域技术人员可知，下凹模外沿线与壁板运动方向垂直。

根据本发明的一个实施例，将壁板从进料系统取下后，对弯曲壁板采用样板方式进行弧度测量。若检测合格，则完成折弯。若检测不合格，则采用专用校形工装进行校正。

进一步地，采用专用校形工装对弯曲壁板进行校正后，重新对对弯曲壁板进行弧度测量，若超差，则重新校正。

进一步地，若检测合格完成折弯工艺后，对折弯壁板进行清洗。

本发明实施例整体采用“前进料-后推料-前出料”的方式进行折弯，实现了一次性自动折弯成型。

本发明的上述实施例可以彼此组合，且具有相应的技术效果。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种壁板自动折弯成型工艺，其特征在于，包括：

通过控制系统启动进料系统和推料系统，并控制所述进料系统将壁板自动输送至所述推料系统；

使所述壁板在所述推料系统的预设位置对齐；

由所述控制系统控制所述推料系统推动壁板向折弯工位运动；以及

壁板的前端侧边到达所述折弯工位后，在通过所述折弯工位的过程中，所述壁板沿其行进方向的各部分依次被挤压获得折弯壁板；

所述折弯工位挤压壁板具体为：在所述折弯工位上，通过上压模相对下凹模运动以挤压壁板；

在通过控制系统启动进料系统和推料系统之前包括：

在所述控制系统中预先设定数控程序，所述数控程序包括进料速度、推料速度、上压模的移动量及运动频率，以及控制推料系统双向运动；

所述通过控制系统启动进料系统和推料系统，并控制所述进料系统将壁板自动输送至所述推料系统，具体为：所述进料系统将壁板向所述推料系统推送时，同步启动所述推料系统，所述推料系统与所述进料系统的运动方向一致；待所述进料系统将壁板全部运送至所述推料系统之后，由所述控制系统改变所述推料系统的运动方向，将壁板向所述折弯工位推送；

在通过控制系统启动进料系统和推料系统之后包括：

按照所述数控程序执行壁板的折弯工艺。

2.根据权利要求1所述的折弯成型工艺，其特征在于，按照所述数控程序执行壁板的折弯工艺，包括：

根据所述上压模的位移量控制壁板在所述折弯工位的折弯程度。

3.根据权利要求1所述的折弯成型工艺，其特征在于，所述数控程序还包括折弯变形反弹经验数值，所述折弯变形反弹经验数值用于补偿折弯回弹变形。

4.根据权利要求1-3任一所述的折弯成型工艺，其特征在于，由所述控制系统控制所述推料系统推动壁板向折弯工位运动前，包括：

在所述推料系统设置用以定位壁板的定位工装。

5.根据权利要求4所述的折弯成型工艺，其特征在于，所述定位工装包括挡板；

所述使壁板在所述推料系统的预设位置对齐，包括：

将壁板后端侧边与所述挡板对齐；以及

将壁板后端侧边与所述挡板通过插销钉连接固定。

6.根据权利要求5所述的折弯成型工艺，其特征在于，所述壁板的前端侧边到达所述折弯工位后，在所述折弯工位被挤压，并由所述控制系统控制吊装系统将被挤压后抬高的壁板前端同步吊起。

7.根据权利要求6所述的折弯成型工艺，其特征在于，所述推料系统将壁板全部推送至折弯工位并完成折弯工艺后，拔掉连接所述壁板后端侧边与所述挡板的插销钉，以使吊装系统将折弯后的壁板吊出。

8.根据权利要求1所述的折弯成型工艺，其特征在于，由控制系统启动进料系统和推料系统，并控制所述进料系统将壁板自动输送至所述推料系统前，包括：

由所述控制系统控制吊装系统将壁板吊装至所述进料系统。