大吨位机械伺服压力机的工艺库研究

摘要

目前,各种传统的机械压力机依然是应用最为广泛的冲压设备,其通常采用一个恒定电动机作为驱动器,依靠飞轮蓄能作用所提供的瞬时冲击力,以完成板料的冲压工作。这类压力机虽然有较高的运动速度、承载能力和较高的工作效率等优点,但因采用恒定的电动机和大飞轮,其输出特性固定,压力不易控制,对工艺的适用性差。
　　 伺服机械压力机是一种由伺服交流电机直接驱动的新型冲压设备,具有高速、低能耗、低噪声、可控性好等特点,延长了模具寿命,有效提高产品精度和合格率；其滑块能够根据用户的需要提供任意的运动曲线,且速度和力量可控,使冲压成形工艺的优化成为可能。现今的研究中,关于伺服压力机的机构优化及控制系统方面的研究报道比较多,与之相关的文献资料也很丰富,但是,对基于伺服压力机的冲压工艺优化以及控制方面的研究还很少报道。本论文主要基于肘杆式伺服压力机优秀的运动性能对冲压工艺进行优化,并创建一种开放式的冲压工艺程序库模型。
　　 本论文根据自行研发的4000KN的肘杆式压力机,应用矢量方程解析法对该设备的主传动系统进行运动学分析,推导出该设备滑块的位移、速度、加速度解释表达式,并用MATLAB软件对其进行分析,为对工艺控制提供依据。
　　 其次,根据已有的伺服压力机的工艺控制模式,开发出几种新的基于伺服压力机的冲压工艺控制模式,并对其进行理论分析,为工艺库编程提供架构。
　　 应用数值模拟软件DEFORM,对板料的冲裁加工过程进行模拟分析,获得不同工艺参数对冲裁过程的影响规律；并利用样机,进行冲裁实验,测试静音冲裁试验的噪音和能耗,获得优化的静音冲裁工艺程序的数据,在此基础上,提炼冲压作业的关键点,得到一些典型的滑块工艺特性曲线。通过样机,验证开发的伺服压力机控制模式的有效性。
　　 最后,用C++和Access作为开发工具,创建一个开放式的冲压工艺程序库模型,该工艺库具有可删除、添加、修改等功能。