[發(fā)明專利]一種高精度熱鍛沖壓成型方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910053730.0
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109773014A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯浩;戴衛(wèi)力;居鳴杰;李昶;周強(qiáng);秦玉波
• 申請（專利權(quán)）人: 常州豪樂金業(yè)機(jī)械有限公司;河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號: B21D28/34
• 分類號: B21D28/34;B21D43/10
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;李輝

本發(fā)明公開了一種高精度熱鍛沖壓成型方法及裝置，裝置包括機(jī)械手張夾機(jī)構(gòu)、機(jī)械手位移機(jī)構(gòu)、下料機(jī)構(gòu)、編碼器、PLC控制器，沖床的上模具固定在沖床的曲軸滑塊上，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)；編碼器通過固定板和聯(lián)軸器連接曲軸，編碼器、伺服電機(jī)、機(jī)械手張夾機(jī)構(gòu)、機(jī)械手位移機(jī)構(gòu)均與PLC控制器連接；PLC控制器中預(yù)先編有通過上模具移動(dòng)距離S計(jì)算對應(yīng)的PLC控制器接收到編碼器的脈沖數(shù)N的算法，工作時(shí)PLC控制器控制夾爪與上模具的配合動(dòng)作，上模具向下移動(dòng)距離S時(shí)PLC控制器接收到N個(gè)脈沖，同時(shí)控制夾爪張開，工件由上模具帶入下模座的凹模中，完成一個(gè)工序的加工。本發(fā)明的裝置和方法使得調(diào)試更簡單，保證加工精度與產(chǎn)品一致性，間接提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高精度熱鍛沖壓成型方法及裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的熱鍛(紅沖)工件在鍛造過程中至少有三個(gè)工序，包括墩粗、塑形(成型)、打孔(沖孔)等工序。現(xiàn)有的沖床熱鍛沖壓成型加工過程中一般將沖床下模具固定，控制機(jī)械手夾爪閉合將工件夾緊并移動(dòng)到上下模具之間，然后驅(qū)動(dòng)上模具下壓的同時(shí)張開機(jī)械手夾爪，工件掉入下模具中，進(jìn)行加工，完成一個(gè)工位的加工后，再通過機(jī)械手將工件轉(zhuǎn)移到下一個(gè)工位進(jìn)行加工。

現(xiàn)有的三工位上下料機(jī)械手雖然相對于人工或者單工位機(jī)械手效率上有了很大的提高，但是調(diào)試和實(shí)際工作中沖床沖壓動(dòng)作和機(jī)械手的動(dòng)作很容易出現(xiàn)干涉與碰撞，導(dǎo)致?lián)p壞機(jī)器甚至危及工人的人身安全。并且現(xiàn)有的三工位上下料機(jī)械手為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使機(jī)械手在與沖床配合的工作動(dòng)作上要盡量錯(cuò)開進(jìn)行，一般機(jī)械手提前完成張開夾爪的工作，沖床延遲完成上模具下壓加工的動(dòng)作，這樣產(chǎn)品與沖床模具間的位置也就無法保證，由于機(jī)械手的動(dòng)作無法保證與沖床精確配合，零件經(jīng)常由自由落體運(yùn)動(dòng)，掉入下模座的凹模中，下落動(dòng)作的隨機(jī)性較大，嚴(yán)重降低產(chǎn)品的質(zhì)量，生產(chǎn)的產(chǎn)品一致性也較差。

為了使夾爪更好地配合沖床動(dòng)作，現(xiàn)有技術(shù)中也有使用PLC和編碼器進(jìn)行配合控制沖床進(jìn)行加工的方法，現(xiàn)有技術(shù)中一般都是通過沖床的點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)試，使上模具逐漸接近工件，然后記錄下在該位置時(shí)編碼器所發(fā)出的脈沖個(gè)數(shù)，沖床實(shí)際工作中當(dāng)沖床上模具下降同時(shí)編碼器達(dá)到調(diào)試時(shí)記錄的脈沖數(shù)時(shí)，通過PLC控制夾爪張開與沖床配合動(dòng)作。但是由于沖床點(diǎn)動(dòng)時(shí)的距離不好掌握，這種方法獲的夾爪動(dòng)作信號誤差較大，并不能保證上模具完全接觸工件時(shí)，夾爪才張開，從而會(huì)導(dǎo)致工件畸形、打孔位置不準(zhǔn)等問題，解決的辦法只能重新調(diào)試校準(zhǔn)，特別是每次更換模具時(shí)，都需要重新調(diào)試，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，影響生產(chǎn)進(jìn)度。

中國專利CN203764846U公開了一種熱鍛機(jī)械手及采用此熱鍛機(jī)械手的熱鍛螺母自動(dòng)成型裝置，其中就在沖床曲軸上安裝有與PLC配合的編碼器，PLC根據(jù)編碼器發(fā)出的信號來控制步進(jìn)電機(jī)。但是該專利中沒有公開如何精確控制證沖床上模具在接觸到工件時(shí)控制夾爪張開的方法，在實(shí)際工作之前仍然需要進(jìn)行多次點(diǎn)動(dòng)調(diào)試，并且不能保證加工產(chǎn)品的精度，可能存在工件畸形、打孔位置不準(zhǔn)等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)問題，提供一種高精度熱鍛沖壓成型方法，可精確計(jì)算出沖床上模具運(yùn)動(dòng)距離與編碼器脈沖個(gè)數(shù)的對應(yīng)值，使得機(jī)械手可以在模具能夠盡量接近零件時(shí)放開零件，保證加工的精度與產(chǎn)品的一致性，并間接提高生產(chǎn)效率。

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為：一種高精度熱鍛沖壓成型方法，包括如下步驟：

(1)沖床設(shè)備調(diào)試時(shí)將沖床的上模具停在最高點(diǎn)，并將工件固定在上模具和下模具之間的夾爪上，精確測量加工過程中沖床的上模具所需移動(dòng)的距離S；

(2)獲取沖床的上模具移動(dòng)距離S時(shí)PLC控制器接收到的編碼器所產(chǎn)生的脈沖數(shù)N的算法，計(jì)算公示如下：

其中n為編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)一周發(fā)出的脈沖數(shù)，m為PLC控制器的高速計(jì)數(shù)模塊的倍頻數(shù)，λ為連桿系數(shù)，L為連桿長度；R為曲柄半徑；