[發明專利]一種旋壓成型中旋壓力的控制方法及其應用的控制系統

在審

• 申請號: 202010573690.5
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111672959A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 張建利
• 申請（專利權）人: 傲墾數控裝備（蘇州）有限公司
• 主分類號: B21D22/14
• 分類號: B21D22/14;B21D37/00;B30B15/26
• 代理公司: 蘇州市小巨人知識產權代理事務所(普通合伙) 32415
• 代理人: 凌立

1.一種旋壓成型中旋壓力的控制方法，通過旋壓設備對材料進行旋壓成型，所述旋壓設備包括用于安裝材料的驅動旋轉模具，所述驅動旋轉模具兩側分別設有旋壓輪，各旋壓輪以預設軌跡作為驅動目標，對所述材料進行多個道次的旋壓成型，其特征在于，各旋壓輪分別通過X軸伺服驅動單元和Y軸伺服驅動單元的聯動驅動控制進行曲線插補實現位置控制；在至少最后一個道次的旋壓中，以旋壓輪與驅動旋轉模具之間的間距為0作為驅動目標，對所述旋壓輪執行壓力控制和位置控制的雙重模式，其中，當所述旋壓輪受到的推力達到預設目標壓力時，對所述旋壓輪進行壓力控制，確保旋壓輪與驅動旋轉模具之間的間距為0。

2.根據權利要求1所述的旋壓成型中旋壓力的控制方法，其特征在于，所述Y軸伺服驅動單元安裝在X軸伺服驅動單元上，且Y軸伺服驅動單元與所述旋壓輪之間安裝有伺服油缸，其中，當所需的預設目標壓力大于10KN時，通過Y軸伺服驅動單元對所述旋壓輪進行電流開環控制，用于調節旋壓輪受到的推力，當所需的預設目標壓力為0.5-10KN時，通過伺服油缸對所述旋壓輪進行液壓閉環控制，用于調節旋壓輪受到的推力。

3.根據權利要求2所述的旋壓成型中旋壓力的控制方法，其特征在于，在所述電流開環控制中，對所述Y軸伺服驅動單元通過通用G代碼來控制所述旋壓輪按預設軌跡運行時的電機電流大小。

4.根據權利要求2或3所述的旋壓成型中旋壓力的控制方法，其特征在于，所述Y軸伺服驅動單元包括Y軸伺服電機，所述Y軸伺服電機的輸出端安裝Y軸滾珠絲桿絲母副；在所述Y軸滾珠絲桿絲母副上安裝所述伺服油缸，且所述伺服油缸的輸出端固定安裝所述旋壓輪。

5.根據權利要求2所述的旋壓成型中旋壓力的控制方法，其特征在于，在所述液壓閉環控制中，在所述伺服油缸的缸體上安裝壓力傳感器，所述壓力傳感器將缸體的實時壓力信號反饋給伺服壓力閥，所述伺服壓力閥根據預設目標壓力需求調節缸體壓力，用于調節旋壓輪受到的推力。

6.根據權利要求5所述的旋壓成型中旋壓力的控制方法，其特征在于，所述壓力傳感器通過A/D轉換器將模擬信號轉變為數字信號，將該數字信號和預設信號值分別輸入比較器，所述比較器的輸出通過PID調節器進行PID調節后，將調節信號經過D/A轉換器處理后輸出用于控制模擬缸體壓力的壓力調節信號。

7.根據權利要求5所述的旋壓成型中旋壓力的控制方法，其特征在于，所述缸體采用單作用缸，所述D/A轉換器與所述單作用缸之間設有壓力比例調節閥，通過壓力比例調節閥對D/A轉換器的輸出信號進行比例調節后再向所述單作用缸輸入壓力調節信號。

8.根據權利要求2或5所述的旋壓成型中旋壓力的控制方法，其特征在于，所述材料成型區包括位于內側的第一成型區域和位于外側的第二成型區域，所述第一成型區域采用壓力控制，所述第二成型區域采用位置控制。

9.根據權利要求1所述的旋壓成型中旋壓力的控制方法，其特征在于，所述X軸伺服驅動單元包括X軸伺服電機，所述X軸伺服電機的輸出端安裝X軸滾珠絲桿絲母副，同時所述Y軸伺服驅動單元安裝在所述X軸滾珠絲桿絲母副上。

10.一種旋壓成型中旋壓力的控制系統，其特征在于，包括X軸伺服驅動單元和Y軸伺服驅動單元，所述X軸伺服驅動單元和Y軸伺服驅動單元通過聯動驅動控制進行曲線插補實現位置控制，所述Y軸伺服驅動單元與所述旋壓輪之間安裝有伺服油缸，在所述伺服油缸的缸體上安裝壓力傳感器，所述壓力傳感器將缸體的實時壓力信號反饋給伺服壓力閥，所述伺服壓力閥根據預設目標壓力需求調節缸體壓力，用于調節旋壓輪受到的推力；其中，所述壓力傳感器通過A/D轉換器將模擬信號轉變為數字信號，將該數字信號和預設信號值分別輸入比較器，所述比較器的輸出通過PID調節器進行PID調節后，將調節信號經過D/A轉換器處理后輸出用于控制模擬缸體壓力的壓力調節信號。