基于智能控制技术的电动折弯机研究与开发

折弯机是钣金加工行业中的一种重要机械设备.针对数控折弯机多轴同步进行冲压加工与通过控制上模行程进行折弯的特点,结合智能控制技术,提出基于前馈PID与模糊控制结合的新型同步算法,以及使用L-M型BP神经网络自主计算折弯行程的方法.上述两种算法执行效率高,可移植性好;在实际运行中Y轴同步精度达到±0.01 mm,折弯精度达到±0.2°,能够很好地满足实际生产需要.     

基于PLC和触摸屏的电动折弯机控制系统研究

折弯机在钣金制造加工中具有十分重要的地位。针对液压折弯机生产效率低、折弯精度不够高的现状,提出了一种基于伺服电机直接驱动的全电动折弯机数控系统。以PLC作为系统的下位机,触摸屏作为上位机,采用并行结构方式作为折弯机的同步控制方案。该系统结构简单,人机交互方便,可维护性和可移植性好;实验验证Y轴上的定位精度达到了±0.01 mm,重复定位精度达到了±0.001 mm,能够很好地满足折弯机对同步控制的要求。     

开放式电动折弯机数控系统的研究与设计

开放式数控系统是先进制造技术的重要研究领域。针对传统的液压折弯机生产效率低、折弯精度不够高的情况,提出一种基于伺服电机直接驱动的折弯机控制系统,其采用基于PC机、运动控制接口板卡和伺服系统的硬件结构和实时操作系统RTLinux、专业数控软件EMC2的软件结构,保证了系统的运算能力和实时性;对滑块两端的控制采用并行结构的控制方式,提高了折弯控制精度。实验证明,该系统折弯机的X轴和Y轴的定位精度都能很好地满足工业控制要求。     

新型伺服折弯机发展趋势

本文以伺服折弯机发展为背景,分析了我国板料折弯件生产领域对折弯机的新要求,介绍了液压式折弯机和电动折弯机的基本结构,对新型伺服折弯机的发展趋势进行了讨论。本文重点介绍了三种类型的新型折弯机,分别是大功率多轴同步伺服折弯机、新型减速机构折弯机和机器视觉测量折弯机,为掌握伺服折弯机发展的前沿提供了参考。     

板料V形自由折弯成形数据库校正方法

自由折弯因其模具通用性好、加工效率高,因而在小批量板料折弯成形中得到广泛应用。但对其加工精度的控制,特别对与成形角度直接相关的V形板料折弯滑块下压量的精度控制一直是业内一个难点问题。为获得更高的角度精度,常采用多次试折法,渐进达到加工要求,且对加工人员经验要求较高。对自由折弯成形中滑块下压量进行理论计算推导,提出一种通过角度经验校正数据库修正理论计算的方法。基于以上方法在不同模具上使用不同厚度的Q235和不锈钢板料进行不同折弯角度折板实验,两次试折后,实验折弯角度误差在±0.5°,满足国标GB/T 14349-2011中对钣金产品折弯角度的精度要求。该方法已应用于本实验室自主研发的折弯机数控系HNC-SPB60中。     

折弯机制造精度对板材折弯精度影响规律的理论分析

由于板料折弯机结构原理、折弯机自身制造精度、模具制造精度、被加工板材性能以及性能不均匀性等方面的原因,板料加工不可避免存在角度误差、直线度误差与边长误差。板料加工误差的存在影响后续的装配、增加试修模以及成形后校形的工作量,延长了产品的开发周期,制约着渐进折弯成形的进一步推广和应用,尤其是对用高强度高回弹钢板成形大型工件的应用。本文以江苏亚威机床股份有限公司PBH110-3100型数控板料折弯机为研究对象,依据弹性力学理论,建立折弯误差的分析模型,分析机床制造精度对金属板材折弯精度的影响规律。研究结果对提高金属板材的折弯精度与可靠性,提高产品的竞争力与附加值有着重要的现实意义。     

数控板料折弯机加工精度分析与优化

折弯机的加工精度是最主要的性能指标之一,由于板料折弯机结构原理、机床自身制造精度、模具加工精度、被加工板材性能以及机床性能不稳定等方面的原因,加工工件不可避免存在角度误差、直线度误差与边长误差。板料加工误差的存在影响后续的装配、加大试修模以及成形后校形的工作量延长了产品的开发周期,制约了自动化折弯进一步推广和应用。以某PBB型数控板料折弯机为研究对象,运用应变电测技术与有限元仿真相结合的方法对该型折弯机进行了优化与改进,在此基础上试制出一台PBH型样机,研究结果对提高金属板材的折弯精度与可靠性,提高产品的竞争力与附加值有着重要的现实意义。     

折弯机滑块变形分析及实验测试

折弯机在折弯载荷作用下的变形直接影响折弯机的刚性,从而决定折弯机的折弯精度,而折弯载荷的确定是其中的关键问题。以某型数控折弯机为研究对象,采用Solid Works建立三维模型,利用DEFORM-3D有限元分析软件对折弯过程进行仿真,计算表明滑块在主要承受竖直方向折弯力的同时,还受到板料对滑块的水平推力。将仿真计算得到的折弯力施加到折弯机的有限元模型,获得了折弯机的整体变形规律。为了验证折弯机有限元计算结果的正确性,对折弯机滑块的变形进行了实验测试,试验测试值与有限元计算值比较接近,为进一步完善和优化折弯机结构提供了理论依据。     

嵌入式数控折弯机控制系统的设计

以ARM926EJ-S微内核控制器为硬件平台,以用Windows CE为软件平台、PLC为控制单元,设计了数控折弯机控制系统。详细分析了数控折弯机自由折弯的参数计算,构建了BP神经网络并应用于自由折弯半径的计算,分析了数控折弯机控制系统的数据保存格式,自定义设计了人际交互界面。     

折弯机液压补偿装置对工作台挠度曲线的影响分析与优化

折弯机的加工精度是最重要的性能指标之一。运用弹性力学理论对工作台变形进行分析,折弯时滑块与工作台共同受到板材的反作用力,必然会产生明显的挤压变形,从而导致上、下模发生相同的挠曲变形,严重降低了工件的折弯角度及直线度。以某型数控折弯机为研究对象,为了提高加工精度,利用液压原理对工作台挠度进行压力补偿,运用有限元分析与实验测试相结合的方式,多变量建模并仿真,研究了折弯机在满载自由折弯工况下的补偿效果,并确定了最佳的优化方案,运用有限元理论解决了实际生产问题。     

基于SERCOS-Ⅱ的机床数控系统实时通信与同步控制研究

现代数控机床和加工中心对实时接收数据和同步运动控制提出了更高的要求.论文对脉冲式数控系统进行简要述评的基础上,提出了基于SERCOSⅡ串行实时总线通信的机床数控系统架构:以运动控制器为主站,进给伺服驱动器为从站的主从式环形网络,并以通信周期为基准协调该多CPU结构.论文将提出的系统用于XKHL650型立式加工中心数字化控制,并提出了各进给轴伺服驱动电流环同步控制方法.该方法使各进给轴伺服驱动电流指令达到1μs的同步精度,从而保证了机床各进给轴动作的一致性.实验和加工运行表明基于SERCOSII总线通信的数控系统满足高实时性高精度的加工要求.     

基于CAN总线的三轴数控系统设计

提出了一种伺服系统分布式控制方案,数控装置和伺服电机驱动器之间采用CAN总线连接,构成现场级的分布式运动控制网络,以实时通讯方式代替传统的并行模拟/脉冲信号,实现伺服系统的闭环控制。文章首先对CAN总线的伺服电机驱动器设计、CAN总线运动控制卡设计等关键问题进行了比较详细的论述,然后将该系统用于高速模具雕刻机进行实验。实验结果证明该系统具有良好的运动控制性能,运行速度、轮廓控制精度和定位误差均达到模具雕刻机设计要求。     

自动精密校直机数控系统的研制与开发

研制开发STAR-07Y型电液伺服自动精密校直机数控系统.提出STAR-07Y自动精密校直机数控系统结构方案;设计检测零件弯曲量的高速高精密检测系统;在解决电液伺服压头的"零漂"问题的基础上,设计电液伺服压头的精密位移行程控制系统;采用"盲压"的方法实现工件的精密校直.     

基于SimoDrive 611U/Ue的液压精密控制系统设计与实现

钢管数控成型机是一种通用型高端设备,应用于钢管圆形、方形等内孔成型加工。为了提高成型机液压系统位置控制精度并降低系统能耗,根据成型机工作条件,提出由伺服驱动器、伺服电机、光栅及传感器等构成液压精密控制系统的设计方案。该方案利用伺服驱动器控制伺服电机旋转,带动定量泵控制液压缸位移,光栅反馈位移量给伺服驱动器,构成闭环控制来达到精密控制效果。该设计具有改造费用低、加工效率高和精度高等优点。     

电子齿轮在数控机床中的应用

机床进给伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分,控制精度是非常重要的指标.本文介绍了电子齿轮在数控机床中的应用情况,介绍了电子齿轮的概念,以配置了安川伺服电机和驱动器的数控进给系统为例,介绍了电子齿轮比的计算过程.     

基于PMAC的商用五轴联动电火花加工数控系统

研制了一种基于可编程运动控制器PMAC的五轴联动电火花加工数控系统。其采用全闭环速度模式的控制体系,具备实现电火花成形加工控制中包括间隙电压检测、伺服进给回退运动、多轴联动、主轴高速抬刀运动及各类摇动等的多项关键技术。该数控系统已应用于商用五轴联动电火花成形加工机床,通过大量的样件加工实验,验证了其良好的控制与加工性能。同时按商业化标准完善了数控系统,推动了其产业化进程。     

数控机床轮廓误差的插补预测补偿控制研究

伺服系统的基本原则是闭环控制,跟踪误差必然存在.如果多轴联动设备上使用伺服系统驱动进给轴,跟踪误差会引起加工轮廓误差.高精度数控机床要求轮廓误差越小越好.文章在定位过程中的伺服系统位置跟踪误差曲线等效成梯形曲线的基础上,从插补控制器着手研究跟踪误差的预测补偿控制.试验结果证明该控制方法简单有效.     

数控机床位置伺服系统的无模型自适应迭代学习控制

数控机床位置伺服系统在加工过程中受负载、摩擦和电路系统响应特性等因素影响,很难精确建立其加工过程动力学模型。针对批量零件加工过程中的重复执行过程,设计了一种数据驱动的无模型自适应迭代学习控制方案。该方案借助沿迭代轴的动态线性化方法,将数控机床位置伺服系统加工动力学过程等价转化成一个虚拟的迭代数据模型,并根据设计的迭代学习控制律和参数估计律构建数控机床位置伺服系统的无模型自适应迭代学习控制方案。仿真结果表明:该迭代学习控制方案基于数控机床重复运行的特点,仅利用位置和电机电流信息,完成了对零件加工过程的改善,提高了加工精度。     

汽车齿轮车削和滚齿复合机床研究

根据汽车行业对高精度齿轮的需求,通过自主创新的途径,重点攻克了车削和滚齿复合机床总体结构、机床数控系统、高速干式滚切工艺系统温度场控制、硬质合金高速干切滚刀等关键技术难题,研发一种汽车齿轮高精度高速车削和滚齿复合机床。机床采用基于运动控制卡的开放式数控系统,采用3种方法减少滚齿加工机床热误差变形,采用三合一组合齿轮加工刀具。将齿轮加工的全部工艺集成在一台机床内,能通过一次装夹完成车削、滚齿和去毛刺加工。由于节省了上下料时间,生产效益得到了很大的提高,实现了齿轮滚切高效、高精度、节能环保加工。     

精密辊筒机数控系统开发

针对自主研发的精密辊筒机床,开发一套基于IPC和UMAC的开放式数控系统。依据精密辊筒数控机床的功能需求和结构特点,设计数控系统的硬件平台,搭建数控软件的总体框架,并采用模块化编程技术,基于Qt Creator编程环境开发数控系统软件,实现了轴信息显示、运动控制、自动编程和程序编辑等功能。进行微V形槽阵列加工实验,结果表明:该数控系统功能丰富,运行稳定,可以满足精密辊筒机床的数控加工要求。