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卷板機(jī)屬于鍛壓機(jī)械八大類產(chǎn)品中的彎曲校正機(jī)類。隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展,對方圓、橢圓、多段曲率筒體的需求越來越大。
目前多曲率筒體的生產(chǎn)主要有以下方法:
(1)對于薄壁筒體通過在擴(kuò)徑機(jī)模具上進(jìn)行擴(kuò)孔,達(dá)到預(yù)期形狀。
(2)對于厚壁筒體通過將不同曲率和弧長的板材進(jìn)行拼接焊接。以上生產(chǎn)方法工序繁瑣且工件的質(zhì)量不易保證。
因此,本文結(jié)合卷板機(jī)械的特殊性,設(shè)計了一套可用于卷制多曲率筒體的四輥卷板機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。
四輥卷板機(jī)的工作原理并對卷板工藝過程進(jìn)行了分析,并以彈塑性力學(xué)為基礎(chǔ),深入分析研究板材彎卷過程,推導(dǎo)了板材卸載后的回彈量,結(jié)合機(jī)床各工作輥的幾何位置關(guān)系,建立了側(cè)輥行程和板材彎曲半徑之間的關(guān)系模型,并將該模型應(yīng)用到控制系統(tǒng)當(dāng)中。針對四輥卷板機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和卷板機(jī)的控制需求,采用了“工控機(jī)(IPC)+板卡”的基于開放式總線結(jié)構(gòu)的卷板機(jī)控制系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上設(shè)計了卷板機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的軟、硬件結(jié)構(gòu)。
最后根據(jù)卷板機(jī)數(shù)控系統(tǒng)需要實現(xiàn)的主要功能,設(shè)計了實現(xiàn)板料精確進(jìn)給功能的主軸驅(qū)動伺服系統(tǒng)。介紹了實現(xiàn)側(cè)輥位置同步的電液比例同步控制系統(tǒng),側(cè)輥液壓缸同步控制采用“同等方式”+“主從方式”控制策略,同步算法采用專家自適應(yīng)PID控制算法,并對算法結(jié)果進(jìn)行仿真分析。
四輥卷板機(jī)的工作原理,針對板材加工的材料性能及形狀各異的問題,設(shè)計了基于機(jī)器視覺的四輥卷板機(jī)的數(shù)控系統(tǒng),能夠在線檢測卷制板材的曲率,和要求的形狀進(jìn)行比較,實時修正加工參數(shù),解決了卷板加工中板材材料性能的差異帶來的回彈系數(shù)變化的問題;能完成上輥和側(cè)輥的聯(lián)動,解決除圓形外其他如橢圓、拋物線等異性零件的卷制,實現(xiàn)卷板加工的數(shù)控化。