数控单元冲压模具快速成形技术(doc 9)gfgv.docx

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1、数控单元元冲压模模具的快快速成形形技术内容摘要要: 11前言 随着经经济的快快速发展展和市场场需求的的多样化化,人们们对产品品生产周周期的要要求越来来越短,尤其在在小批量量甚至单单件生产产方面,要求现现代制造造技术不不仅要有有较高的的柔性,还要有有更新的的、更能能满足市市场要求求迅速变变化的生生产模式式。数控控单元冲冲压模具具快速成成形技术术,就是是为适应应此种状状态而产产生的。 2单元元冲模快快速成形形的数字字化编码码钣 钣钣件的形形状可分分割成一一些简单单的图形形元素,然后合合成所需需图形。因因此,对对于一些些精度要要求较高高的小批批量甚至至单件生生产的钣钣金件,可以用用一些通通用件迅迅速

2、组装装成单元元冲压模模具,采采用数控控技术,使之快快速成形形。1前言随随着经济济的快速速发展和和市场需需求的多多样化,人们对对产品生生产周期期的要求求越来越越短,尤尤其在小小批量甚甚至单件件生产方方面,要要求现代代制造技技术不仅仅要有较较高的柔柔性,还还要有更更新的、更更能满足足市场要要求迅速速变化的的生产模模式。数数控单元元冲压模模具快速速成形技技术,就就是为适适应此种种状态而而产生的的。2单元冲冲模快速速成形的的数字化化编码钣钣钣件件的形状状可分割割成一些些简单的的图形元元素,然然后合成成所需图图形。例例如:矩矩形是44个直角角的合成成;波浪浪形是一一些曲线线的合成成等。因因此,对对于一些

3、些精度要要求较高高的小批批量甚至至单件生生产的钣钣金件,可以用用一些通通用件迅迅速组装装成单元元冲压模模具,采采用数控控技术,使之快快速成形形。将被被加工钣钣金件看看成一个个可被分分割的平平面图形形,对分分割出来来的简单单图形元元素进行行数字化化处理。即即按其方方位进行行定位编编码。如如图1所所示的非非等距简简单图形形零件的的数字化化,缺口口1、22、3、44的(x,y)均均相等,方孔55的(x,y)均均等于22倍的(x,y),设现现有通用用冲头的的宽等于于x,长等于于y,则按如如图1所所示进行行编号。缺缺口1由由位置(2,00)以及及位置(3,00)合成成,缺口口2、33、4同同样由两两个位

4、置置合成,方孔由由8个位位置合成成。如果果采用矩矩形单元元快速成成形,可可以获得得如图22所示的的二维编编码,由由于划分分过细使使得到的的编码较较长。如如果采用用正方形形单元快快速成形形,则可可以获得得如图33所示的的二维编编码,其其编码减减小一半半。矩形形单元二二维编码码如下：对于于等距简简单图形形零件如如钥匙齿齿形的快快速成形形由于齿齿距相等等河以进进一步简简化编码码。钥匙匙齿形编编码示意意图，如如图2所所示。图图中采用用三角形形单元，实实际应用用采用的的是梯形形单元编编码可以以降为一一维数组组。参数数定义:齿数-冲压压的次数数，现假假使为55。齿距距-冲冲压时，YY方向的的每次移移动的距

5、距离。级级差值冲压时时X方向向移动一一个单位位时的距距离。级级差数-冲压压时，XX方向的的移动单单位。当选定定齿距和和级差值值后，钥钥匙的齿齿形加工工位置可可以转换换为级差差数最后后齿形编编码为一一维数组组(2213221)。由以以上可知知数字化化编码是是单元冲冲模快速速成形的的关键，合合适的编编码不仅仅可以提提高生产产效率，而而且可以以节省存存储内存存。3快速成成形的结结构设计计目前前，大部部分中小小型企业业尚不具具备购买买高档数数控冲床床的经济济实力，数数控单元元冲压模模具可以以直接安安装在普普通冲床床上作为为简易数数控冲床床来使用用。快快速成形形模具机机构示意意图如图图3所示示。上模模为

6、凸模模机构。光光电头安安装在上上模板下下方以检检测凸模模的起落落。坯料料的装夹夹要根据据不同的的需要进进行设计计。料板板由步进进电机控控制丝杠杠分X,Y方向向驱动。下下模为凹凹模机构构，直接接安装在在工作台台上。44快速速成形的的控制系系统设计计4.11电机机驱动及及选用步进电电机是一一种将电电脉冲转转化为角角位移的的执行机机构。共共有3种种:永磁磁式、反反应式和和混合式式。混合合式集中中了前二二种的优优点，从从性价比比方面进进行综合合考虑，拟拟选用步步进角11.8oo的两相相混合式式步进电电机。驱动器器的型号号、种类类较多，细细分型为为考虑对对象。因因为细分分型可消消除电机机的低频频振荡，可

7、可提高电电机的输输出转矩矩及分辨辨率。顾顾及速度度和精度度细分系系数定为为4。44.2系统硬硬件设计计数控控单元冲冲模是安安装在曲曲轴式压压力机上上的，机机床的冲冲压原理理不变。需需要控制制的是两两方面内内容:首首先要确确定零点点以及各各工位点点的位置置;其次次在上冲冲模往复复动作的的启停间间被加工工件的按按编码所所得的XX,Y方方向的快快速进给给送料运运动以及及这两个个动作的的协调。即即实现冲冲压和送送料动作作的同步步控制。控控制系统统框图，如如图4所所示。光光电信号号检测电电路图，如如图5所所示。数控系系统的人人机界面面采用键键盘输入入LEDD显示键键盘具有有数字键键、设定定、修改改、查寻

8、寻、X及及Y方向向的调整整、执行行等的功功能键，可可用来完完成加工工程序的的输入、修修改及对对控制的的操作和和调整等等。操作作人员根根据被加加工件的的形状在在计算机机上进行行编码，自自动生成成加工程程序，通通过串行行口将加加工程序序下载给给单片机机并且保保存在FFLASSHRROM中中。工模模安装后后手动调调整零位位。进入入执行后后单片机机从FLLASHHROOM中取取得加工工程序，并并计算XX,Y方方向的步步进距离离后再将将其转换换成相应应的步进进脉冲数数控制XX,Y方方向的步步进电机机的转动动步数。当当光电信信号检测测到上模模位于开开启位置置时数控控系统迅迅速将待待加工件件定位到到加工位位

9、置，并并且启动动冲床上上冲模下下压，实实现一次次冲压。在在冲床带带动上冲冲模开启启时数控控系统迅迅速地将将待加工工件移动动到下一一加工位位置等待待下次冲冲压，直直到完成成加工停停止冲床床运动。4.3系统软件设计整个系统由上位机来管理。系统软件语言采用VisualBasic6.0编制其集成开发环境(IDE)集设计、修改、调试、生成等功能于一体，人机交互界面十分友好。它是功能强大的Windows环境下的编程语言简单易学可视化程度高。系统软件结构采用模块化结构，共有5个功能模块:系统开机后进入Windows界面双击“数控单元冲模”图标，即弹出应用界面，可选择功能模块。系统软件功能模块图如图6所示。编

10、辑模块用来完成用户对所设定的参数组进行操作的程序的编辑、修改、生成。参数设定模块将输入的参数组制成数据表，送入数据库以备程序的调用。运行管理模块负责程序的运行、中断。通信模块负责上、下位机之间的通信管理，就是将控制程序段及调用的参数组使用MSCOMM控件，通过RS232串行口送入单片机使单片机执行控制工作。查询模块。方便用户对已存文件的查看与调用。单片机的程序也采用模块化结构，与上位机一样共有5个功能模块通过通信接口接受上位机的输入指令，控制X,Y方向步进电机的运动。也可以脱离上位机直接控制运行。上位机通信程序流程图，如图7所示。下位机通信程序流程图，如图8所示。5结束语随着数控技术、伺服技术、运动元件的发展，以及市场经济的需要，数控单元冲压模具快速成形技术得到迅速发展。对于中小型传统企业，这种结合传统制造工艺的高新技术无疑是一种投资省，见效J陕，方便、快捷的技术。随着经济和科学技术的不断发展，实现自动上下料装备、外置模具库自动换模装备等，已经摆在人们的面前。可见，数控冲压的发展是以相关技术和新结构的研制为基础的。单元冲压模具快速成形技术，无疑是先进冲压技术发展的一个新起点。