導語：模具與壓力機研究論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1前言

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和市場需求的多樣化，人們對產(chǎn)品生產(chǎn)周期的要求越來越短，尤其在小批量甚至單件生產(chǎn)方面，要求現(xiàn)代制造技術不僅要有較高的柔性，還要有更新的、更能滿足市場要求迅速變化的生產(chǎn)模式。數(shù)控單元沖壓模具快速成形技術，就是為適應此種狀態(tài)而產(chǎn)生的。

2單元沖?？焖俪尚蔚臄?shù)字化編碼

飯金件的形狀可分割成一些簡單的圖形元素，然后合成所需圖形。例如:矩形是4個直角的合成;波浪形是一些曲線的合成等。因此，對于一些精度要求較高的小批量甚至單件生產(chǎn)的飯金件，可以用一些通用件迅速組裝成單元沖壓模具，采用數(shù)控技術，使之快速成形。

將被加工飯金件看成一個可被分割的平面圖形，對分割出來的簡單圖形元素進行數(shù)字化處理。即按其方位進行定位編碼。如圖1所示的非等距簡單圖形零件的數(shù)字化，缺口1,2,3,4的(Δx,Δy)均相等方孔5的(△x,△y)均等于2倍的(△x,△y)設現(xiàn)有通用沖頭的寬等于△x長等于△y則按如圖1所示進行編號。缺口1由位置((2,0)以及位置((3,0)合成缺口2,3,4同樣由兩個位置合成方孔由8個位置合成。如果采用矩形單元快速成形，可以獲得如圖2所示的二維編碼，由于劃分過細使得到的編碼較長。

矩形單元二維編碼如下：

對于等距簡單圖形零件如鑰匙齒形的快速成形由于齒距相等河以進一步簡化編碼。

參數(shù)定義：

齒數(shù)—沖壓的次數(shù)，現(xiàn)假使為5。

齒距—沖壓時，Y方向的每次移動的距離。

級差值—沖壓時X方向移動一個單位時的距離。

級差數(shù)—沖壓時，X方向的移動單位。

當選定齒距和級差值后，鑰匙的齒形加工位置可以轉(zhuǎn)換為級差數(shù)最后齒形編碼為一維數(shù)組((21321)。由以上可知數(shù)字化編碼是單元沖?？焖俪尚蔚年P鍵，合適的編碼不僅可以提高生產(chǎn)效率，而且可以節(jié)省存儲內(nèi)存。

3快速成形的結(jié)構(gòu)設計

目前，大部分中小型企業(yè)尚不具備購買高檔數(shù)控沖床的經(jīng)濟實力，數(shù)控單元沖壓模具可以直接安裝在普通沖床上作為簡易數(shù)控沖床來使用。

上模為凸模機構(gòu)。光電頭安裝在上模板下方以檢測凸模的起落。坯料的裝夾要根據(jù)不同的需要進行設計。料板由步進電機控制絲杠分X,Y方向驅(qū)動。下模為凹模機構(gòu)，直接安裝在工作臺上。

4快速成形的控制系統(tǒng)設計

4.1電機驅(qū)動及選用

步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。共有3種:永磁式、反應式和混合式。混合式集中了前二種的優(yōu)點。從性價比方面進行綜合考慮，擬選用步進角1.8的兩相混合式步進電機。

驅(qū)動器的型號、種類較多，細分型為考慮對象。因為細分型可消除電機的低頻振蕩，可提高電機的輸出轉(zhuǎn)矩及分辨率。顧及速度和精度細分系數(shù)定為4。

4.2系統(tǒng)硬件設計

數(shù)控單元沖模是安裝在曲軸式壓力機上的，機床的沖壓原理不變。需要控制的是兩方面內(nèi)容:首先要確定零點以及各工位點的位置;其次在上沖模往復動作的啟停間被加工件的按編碼所得的X,Y方向的快速進給送料運動以及這兩個動作的協(xié)調(diào)。即實現(xiàn)沖壓和送料動作的同步控制。

數(shù)控系統(tǒng)的人機界面采用鍵盤輸入LED顯示鍵盤具有數(shù)字鍵、設定、修改、查尋、X及Y方向的調(diào)整、執(zhí)行等的功能鍵，可用來完成加工程序的輸入、修改及對控制的操作和調(diào)整等。操作人員根據(jù)被加工件的形狀在計算機上進行編碼，自動生成加工程序通過串行口將加工程序下載給單片機并且保存在FLASHROM中。工模安裝后手動調(diào)整零位。進入執(zhí)行后單片機從FLASHROM中取得加工程序，并計算X,Y方向的步進距離后再將其轉(zhuǎn)換成相應的步進脈沖數(shù)控制X,Y方向的步進電機的轉(zhuǎn)動步數(shù)。當光電信號檢測到上模位于開啟位置時數(shù)控系統(tǒng)迅速將待加工件定位到加工位置，并且啟動沖床上沖模下壓，實現(xiàn)一次沖壓。在沖床帶動上沖模開啟時數(shù)控系統(tǒng)迅速地將待加工件移動到下一加工位置等待下次沖壓，直到完成加工停止沖床運動。

4.3系統(tǒng)軟件設計

整個系統(tǒng)由上位機來管理。系統(tǒng)軟件語言采用VisualBasic6.0編制其集成開發(fā)環(huán)境(IDE)集設計、修改、調(diào)試、生成等功能于一體，人機交互界面十分友好。它是功能強大的Windows環(huán)境下的編程語言簡單易學可視化程度高。

系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)采用模塊化結(jié)構(gòu)，共有5個功能模塊:系統(tǒng)開機后進入Windows界面雙擊“數(shù)控單元沖?！眻D標，即彈出應用界面，可選擇功能模塊。

編輯模塊用來完成用戶對所設定的參數(shù)組進行操作的程序的編輯、修改、生成。參數(shù)設定模塊將輸入的參數(shù)組制成數(shù)據(jù)表，送入數(shù)據(jù)庫以備程序的調(diào)用。運行管理模塊負責程序的運行、中斷。通信模塊負責上、下位機之間的通信管理，就是將控制程序段及調(diào)用的參數(shù)組使用MSCOMM控件，通過RS232串行口送入單片機使單片機執(zhí)行控制工作。查詢模塊。方便用戶對已存文件的查看與調(diào)用。

單片機的程序也采用模塊化結(jié)構(gòu)，與上位機一樣共有5個功能模塊通過通信接口接受上位機的輸入指令，控制X,Y方向步進電機的運動。也可以脫離上位機直接控制運行。

5結(jié)束語

隨著數(shù)控技術、伺服技術、運動元件的發(fā)展，以及市場經(jīng)濟的需要，數(shù)控單元沖壓模具快速成形技術得到迅速發(fā)展。對于中小型傳統(tǒng)企業(yè)，這種結(jié)合傳統(tǒng)制造工藝的高新技術無疑是一種投資省，見效快，方便、快捷的技術。隨著經(jīng)濟和科學技術的不斷發(fā)展，實現(xiàn)自動上下料裝備、外置模具庫自動換模裝備等，已經(jīng)擺在人們的面前?？梢姡瑪?shù)控沖壓的發(fā)展是以相關技術和新結(jié)構(gòu)的研制為基礎的。單元沖壓模具快速成形技術，無疑是先進沖壓技術發(fā)展的一個新起點。