型材变曲率滚弯成形控制技术研究

发布时间：2020-10-25 00:33

　　 变曲率滚弯成形是一种常见的型材弯曲成形工艺,具有费用低、滚轮更换方便、通用性强等优点,适合小批量弯曲件的生产。由于滚弯成形属于无模成形,成形后零件回弹量较大,难以控制成形精度;同时,目前我国滚弯成形装备控制技术相对落后,难以生产出满足航空航天精度要求的型材弯曲件。为实现型材变曲率控制技术进步,提高变曲率型材滚弯成形精度,本文主要进行了以下几个方面的研究工作:首先,根据弹塑性理论,推导出型材滚弯成型回弹前、后零件曲率半径关系表达式;基于四轴滚弯机建立了型材滚弯运动控制坐标系,求解了型材滚弯对中、预弯、连续滚弯和卸载四个工艺阶段滚弯成型半径与滚轮进给量之间的数学模型,并进一步推导了成型过程中各滚轮所受载荷和主动滚轮驱动功率计算公式;在以上研究基础上,提出从数模到产品的型材变曲率滚弯控制工艺流程。其次,对滚弯成型控制系统功能需求进行了分析,确定了控制系统的层次划分和模块划分;在此基础之上,设计了控制系统的总体方案,并根据总体功能需求,对控制系统硬件进行了设计、选型。最后,基于TwinCAT和Visual C++6.0环境,进行了型材变曲率滚弯控制系统开发,实现了滚弯控制系统下位机与上位机的控制功能,其中,下位机主要实现实时控制功能,主要包括运动控制功能、IO控制功能、故障诊断功能和辅助功能;上位机主要实现非实时控制功能,主要包括滚弯成型控制功能、数据库功能、有限元仿真功能、回弹影响因素和缺陷查询功能和辅助功能。课题通过对型材变曲率滚弯成型控制技术研究,推导了型材弯曲件回弹前、后弯曲半径关系表达式,建立了变曲率滚弯运动控制方程,设计了型材变曲率滚弯控制工艺流程,设计并实现了变曲率滚弯控制系统,为进一步提高滚弯成型精度控制奠定了基础。
【学位单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG306
【部分图文】：

图 3-3 嵌入式控制器 CX1020耦合器 BK1120 总线耦合器分别用于连接运动lxxxx），并将所连接端子自动分配到 EtherCAT 文转换为 E-bus 或 K-bus 信号发送到各端子。滚轮交流伺服电机驱动器。其采用 EtherCAT 髙间和良好的同步性及实时性，并且支持位置环（最期 125μs）和电流环（最小周期 62.5μs）三种控制任务。交流伺服电机选择 Beckhoff 公司的 AM80电机转动一圈产生 220个脉冲，转动精度可达 9.5器反馈形成半闭环控制系统，具有高动态性，结构强等优点，具有很高的耐久性和耐用性。伺服电机和图 3-5 所示。

图 3-7 欧姆龙 E3F3-R32 光电开关表 3-1 系统输入配置EL1008 作用 INPUT1 选择上滚轮 IINPUT2 选择左滚轮 IINPUT3 选择右滚轮 I INPUT4 选择正方向 I INPUT5 选择负方向 I位 INPUT6 渐进点动模式 I位 INPUT7 连续点动模式 I位 INPUT8 — I表 3-2 系统输出配置作用 EL2008

图 3-8 DYLF-102 轮辐拉压力传感器端端子和 KL9010 总线末端端子主要作用是保回路，确保进行正常的数据交换，每一个总线了滚弯机控制系统的功能需求，明确了控制系统开发的层次化和模块化指导思想，并依据基AT 环境条件下“PC +软 PLC”的滚弯控制系划分为软件层和硬件层，其中软件层又分为下实时性控制功能，上位机主要完成各种非实时选型设计，为变曲率滚弯控制系统的建立奠定
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本文编号：2855191