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1、10申请公布号CN104174743A43申请公布日20141203CN104174743A21申请号201410401749722申请日20140815B21D22/02200601B21D37/1020060171申请人山东科技大学地址266590山东省青岛市经济技术开发区前湾港路579号72发明人苏春建闫楠楠董兴华张鹏王薛涛李宁赵俊敏74专利代理机构济南舜源专利事务所有限公司37205代理人王连君54发明名称钣金件高精密冲压成形控制系统及其控制方法57摘要本发明公开了高精密冲压成形控制系统及其控制方法。钣金件高精密冲压成形控制系统，包括塑型模具、及冲压控制模块。塑型模具包括压边圈，压边圈。
2、中间留有塑型口，塑型口的四周设有拉深筋顶出缸，拉深筋顶出缸内设有拉深筋，拉深筋顶出缸连接冲压控制模块的回路。基于钣金件高精密冲压成形控制系统的控制方法，在冲压过程中采用闭环控制方法控制拉深筋顶出缸的压力，改变拉深筋的拉伸高度，对钣金件进行局部限流或开流。控制压边力的大小，使压边力按照预先设定的曲线进行变化，有效地控制钣金件整体的塑性流动。51INTCL权利要求书2页说明书4页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书4页附图2页10申请公布号CN104174743ACN104174743A1/2页21钣金件高精密冲压成形控制系统，其特征在于，包括塑型模具、及冲。
3、压控制模块，所述塑型模具包括压边圈，压边圈中间留有塑型口，塑型口的四周设有拉深筋顶出缸，拉深筋顶出缸内设有拉深筋，拉深筋顶出缸连接冲压控制模块的回路；所述冲压控制模块包括传感器、模数转换卡、上位机、比例溢流阀，所述传感器包括位移传感器、第一压力传感器、及第二压力传感器；位移传感器连接压边圈，用于检测压边圈的位移信息；第一压力传感器连接拉深筋顶出缸，用于检测拉深筋顶出缸的压力；第二压力传感器连接压边圈，用于检测压边力；位移传感器、第一压力传感器、及第二压力传感器连接模数转换卡，模数转换卡连接上位机，上位机连接有数模转换卡，数模转换卡通过比例放大器连接电子比例溢流阀。2根据权利要求1所述的钣金件高。
4、精密冲压成形控制系统，其特征在于，所述第一压力传感器、及第二压力传感器的输出端连接动态应变仪，位移传感器、及动态应变仪经电压信号限制器连接模数转换卡。3根据权利要求2所述的钣金件高精密冲压成形控制系统，其特征在于，所述塑型模具还包括凹模、及液压缸，液压缸连通压边圈，凹模与压边圈间隔设置。4如权利要求3所述的钣金件高精密冲压成形控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法采用如下步骤1在上位机上预先设定压边圈位移变化曲线、拉深筋顶出缸的压力变化曲线、及压边力变化曲线，在上位机上设定压边力零位对应的电流电压值；2液压缸带动压边圈上行，位移传感器将压边圈的位移信号换为数字信号上传至上位机，与设定压边。
5、圈位移变化曲线比对，达到预先设定的压边力零位后，上位机发控制指令将上行阀门断电，使压边圈在预定位置就位；3压边圈就位后，将钣金件放置在压边圈与凹模之间开始冲压，位移传感器检测压边圈的冲压位移信号、第一压力传感器检测拉深筋顶出缸的压力信号，第二压力传感器检测压边力信号，将冲压位移信号、拉深筋顶出缸的压力信号、及压边力信号分别转换为数字信号上传至上位机；4上位机将接收的数字信号分别与拉深筋顶出缸的压力变化曲线、及压边力变化曲线比对，根据比对结果预测钣金件的冲压状况，输出控制信号；5控制信号转换为驱动电流，驱动控制电子比例溢流阀的排油量，从而控制拉深筋顶出缸的压力、及压边力，重复步骤3直到板材冲压成。
6、形，实现钣金件高精密冲压成形的闭环控制。5根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步骤1中预先设定的拉深筋位移变化曲线、拉深筋顶出缸的压力变化曲线、压边力变化曲线、及压边力零位对应的电流电压值为控制钣金件塑性流动的最佳值。6根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步骤3中拉深筋顶出缸的压力信号、及压边力信号先经动态应变仪转换为电压信号，转换后的电压信号与拉深筋的位移信号经电压信号限制器连接模数转换卡，将转换后的数字信号分别上传到上位机。7根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步骤5中控制信号先经数模转换卡转换为电压信号，再经比例放大器为电子比例溢流阀提供合适的驱动电流。8根。
7、据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步骤5中驱动控制电子比例溢权利要求书CN104174743A2/2页3流阀的排油量，从而控制控制拉深筋顶出缸的压力，改变拉深筋的拉伸高度，对钣金件进行局部限流或开流。9根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步骤5中驱动控制电子比例溢流阀的排油量，从而控制液压缸提供随冲压进度变化的压边力。权利要求书CN104174743A1/4页4钣金件高精密冲压成形控制系统及其控制方法技术领域0001本发明涉及一种钣金件高精密冲压成形控制系统及其控制方法。背景技术0002钣金件高精密冲压成形要求对钣金件成形过程中产生的回弹进行控制，如何精确预测回弹并对其控制。
8、是高性能精确成形制造学科亟需解决的科学问题之一。0003变压边力技术是通过调节气压或者液压，使气压垫或者液压垫提供的压边力随着行程变化的一项技术，它可以有效地控制板材的塑性流动，从而控制板材的回弹。但是准确确定控制回弹的压边力仍比较困难，主要体现在获取优化变压边力曲线花费的时间太多，或是已有的方法在提高板料钣金件成形精度上有待于进一步提高。目前的变压边力技术只能对钣金件全局进行控制，对于较复杂的钣金件需要局部的进行限流或开流，才能更好地控制板材的回弹。0004为了实现钣金件局部进行限流或开流，学者提出了分块压边圈技术研究，把压边圈周向或者径向分成若干块，分别对其进行控制。但其亦有缺陷，即压边圈。
9、分开控制使的压边圈表面高低不同，在成形件上留下较大的压痕，对其分块压边力控制也较为困难，不能实现整体的抛物线的最佳控制轨迹路线。发明内容0005为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种钣金件高精密冲压成形控制系统及其控制方法。本发明将可调拉深筋与变化压边力共同作用，有效控制板材的塑性流动，使钣金件高精密成形。0006本发明的技术方案如下所述0007钣金件高精密冲压成形控制系统，其特征在于，包括塑型模具、及冲压控制模块，所述塑型模具包括压边圈，压边圈中间留有塑型口，塑型口的四周设有拉深筋顶出缸，拉深筋顶出缸内设有拉深筋，拉深筋顶出缸连接冲压控制模块的回路；0008所述冲压控制模块包括传感器、模数。
10、转换卡、上位机、比例溢流阀，所述传感器包括位移传感器、第一压力传感器、及第二压力传感器；位移传感器连接压边圈，用于检测压边圈的位移信息；第一压力传感器连接拉深筋顶出缸，用于检测拉深筋顶出缸的压力；第二压力传感器连接压边圈，用于检测压边力；位移传感器、第一压力传感器、及第二压力传感器连接模数转换卡，模数转换卡连接上位机，上位机连接有数模转换卡，数模转换卡通过比例放大器连接电子比例溢流阀。0009本发明的钣金件高精密冲压成形控制系统，所述第一压力传感器、及第二压力传感器的输出端连接动态应变仪，位移传感器、及动态应变仪经电压信号限制器连接模数转换卡。0010本发明的钣金件高精密冲压成形控制系统，所述。
11、塑型模具还包括凹模、及液压缸，液压缸连通压边圈，凹模与压边圈间隔设置。说明书CN104174743A2/4页50011根据上述钣金件高精密冲压成形控制系统，提出了一种将可调拉深筋与变化压边力相结合的闭环控制方法，采用如下步骤00121在上位机上预先设定压边圈位移变化曲线、拉深筋顶出缸的压力变化曲线、及压边力变化曲线，在上位机上设定压边力零位对应的电流电压值；00132液压缸带动压边圈上行，位移传感器将压边圈的位移信号换为数字信号上传至上位机，与设定压边圈位移变化曲线比对，达到预先设定的压边力零位后，上位机发控制指令将上行阀门断电，使压边圈在预定位置就位；00143压边圈就位后，将钣金件放置在压。
12、边圈与凹模之间开始冲压，位移传感器检测压边圈的冲压位移信号、第一压力传感器检测拉深筋顶出缸的压力信号，第二压力传感器检测压边力信号，将冲压位移信号、拉深筋顶出缸的压力信号、及压边力信号分别转换为数字信号上传至上位机；00154上位机将接收的数字信号分别与拉深筋顶出缸的压力变化曲线、及压边力变化曲线比对，根据比对结果预测钣金件的冲压状况，输出控制信号；00165控制信号转换为驱动电流，驱动控制电子比例溢流阀的排油量，从而控制拉深筋顶出缸的压力、及压边力，重复步骤3直到板材冲压成形，实现钣金件高精密冲压成形的闭环控制。0017所述步骤1中预先设定的拉深筋位移变化曲线、拉深筋顶出缸的压力变化曲线、压。
13、边力变化曲线、及压边力零位对应的电流电压值为控制钣金件塑性流动的最佳值。0018所述步骤3中拉深筋顶出缸的压力信号、及压边力信号先经动态应变仪转换为电压信号，转换后的电压信号与拉深筋的位移信号经电压信号限制器连接模数转换卡，将转换后的数字信号分别上传到上位机。0019所述步骤5中控制信号先经数模转换卡转换为电压信号，再经比例放大器为电子比例溢流阀提供合适的驱动电流。0020所述步骤5中驱动控制电子比例溢流阀的排油量，从而控制控制拉深筋顶出缸的压力，改变拉深筋的拉伸高度，对钣金件进行局部限流或开流。0021所述步骤5中驱动控制电子比例溢流阀的排油量，从而控制液压缸提供随冲压进度变化的压边力。00。
14、22本发明采用上述技术方案，取得的有益技术效果如下0023基于钣金件高精密冲压成形控制系统的控制方法，在冲压过程中采用闭环控制方法控制拉深筋顶出缸的压力，改变拉深筋的拉伸高度，对钣金件进行局部限流或开流。控制压边力的大小，使压边力按照预先设定的曲线进行变化，有效地控制钣金件整体的塑性流动。0024拉深筋顶出缸的压力信号、及压边力信号先经动态应变仪转换为电压信号，实时进行应变力测试。0025预先设定的拉深筋位移变化曲线、拉深筋顶出缸的压力变化曲线、压边力变化曲线、及压边力零位对应的电流电压值为控制钣金件塑性流动的最佳值。实现最佳拉深筋高度的调整，及最优冲压轨迹的设定。附图说明说明书CN10417。
15、4743A3/4页60026图1为压边圈结构示意图。0027图2为拉深筋结构示意图。0028图3为钣金件高精密冲压成形控制方案示意图。0029图4为钣金件高精密冲压成形控制系统结构框图。具体实施方式0030结合附图1至4对本发明的具体实施方式做进一步说明0031钣金件高精密冲压成形控制系统，包括塑型模具、及冲压控制模块。塑型模具包括压边圈3，压边圈中间留有塑型口2，塑型口2的四周设有拉深筋顶出缸，拉深筋顶出缸内设有拉深筋1，拉深筋顶出缸连接冲压控制模块的回路4。塑型模具还包括凹模、及液压缸，液压缸连通压边圈，凹模与压边圈间隔设置。0032冲压控制模块包括传感器、模数转换卡、上位机、比例溢流阀，。
16、所述传感器包括位移传感器、第一压力传感器、及第二压力传感器；位移传感器连接压边圈，用于检测压边圈的位移信息；第一压力传感器连接拉深筋顶出缸，用于检测拉深筋顶出缸的压力；第二压力传感器连接压边圈，用于检测压边力；位移传感器、第一压力传感器、及第二压力传感器连接模数转换卡，模数转换卡连接上位机，上位机连接有数模转换卡，数模转换卡通过比例放大器连接电子比例溢流阀。第一压力传感器、及第二压力传感器的输出端连接动态应变仪，位移传感器、及动态应变仪经电压信号限制器连接模数转换卡。0033模数转换卡、及数模转换卡均均有多路转换通道，模数转换卡作为I/O设备通过PCI总线与上位机连接，上位机通过PCI总线与数。
17、模转换卡连接。0034根据上述钣金件高精密冲压成形控制系统，提出了一种将可调拉深筋与变化压边力相结合的闭环控制方法，采用如下步骤00351在上位机上预先设定压边圈位移变化曲线、拉深筋顶出缸的压力变化曲线、及压边力变化曲线，在上位机上设定压边力零位对应的电流电压值；0036预先设定的拉深筋位移变化曲线、拉深筋顶出缸的压力变化曲线、压边力变化曲线、及压边力零位对应的电流电压值为控制钣金件塑性流动的最佳值。00372液压缸带动压边圈上行，位移传感器将压边圈的位移信号换为数字信号上传至上位机，与设定压边圈位移变化曲线比对，达到预先设定的压边力零位后，上位机发控制指令将上行阀门断电，使压边圈在预定位置就。
18、位。00383压边圈就位后，将钣金件放置在压边圈与凹模之间开始冲压，位移传感器检测压边圈的冲压位移信号、第一压力传感器检测拉深筋顶出缸的压力信号，第二压力传感器检测压边力信号，将冲压位移信号、拉深筋顶出缸的压力信号、及压边力信号分别转换为数字信号上传至上位机；0039拉深筋顶出缸的压力信号、及压边力信号先经动态应变仪转换为电压信号，转换后的电压信号与拉深筋的位移信号经电压信号限制器连接模数转换卡，将转换后的数字信号分别上传到上位机。00404上位机将接收的数字信号分别与拉深筋顶出缸的压力变化曲线、及压边力变化曲线比对，根据比对结果预测钣金件的冲压状况，输出控制信号。00415控制信号转换为驱动。
19、电流，驱动控制电子比例溢流阀的排油量，从而控制拉深说明书CN104174743A4/4页7筋顶出缸的压力、及压边力，重复步骤3直到板材冲压成形，实现钣金件高精密冲压成形的闭环控制。0042步骤5中控制信号先经数模转换卡转换为电压信号，再经比例放大器为电子比例溢流阀提供合适的驱动电流。0043步骤5中驱动控制电子比例溢流阀的排油量，从而控制控制拉深筋顶出缸的压力，改变拉深筋的拉伸高度，对钣金件进行局部限流或开流。0044步骤5中驱动控制电子比例溢流阀的排油量，从而控制液压缸提供随冲压进度变化的压边力。0045基于钣金件高精密冲压成形控制系统的控制方法，在冲压过程中采用闭环控制方法控制拉深筋顶出缸。
20、的压力，改变拉深筋的拉伸高度，对钣金件进行局部限流或开流。控制压边力的大小，使压边力按照预先设定的曲线进行变化，有效地控制钣金件整体的塑性流动。0046本发明为钣金件高精密冲压成形的提出了一种有效的控制方案，在不同区域实现不同高度的拉深筋高度调整和变压边力的最佳组合，对钣金件冲压过程中进行精密控制。可应用到生产流水线中，提高冲压件的成形精度。0047当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。说明书CN104174743A1/2页8图1图2说明书附图CN104174743A2/2页9图3图4说明书附图CN104174743A。