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        2. 技术文档

          多工位压力机送料系统及控制研究

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          多工位压力机进给系统在国内外汽车制造企业中得到了广泛的应用。该系统的加工能力直接决定着生产线上多台压力机的性能和生产效率,能够适应实际生产中不同的模具。虽然多站压力机已在我国工业领域的生产线上使用了多年,但仍存在一些问题,如送料系统的稳定性、核心技术的探索等。针对这一问题,从多站馈电系统的组成和关键技术入手,提出了一些改进措施,以提高设备的可靠性和设备的可靠性。

          1 多工位送料系统的分类

          一般来说,多工位进给系统是一种类似于动臂的装置,其主要功能是将生产线上的冲压件从一个站移到另一个站,使同一组模具能够在同一台压力机上完成冲压工作。在多工位进给系统运行过程中,移动杆沿模具区域移动,运动冲压件的端部拾取器一端可与运动杆连接,完成送料任务。目前在我国汽车车身冲压厂中,常见的送料系统可分为如下三类:

          1.1 机械式送料方式

          这是传统生产车间中的常用送料方法,由于当时送料系统功能单一,因此这种送料模式存在诸多弊端。其运作机理是依靠移动杆与传动系统的直接连接,将冲压件在不同的工位上传动,以此满足对冲压件的加工需求。其中凸轮与随动器驱动匹配安装在一起,进行协同运动,再通过凸轮旋转运动来带动送料机构的运行,尽管基本能完成生产任务,但是不能保证产品精度。

          1.2 电子多工位送料方式

          相比机械式送料方式而言,这种送料系统相对高级,并且运行稳定,精度较高。其运作机理是依托伺服电机来控制送料系统,高的生产性能。另外,由于该系统是由计算机操控,因此送料方法精确度较高,很大程度上提高了生产效率。

          1.3 混合式送料方式

          混合式送料是一种混合式系统,其将机械式送料和电子多工位送料进行合理组合,兼具两者的优良性能,能够实现高效率的送料工作,并增强系统的稳定性。在送料过程中,由机械式送料方式和电子多工位送料方式分担任务,彼此互不干扰,各司其职,达到更高的效率,因此应用范围较广。

          2 多工位压力机送料系统运行原理及关键技术

          2.1 运行原理

          通常来说,多工位压力机送料过程是由三坐标送料模式来实现的,具体是在压力机内部使用三种不同方向和目的动作,来实现对工件传送的目的(如图1所示)。在送料系统运行中,设备会同时运行三个动作,即夹钳退回、工件送进和物流方向,这三个动作彼此协调有序,互不干涉。通过对图1逆时针方向观察得知,送料系统首先用夹钳将工件夹紧,然后再将工件传送到指定位置,进一步加工成模具,接着通过物流方向将模具送到另外一个工位,进而完成一次加工。这种送料过程对冲压件的加工较为精细,容易生产出高质量的冲压件,且如果工厂有特殊需求,该装置也可设计成电子式送料模式。

          2.2 硬件设计

          (1)主控制器。主控制器的芯片可以选择LPC2292型号,因为这种芯片性能较为优越,CPU的处理频率较高,且处理速度较快,在指定时间内能够达到预期效果。其片内资源也十分丰富,包括16k的静态RAM和512k的FLASH;2个32位定时器和1个PWM单元;RTC实时时钟;看门狗定时器;多个串行接口等,可以满足不同企业的不同生产需求。

          (2)运动控制板。根据笔者实际经验,送料系统的运动控制板可以选择FPGA芯片,并可将EP2C15AF256C8型号作为设计控制板。这种芯片的处理速度很快,能够有效地处理多数据流。另外,可以把NiosII作为处理单元,使用它能够在运动控制板上创建SOPC系统,两者契合度较高。

          (3)I/O控制板。I/O控制板的芯片可优先选用LPC2194型号,并将其作为微处理器使用,然后再内置CAN总线接口,提高系统可操作性。

          (4)手控盒。笔者认为在手控盒设计中可选择三星公司的S3C2410芯片作为处理器,它是一种基于ARM920T内核的32位RISC处理器,内部集成了丰富的硬件资源;显示屏幕可选用Sharp公司的5.7寸TFT彩色液晶屏LQ057V3DG02,其接口及配套的逆变器可直接与S3C2410相连,可直接显示送料系统的运行状态。

          图1 三坐标送料图

          2.3 软件设计

          送料系统可采用uc/osII作为主要控制器的操作系统,该系统本身具有一定的可移植性,且源代码具开放属性,能够被设计人员删减,并具备较好的兼容性,实现多机器操作。

          3 多工位压力机送料模式的完善

          目前,大多数冲压厂采用大型夹板多工位压力机生产大量冲压件.在实际加工过程中,每次冲压件移动时,都需要设备来调整方位角,从而容易增加冲压件的损伤概率或降低加工精度。目前国外一些先进冲压厂的送料方式已改进为实时方位角调整方式,在一定程度上解决了冲压件在实际传动过程中的定位问题,减少了大量的损伤问题,显着地提高了冲压件的产量和质量。

          4 结语

          随着世界汽车工业的快速发展,许多汽车企业对汽车零部件提出了更高的要求,因此必须不断改进和提高多工位压力机进给系统的性能,进而批量生产高质量的汽车零部件。


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