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本發(fā)明涉及一種旋壓機(jī)控制方法，具體涉及一種旋壓機(jī)產(chǎn)品檢測(cè)的方法。
背景技術(shù)：
旋壓機(jī)屬于金屬塑性成型機(jī)械。在其床身上面裝有交流伺服系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的旋輪架設(shè)有縱、橫兩個(gè)相互垂直的滑架，橫向和縱向進(jìn)給采用精密滾珠絲杠副，由伺服電機(jī)依次與同步帶傳動(dòng)副及精密滾珠絲杠副相連接；在滑架下面設(shè)有精密滾珠直線導(dǎo)軌；在旋輪架的橫向滑座的上面設(shè)有對(duì)芯模外形輪廓“拷貝”機(jī)構(gòu)；控制伺服系統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)裝置及控制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的可編程序控制器均分別與工業(yè)PC機(jī)相連。新型旋壓機(jī)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)加工和控制，為多功能、通用型設(shè)備，精度和可靠性高，并具有CAD繪圖編程功能、芯?？截惞δ芗颁浄倒δ堋?/p>
現(xiàn)有的旋壓機(jī)在完成對(duì)工件的加工后，需要對(duì)工件進(jìn)行質(zhì)檢判斷是否加工合格，工作效率低，無(wú)法在加工的同時(shí)完成對(duì)工件的質(zhì)檢，浪費(fèi)時(shí)間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是在旋壓機(jī)工作的同時(shí)完成產(chǎn)品質(zhì)檢，目的在于提供一種對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行自檢的旋壓機(jī)系統(tǒng)，解決現(xiàn)有的旋壓機(jī)在完成對(duì)工件的加工后，需要對(duì)工件進(jìn)行質(zhì)檢判斷是否加工合格，工作效率低，無(wú)法在加工的同時(shí)完成對(duì)工件的質(zhì)檢，浪費(fèi)時(shí)間的問(wèn)題
本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種旋壓機(jī)產(chǎn)品檢測(cè)的方法，包括依次進(jìn)行的以下步驟：
A、在旋壓機(jī)的旋壓機(jī)構(gòu)上設(shè)置產(chǎn)品檢測(cè)裝置；將檢測(cè)裝置整合到生產(chǎn)機(jī)械上；
B、將傳統(tǒng)檢測(cè)方法檢測(cè)合格的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品置入旋壓機(jī)；將標(biāo)準(zhǔn)件置入系統(tǒng)；
C、開(kāi)啟步驟A所述的旋壓機(jī)和產(chǎn)品檢測(cè)裝置；
D、產(chǎn)品檢測(cè)裝置獲取步驟B中標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的各項(xiàng)參數(shù)，將這些參數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)存；檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)件的各項(xiàng)參數(shù)，生成檢測(cè)裝置的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，避免由于加工裝置不同導(dǎo)致的誤差和了人工輸入的誤差，降低了人工成本；
E、在步驟D獲取的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)上根據(jù)生產(chǎn)要求添加合理的誤差范圍獲得最終的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)客戶的需求選擇合適的誤差范圍作為合格標(biāo)準(zhǔn)，如，標(biāo)準(zhǔn)件加工出的厚度為0.5mm時(shí)，客戶要求誤差±2％以內(nèi)，則合格標(biāo)準(zhǔn)為0.49-0.51mm；
F、取下標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，換上生產(chǎn)原料開(kāi)始生產(chǎn)，根據(jù)步驟E得到的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)在旋壓機(jī)工作時(shí)進(jìn)行產(chǎn)品檢測(cè)；
所述步驟A上設(shè)置的產(chǎn)品檢測(cè)裝置包括DSP處理器和連接在DSP處理器上的激光發(fā)射器、激光接收器；
DSP處理器：向激光發(fā)射器輸出控制信號(hào)，從激光接收器接收數(shù)字信號(hào)；
激光發(fā)射器：接收DSP處理器發(fā)送的控制信號(hào)，根據(jù)控制信號(hào)向待測(cè)產(chǎn)品發(fā)射激光；
激光接收器：接收從待測(cè)產(chǎn)品表面反射的激光，處理為數(shù)字信號(hào)后發(fā)送給DSP處理器。旋壓機(jī)產(chǎn)品檢測(cè)主要為表面光滑度和表面形狀，當(dāng)表面光滑度與表面形狀穩(wěn)定時(shí)，激光射在其表面反射光也較為穩(wěn)定，將激光發(fā)射器與激光接收器匹配安裝在旋壓機(jī)執(zhí)行旋壓工作的結(jié)構(gòu)上，隨著旋壓結(jié)構(gòu)的工作檢測(cè)產(chǎn)品的表面數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給DSP處理器，DSP處理器固定激光發(fā)射器的控制信號(hào)，通過(guò)分析激光接收器的數(shù)字信號(hào)可以得到檢測(cè)表面的平整度。
所述步驟D重復(fù)執(zhí)行至少3次獲取至少3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)后再執(zhí)行步驟E。多次檢測(cè)降低系統(tǒng)誤差。
所述步驟F開(kāi)始生產(chǎn)后，直到產(chǎn)品檢測(cè)裝置檢測(cè)到產(chǎn)品合格，旋壓機(jī)才停止工作。直到產(chǎn)品合格才停止加工可提高產(chǎn)品的合格率。
所述步驟F還包括對(duì)每件產(chǎn)品加工周期進(jìn)行計(jì)時(shí)，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置時(shí)間上限，當(dāng)某件產(chǎn)品加工時(shí)間超過(guò)時(shí)間上限后還未合格，則旋壓機(jī)發(fā)出錯(cuò)誤報(bào)告。避免由于機(jī)械故障或者原料品質(zhì)導(dǎo)致產(chǎn)品一直不能合格延誤生產(chǎn)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
1、本發(fā)明一種旋壓機(jī)產(chǎn)品檢測(cè)的方法，具有自檢功能，生產(chǎn)高效穩(wěn)定；
2、本發(fā)明一種旋壓機(jī)產(chǎn)品檢測(cè)的方法，在加工過(guò)程中完成產(chǎn)品質(zhì)檢，節(jié)約時(shí)間。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例
一種旋壓機(jī)產(chǎn)品檢測(cè)的方法，包括依次進(jìn)行的以下步驟：
A、在旋壓機(jī)的旋壓機(jī)構(gòu)上設(shè)置產(chǎn)品檢測(cè)裝置；將檢測(cè)裝置整合到生產(chǎn)機(jī)械上；產(chǎn)品檢測(cè)裝置包括DSP處理器和連接在DSP處理器上的激光發(fā)射器、激光接收器；DSP處理器向激光發(fā)射器輸出控制信號(hào)，從激光接收器接收數(shù)字信號(hào)；激光發(fā)射器接收DSP處理器發(fā)送的控制信號(hào)，根據(jù)控制信號(hào)向待測(cè)產(chǎn)品發(fā)射激光；激光接收器接收從待測(cè)產(chǎn)品表面反射的激光，處理為數(shù)字信號(hào)后發(fā)送給DSP處理器。旋壓機(jī)產(chǎn)品檢測(cè)主要為表面光滑度和表面形狀，當(dāng)表面光滑度與表面形狀穩(wěn)定時(shí)，激光射在其表面反射光也較為穩(wěn)定，將激光發(fā)射器與激光接收器匹配安裝在旋壓機(jī)執(zhí)行旋壓工作的結(jié)構(gòu)上，隨著旋壓結(jié)構(gòu)的工作檢測(cè)產(chǎn)品的表面數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給DSP處理器，DSP處理器固定激光發(fā)射器的控制信號(hào)，通過(guò)分析激光接收器的數(shù)字信號(hào)可以得到檢測(cè)表面的平整度。
B、將傳統(tǒng)檢測(cè)方法檢測(cè)合格的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品置入旋壓機(jī)；將標(biāo)準(zhǔn)件置入系統(tǒng)；
C、開(kāi)啟步驟A所述的旋壓機(jī)和產(chǎn)品檢測(cè)裝置；
D、產(chǎn)品檢測(cè)裝置獲取步驟B中標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的各項(xiàng)參數(shù)，將這些參數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)存；檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)件的各項(xiàng)參數(shù)，生成檢測(cè)裝置的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，避免由于加工裝置不同導(dǎo)致的誤差和了人工輸入的誤差，降低了人工成本；所述步驟D重復(fù)執(zhí)行至少3次獲取至少3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)后再執(zhí)行步驟E；多次檢測(cè)降低系統(tǒng)誤差；
E、在步驟D獲取的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)上根據(jù)生產(chǎn)要求添加合理的誤差范圍獲得最終的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)客戶的需求選擇合適的誤差范圍作為合格標(biāo)準(zhǔn)，如，標(biāo)準(zhǔn)件加工出的厚度為0.5mm時(shí)，客戶要求誤差±2％以內(nèi)，則合格標(biāo)準(zhǔn)為0.49-0.51mm；
F、取下標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，換上生產(chǎn)原料開(kāi)始生產(chǎn)，根據(jù)步驟E得到的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)在旋壓機(jī)工作時(shí)進(jìn)行產(chǎn)品檢測(cè)；直到產(chǎn)品檢測(cè)裝置檢測(cè)到產(chǎn)品合格，旋壓機(jī)才停止工作，可提高產(chǎn)品的合格率，同時(shí)根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置時(shí)間上限，當(dāng)某件產(chǎn)品加工時(shí)間超過(guò)時(shí)間上限后還未合格，則旋壓機(jī)發(fā)出錯(cuò)誤報(bào)告。避免由于機(jī)械故障或者原料品質(zhì)導(dǎo)致產(chǎn)品一直不能合格延誤生產(chǎn)。
以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
摘 要：本文在簡(jiǎn)述金屬少無(wú)切削旋壓成形工藝原理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)描述基于中達(dá)電通PUTNC-H4-2數(shù)控系統(tǒng)與臺(tái)達(dá)伺服系統(tǒng)系統(tǒng)集成自動(dòng)化平臺(tái)的數(shù)控旋壓機(jī)設(shè)計(jì)，給出功能概念設(shè)計(jì)和詳盡的操控界面技術(shù)細(xì)節(jié)。
關(guān)鍵詞：金屬制品 旋壓加工 臺(tái)達(dá)數(shù)控 臺(tái)達(dá)伺服
1 引言
在金屬加工工程領(lǐng)域，旋壓是金屬制品無(wú)屑成型加工的一種新技術(shù)。旋壓加工利用金屬的延展性，綜合了鍛壓、擠壓、拉伸、彎曲、環(huán)軋、橫軋和滾壓等工藝特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)少無(wú)切削加工的優(yōu)質(zhì)高效金屬成型過(guò)程。強(qiáng)力旋壓是本世紀(jì)五十年代以后迅速發(fā)展起來(lái)的。這種成型技術(shù)具有變形條件好、制品性能好、尺寸公差小、材料利用率高、制品范圍廣、可制程整體無(wú)縫空心回轉(zhuǎn)體零件等優(yōu)點(diǎn)。它已經(jīng)在各先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的工業(yè)部門(mén)中顯示出其先進(jìn)性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。旋壓技術(shù)和設(shè)備成功地應(yīng)用，不僅促進(jìn)了航空、火箭、導(dǎo)彈和人造衛(wèi)星等尖端技術(shù)地發(fā)展，而且在常規(guī)兵器、化工、冶金、機(jī)械制造、電子以及輕工民用等工業(yè)部門(mén)中，成為量大面廣的金屬加工技術(shù)裝備和產(chǎn)品。旋壓加工作為一項(xiàng)新技術(shù)與傳統(tǒng)工藝方法并行地發(fā)展著，并且已形成近代金屬壓力加工地一個(gè)新領(lǐng)域。
2 數(shù)控旋壓機(jī)設(shè)計(jì)
旋壓成型加工的工藝設(shè)備是旋壓機(jī)。利用旋壓加工設(shè)備將厚壁金屬筒形件，包括難熔金屬、有色金屬、不銹鋼等經(jīng)強(qiáng)力旋壓成各種尺寸的薄壁管材或異形旋壓加工成異形空心回轉(zhuǎn)件的加工。旋壓成形是將毛坯夾緊在模芯上,由旋壓機(jī)帶動(dòng)模芯和毛坯一起以高速旋轉(zhuǎn)。同時(shí)利用滾輪的壓力和進(jìn)給運(yùn)動(dòng),使毛坯產(chǎn)生局部變形,最后獲得軸對(duì)稱(chēng)零件。旋壓模具簡(jiǎn)單,且為局部變形,可用功率和噸位較小的設(shè)備加工大型零件,多用于批量小而形狀復(fù)雜的零件。旋壓機(jī)原理是在工件高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)強(qiáng)大的外力對(duì)工件按一定路徑進(jìn)行擠壓，通過(guò)滾輪對(duì)材料進(jìn)行反復(fù)趕壓,使其由點(diǎn)到線,由線到面最終導(dǎo)致工件熱變形形成需要的外形。根據(jù)需要的擠壓力不同，小型旋壓機(jī)通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)螺桿產(chǎn)生壓力即可，一些大型強(qiáng)力旋壓機(jī)則需要通過(guò)液壓的方式來(lái)擠壓。
本例介紹的是鋼管旋壓機(jī)，主要是用于將管頭的直徑縮小，生產(chǎn)出的零件用于一些制冷行業(yè)。電氣控制系統(tǒng)采用中達(dá)電通PUTNC-H4-2數(shù)控系統(tǒng)+兩套臺(tái)達(dá)伺服系統(tǒng)，數(shù)控旋壓機(jī)圖片參見(jiàn)圖1，鋼管旋壓機(jī)的成型制品參見(jiàn)圖2。
圖1 數(shù)控旋壓機(jī)
圖2 旋壓縮管成型制品
2.1 旋壓機(jī)結(jié)構(gòu)原理
主軸：帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。小輪：XY 軸工作臺(tái)帶動(dòng)小輪按一定路徑對(duì)工件進(jìn)行擠壓。車(chē)刀：旋壓完成后利用車(chē)刀對(duì)工件端面進(jìn)行適當(dāng)修整。送料機(jī)構(gòu)：相關(guān)動(dòng)作見(jiàn)下面動(dòng)作介紹。
2.2 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
邏輯動(dòng)作由括號(hào)內(nèi)的M碼控制，上料和下料的動(dòng)作順序可參考后附的加工程序。
（1）送料進(jìn)/退（M06/M07）：將工件送到一個(gè)可以推料進(jìn)夾頭的位置，加工過(guò)程中送料架不能停在這個(gè)位置。
（2）吹氣開(kāi)/關(guān)（M08/M09）：對(duì)工件吹氣進(jìn)行冷卻。
?。?）夾頭夾緊/松開(kāi)（M10/M11）：夾持工件以便加工。
?。?）推料進(jìn)/退（M12/M13）：由一個(gè)氣缸將工件送入主軸夾頭內(nèi)。
?。?）尾座緊/松（M14/M15）：芯棒進(jìn)到位后為防止加工過(guò)程中芯棒被擠出來(lái)尾座須夾緊。
?。?）卸料進(jìn)/退（M16/M17）：將工件從夾頭中頂出來(lái)。
?。?）產(chǎn)料1進(jìn)/退（M18/M19）：產(chǎn)料1和產(chǎn)料2配合保證每次只上一個(gè)料。
?。?）產(chǎn)料2進(jìn)/退（M20/M21）：產(chǎn)料1和產(chǎn)料2配合保證每次只上一個(gè)料。
?。?）芯棒進(jìn)/退（M79/M78）：工件加工時(shí)對(duì)內(nèi)孔尺寸有要求，而旋壓在外表面進(jìn)行不能保證內(nèi)孔尺寸，所以加工時(shí)需要將芯棒放入工件內(nèi)來(lái)保證內(nèi)孔尺寸。
?。?0）旋壓自動(dòng)化：XY 軸工作臺(tái)帶動(dòng)小輪按一定路徑對(duì)工件進(jìn)行擠壓，不同的工件外形旋壓路徑不同。
2.3 自動(dòng)化旋壓工藝軌跡設(shè)計(jì)
（1）軌跡設(shè)計(jì)。第一種自動(dòng)化旋壓加工軌跡如圖3所示。第二種自動(dòng)化旋壓加工軌跡如圖4所示。采用第一種進(jìn)給方式優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，工件表面光潔度好，但是容易導(dǎo)致工件變粗或拉斷，因此采用第二種進(jìn)給方式。
單邊進(jìn)給
雙邊進(jìn)給
圖3 自動(dòng)化旋壓加工軌跡（1）
單邊進(jìn)給
雙邊進(jìn)給
圖4 自動(dòng)化旋壓加工軌跡（2）
?。?）軌跡計(jì)算.在不同工藝條件需設(shè)定不同的進(jìn)給量，需要計(jì)算每段進(jìn)給路徑中的圓弧在XY方向的長(zhǎng)度，計(jì)算過(guò)程根據(jù)圖5計(jì)算如下。
圖5 工藝軌跡計(jì)算參考圖
每段圓弧在Y方向長(zhǎng)度ΔY1、ΔY2．．．ΔYn=K
第一段圓弧在X方向長(zhǎng)度ΔX1=sqrt(R2-(R-K)2)
第二段圓弧在X方向長(zhǎng)度ΔX2=sqrt(R2-(R-2K)2)- ΔX1
?。?/p>
第n段圓弧在X方向長(zhǎng)度ΔXn=sqrt(R2-(R-n*K)2)-ΔXn-1
3 系統(tǒng)操控界面設(shè)計(jì)
3.1自動(dòng)畫(huà)面
從面板按鍵上選擇自動(dòng)模式進(jìn)入自動(dòng)畫(huà)面。自動(dòng)畫(huà)面下按上下翻頁(yè)鍵可以調(diào)整G01進(jìn)給倍率。
自動(dòng)畫(huà)面下輔助功能鍵介紹：
程式暫停：按一下反白時(shí)程式暫停執(zhí)行，再按一下反白消失程式繼續(xù)執(zhí)行。
循環(huán)一次：反白時(shí)程式循環(huán)執(zhí)行一次加工一個(gè)工件就不再執(zhí)行，不反白時(shí)程式啟動(dòng)后連續(xù)加工工件不停止。
計(jì)數(shù)清零：持續(xù)按住1秒加工計(jì)數(shù)會(huì)清零。
夾頭：夾頭加緊/松開(kāi)
油泵：油泵開(kāi)啟/關(guān)閉
3.2 手動(dòng)畫(huà)面
從面板上選擇手動(dòng)模式進(jìn)入手動(dòng)畫(huà)面。
手動(dòng)畫(huà)面下按上下左右按鍵可以控制XY兩軸正負(fù)方向進(jìn)給。
手動(dòng)畫(huà)面下按上下翻頁(yè)鍵可以調(diào)整G01和手動(dòng)進(jìn)給倍率。
手動(dòng)畫(huà)面下輔助功能鍵介紹：
點(diǎn)動(dòng)測(cè)試：按一下進(jìn)入輸出點(diǎn)測(cè)試畫(huà)面。
對(duì)刀：按一下進(jìn)入對(duì)刀畫(huà)面。
程序設(shè)置：按一下進(jìn)入程式選擇畫(huà)面。
3.3 輸出點(diǎn)測(cè)試畫(huà)面
通過(guò)上下翻頁(yè)鍵可在兩個(gè)測(cè)試畫(huà)面間切換。
輸出點(diǎn)測(cè)試畫(huà)面下輔助功能鍵介紹：
夾頭/產(chǎn)料1/產(chǎn)料2/送料/推料/芯棒/尾座/卸料/落料/吹氣：各種輸出測(cè)試，按一下開(kāi)按一下閉。
3.4 對(duì)刀畫(huà)面
通過(guò)上下翻頁(yè)鍵可在兩個(gè)對(duì)刀畫(huà)面間切換。
對(duì)刀畫(huà)面下輔助功能鍵介紹：
記憶X1：記憶小輪機(jī)械坐標(biāo)X并寫(xiě)入MCM參數(shù)#19。
記憶Y1：記憶小輪機(jī)械坐標(biāo)Y并寫(xiě)入MCM參數(shù)#20。
記憶X2：記憶車(chē)刀1機(jī)械坐標(biāo)X并寫(xiě)入MCM參數(shù)#23。
記憶Y2：記憶車(chē)刀1機(jī)械坐標(biāo)Y并寫(xiě)入MCM參數(shù)#24。
記憶X3：記憶車(chē)刀2機(jī)械坐標(biāo)X并寫(xiě)入MCM參數(shù)#27。
記憶Y3：記憶車(chē)刀2機(jī)械坐標(biāo)Y并寫(xiě)入MCM參數(shù)#28。
返回：按下返回手動(dòng)畫(huà)面。
3.5 工藝選擇畫(huà)面
編程方式選擇：輸入0時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)用戶選擇的圖形執(zhí)行相應(yīng)的程式，用戶不能自己選擇程式；輸入1時(shí)，用戶可在程式選擇畫(huà)面下自己選擇程式。
工件圖形選擇：選擇與需要加工的工件外形相同的預(yù)先設(shè)置的圖形，輸出圖形左上角的數(shù)字，程式號(hào)碼會(huì)自動(dòng)切換到相應(yīng)程式。
加工方式選擇：輸入相應(yīng)的數(shù)字選擇單邊或雙邊進(jìn)刀的加工路徑，程式號(hào)碼會(huì)自動(dòng)切換到相應(yīng)程式。
程式選擇畫(huà)面下輔助功能鍵介紹：
返回：按下返回手動(dòng)畫(huà)面。
參數(shù)設(shè)置：按下進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置畫(huà)面。工件圖形選擇不同進(jìn)入不同的參數(shù)設(shè)置畫(huà)面。
3.6 零件參數(shù)設(shè)置畫(huà)面
在此畫(huà)面下輸入零件的相關(guān)尺寸。
輔助功能鍵介紹：
工藝參數(shù)：按下進(jìn)入工藝參數(shù)畫(huà)面。
返回：按下返回程式選擇畫(huà)面。
3.7 工藝參數(shù)設(shè)置畫(huà)面
通過(guò)上下翻頁(yè)鍵可在三個(gè)工藝參數(shù)設(shè)置畫(huà)面間切換。
4 結(jié)束語(yǔ)
國(guó)內(nèi)自主產(chǎn)權(quán)生產(chǎn)精密旋壓機(jī)床已有30多年的歷史，設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)的技術(shù)能力已有很大進(jìn)步，許多技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，并已形成出口能力。國(guó)內(nèi)自行開(kāi)發(fā)研制的各型精密旋壓設(shè)備完全可以替代進(jìn)口。外國(guó)旋壓機(jī)造價(jià)昂貴，同等性能的旋壓設(shè)備國(guó)外價(jià)格是國(guó)內(nèi)的5-8倍。更有硬件、軟件分開(kāi)計(jì)費(fèi)，軟件使用費(fèi)往往超過(guò)設(shè)備費(fèi)用，即使不購(gòu)軟件，也要自己投入大量人力、物力二次開(kāi)發(fā)。更換、修理零部件同樣也受制于人。而國(guó)內(nèi)設(shè)備交付時(shí)都將試制產(chǎn)品和設(shè)計(jì)軟件一并交付，零部件的更換時(shí)間也有保證。基于中達(dá)電通PUTNC-H4-2數(shù)控系統(tǒng)與兩套臺(tái)達(dá)伺服系統(tǒng)集成技術(shù)平臺(tái)的新型高性能數(shù)控旋壓機(jī)的研發(fā)已經(jīng)取得成功，是為國(guó)產(chǎn)自主產(chǎn)權(quán)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)振興的貢獻(xiàn)。
摘 要：本文主要論述臺(tái)達(dá)變頻器、PLC、HMI產(chǎn)品在多功能旋壓機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用原理， 在該系統(tǒng)中，變頻器驅(qū)動(dòng)主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)；PLC以RS-485通訊方式調(diào)節(jié)主軸（變頻器）的轉(zhuǎn)速，PLC模擬量擴(kuò)展模塊用于控制液壓缸的壓力和流量，編碼器獲取左側(cè)液壓缸以及右側(cè)液壓缸的當(dāng)前位置信號(hào)，HMI監(jiān)控旋壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)以及警報(bào)信息，展示了臺(tái)達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品的系統(tǒng)集成優(yōu)勢(shì)。
1 引言
旋壓技術(shù)，也叫金屬旋壓成形技術(shù)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)使之受力點(diǎn)由點(diǎn)到線由線到面，同時(shí)在某個(gè)方向給予一定的壓力使金屬材料沿著這一方向變形和流動(dòng)而成型某一形狀的技術(shù)。這里，金屬材料必須具有塑性變形或流動(dòng)性能，旋壓成形不等同塑性變形，它是集塑性變形和流動(dòng)變形的復(fù)雜過(guò)程，特別需要指出的是，我們所說(shuō)的旋壓成形技術(shù)不是單一的強(qiáng)力旋壓和普通旋壓，它是兩者的結(jié)合。
旋壓是將平板或空心坯料固定在旋壓機(jī)的模具上，在坯料隨機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，用旋輪或趕棒加壓于坯料，使之產(chǎn)生局部的塑性變形。在旋輪的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和坯料的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)共同作用下，使局部的塑性變形逐步地?cái)U(kuò)展到坯料的全部表面，并緊貼于模具，完成零件的旋壓加工。
旋壓皮帶輪與鑄鐵皮帶輪相比的優(yōu)點(diǎn)是采用旋壓工藝制成的(無(wú)屑加工)，結(jié)構(gòu)輕、省材料，因而轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，是一種節(jié)料、節(jié)能的新產(chǎn)品。生產(chǎn)效率高(每分鐘加工2～4件)，平衡性能好，一般無(wú)需平衡處理。由于材料流線不被切斷，表面生產(chǎn)冷作硬化，組織密度提高，使輪槽表面的強(qiáng)度和硬度提高，并且尺寸精度高，三角帶與輪槽的滑差小，皮帶壽命長(zhǎng)。
2 工藝控制要求
本文介紹的是多功能旋壓機(jī)用于生產(chǎn)、加工各種型號(hào)的汽車(chē)皮帶輪，并通過(guò)在觸摸屏中調(diào)整工藝流程、改變?cè)O(shè)備運(yùn)行參數(shù)加工不同規(guī)格的汽車(chē)皮帶輪。圖1是多功能旋壓機(jī)的控制實(shí)景圖。
圖1 多功能旋壓機(jī)控制實(shí)景圖
A 自動(dòng)模式：
(1)當(dāng)模式開(kāi)關(guān)撥至『Auto』時(shí)，設(shè)備切換至自動(dòng)模式，此時(shí)可通過(guò)觸摸屏配置自動(dòng)模式參數(shù)。
(2)進(jìn)入自動(dòng)模式后，通過(guò)控制面板上的『?jiǎn)?dòng)』按鈕啟動(dòng)，每按一次『?jiǎn)?dòng)』按鈕，設(shè)備按照預(yù)先設(shè)置的步驟執(zhí)行。
(3)當(dāng)發(fā)生緊急情況需要停車(chē)時(shí)，按下『停止』按鈕，可終止當(dāng)前所有動(dòng)作。
(4)設(shè)備有三種狀態(tài)，運(yùn)行狀態(tài)、待機(jī)狀態(tài)、故障狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備為運(yùn)行狀態(tài)時(shí)， 指示燈點(diǎn)亮；當(dāng)設(shè)備為待機(jī)狀態(tài)時(shí)， 指示燈點(diǎn)亮；當(dāng)設(shè)備為故障狀態(tài)時(shí)， 指示燈點(diǎn)亮。
B手動(dòng)模式：
當(dāng)模式開(kāi)關(guān)撥至『Manu』，設(shè)備工作于手動(dòng)模式。此時(shí)可通過(guò)控制面板的進(jìn)刀/退刀按鈕分別控制主缸、1#缸、2#缸、3#缸、4#缸、頂出缸的進(jìn)刀/退刀動(dòng)作。
3控制系統(tǒng)
3.1 硬件配置
本系統(tǒng)的硬件配置如表1所示。
序號(hào)產(chǎn)品型號(hào)數(shù)量說(shuō)明
1DVP80EH00R21臺(tái)EH2系列PLC主機(jī)
2DVP04DA-H21臺(tái)4通道模擬量輸出模塊
3DVP06XA-H21臺(tái)4通道輸入/2通道輸出混合模塊
4DVP04TC-H21臺(tái)4通道溫度模塊
5VFD370B23A1臺(tái)37KW VFD-B系列變頻器
6ZSP3806-003G-2500BZ1-12-24F4臺(tái)無(wú)錫士普2500線編碼器
7LTM-400S5K1支0～5K歐姆電子尺
8DOP-B07S2011臺(tái)DOP-B系列7”觸摸屏
表1 系統(tǒng)硬件配置圖
3.2 系統(tǒng)框架
多功能旋壓機(jī)控制系統(tǒng)采用臺(tái)達(dá)人機(jī)界面作為主站監(jiān)控設(shè)備，利用人機(jī)界面DOP-B07S201的RS232通訊口。PLC主機(jī)DVP80EH00R2采用RS232通訊口與HMI設(shè)備連接，同時(shí)利用RS485通訊口與變頻器VFD370B23A相連，PLC通訊寫(xiě)入變頻器給定頻率、變頻器啟動(dòng)停止命令，讀取實(shí)際輸出頻率；人機(jī)界面設(shè)定電機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速，讀取電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速。PLC主機(jī)同時(shí)通過(guò)4通道模擬量輸出模塊、溫度模塊及輸入輸出混合模塊來(lái)控制編碼器、電子尺和熱電偶傳感器等外圍測(cè)量設(shè)備。
圖2 控制系統(tǒng)框架圖
3.3 部分產(chǎn)品介紹
?。?）LTM-400S5K電子尺
電子尺又稱(chēng)位移傳感器，運(yùn)動(dòng)傳感器的功能是把一個(gè)機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成電氣信號(hào)，并且該信號(hào)能夠與機(jī)械運(yùn)動(dòng)成正比。電刷裝配連接到機(jī)械激勵(lì)器，繼而使塑料阻軌產(chǎn)生一個(gè)電壓分配器。電阻計(jì)的阻軌（1、3）連接到穩(wěn)定的輸入直流電壓。當(dāng)在電刷和修正阻軌之間測(cè)量時(shí)，信號(hào)電壓是電壓分配器的主要部分，并且與阻軌上的電刷位置成正比。
圖片
內(nèi)阻5K歐姆
測(cè)量范圍0～400mm
精度0.07%
用途廣泛應(yīng)用于注塑機(jī)、壓鑄機(jī)、吹瓶機(jī)、制鞋機(jī)、木工機(jī)械、印刷機(jī)械等需要進(jìn)行線性位移控制的自動(dòng)控制機(jī)械
?。?）比例放大器PF-AC-220
項(xiàng)目?jī)?nèi)容/說(shuō)明
功能模型交流輸入型
交流電源輸入AC220V
最大輸出電流5A
響應(yīng)時(shí)間0.1～5S
控制信號(hào)0～10V
負(fù)載阻抗5/40歐姆
（3）VFD370B變頻器參數(shù)設(shè)置
參數(shù)設(shè)置值說(shuō)明
02-0004主頻率由RS-485通訊界面控制
02-0103運(yùn)轉(zhuǎn)指令由RS-485通訊界面控制，鍵盤(pán)STOP有效
09-0001設(shè)置VFD-B系列變頻器的通訊地址為K1
09-0102設(shè)置VFD-B系列變頻器的通訊速率為19200bps
09-0403設(shè)置VFD-B系列變頻器的通訊格式為<8,N,2,RTU>
注意：當(dāng)出現(xiàn)變頻器因參數(shù)錯(cuò)亂而導(dǎo)致不能正常運(yùn)行時(shí)，可先設(shè)置P00-02=10(回歸出廠值)，再按照上述表格設(shè)置參數(shù)。
4 上位機(jī)監(jiān)控畫(huà)面
4.1 主監(jiān)控界面
多功能旋壓機(jī)主監(jiān)控界面有手動(dòng)模式參數(shù)設(shè)置、自動(dòng)模式參數(shù)設(shè)置、自動(dòng)模式、運(yùn)行模式、溫度顯示、報(bào)警查看、幫助等功能，用戶可以點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕進(jìn)入其畫(huà)面。如圖4所示。
圖4 主監(jiān)控界面
4.2 手動(dòng)模式
手動(dòng)模式下，主油缸、左側(cè)缸、右側(cè)缸執(zhí)行進(jìn)給/后退均分為三段位置。
A：設(shè)置進(jìn)給位置參數(shù)時(shí)，快進(jìn)位置、慢進(jìn)1位置、慢進(jìn)2位置的設(shè)定值應(yīng)逐漸增大，相應(yīng)的壓力和流量應(yīng)逐漸增大。如圖5所示。
圖5 設(shè)置進(jìn)給位置參數(shù)的運(yùn)行畫(huà)面
B：設(shè)置退刀位置參數(shù)時(shí)，快進(jìn)位置、慢進(jìn)1位置、慢進(jìn)2位置的設(shè)定值應(yīng)逐漸減小，相應(yīng)的壓力和流量應(yīng)逐漸減小。如圖6所示。
圖6 設(shè)置退刀位置參數(shù)的運(yùn)行畫(huà)面
注意為防止因設(shè)備振動(dòng)導(dǎo)致油缸誤動(dòng)作，可適當(dāng)調(diào)節(jié)終點(diǎn)誤差的設(shè)定值，確保系統(tǒng)切換平穩(wěn)進(jìn)行。
4.3 自動(dòng)模式
自動(dòng)模式運(yùn)行包含1#缸第一次進(jìn)刀、2#缸第一次進(jìn)刀、1#缸第二次進(jìn)刀、1#缸第一次退刀、1#缸第二次退刀、2#缸第一次退刀等步驟。2.1#缸進(jìn)刀/退刀、2#缸進(jìn)刀/退刀可由用戶根據(jù)實(shí)際工況自行選擇。默認(rèn)情況下為 ，表示不執(zhí)行該步驟，如需執(zhí)行該步驟，只需點(diǎn)擊將按鈕切換為 即可。如圖7所示。
圖7 自動(dòng)運(yùn)行模式
4.4報(bào)警模式
點(diǎn)擊警報(bào)查看按鈕，進(jìn)入報(bào)警模式，如圖8所示：此模式可以查看四項(xiàng)內(nèi)容：
?。?）04PT、04DA、06XA的運(yùn)行狀態(tài)。
?。?）潤(rùn)滑泵、冷卻水泵的工作狀態(tài)。
?。?）1#、2#以及3#液壓泵的工作狀態(tài)。
?。?）變頻器的工作狀態(tài)。
圖8 報(bào)警模式
5 應(yīng)用總結(jié)
與傳統(tǒng)的旋壓機(jī)相比，基于臺(tái)達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品的多功能旋壓機(jī)具有以下特點(diǎn)：
?。?）進(jìn)刀/退刀分三段進(jìn)行
此系統(tǒng)的進(jìn)刀/退刀均分為三段位置，每段位置的目標(biāo)點(diǎn)可根據(jù)加工工件的尺寸任意調(diào)整。每段位置的壓力和流量可通過(guò)觸摸屏任意調(diào)整。
（2）可靠性高
該系統(tǒng)通過(guò)PLC程序?qū)崿F(xiàn)『提前通知』和『自動(dòng)補(bǔ)償』功能。由于采用油壓/液壓控制，所以設(shè)備的運(yùn)行慣性較大，容易沖過(guò)目標(biāo)位置，這里采用『提前通知』功能，可以有效避免左側(cè)缸和右側(cè)缸過(guò)沖的現(xiàn)象；當(dāng)左側(cè)缸或右側(cè)缸沖過(guò)目標(biāo)位置時(shí)，執(zhí)行『自動(dòng)補(bǔ)償』功能，使左側(cè)缸以及右側(cè)缸能夠返回其目標(biāo)位置。
?。?）人性化
該系統(tǒng)采用直觀的畫(huà)面實(shí)時(shí)顯示旋壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，便于工作人員迅速查看旋壓機(jī)的狀態(tài)以及警報(bào)信息。并提供『原點(diǎn)校正』功能，當(dāng)設(shè)備硬件發(fā)生故障時(shí)，可以通過(guò)觸摸屏實(shí)現(xiàn)原點(diǎn)的校正功能，大大節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)時(shí)間。
6 結(jié)語(yǔ)
根據(jù)客戶設(shè)備技術(shù)要求，本多功能旋壓機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)合臺(tái)達(dá)HMI、PLC、變頻器等自動(dòng)化產(chǎn)品，為客戶開(kāi)發(fā)了一套穩(wěn)定可靠的生產(chǎn)線系統(tǒng)，受到了客戶和使用單位的充分認(rèn)可，再次證明中達(dá)電通是客戶值得信賴的合作伙伴。運(yùn)行實(shí)踐表明，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，安全可靠，性價(jià)比高，值得業(yè)界同行借鑒和推廣。
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由于經(jīng)濟(jì)全球化和行業(yè)的快速發(fā)展，發(fā)達(dá)國(guó)家與中國(guó)在建筑工程數(shù)控旋壓機(jī)貿(mào)易領(lǐng)域的相互依存度和利益重合度越來(lái)越大。在這種情況下，旋壓機(jī)廠家數(shù)控旋壓機(jī)企業(yè)開(kāi)始面對(duì)一系列全新的市場(chǎng)準(zhǔn)入規(guī)則，如特種設(shè)備管理、汽車(chē)公告審查制度、CCC認(rèn)證、CE認(rèn)證和UL認(rèn)證等。
這就提出一個(gè)緊迫的問(wèn)題：中國(guó)企業(yè)如何盡快適應(yīng)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)準(zhǔn)入規(guī)則，不斷提高中國(guó)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，讓中國(guó)的產(chǎn)品走向世界。
國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)準(zhǔn)入制度
現(xiàn)階段中國(guó)全自動(dòng)旋壓機(jī)產(chǎn)品市場(chǎng)準(zhǔn)入管理可劃分為3類(lèi)：一部分納入機(jī)電類(lèi)特種設(shè)備制造許可管理,如：裝載機(jī)、挖掘機(jī)、挖掘裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、起重旋壓機(jī)、叉車(chē)等;一部分納入CCC認(rèn)證的產(chǎn)品目錄管理,主要是工程起重機(jī)和專(zhuān)用車(chē)類(lèi);其余大部分產(chǎn)品進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)基本不受任何限制，如：推土機(jī)、平地機(jī)、壓路機(jī)、攤鋪機(jī)和旋挖鉆機(jī)等。
目前，部分全自動(dòng)旋壓機(jī)產(chǎn)品實(shí)行的特種設(shè)備管理具有中國(guó)特色，筆者認(rèn)為這是國(guó)內(nèi)認(rèn)證制度沒(méi)有完善的一種過(guò)渡性管理。不同產(chǎn)品有不同的市場(chǎng)準(zhǔn)入規(guī)則,有些產(chǎn)品甚至沒(méi)有市場(chǎng)準(zhǔn)入規(guī)則，這就是過(guò)渡階段的特殊表現(xiàn)。主要原因是中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行規(guī)則還不能滿足市場(chǎng)準(zhǔn)入的要求，建立認(rèn)證制度的條件尚不具備，但最終會(huì)納入中國(guó)產(chǎn)品認(rèn)證的管理模式。
適當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢约?xì)化金屬內(nèi)部晶粒、改變金屬晶相組織，從而改變金屬性能，因此人們開(kāi)始把熱處理技術(shù)與旋壓技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造出新的旋壓加工方法，為旋壓技術(shù)奠定了新的里程碑。近年來(lái)，許多學(xué)者在熱處理與旋壓加工相結(jié)合方面也做了不少研究。雖然以上研究已為鋁合金旋壓技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用提供了理論支撐和實(shí)踐指導(dǎo)，但是隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，為滿足需求，作者認(rèn)為如果鋁合金旋壓技術(shù)向以下發(fā)向發(fā)展將會(huì)有劃時(shí)代的意義。隨著科技的發(fā)展，對(duì)自動(dòng)旋壓機(jī)設(shè)備產(chǎn)品的的要求也越來(lái)越高。由于冷旋壓過(guò)程中出現(xiàn)的加工硬化等缺陷，使得冷旋壓技術(shù)已不能滿足生產(chǎn)的需求。
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