本發(fā)明涉及金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多曲拉伸控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

特殊加工數(shù)控系統(tǒng)

現(xiàn)有的雙曲面構(gòu)造板的加工控制為按鈕點動操作，工人的勞動強(qiáng)度和對操作者的要求難較高，但仍然不能滿足多曲面成型要求，對于多曲面工件的成型和一致性依然很難保證。

其中，對于雙曲率高端構(gòu)造板材，由于制造過程中引入的初始缺陷以及承載過程中的應(yīng)力集中或者應(yīng)力過大等原因常常會導(dǎo)致構(gòu)造板材產(chǎn)生損傷破壞，破壞形式主要分為纖維拉伸斷裂、纖維壓縮屈曲、基體拉伸開裂、基體壓縮擠裂和分層損傷五種，而其中分層損傷是最容易發(fā)生而且是最獨特的一個。而且雙曲率構(gòu)造板材由于其特殊的幾何形狀，其穩(wěn)定性研究一直是個難點，而大幅面雙曲率高端構(gòu)造板材由于尺寸較大，其成型精度控制就更加困難。

針對上述問題考慮設(shè)計一種針對上述難度的特殊加工數(shù)控系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種多曲拉伸控制系統(tǒng)，采用進(jìn)給量都可控的數(shù)控系統(tǒng)使產(chǎn)品的成型穩(wěn)定性得到了有效的保證。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了多曲拉伸控制系統(tǒng)，包括頂料機(jī)構(gòu)和壓料機(jī)構(gòu)，壓料機(jī)構(gòu)相對設(shè)置在頂料機(jī)構(gòu)上方，并且在壓料機(jī)構(gòu)下方設(shè)置上成型模具，在頂料機(jī)構(gòu)上方設(shè)置下成型模具，在上成型模具和下成型模具之間設(shè)置成型工件，在下成型模具四周設(shè)置多個夾料機(jī)構(gòu)，其中上成型模具設(shè)置為多點成型模具，每個點對應(yīng)的模具下方設(shè)置數(shù)控行程可控油缸和電磁換向閥，下成型模具也設(shè)置為多點成型模具，每個點對應(yīng)的模具下方設(shè)置數(shù)控行程可控油缸和電磁換向閥，還包括觸摸屏和可編程控制器，觸摸屏連接到可編程控制器，由可編程控制器控制數(shù)控行程可控油缸和電磁換向閥的運轉(zhuǎn)。本發(fā)明的多曲拉伸控制系統(tǒng)，采用進(jìn)給量都可控的數(shù)控系統(tǒng)使產(chǎn)品的成型穩(wěn)定性得到了有效的保證，并且上成型模具和下成型模具均設(shè)置為多點成型模具，解決大幅面加工的困難，保證雙曲率的加工精度。

在夾料機(jī)構(gòu)與下成型模具之間還設(shè)置拉料機(jī)構(gòu)。通過拉料機(jī)構(gòu)進(jìn)一步控制板料的順暢延展。

優(yōu)選的，其中每個夾料機(jī)構(gòu)下方也分別設(shè)置有數(shù)控行程可控油缸和電磁換向閥，每個拉料機(jī)構(gòu)下方也分別設(shè)置有數(shù)控行程可控油缸和電磁換向閥。

進(jìn)一步改進(jìn)在于，可編程控制器包括結(jié)構(gòu)優(yōu)化單元，所述結(jié)構(gòu)優(yōu)化單元包括優(yōu)化算法模塊、試驗設(shè)計模塊、近似方法模塊和質(zhì)量方法模塊，其中結(jié)構(gòu)優(yōu)化單元集成了isight結(jié)構(gòu)優(yōu)化軟件。

其中，所述夾料機(jī)構(gòu)包括上夾鉗和下夾鉗，上夾鉗和下夾鉗上下相對設(shè)置，成型工件位于上夾鉗和下夾鉗之間，并且上夾鉗安裝在鎖緊上臂上，下夾鉗安裝在鎖緊下臂上，鎖緊上臂和鎖緊下臂中間通過關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動連接，鎖緊上臂和鎖緊下臂的另一端分別通過關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動連接夾鉗短臂，兩個夾鉗短臂的另一端通過關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動連接在夾鉗底座的同一個轉(zhuǎn)動點上，在夾鉗底座的轉(zhuǎn)動連接點與鎖緊上臂和鎖緊下臂的轉(zhuǎn)動連接點之間設(shè)置夾緊油缸。夾料機(jī)構(gòu)整體轉(zhuǎn)動連接在夾鉗底座上，可相對夾鉗底座轉(zhuǎn)動任意角度，另外上夾鉗和下夾鉗的夾緊通過夾緊油缸帶動夾緊，并且在成型工件的拉伸過程中，上夾鉗和下夾鉗會越夾越緊，徹底解決了夾緊型材和板料拉伸過程中夾緊打滑的情況。其中關(guān)節(jié)軸的設(shè)置使得各個轉(zhuǎn)動點的轉(zhuǎn)動更加順暢，并且轉(zhuǎn)動靈活，關(guān)節(jié)軸的設(shè)置有利于夾緊油缸帶動夾鉗短臂和鎖緊上臂以及鎖緊下臂的轉(zhuǎn)動；液壓油缸的工作更加平穩(wěn)。

夾料機(jī)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)在于，上夾鉗上端通過關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動連接在鎖緊上臂一端，上夾鉗和下夾鉗的相對面設(shè)置鋸齒紋。上夾鉗轉(zhuǎn)動連接在鎖緊上臂的下端，在拉伸時減少對板料的摩擦，另外在上夾鉗和下夾鉗的相對面設(shè)置鋸齒紋，使得板料的夾緊力度更好，避免打滑。

在多曲面成型中，夾料機(jī)構(gòu)使得夾料越夾越緊，徹底解決了夾緊型材和板料拉伸中夾緊打滑的情況，且具有不管工件材料拉伸夾緊角度任意不同，夾鉗機(jī)構(gòu)亦能隨夾鉗底座軸心隨動的功能。

1、該夾料機(jī)構(gòu)使曲面成型板材厚度擴(kuò)大到0.5㎜-5㎜；

2、該夾料機(jī)構(gòu)采用板邊壓緊定位，保證了產(chǎn)品在加工精度合格率達(dá)98.5%。本發(fā)明多曲面的操作控制采用進(jìn)給量都可控的數(shù)控系統(tǒng)使產(chǎn)品的成型穩(wěn)定性得到了有效的保證，多曲面拉伸的數(shù)控系統(tǒng)由觸摸屏，可編程控制器（plc），數(shù)控行程可控油缸，電磁換向閥等組成。

本發(fā)明的多曲拉伸控制系統(tǒng)，有益效果如下：

1.采用isight軟件的制造技術(shù)，分解了制造難點，解決大幅面加工的困難，保證雙曲率的加工精度。

2.曲面形態(tài)任意設(shè)定，減少工人勞動強(qiáng)度，適合大批量生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明下成型模具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明夾料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-壓料機(jī)構(gòu)，2-成型工件，3-夾料機(jī)構(gòu)，4-頂料機(jī)構(gòu)，5-拉料機(jī)構(gòu)，6-上成型模具，7-下成型模具，8-上夾鉗，9-下夾鉗，10-鎖緊下臂，11-夾緊油缸，12-鎖緊上臂，13-關(guān)節(jié)軸，14-夾鉗短臂，15-夾鉗底座，16-數(shù)控行程可控油缸，17-電磁換向閥。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案。

如圖所示，本發(fā)明的多曲拉伸控制系統(tǒng)，包括頂料機(jī)構(gòu)4和壓料機(jī)構(gòu)1，壓料機(jī)構(gòu)1相對設(shè)置在頂料機(jī)構(gòu)4上方，并且在壓料機(jī)構(gòu)1下方設(shè)置上成型模具6，在頂料機(jī)構(gòu)4上方設(shè)置下成型模具7，在上成型模具6和下成型模具7之間設(shè)置成型工件2，在下成型模具7四周設(shè)置多個夾料機(jī)構(gòu)3，其中上成型模具6設(shè)置為多點成型模具，每個點對應(yīng)的模具下方設(shè)置數(shù)控行程可控油缸16和電磁換向閥17，下成型模具7也設(shè)置為多點成型模具，每個點對應(yīng)的模具下方設(shè)置數(shù)控行程可控油缸16和電磁換向閥17，還包括觸摸屏和可編程控制器，觸摸屏連接到可編程控制器，由可編程控制器控制數(shù)控行程可控油缸16和電磁換向閥17的運轉(zhuǎn)。在夾料機(jī)構(gòu)3與下成型模具7之間還設(shè)置拉料機(jī)構(gòu)5。

優(yōu)選的，其中每個夾料機(jī)構(gòu)3下方也分別設(shè)置有數(shù)控行程可控油缸16和電磁換向閥17，每個拉料機(jī)構(gòu)5下方也分別設(shè)置有數(shù)控行程可控油缸16和電磁換向閥17。

進(jìn)一步的，可編程控制器包括結(jié)構(gòu)優(yōu)化單元，所述結(jié)構(gòu)優(yōu)化單元包括優(yōu)化算法模塊、試驗設(shè)計模塊、近似方法模塊和質(zhì)量方法模塊，其中結(jié)構(gòu)優(yōu)化單元集成了isight結(jié)構(gòu)優(yōu)化軟件。

其中，所述夾料機(jī)構(gòu)3包括上夾鉗8和下夾鉗9，上夾鉗8和下夾鉗9上下相對設(shè)置，成型工件2位于上夾鉗8和下夾鉗9之間，并且上夾鉗8安裝在鎖緊上臂12上，下夾鉗9安裝在鎖緊下臂10上，鎖緊上臂12和鎖緊下臂10中間通過關(guān)節(jié)軸13轉(zhuǎn)動連接，鎖緊上臂12和鎖緊下臂10的另一端分別通過關(guān)節(jié)軸13轉(zhuǎn)動連接夾鉗短臂14，兩個夾鉗短臂14的另一端通過關(guān)節(jié)軸13轉(zhuǎn)動連接在夾鉗底座15的同一個轉(zhuǎn)動點上，在夾鉗底座15的轉(zhuǎn)動連接點與鎖緊上臂12和鎖緊下臂10的轉(zhuǎn)動連接點之間設(shè)置夾緊油缸11。

其中，上夾鉗8上端通過關(guān)節(jié)軸13轉(zhuǎn)動連接在鎖緊上臂12一端，上夾鉗8和下夾鉗9的相對面設(shè)置鋸齒紋。

本發(fā)明的多曲拉伸控制系統(tǒng)，采用進(jìn)給量都可控的數(shù)控系統(tǒng)使產(chǎn)品的成型穩(wěn)定性得到了有效的保證，并且上成型模具和下成型模具均設(shè)置為多點成型模具，解決大幅面加工的困難，保證雙曲率的加工精度。

通過拉料機(jī)構(gòu)進(jìn)一步控制板料的順暢延展。

夾料機(jī)構(gòu)整體轉(zhuǎn)動連接在夾鉗底座上，可相對夾鉗底座轉(zhuǎn)動任意角度，另外上夾鉗和下夾鉗的夾緊通過夾緊油缸帶動夾緊，并且在成型工件的拉伸過程中，上夾鉗和下夾鉗會越夾越緊，徹底解決了夾緊型材和板料拉伸過程中夾緊打滑的情況。其中關(guān)節(jié)軸的設(shè)置使得各個轉(zhuǎn)動點的轉(zhuǎn)動更加順暢，并且轉(zhuǎn)動靈活，關(guān)節(jié)軸的設(shè)置有利于夾緊油缸帶動夾鉗短臂和鎖緊上臂以及鎖緊下臂的轉(zhuǎn)動；液壓油缸的工作更加平穩(wěn)。

上夾鉗轉(zhuǎn)動連接在鎖緊上臂的下端，在拉伸時減少對板料的摩擦，另外在上夾鉗和下夾鉗的相對面設(shè)置鋸齒紋，使得板料的夾緊力度更好，避免打滑。

在多曲面成型中，夾料機(jī)構(gòu)使得夾料越夾越緊，徹底解決了夾緊型材和板料拉伸中夾緊打滑的情況，且具有不管工件材料拉伸夾緊角度任意不同，夾鉗機(jī)構(gòu)亦能隨夾鉗底座軸心隨動的功能。

1、該夾料機(jī)構(gòu)使曲面成型板材厚度擴(kuò)大到0.5㎜-5㎜；

2、該夾料機(jī)構(gòu)采用板邊壓緊定位，保證了產(chǎn)品在加工精度合格率達(dá)98.5%。本發(fā)明多曲面的操作控制采用進(jìn)給量都可控的數(shù)控系統(tǒng)使產(chǎn)品的成型穩(wěn)定性得到了有效的保證，多曲面拉伸的數(shù)控系統(tǒng)由觸摸屏，可編程控制器（plc），數(shù)控行程可控油缸，電磁換向閥等組成。

本發(fā)明的多曲拉伸控制系統(tǒng)，有益效果如下：

1.采用isight軟件的制造技術(shù)，分解了制造難點，解決大幅面加工的困難，保證雙曲率的加工精度。

2.曲面形態(tài)任意設(shè)定，減少工人勞動強(qiáng)度，適合大批量生產(chǎn)。

本發(fā)明的多曲拉伸控制系統(tǒng)，其機(jī)械動作和控制過程如下：下成型模具通過數(shù)控行程可控油缸上頂?shù)皆O(shè)定位置并自鎖保持，夾料機(jī)構(gòu)的曲面夾料拉伸夾臂可以依據(jù)曲面設(shè)定或圓弧，或波浪，任意形態(tài)，由數(shù)控系統(tǒng)任意設(shè)定，達(dá)到要求曲面或直面，上成型模具可以下壓到設(shè)定高度并記憶保持，在以后的操作中直接調(diào)出使用。該系統(tǒng)穩(wěn)定，高效，減少工人勞動強(qiáng)度，適合大批量生產(chǎn)。

其中，夾料機(jī)構(gòu)的上夾鉗和下夾鉗在夾緊油缸前進(jìn)時，產(chǎn)生一個夾緊力，當(dāng)工件板料或型材料向外產(chǎn)生拉力時，使夾鉗短臂產(chǎn)生一個夾力，而隨著拉力變大，兩短軸產(chǎn)生的夾力同樣變大，短軸的力矩又小于鎖緊上臂和鎖緊下臂的力矩，使夾鉗的夾緊力更加增大，產(chǎn)生越拉越緊的狀況，到達(dá)夾緊和自鎖的目的。夾鉗的夾料方向圍繞夾鉗底座的軸隨動旋轉(zhuǎn)，使夾料拉伸角度不會受到任何影響。

本系統(tǒng)采用isight結(jié)構(gòu)優(yōu)化軟件，它的優(yōu)化設(shè)計主要包括優(yōu)化算法、試驗設(shè)計、近似方法和質(zhì)量方法四個模塊，同時集成abaqus,ansys和nastran等的有限元軟件實現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化和多個學(xué)科之間的優(yōu)化以及權(quán)衡分析。本系統(tǒng)多曲面拉伸的數(shù)控系統(tǒng)由觸摸屏，可編程控制器（plc），數(shù)控行程可控油缸，電磁換向閥等組成。曲面設(shè)定或圓弧，或波浪，任意形態(tài)。