专利名称：螺旋压力机精确打击数控方法
技术领域：
本发明提供一种螺旋压力机精确打击数控方法，属于机械工业设备领域。
背景技术：
螺旋压力机是打击能量控制型材料成型设备。目前生产中常用的是摩擦式螺旋压力机， 因手工操作，其打击能量不能数字化控制。专利号为200510104599. 4的发明专利，发明了螺 旋压力机传动的数控方法，由开关磁阻电机通过减速驱动螺杆与滑块，能够使螺旋压力机实 现滑块位移和速度数字化控制，打击能量可控，但没有涉及如何控制打击能量的精确度。
发明内容
本发明的目的是提供一种螺旋压力机精确打击数控方法，能提高工件质量和一致性，提 命。
其技术方案为-
一种螺旋压力机精确打击数控方法，其特征在于采用如下步骤①输入运行数据；②、
控制部件根据公式￡ =丄(^+^")、 A￡ = ^AF、 《 =」^^厂、= . M
计等所需的开关磁阻电机的转速W和转速精度Afi)，进而控制开关磁阻电机动作；③开关磁 阻电机驱动螺旋压力机动作。
所述的螺旋压力机精确打击数控方法，步骤①中首先输入设备数据，包括电机轴转动惯 量Jp螺杆轴转动惯量^、传动比Z，操作时再输入打击能量五、打击能量精度M运行数据；
或者调试时，经触摸屏首先输入设备数据，包括电机轴转动惯量^、螺杆轴转动惯量厶、传
动比/、机械效率7/、综合刚度C，操作时再输入工件变形功f^、打击力F、打击力精度AF
运行数据。 —
所述的螺旋压力机精确打击数控方法，螺旋压力机包括机身、制动器、安装在机身下部 的工作台、安装在机身顶部的横梁、轴承安装在横梁上的钢套、固定安装在钢套内下端的螺 母和固定安装在钢套外上端的飞轮，飞轮经皮带与安装在开关磁阻电机输出轴上的主动轮传动连接，螺杆穿过钢套并与螺母螺纹连接，螺杆的下端设有滑块，工作台上对应于滑块正下 方设有贯穿的台阶孔，顶杆间隙安装在台阶孔内，滑块的底部两侧设有拉杆，拉杆穿过工作 台与托架固定连接，托架内水平安装有气缸，气缸的活塞杆与盖板固定连接，盖板在气缸的 控制下可位于或移开顶杆的正下方。开关磁阻电机通过皮带传动驱动飞轮、钢套和螺母旋转， 进而螺杆与滑块一起向下直线运动，实现对固定在工作台模具内的工件的打击，打击完毕后， 盖板在气缸的控制下移到顶杆的正下方，滑块上行带动托架向上移动，盖板随之顶在顶杆底 部，.同步向上移动，把工件顶出。
所述的螺旋压力机精确打击数控方法，控制部件包括开关量输出板、PLC可编程控制器、 开关量输入板、电机控制器和触摸屏，其中开关量输入板连接PLC可编程控制器，PLC可编
程控制器分别连接触摸屏、开关量输出板和电机控制器，电机控制器连接开关磁阻电机，开 关量输出板连接气缸和制动器的控制端。
其工作原理为调试时，通过触摸屏首先输入设备数据，包括电机轴转动惯量人、螺杆 轴转动惯量厶、传动比Z'，操作时再输入打击能量五、打击能量精度AE运行数据；或者调试 时，经触摸屏首先输入设备数据，包括电机轴转动惯量入、螺杆轴转动惯量厶、传动比/、
机械效率7、综合刚度C，操作时再输入工件变形功『^打击力F、打击力精度AF运行数 据。电机控制器根据公式￡ =丄(^+^) 、 A^-^AF 、 w = j 2￡ :、
=——M 2 计算所需的开关磁阻电机的转速必和转速精度Aw,进而控制开关磁阻
.(J]+J2/")W 电机的转动，经螺旋压力机实现对工件的精确打击。
本发明与现有技术相比，螺旋压力机驱动电机的转速w和转速精度Aw由设备数据和运
行数据直接控制，这样能有效提高螺旋压力机的打击精度，提高工件质量和一致性，提高模 具寿命。
图l是本发明的工作原理图。
1、开关量输出板2、 PLC可编程控制器3、开关量输入板4、电机控制器 5、 触摸屏6、开关磁阻电机7、主动轮8、飞轮9、皮带10、螺杆11、螺母 12、 钢套13、轴承14、滑块 15、横梁16、拉杆17、顶杆 18、盖板 19、托架 20、'机身
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步说明-
螺旋压力机包括机身20、制动器21、安装在机身20下部的工作台22、安装在机身20 顶部的横梁15、轴承安装在横梁15上的钢套12、固定安装在钢套12内下端的螺母11和固 定安装在钢套12外上端的飞轮8，飞轮8经皮带9与安装在开关磁阻电机6输出轴上的主动 轮7传动连接，螺杆10穿过钢套12并与螺母11螺纹连接，螺杆10的下端设有滑块14，工 作台上对应于滑块14正下方设有贯穿的台阶孔23，顶杆17间隙安装在台阶孔23内，滑块 14的底部两侧设有拉杆16，拉杆16穿过工作台22与托架19固定连接，托架19内水平安装 有气缸24，气缸24的活塞杆与盖板18固定连接，盖板18在气缸24的控制下可位于或移开 顶杆17的正下方。幵关量输入板3连接PLC可编程控制器2， PLC可编程控制器2分别连接 开关量输出板l、开关量输入板3、触摸屏5和电机控制器4，电机控制器4连接开关磁阻电 机6.，开关量输出板1连接气缸24和制动器21的控制端。
调试时，经触摸屏5首先输入设备数据，包括电机轴转动惯量Jp螺杆轴转动惯量厶、
传动比/，操作时再输入打击能量￡、打击能量精度A^运行数据；或者调试时，经触摸屏5
首先输入设备数据，包括电机轴转动惯量^、螺杆轴转动惯量^、传动比/、机械效率;7、
综合刚度C，操作时再输入工件变形功〖&、打击力尸、打击力精度AF运行数据；然后电机
控制器4根据公式五=丄(^+[)、 A￡ = ^AF、 w =」^^厂、^
7 2C ;;C "\| +/2 〃 ) (W
计算所需的开关磁阻电机6的转速w和转速精度Aw，进而控制开关磁阻电机6动作；开关 磁阻电机6通过皮带9传动驱动飞轮8、钢套12和螺母11旋转，进而螺杆10与滑块14 一 起向下直线运动，实现对固定在工作台22上模具内的工件的精确打击；打击完毕后，开关磁 阻电机6反转，滑块14上行带动托架19向上移动，盖板18在气缸24的控制下移到顶杆17 的正下方并随滑块14同步向上移动，把工件顶出。
权利要求
1、一种螺旋压力机精确打击数控方法，其特征在于采用如下步骤①输入设备数据和运行数据；②、控制部件根据公式计算所需的开关磁阻电机(6)的转速ω和转速精度Δω，进而控制开关磁阻电机(6)动作；③开关磁阻电机(6)驱动螺旋压力机动作。
2、根据权利要求1所述的螺旋压力机精确打击数控方法，其特征在于步骤①中首先输入设备数据，包括电机轴转动惯量^、螺杆轴转动惯量^、传动比"操作时再输入打击能 量￡、打击能量精度A^运行数据；或者调试时，首先输入设备数据，包括电机轴转动惯量Jp 螺杆轴转动惯量入、传动比!'、机械效率/7、综合刚度C，操作时再输入工件变形功P^、打击力P、打击力精度A^运行数据。
3、根据权利要求1所述的螺旋压力机精确打击数控方法，其特征在于螺旋压力机包括机身(20)、制动器(21)、安装在机身(20)下部的工作台(22)、安装在机身(20)顶部 的横梁(15)、轴承安装在横梁(15)上的钢套(12)、固定安装在钢套(12)内下端的螺母 (11)和固定安装在钢套(12)外上端的飞轮(8)，飞轮(8)经皮带(9)与安装在开关磁 阻电机(6)输出轴上的主动轮(7)传动连接，螺杆(10)穿过钢套(12)并与螺母(11) 螺纹连接，螺杆(10)的下端设有滑块(14)，工作台(22)上对应于滑块(14)正下方设有 贯穿的台阶孔(23)，顶杆(17)间隙安装在台阶孔(23)内，滑块(14)的底部两侧设有拉 杆(16)，拉杆(16)穿过工作台(22)与托架(19)固定连接，托架(19)内水平安装有气 缸(24)，气缸(24)的活塞杆与盖板(18)固定连接，盖板(18)在气缸(24)的控制下可 位于或移开顶杆(17)的正下方。
4、根据权利要求1或3所述的螺旋压力机精确打击数控方法，其特征在于控制部件包括开 关量输出板(1)、 PLC可编程控制器(2)、开关量输入板(3)、电机控制器(4)和触摸屏(5) ，其中开关量输入板(3)连接PLC可编程控制器(2)， PLC可编程控制器(2)分别连 接触摸屏(5)、开关量输出板(1)和电机控制器(4)，电机控制器(4)连接开关磁阻电机(6) ，开关量输出板(1)连接气缸(24)和制动器(21)的控制端。
全文摘要
本发明提供一种螺旋压力机精确打击数控方法，其特征在于采用如下步骤①输入设备数据和运行数据；②电机控制器根据公式E＝1/η(W<sub>d</sub>+(F<sup>2</sup>/2C))、ΔE＝(F/ηC)ΔF、ω＝ √2E/(J<sub>1</sub>+J<sub>2</sub>/i<sup>2</sup>)、Δω＝(ΔE/(J<sub>1</sub>+J<sub>2</sub>/i<sup>2</sup>)ω)计算所需的开关磁阻电机的转速ω和转速精度Δω，进而控制开关磁阻电机动作；③开关磁阻电机驱动螺旋压力机动作。由于螺旋压力机驱动电机的转速ω和转速精度Δω由设备数据和运行数据直接控制，这样能有效提高螺旋压力机的打击精度，提高工件质量和一致性，提高模具寿命。
文档编号B30B15/26GK101474888SQ20091001397
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月20日 优先权日2009年1月20日
发明者杨思一, 赵婷婷 申请人:山东理工大学