[发明专利]一种高精度热锻冲压成型方法及装置

说明书

本发明公开了一种高精度热锻冲压成型方法及装置，装置包括机械手张夹机构、机械手位移机构、下料机构、编码器、PLC控制器，冲床的上模具固定在冲床的曲轴滑块上，由伺服电机驱动曲轴转动；编码器通过固定板和联轴器连接曲轴，编码器、伺服电机、机械手张夹机构、机械手位移机构均与PLC控制器连接；PLC控制器中预先编有通过上模具移动距离S计算对应的PLC控制器接收到编码器的脉冲数N的算法，工作时PLC控制器控制夹爪与上模具的配合动作，上模具向下移动距离S时PLC控制器接收到N个脉冲，同时控制夹爪张开，工件由上模具带入下模座的凹模中，完成一个工序的加工。本发明的装置和方法使得调试更简单，保证加工精度与产品一致性，间接提高生产效率。

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种高精度热锻冲压成型方法及装置。

背景技术

传统的热锻(红冲)工件在锻造过程中至少有三个工序，包括墩粗、塑形(成型)、打孔(冲孔)等工序。现有的冲床热锻冲压成型加工过程中一般将冲床下模具固定，控制机械手夹爪闭合将工件夹紧并移动到上下模具之间，然后驱动上模具下压的同时张开机械手夹爪，工件掉入下模具中，进行加工，完成一个工位的加工后，再通过机械手将工件转移到下一个工位进行加工。

现有的三工位上下料机械手虽然相对于人工或者单工位机械手效率上有了很大的提高，但是调试和实际工作中冲床冲压动作和机械手的动作很容易出现干涉与碰撞，导致损坏机器甚至危及工人的人身安全。并且现有的三工位上下料机械手为了提高系统的稳定性，使机械手在与冲床配合的工作动作上要尽量错开进行，一般机械手提前完成张开夹爪的工作，冲床延迟完成上模具下压加工的动作，这样产品与冲床模具间的位置也就无法保证，由于机械手的动作无法保证与冲床精确配合，零件经常由自由落体运动，掉入下模座的凹模中，下落动作的随机性较大，严重降低产品的质量，生产的产品一致性也较差。

为了使夹爪更好地配合冲床动作，现有技术中也有使用PLC和编码器进行配合控制冲床进行加工的方法，现有技术中一般都是通过冲床的点动进行调试，使上模具逐渐接近工件，然后记录下在该位置时编码器所发出的脉冲个数，冲床实际工作中当冲床上模具下降同时编码器达到调试时记录的脉冲数时，通过PLC控制夹爪张开与冲床配合动作。但是由于冲床点动时的距离不好掌握，这种方法获的夹爪动作信号误差较大，并不能保证上模具完全接触工件时，夹爪才张开，从而会导致工件畸形、打孔位置不准等问题，解决的办法只能重新调试校准，特别是每次更换模具时，都需要重新调试，费时费力，影响生产进度。

中国专利CN203764846U公开了一种热锻机械手及采用此热锻机械手的热锻螺母自动成型装置，其中就在冲床曲轴上安装有与PLC配合的编码器，PLC根据编码器发出的信号来控制步进电机。但是该专利中没有公开如何精确控制证冲床上模具在接触到工件时控制夹爪张开的方法，在实际工作之前仍然需要进行多次点动调试，并且不能保证加工产品的精度，可能存在工件畸形、打孔位置不准等问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在解决现有技术问题，提供一种高精度热锻冲压成型方法，可精确计算出冲床上模具运动距离与编码器脉冲个数的对应值，使得机械手可以在模具能够尽量接近零件时放开零件，保证加工的精度与产品的一致性，并间接提高生产效率。

本发明目的的实现方式为：一种高精度热锻冲压成型方法，包括如下步骤：

(1)冲床设备调试时将冲床的上模具停在最高点，并将工件固定在上模具和下模具之间的夹爪上，精确测量加工过程中冲床的上模具所需移动的距离S；

(2)获取冲床的上模具移动距离S时PLC控制器接收到的编码器所产生的脉冲数N的算法，计算公示如下：

其中n为编码器转动一周发出的脉冲数，m为PLC控制器的高速计数模块的倍频数，λ为连杆系数，L为连杆长度；R为曲柄半径；