[发明专利]可实现工件成型的自动化控制装置和方法

权利要求书

1.一种可实现工件成形的自动化控制装置，包括人机交互系统中的三维设计接口（1），其特征在于：人机交互系统连接成形工艺专家系统（2），成形工艺专家系统（2）依次连接有限元分析与校验系统（3）和电机插补计算系统（4），电机插补计算系统（4）连接伺服电机系统（5）。

2.根据权利要求1所述的可实现工件成形的自动化装置，其特征在于：所述成形工艺专家系统（2）连接专家知识库系统（6）。

3.根据权利要求1所述的可实现工件成型的自动化装置，其特征在于：所述人机交互系统包括人机交互设备和界面。

4.根据权利要求1所述的可实现工件成型的自动化装置，其特征在于：所述伺服电机系统（5）包括连接电机插补计算系统（4）的主控单元，主控单元连接伺服电机。

5.基于权利要求1所述的自动化控制装置实现工件自动化成形的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）通过三维设计接口输入需成形板材的材质和三维图纸，在人机交互系统中输出三维设计的中间文件；（2）在成形工艺专家系统中进行二次建模，生产最佳的成形加工工艺；（3）调用有限元分析与校验系统，仿真在最佳成形工艺条件下加工的状态，并预测可能会出现的问题，经过修改和测试后，形成最终的成形工艺曲线和工艺参数；（4）利用电机插补计算系统，根据工艺曲线测算电机执行范围内的可执行指令，伺服驱动系统接收该指令，完成冲压过程。

6.根据权利要求5所述的实现工件自动化成形的方法，其特征在于：步骤（2）中，成形工艺专家系统连接专家知识库系统，其中包括成形工艺经验参数、金属塑性变形的应力和应变参数及对应关系、塑性变形阶段和弹性变形阶段的分析数据。

7.根据权利要求5所述的实现工件自动化成形的方法，其特征在于：步骤（2）中，成形工艺专家系统给出系统推荐的最佳成形工艺，详细的给出成形力、成形速度、成形位置和成形温度的工艺参数。

8.根据权利要求5所述的实现工件自动化成形的方法，其特征在于：步骤（3）中，有限元分析与校验系统在线对板材材料及成形形状进行有限元分析并对成形过程中可能出现的缺陷进行预测和仿真，并进行不同条件下的等强度计算，通过对比，给出优化后的结果。

9.根据权利要求5或8所述的实现工件自动化成形的方法，其特征在于：步骤（3）中，有限元分析与校验系统给出优化后的成形工艺曲线和工艺参数后，人工进行工艺参数的微调和改善。

10.根据权利要求5所述的实现工件自动化成形的方法，其特征在于：步骤（4）中，电机插补计算系统充分考虑了成形工艺和伺服压力机的传动结构特点，根据各项指标的条件约束和最优分析，得到插补的计算结果。