基于运动控制器的数控转塔冲床camcnc系统设计论文_学位论文.docVIP

1 前言 1.1 数控转塔冲床概况 现代板材加工中使用的数控冲床属于压力加工机床，主要用于板材的加工，例如冲孔、拉伸及裁剪。不论多么复杂的平面钣金工件都可以在数控冲床上面完成其所有孔和外形轮廓的冲裁等加工。基于数控冲床的无法比拟的优点，所以在实际中应用相当广泛。 近年来，我国在数控冲床领域发展较快，数控冲床的保有量也在不断提升，数控冲床的种类也在不断完善。目前，我国使用的数控冲床大多数都是数控转塔冲床，按照驱动冲头工作的原理可以把数控转塔冲床分为以下三大类： 第一类是机械驱动的数控转塔冲床，它是通过一个主电机带动飞轮做旋转运动，由离合器的离合运动，从而控制冲头的冲压，这类数控转塔冲床有其自身的优点，就是它的结构简单、价格较低、经济实惠、操作简便，工人师傅比较容易上手。但是这类冲床也有很多缺点。由于是机械式数控转塔冲床，所以必须等飞轮完成一圈的运动，才可以完成一次冲压，这样冲压行程固定不变，冲头来回的时间固定不变，冲压速度也就固定不变，所以无法提高；在冲压过程中无法控制冲头的运动，所以不宜得到复杂的冲压成形，只有通过调节模具才可以实现，但是这样一来就造成了较大的劳动量，使效率降低。 第二类是液压驱动数控转塔冲床，随着科技的不断进步，数控转塔冲床也在不断更新换代，因此液压式数控转塔冲床应运而生，它的结构形式得到了很大的改进，所以在板材加工行业很快就得到了广泛的应用。它驱动冲头的运动主要是通过液压系统完成的，对冲压控制是通过系统自带的伺服阀来完成的，因此冲头冲压的速度比之前的第一类数控转塔冲床有了很大的提高；其次，我们可以自由控制液压缸在冲压过程中的行程，这样就使我们更加容易的控制冲头，从而更方便有效的调节冲头模具，同时它对工人师傅的要求不高，操作方便。不过这类机床也有一些不好的地方，首先，由于采用了液压驱动的方式控制冲压过程，所以对环境要求比较高，必须保持液压油的干净，同时还应保证液压油的温度不能太高或是太低，否则影响冲床的性能；再者，耗能较高，比一般的冲床行能都要多；另外，液压油需要经常更换，并且不易放置，占地较多。 第三类是伺服电机驱动数控转塔冲床，经过不断的发展改进，前两种冲床的性能都有了很大的提高，但是仍然存在不足之处，所以广大厂家努力研发了更新一代的数控转塔冲床，就是由伺服电机直接驱动的数控转塔冲床。伺服电机可以自由控制冲压过程，停止冲压的时候电机也停止，这样就节省了很多能耗，比液压式的冲床节能很多；由于伺服电机的引入，所以工人可以更加容易的调节冲压行程，因此我们可以更加方便的调节成型模具；伺服电机数控转塔冲床没有很高的环境要求，也很环保节能，符合现代社会发展的理念；另外，它的设计结构紧凑，不会占用很大的空间。 综上，前两种数控转塔冲床虽然有着其自身不可比拟的优点，但是其发展前景并不是很乐观，它们的发展不符合当今社会的环保节能的思想，由于伺服电机驱动式的诸多优点，加上其可靠的节能效果，所以伺服电机驱动式数控冲床将会是板材加工行业的主流。 1.1.1 数控冲床发展史 1932年美国威德曼公司发明了R2型手动多工位冲床，并应用于板材的加工，由于其在板材加工上的很多优点，从此以后冲床在板材加工行业得到了广泛的应用，同时由于科技的不断进步，冲床的性能和结构上也在不断改进，越来越符合现代加工业的发展需求。但是人们还不仅仅满足于手动操作，所以数控冲床也就应运而生，数控冲床的开发始于上世纪五十年代，毫无疑问美国是当时制造行业的老大，所以1955年美国研制成功了第一台数控冲床，并成功应用于板材加工，还可以对复杂的曲面进行操作。我国也不甘落后，努力发展以提高自己的制造业水平，因此在1958年我国与日本同年研制出首台数控冲床，之后由于种种原因，我国的在数控冲床领域发展缓慢，但是我国数控冲床的发展大致上经历了一下三个阶段，分别是：①1958-1960研制阶段，②1962-1965生产阶段，③攻关阶段，直到1979年，我国数控冲床的发展还是没有很大起色。相反，日本在此阶段抓住时机，经过周密合理的规划，对科研大力投入，稳步的前进，同时日本也在大力发展生产的自动化，两者实现了完美的配合，从而使得数控冲床的开发更加迅速。 近些年来，世界范围内的科学技术水平都在不断提高，各国的科研投入都在不断加大，各国对数控机床开发的投入也在不断提高，所以数控冲床不断更新换代，许多技术难题不断被攻克，更加方便、高效、经济、节能、环保的数控冲床相继问世。我国在改革开放之后，大力引进国外先进数控技术，在吸收借鉴的基础上，完成了数控冲床的自主研发。特别是最近几年，我国的数控冲床领域不仅在保有量上占有领先优势，而且在技术含量上也在不断提高。相信在不远的将来，我国在数控冲床领域一定会有长足进步。 1.1.2 国内外数控转塔冲床发展现状 在钣金加工领域，随着科技的发展，数控冲床自