前言

　　隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和市場需求的多樣化挨务，人們對產(chǎn)品生產(chǎn)周期的要求越來越短，尤其在小批量甚至單件生產(chǎn)方面玉组，要求現(xiàn)代制造技術(shù)不僅要有較高的柔性谎柄，還要有更新的、更能滿足市場要求迅速變化的生產(chǎn)模式惯雳。數(shù)控單元沖壓模具快速成形技術(shù)朝巫，就是為適應(yīng)此種狀態(tài)而產(chǎn)生的。

　　2 單元沖脑保快速成形的數(shù)字化編碼

　　鈑金件的形狀可分割成一些簡單的圖形元素蒙亦，然后合成所需圖形。例如:矩形是4個直角的合成;波浪形是一些曲線的合成等礼文。因此离饺，對于一些精度要求較高的小批量甚至單件生產(chǎn)的飯金件，可以用一些通用件迅速組裝成單元沖壓模具繁惦，采用數(shù)控技術(shù)疼尺，使之快速成形。

　　將被加工飯金件看成一個可被分割的平面圖形越匕，對分割出來的簡單圖形元素進(jìn)行數(shù)字化處理功刽。即按其方位進(jìn)行定位編碼。非等距簡單圖形零件的數(shù)字化缘说，缺口1,2,3,4的(Δx,Δy)均相等方孔5的(△x,△y)均等于2倍的(△x,△y)設(shè)現(xiàn)有通用沖頭的寬等于△x長等于△y則進(jìn)行編號。缺口1由位置((2,0)以及位置((3 ,0)合成缺口2,3,4同樣由兩個位置合成方孔由8個位置合成赎丢。如果采用矩形單元快速成形劣零，可以獲得二維編碼，由于劃分過細(xì)使得到的編碼較長福压。

　　矩形單元二維編碼如下：

　　對于等距簡單圖形零件如鑰匙齒形的快速成形由于齒距相等河以進(jìn)一步簡化編碼掏秩。

　　參數(shù)定義：

　　齒數(shù)—沖壓的次數(shù)，現(xiàn)假使為5荆姆。

　　齒距—沖壓時蒙幻，Y方向的每次移動的距離映凳。

　　級差值—沖壓時X方向移動一個單位時的距離。

　　級差數(shù)—沖壓時邮破，X方向的移動單位诈豌。

　　當(dāng)選定齒距和級差值后，鑰匙的齒形加工位置可以轉(zhuǎn)換為級差數(shù)最后齒形編碼為一維數(shù)組((2 1 3 2 1)抒和。由以上可知數(shù)字化編碼是單元沖慕糜妫快速成形的關(guān)鍵，合適的編碼不僅可以提高生產(chǎn)效率摧莽，而且可以節(jié)省存儲內(nèi)存庙洼。

　　3 快速成形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　目前，大部分中小型企業(yè)尚不具備購買高檔數(shù)控沖床的經(jīng)濟(jì)實(shí)力镊辕，數(shù)控單元沖壓模具可以直接安裝在普通沖床上作為簡易數(shù)控沖床來使用油够。

　　上模為凸模機(jī)構(gòu)。光電頭安裝在上模板下方以檢測凸模的起落掸柏。坯料的裝夾要根據(jù)不同的需要進(jìn)行設(shè)計(jì)虹烈。料板由步進(jìn)電機(jī)控制絲杠分X,Y方向驅(qū)動。下模為凹模機(jī)構(gòu)稿棚，直接安裝在工作臺上败何。

　　4 快速成形的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　4.1 電機(jī)驅(qū)動及選用

　　步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。共有3種:永磁式采缎、反應(yīng)式和混合式诺骏。混合式集中了前二種的優(yōu)點(diǎn)敌菩。從性價比方面進(jìn)行綜合考慮基恩，擬選用步進(jìn)角1.8的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)。

　　驅(qū)動器的型號疏拱、種類較多斤杏，細(xì)分型為考慮對象。因?yàn)榧?xì)分型可消除電機(jī)的低頻振蕩榕每，可提高電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩及分辨率腹呀。顧及速度和精度細(xì)分系數(shù)定為4。

　　4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　數(shù)控單元沖模是安裝在曲軸式壓力機(jī)上的栏尚，機(jī)床的沖壓原理不變起愈。需要控制的是兩方面內(nèi)容:首先要確定零點(diǎn)以及各工位點(diǎn)的位置;其次在上沖模往復(fù)動作的啟停間被加工件的按編碼所得的X,Y方向的快速進(jìn)給送料運(yùn)動以及這兩個動作的協(xié)調(diào)。即實(shí)現(xiàn)沖壓和送料動作的同步控制译仗。

　　數(shù)控系統(tǒng)的人機(jī)界面采用鍵盤輸入LED顯示鍵盤具有數(shù)字鍵抬虽、設(shè)定、修改、查尋阐污、X及Y方向的調(diào)整休涤、執(zhí)行等的功能鍵，可用來完成加工程序的輸入笛辟、修改及對控制的操作和調(diào)整等功氨。操作人員根據(jù)被加工件的形狀在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行編碼，自動生成加工程序通過串行口將加工程序下載給單片機(jī)并且保存在FLASH ROM中隘膘。工模安裝后手動調(diào)整零位疑故。進(jìn)入執(zhí)行后單片機(jī)從FLASH ROM中取得加工程序，并計(jì)算X,Y方向的步進(jìn)距離后再將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的步進(jìn)脈沖數(shù)控制X,Y方向的步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動步數(shù)弯菊。當(dāng)光電信號檢測到上模位于開啟位置時數(shù)控系統(tǒng)迅速將待加工件定位到加工位置昵乾，并且啟動沖床上沖模下壓，實(shí)現(xiàn)一次沖壓田蕴。在沖床帶動上沖模開啟時數(shù)控系統(tǒng)迅速地將待加工件移動到下一加工位置等待下次沖壓歼取，直到完成加工停止沖床運(yùn)動。

　　4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　整個系統(tǒng)由上位機(jī)來管理负稚。系統(tǒng)軟件語言采用Visual Basic 6.0編制其集成開發(fā)環(huán)境(IDE)集設(shè)計(jì)踱措、修改、調(diào)試央改、生成等功能于一體毕嘹，人機(jī)交互界面十分友好。它是功能強(qiáng)大的Windows環(huán)境下的編程語言簡單易學(xué)可視化程度高仑锥。

　　系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)采用模塊化結(jié)構(gòu)沸幅，共有5個功能模塊:系統(tǒng)開機(jī)后進(jìn)入Windows界面雙擊“數(shù)控單元沖模”圖標(biāo)德州，即彈出應(yīng)用界面聪弊，可選擇功能模塊。

　　編輯模塊用來完成用戶對所設(shè)定的參數(shù)組進(jìn)行操作的程序的編輯窝革、修改购城、生成。

　　參數(shù)設(shè)定模塊將輸入的參數(shù)組制成數(shù)據(jù)表虐译，送入數(shù)據(jù)庫以備程序的調(diào)用瘪板。

　　運(yùn)行管理模塊負(fù)責(zé)程序的運(yùn)行、中斷漆诽。

　　通信模塊負(fù)責(zé)上篷帅、下位機(jī)之間的通信管理，就是將控制程序段及調(diào)用的參數(shù)組使用MSCOMM控件拴泌，通過RS232串行口送入單片機(jī)使單片機(jī)執(zhí)行控制工作。

　　查詢模塊惊橱。方便用戶對已存文件的查看與調(diào)用蚪腐。

　　單片機(jī)的程序也采用模塊化結(jié)構(gòu)箭昵，與上位機(jī)一樣共有5個功能模塊通過通信接口接受上位機(jī)的輸入指令，控制X,Y方向步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動回季。也可以脫離上位機(jī)直接控制運(yùn)行家制。

　　5 結(jié)束語

　　隨著數(shù)控技術(shù)、伺服技術(shù)泡一、運(yùn)動元件的發(fā)展裕消，以及市場經(jīng)濟(jì)的需要，數(shù)控單元沖壓模具快速成形技術(shù)得到迅速發(fā)展肋森。對于中小型傳統(tǒng)企業(yè)顶怠，這種結(jié)合傳統(tǒng)制造工藝的高新技術(shù)無疑是一種投資省，見效快烈杠，方便腻学、快捷的技術(shù)。隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展跃百，實(shí)現(xiàn)自動上下料裝備券妹、外置模具庫自動換模裝備等，已經(jīng)擺在人們的面前患刻希可見，數(shù)控沖壓的發(fā)展是以相關(guān)技術(shù)和新結(jié)構(gòu)的研制為基礎(chǔ)的杠锻。單元沖壓模具快速成形技術(shù)赘双，無疑是先進(jìn)沖壓技術(shù)發(fā)展的一個新起點(diǎn)。

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