[发明专利]冷镦机传动系统用电子凸轮及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷镦机传动系统用电子凸轮及控制方法，属于冷镦机技术 领域。

背景技术

随着能源的过度开发与消耗，冷镦工艺以其高精、高效、低耗的显著优点 在生产紧固件、异形件、汽车零件等行业得到了越来越广泛的应用。冷镦机是 应用冷镦工艺加工各类紧固件的工作母机，具有高精度、高效率、低消耗、少 无切削的显著优点。

冷镦机在工作的一个周期中包括滑块快速下冲、加工段、快速返回三个阶 段，不同型号的线材的成形速度是不一样的，过快过慢的加工段速度都会造成 冷镦产品的缺陷。而目前市面上的冷镦机的主传动系统大多采用主马达带动皮 带轮、飞轮离合器完成冷镦动作。这种冷镦机难以控制滑块的运动特性，滑块 的运动曲线不平滑，容易产生速度突变、噪声大，难以精准获取主轴的实时运 动数据，并且当更换不同线材时需要重新设计并安装机械凸轮，难以满足复杂 以及高精度零件的成形要求；飞轮空转和离合器的无用功耗能较高，能源浪费 严重。

冷镦机由主传动机构，送料机构，切料机构，顶出机构组成，目前市面上 的冷镦机大多由主传动机构作为动力源，通过凸轮、传动连杆来带动送料机构， 切料机构，顶出机构工作，这种冷镦机的送料机构，顶出机构，切料机构响应 性差，速度慢，精度差。且机械部件长期处于动作状态，磨损严重，故障率高， 在冷镦机高速运转后，每当机械凸轮转过一定角度，需要控制多个机械结构按 照动作规律完成相应动作，显然仅靠机械凸轮与传动连杆配合是无法实现的， 电子凸轮能满足以上所有要求。

发明内容

本发明专利的目的在于克服冷镦机中现有机械凸轮无法调节滑块速度，控 制精度不高、机械磨损严重、使用寿命短，严重资源浪费的问题，提供一种可 以取代机械凸轮的冷镦机用可编程滑块控制系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的冷镦机传动系统用电子凸轮所采用的 技术方案是：冷镦机传动系统用电子凸轮，包括滑块、控制器、曲轴和用于驱 动曲轴的伺服电机，所述滑块通过曲轴与伺服电机连接；所述伺服电机的主轴 上设有用于采集曲轴旋转角度的旋转编码器；所述旋转编码器与控制器信号连 接，所述控制器通过伺服驱动器与伺服电机和用于零件加工的执行单元连接， 控制器上还连接有人机交互界面和存储单元。

所述执行单元包括送料电动机、用于控制液压夹钳的气缸和用于开关控制 的电磁阀。

所述人机交互界面为触摸屏。

本发明还提供了一种冷镦机传动系统的控制方法，包含以下步骤：

步骤1：用户通过人机交互界面输入待加工零件的加工曲线和零件相关参 数；

步骤2：控制器计算滑块加减速曲线，输出控制脉冲至伺服电机；

步骤3：伺服电机通过曲轴控制滑块运行；

步骤4：旋转编码器采集曲轴旋转角度并传送至控制器；

步骤5：控制器根据曲轴旋转角度计算滑块运行速度及位移，并根据待加工 零件的相关参数输出控制信号，控制执行单元动作。

与现有技术相比，本发明专利所达到的有益效果是：通过控制器根据用户 输入零件参数计算滑块运动速度及位移，通过旋转编码器进行曲轴旋转角度采 集，通过曲轴控制滑块运行；相对于机械凸轮具有较高的运行速度和控制精度， 能够有效减少故障发生率，提高生产效率；可通过人机交互界面进行加工曲线 和参数设置，能够实现滑块速度的柔性加减速控制，适用于不同的零件加工， 显著降低冷镦机的使用成本。

附图说明

图1是本发明提供的冷镦机传动系统用电子凸轮的结构示意图。

图2是冷镦机的曲轴滑块机构运动分析简图。

图3是曲轴滑块机构动力学示意图。

图4是旋转编码器的工作原理图。

图5是冷镦机送料系统的结构示意图。

图6是冷镦机运行时序图。

图中：8、送料电动机；9、坯料；10、移动台板；11、移动液压夹钳；12、 固定台板；13、固定液压夹钳；14、滚动导轨；15、滚珠丝杠。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明 本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。