【技术实现步骤摘要】
基于板料成形过程的随动闭环控制系统及方法
本专利技术涉及板料渐进成形加工领域,尤其涉及一种基于板料成形过程的随动闭环控制方法及系统。
技术介绍
随着客户个性需求的增加,制造业从传统的规模化量产向以定制化为重点的多种类、小批量方向转变。渐进成形是根据板料成形过程的要求,编制数控程序,利用数控设备的进给系统,使板料按照给定的路径逐步成形,最终成形出所需的工件形状的板材加工技术。渐进成形技术的数字化和信息化,大大降低了板料成形过程对专用成形工具的依赖度,使得板料零件的柔性制造成为可能,为小批量,多品种,复杂零件的生产奠定了基础。因此,在制造业“个性化”发展的过程中,板材渐进成形引起了业界的关注。柔性化的成形方式缩短了生产的准备周期,同时也增加了板料的成形难度,与整体成形相比,板料渐进成形过程中更易出现起皱和破裂等问题。为克服成形缺陷,渐进成形采用的加工头数量从最初的单个增至多个,例如公开号为CN105268831A的专利提出将成形工具头和辅助加工头分别置于板料的两侧,通过辅助加工头对板料的支撑来降低成形缺陷;公开号为CN103316981A专利提出采用上、下加工头,其中下加工头至少三个,通过独立驱动的上、下加工头间的运动配合,来提高成形精度和成形效率。随着轻质难变形材料的盛行,综合温成形和渐进成形的温渐进成形的应用开始增多。成形过程中,塑性变形仅出现在加工头与板料的接触区域,因此温渐进成形通常采用局部加热方式,仅对变形区域材料进行加热,例如日本广岛大学的RyutaroHino等提出采用两套运动控制系统分别控制加工头和激光辅助加热工具,以此来实现对局部变形区的同步 ...
【技术保护点】
一种基于板料成形过程的随动闭环控制系统,其特征在于:包括线性结构光发生装置、成像装置、信号处理器(4)、图像处理器(3)、运动控制单元(15)、运动单元,所述的线性结构光发生装置、成像装置、信号处理器固定在工作平台(7)上,所述的信号处理器(4)的输出端与线性结构光发生装置的输入端电连接,所述的成像装置的输出端与信号处理器(4)的输入端电连接,所述的信号处理器(4)的输出端与图像处理器(3)的输入端电连接,所述的图像处理器(3)的输出端与运动控制单元(15)的输入端电连接,所述的运动控制单元(15)的输出端与运动单元电连接,所述的运动单元驱动工作平台(7)运动。
【技术特征摘要】
1.一种基于板料成形过程的随动闭环控制系统,其特征在于:包括线性结构光发生装置、成像装置、信号处理器(4)、图像处理器(3)、运动控制单元(15)、运动单元,所述的线性结构光发生装置、成像装置、信号处理器固定在工作平台(7)上,所述的信号处理器(4)的输出端与线性结构光发生装置的输入端电连接,所述的成像装置的输出端与信号处理器(4)的输入端电连接,所述的信号处理器(4)的输出端与图像处理器(3)的输入端电连接,所述的图像处理器(3)的输出端与运动控制单元(15)的输入端电连接,所述的运动控制单元(15)的输出端与运动单元电连接,所述的运动单元驱动工作平台(7)运动。2.权利要求1所述的基于板料成形过程的随动闭环控制系统,其特征在于:所述的线性结构光发生装置包括激光发射器(5)和位于所述激光发射器(5)的光束发出端前方的第一透镜(6),所述的激光发射器(5)的输入端与信号处理器(4)的输出端电连接,所述的激光发射器(5)的光束经过第一透镜(6)汇聚到板料(10)的变形区。3.权利要求2所述的基于板料成形过程的随动闭环控制系统,其特征在于:所述的成像装置包括镜片组(1)和图像传感器(2),所述的镜片组(1)位于图像传感器(2)和板料(10)之间,所述的图像传感器(2)的输出端与信号处理器(4)的输入端电连接,所述的镜片组(1)包括用于过滤红外光的滤镜和第二透镜。4.权利要求1或2或3所述的基于板料成形过程的随动闭环控制系统,其特征在于:所述的运动控制单元(15)包括平台位移控制单元(11)和随动对象控制单元(8),所述的运动单元包括平台位移装置(12)和随动对象(9),所述的图像处理器(3)的输出端分别与平台位移控制单元(11)和随动对象控制单元(8)的输入端电连接,所述的平台位移控制单元(11)的输出端电连接平台位移装置(12),所述的平台位移装置(12)带动工作平台(7)运动,所述的随动对象控制单元(8)电连接随动对象(9)驱动随动对象(9)运动。5.权利要求1或2或3所述的基于板料成形过程的随动闭环控制系统,其特征在于:所述的运动单元为随动对象(9),所述的工作平台(7)与随动对象(9)固定连接,所述的运动控制单元(15)电连接随动对象(9)驱动随动对象(9)。6.权利要求5所述的基于板料成形过程的随动闭环控制系统,其特征在于:所述的随动对象(9)为主加工头组件,所述主加工头组件与成像装置均处于板料(10)的同一侧。7.权利要求5所述的基于板料成形过程的随动闭环控制系统,其特征在于:所述的随动对象(9)为辅助加工头组件,所述辅助加工头组件与成像装置处于板料(10)的同一侧,所述板料(10)的另一侧设有主动加工头系统,所述的主动加工头系统包括主动加工头控制单元(13)和主动加工头组件(14),所述的主动加工头控制单元(13)的输出端与主动加工头组件(14)电连接。8.一种采用权利要求4的基于板料成形过程的随动闭环控制系统的控制方法,其特征在于:步骤如下,a、在随动对象控制单元(8)内预设随动对象(9)的加工路径,在平台位移控制单元(11)内预设平台位移装置(12)的检测路径,所述加工路径和所述检测路径存在一一对应关系;b、线性结构光发生装置将线性结构光投射到板...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙凌燕,杨晓红,谢利,陈菊芳,
申请(专利权)人:江苏理工学院,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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