全伺服电镦机及电镦成型方法技术

本发明专利技术涉及一种全伺服电镦机及电镦成型方法，包括机架，所述棒料夹持模块上方的机架上安装砧头驱动机构，所述棒料夹持模块下方的机架上安装顶锻驱动机构，所述顶锻驱动机构包括滑块、压板、传动组件，所述传送组件安装在机架上，所述压板位于滑块和传送组件之间并与丝杠转动连接，所述压板和传送组件之间固定两个压力传感器，两个压力传感器分别位于压板底部的两端。本发明专利技术通过在砧头对应的压板两端分别安装压力传感器，可以实时检测砧头和棒料形成的成型位置的压力，从而可以调节顶杆的上移速度来改变成型位置的压力值，以保证镦粗成型所需温度和压力在预设温度和压力内，保证镦粗效果。

【技术实现步骤摘要】
全伺服电镦机及电镦成型方法
本专利技术涉及棒料镦粗
，具体涉及一种全伺服电镦机及电镦成型方法。
技术介绍
电镦过程是对一根细长的合金工件在导电夹持缸和砧子缸之间通一低电压大电流，使工件利用自身的电阻加热至塑性成型温度，在液压系统的推动下，局部镦粗成形。但是现有的电镦机存在以下问题：1、采用油缸(气缸)推动滑块的中间，安装的时候会有偏差，受力不均会导致滑块倾斜稳定性差；2、在镦粗过程中，由于顶杆的速度无法实时调节，导致镦粗的温度无法始终在棒料镦粗所需的加热温度在设定范围内，整个过程无法检测，镦粗质量差；3、主夹钳夹持棒料的摩擦力无法预测，导致主夹钳的磨损严重，降低使用寿命；4、现有液压式电镦机容易漏油，需要定期换油，而且需要安装液压站，气动体积大，占用空间大，更换维修不方便，并且液压缸的运行速度和启停控制精度低；5、气动电镦机工作时行程不稳定气缸体积大动力不足加工出来的零件长度误差大。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种全伺服电镦机及电镦成型方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种全伺服电镦机，包括机架，所述机架上安装棒料夹持模块，所述棒料夹持模块上方的机架上安装砧头驱动机构，所述棒料夹持模块下方的机架上安装顶锻驱动机构，所述砧头驱动机构与顶锻驱动机构的结构相同，所述顶锻驱动机构包括滑块、压板、传动组件，所述滑块的两端分别螺纹连接有贯穿的丝杠，所述丝杠的一端与机架转动连接，所述丝杠的另一端与传动组件连接以驱动丝杠旋转，所述传送组件安装在机架上，所述压板位于滑块和传送组件之间并与丝杠转动连接，所述压板和传送组件之间固定两个压力传感器，两个压力传感器分别位于压板底部的两端，所述砧头驱动机构上的滑块底部中心部位固定砧头，所述顶锻驱动机构上的滑块顶部中心部位固定顶杆；所述顶杆插于连接座内并与其拆卸固定，所述连接座与滑块的中心部位固定，所述顶杆相对连接座可以沿其轴线移动。优选的是，所述滑块两端内分别固定螺母，所述螺母内螺纹连接贯穿的丝杠，所述丝杠的一端转动连接支撑块，所述支撑块与机架固定。在上述任一方案中优选的是，所述滑块的中心线与压板的中心线重合，所述滑块两端的丝杠沿滑块的中心线对称分布，两个所述压力传感器沿压板的中心对称分布。在上述任一方案中优选的是，所述传送组件包括齿轮箱、伺服电机，所述齿轮箱和伺服电机均安装在机架上，所述齿轮箱内的主轴与伺服电机的输出轴连接，所述主轴与齿轮箱转动连接，所述齿轮箱内的主轴上固定有主动齿轮，所述主动齿轮两侧分别啮合有从动齿轮，所述丝杠的另一端伸进齿轮箱内与对应的从动齿轮连接。在上述任一方案中优选的是，所述压力传感器的一端与压板固定，所述压力传感器的另一端与齿轮箱固定。在上述任一方案中优选的是，所述全伺服电镦机还包括控制模块，所述控制模块包括控制台、PLC控制器，所述PLC控制器安装在控制台的内部。在上述任一方案中优选的是，所述伺服电机上安装伺服驱动器，所述伺服驱动器上的485通讯接口与PLC控制器上的485通讯接口连接，以读取伺服电机上的数据信息，所述伺服驱动器上的位置采集输出接口与PLC控制器上的位置采集输入接口连接，以采集顶杆和砧头的位置信息，所述伺服驱动器的压力调节输入接口与PLC控制器的压力调节输出接口连接，以驱动伺服电机的旋转。在上述任一方案中优选的是，所述伺服驱动器的伺服报警输出接口与PLC控制器上的伺服报警输入接口连接，所述PLC控制器上的压力输入接口与压力传感器连接，以采集压力信号。本专利技术还提供一种全伺服电镦机的电镦成型方法，所述电镦机为上述任一项所述的电镦机，包括以下步骤，S1，电镦机工作时，首先为始镦阶段，将棒料通过棒料夹持模块夹持，然后砧头驱动机构中的伺服电机，带动对应的丝杠使对应的滑块带动砧头下移，直到下移至设定的砧头下端点的位置，此时砧头与棒料顶端处于接触状态，然后启动顶锻驱动机构中伺服电机，带动对应的滑块使顶杆上移，顶杆的顶端与棒料底端接触后，顶杆继续上移，同时砧头也开始上移，砧头对棒料进行加热以进行电镦操作；S2，终镦阶段，砧头上移至设定的砧头上端点的位置时，砧头停止运动，步骤S1结束后，此时顶杆继续上移，终镦过程开始；S3，在步骤S2中，顶杆上移过程中，顶杆压力和砧头与棒料成型位置所受的压力通过对应的滑块传递给压板，使压板两端的压力传感器将检测的压力信号实时发送至PLC控制器，以读取对应的压力值，PLC控制器将砧头两侧的压力值求平均值并与预设的棒料成型压力进行对比，如果砧头两侧的压力值的平均值与预设的棒料成型压力的差值位于压力预设区间内时，顶锻驱动机构中伺服电机不旋转，如果位于压力预设区间以外时，PLC控制器发送信号以使顶锻驱动机构中伺服电机旋转，调节顶杆的上移速度，以达到砧头与棒料成型位置所受压力的实时调节，直到顶杆上移至设定的上端位置时，PLC控制器控制伺服电机反转，顶杆在对应的伺服电机驱动下，回复至初始位置，终镦阶段结束；S4，终镦阶段完成后，砧头驱动机构中的伺服电机启动，带动丝杠旋转，使滑块带动砧头上移至初始位置，与棒料脱离，然后打开棒料夹持模块，将棒料取出；S5，首次终镦完成后，顶杆两侧压力值求得的平均值与砧头两侧压力值的平均值对比求得差值，PLC控制器将该差值发送至显示屏进行显示，工作人员根据此差值来判断棒料夹持模块夹持棒料产生的摩擦力，以调节棒料夹持模块对棒料的夹持力，调节完成后，对剩余棒料重复按照步骤S1-S4进行镦粗成型。在上述任一方案中优选的是，所述压力预设区间为预设的棒料成型压力的正负1％。与现有技术相比，本专利技术提供的全伺服电镦机及电镦成型方法具有以下有益效果：1、通过在砧头对应的压板两端分别安装压力传感器，可以实时检测砧头和棒料形成的成型位置的压力，从而可以调节顶杆的上移速度来改变成型位置的压力值，以保证镦粗成型所需温度在预设温度内以及成型的压力在预设的压力值内，保证镦粗效果，提高产品质量，并且一个滑块对应两根丝杠，使滑块运行平稳，避免推动滑块中间时因安装时会有偏差导致滑块倾斜稳定性差的问题，采用伺服电机作为动力驱动，整体结构简单，体积小，占用空间小，控制精度高，成型的产品质量和尺寸精度高，维修方便经济环保；2、在顶杆对应的压板两端分别安装压力传感器，以检测顶杆所受压力，将砧头和棒料形成的成型位置的压力与顶杆压力作比较求差值，此差值即为棒料夹持模块对棒料产生的摩擦力，使摩擦力的数值可视化，从而可以根据摩擦力的大小调节棒料夹持模块的夹持力，使夹持力达到在不影响棒料镦粗成型效果的情况下，降低夹持力，以减少棒料和棒料夹持模块的摩擦力，减少棒料夹持模块中主夹钳的磨损，提高使用寿命；3、将压力传感器检测的压力信号实时传送至PLC控制器，根据压力值来调节顶杆的上移速度，全程实现了自动化控制，无需人工手动调节，自动化程度高。附图说明图1为本专利技术提供的全伺服电镦机的一优选实施例的整体结构示意图；图2为图1所示实施例中顶杆与连接座连接的结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全伺服电镦机，包括机架，所述机架上安装棒料夹持模块，其特征在于：所述棒料夹持模块上方的机架上安装砧头驱动机构，所述棒料夹持模块下方的机架上安装顶锻驱动机构，所述砧头驱动机构与顶锻驱动机构的结构相同，所述顶锻驱动机构包括滑块、压板、传动组件，所述滑块的两端分别螺纹连接有贯穿的丝杠，所述丝杠的一端与机架转动连接，所述丝杠的另一端与传动组件连接以驱动丝杠旋转，所述传送组件安装在机架上，所述压板位于滑块和传送组件之间并与丝杠转动连接，所述压板和传送组件之间固定两个压力传感器，两个压力传感器分别位于压板底部的两端，所述砧头驱动机构上的滑块底部中心部位固定砧头，所述顶锻驱动机构上的滑块顶部中心部位固定顶杆；所述顶杆插于连接座内并与其拆卸固定，所述连接座与滑块的中心部位固定，所述顶杆相对连接座可以沿其轴线移动。/n

【技术特征摘要】
1.一种全伺服电镦机，包括机架，所述机架上安装棒料夹持模块，其特征在于：所述棒料夹持模块上方的机架上安装砧头驱动机构，所述棒料夹持模块下方的机架上安装顶锻驱动机构，所述砧头驱动机构与顶锻驱动机构的结构相同，所述顶锻驱动机构包括滑块、压板、传动组件，所述滑块的两端分别螺纹连接有贯穿的丝杠，所述丝杠的一端与机架转动连接，所述丝杠的另一端与传动组件连接以驱动丝杠旋转，所述传送组件安装在机架上，所述压板位于滑块和传送组件之间并与丝杠转动连接，所述压板和传送组件之间固定两个压力传感器，两个压力传感器分别位于压板底部的两端，所述砧头驱动机构上的滑块底部中心部位固定砧头，所述顶锻驱动机构上的滑块顶部中心部位固定顶杆；所述顶杆插于连接座内并与其拆卸固定，所述连接座与滑块的中心部位固定，所述顶杆相对连接座可以沿其轴线移动。


2.根据权利要求1所述的全伺服电镦机，其特征在于：所述滑块两端内分别固定螺母，所述螺母内螺纹连接贯穿的丝杠，所述丝杠的一端转动连接支撑块，所述支撑块与机架固定。


3.根据权利要求1所述的全伺服电镦机，其特征在于：所述滑块的中心线与压板的中心线重合，所述滑块两端的丝杠沿滑块的中心线对称分布，两个所述压力传感器沿压板的中心对称分布。


4.根据权利要求1所述的全伺服电镦机，其特征在于：所述传送组件包括齿轮箱、伺服电机，所述齿轮箱和伺服电机均安装在机架上，所述齿轮箱内的主轴与伺服电机的输出轴连接，所述主轴与齿轮箱转动连接，所述齿轮箱内的主轴上固定有主动齿轮，所述主动齿轮两侧分别啮合有从动齿轮，所述丝杠的另一端伸进齿轮箱内与对应的从动齿轮连接。


5.根据权利要求1所述的全伺服电镦机，其特征在于：所述压力传感器的一端与压板固定，所述压力传感器的另一端与齿轮箱固定。


6.根据权利要求1所述的全伺服电镦机，其特征在于：所述全伺服电镦机还包括控制模块，所述控制模块包括控制台、PLC控制器，所述PLC控制器安装在控制台的内部。


7.根据权利要求1所述的全伺服电镦机，其特征在于：所述伺服电机上安装伺服驱动器，所述伺服驱动器上的485通讯接口与PLC控制器上的485通讯接口连接，以读取伺服电机上的数据信息，所述伺服驱动器上的位置采集输出接口与PLC控制器上的位置采集输入接口连接，以采集顶杆和砧头的位置信息，所述伺服驱动器的压力调节输入接口与PLC...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛永，牛林涛，
申请(专利权)人：天津鹏鹄科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12