Система управления к устройству объемной штамповки

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для управления процессом объемной штамповки на кузнечноштамповочном оборудовании. Цель изобретения - повьшение качества, точности получаемых деталей и увеличение стойкости ийстрзпмента. При поступлении команд из блока задания исходных данных в блок управления устройством резки и блок управления температурой нагрева начинается цикл штамповки. Информация о фактических значениях объема и температуры заготовки из блока вычисления объема заготовок и блока вычисления температуры заготовок передается в блок сравнения параметров заготовок, где сравнивается с заданными значениями этих величин. Если значения указанных контролируемых параметров выйдут за пределы допустимых величин, то по команде, поступающей из блока сравнения параметров заготовок в блок управления устройством отбраковки, заготовка отбраковывается , а параметры, вьшедшие за допустимые пределы, корректируются. В противном случае информация о значениях температуры и объема заготовки поступает с блок вычисления цикла штамповки. Из последнего подаются команды в блок управления подачей заготовки и в блок управления распределительным устройством. После переноса заготовки на позицию штамповки из блока управления распределительным устройством в исполнительньй блок поступает команда на переключение элементов распрелительного устройства. Привод кузнечной машины соединяется с источником энергоносителя, и осуществляется рабочий ход. Система управления позволяет уточнять энергию удара кузнечной машины с учетом колебаний механических свойств материала и параметров энергоносителя. Для этого она снабжена датчиком контроля скорости , датчиком контроля высоты заготовок и совокупностью функциональных блоков: вычисления параметров машины, сравнения энергии ударов, вычисления высоты заготовок, сравнения высоты заготовок. При этом исключается возможность попадания в полость штампа холодной, перегретой или немерной заготовки. 1 ил. Ф л 4i о 4 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 В 2 J 7 46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4119971/31-27 (22) 02.06.86 (46) 15. 12.88. Бюл. ¹ 46 (71) МВТУ им. Н.Ç.Баумана (72) Н.Б.Бабин, Ю.A.Áî÷àðîâ и Е.А.10данов (53) 621.073 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 215741, кл . В 21 J 7/46, 1984. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ К УСТРОЙСТВУ

ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для управления процессом объемной штамповки на кузнечноштамповочном оборудовании. Цель изобретения — повышение качества, точности получаемых деталей и увеличение стойкости инструмента. При поступлении команд из блока задания исходных данных в блок управления устройством резки и блок управления температурой нагрева начинается цикл штамповки.

Информация о фактических значениях объема и температуры заготовки из блока вычисления объема заготовок и блока вычисления температуры заготовок передается в блок сравнения параметров заготовок, где сравнивается с заданными значениями этих величин °

Если значения указанных контролируемых параметров выйдут за пределы допустимых величин, то по команде, поступающей из блока сравнения параметров заготовок в блок управления устройством отбраковки, заготовка отбраковывается, а параметры, вышедшие за допустимые пределы, корректируются.

В противном случае информация о значениях температуры и объема заготовки поступает с блок вычисления цикла штамповки. Из последнего подаются команды в блок управления подачей заготовки и в блок управления распределительным устройством. После переноса заготовки на позицию штамповки из блока управления распределительным устройством в исполнительный блок лов ступает команда на переключение эле- а

С> ментов распрелительного устройства.

Привод кузнечной машины соединяется с источником энергоносителя, и осуществляется рабочий ход. Система управле— ния позволяет уточнять энергию удара кузнечной машины с учетом колебаний ме— ханических свойств материала и араметров энергоносителя. Для этого она снабжена датчиком контроля скорости, датчиком контроля высоты заготовок и совокупностью функциональных блоков: вычисления параметров машины, сравнения энергии ударов, СР вычисления высоты заготовок, срав- 4 нения высоты заготовок. При этом ис- Я) ключается возможность попадания в полость штампа холодной, перегретой или немерной заготовки. 1 ил.

1444048

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для управления процессом объемной штамповки на кузнечно-штамповочном оборудовании, например на

5 штамповочных молотах.

Цель изобретения — повышение качества, точности получаемых деталей и стойкости инструмента. 10

Изобретение представлено чертежом.

Система управления к устройству для объемной штамповки состоит из блока задания исходных данных 1, выходы которого соединены с соответствующими входами блока управления упором 2, блока управления температурой нагрева заготовок 3 и блока сравнения параметров заготовок 4, При этом другие входы последнего 20 связаны, соответственно, с выходами блока вычисления объема заготовок 5 и блока вычисления температуры заготовок 6, а выходы — с соответствующими входами блока управления устройст- 25 вом резки заготовок 2, блока управления устройством нагрева заготовок

3, блока управления устройством отбраковки 7 и блока вычисления цикла штамповки 8. Выходы последнего соеди- 30 нены, соответственно, с входами блока управления подачей заготовок 9, блока сравнения высоты заготовок 10, блока. сравнения энергии ударов 11, блока определения энергии ударов 12 и блока управления распределительным устройством 13, а другой вход блока задания цикла штамповки связан с одним из выходов блока вычисления высоты заготовок 14. Другой вход блока сравнения высоты заготовок 10 связан с соответствующим выходом блока вычисления высоты заготовок 15. Выход блока сравнения высоты заготовок 10 подключен к одному из входов блока определения энергии ударов 12, другой вход которого связан с выходом блока сравнения энергии ударов 11, соединенного одним из входов с выходом блока вычисления скорости 16 кузнечной машины. Вход последнего подключен к выходу датчика контроля скорости кузнечной машины 17. Выход блока олределения энергии ударов 12 связан с входом блока управления распределительным устройством 13, соединен55 ного с одним из входов исполнительного блока 18. При этом другой вход блока управления распредлительным устройством 13 соединен с выходом блока управления подачей заготовок

9. Выход исполнительного блока 18 связан с входом распределительного устройства 19, соединенного с приводом кузнечной машины 20.

Система управления работает следующим образом.

Перед началом цикла все блоки системы приведены в исходное состояние. В блок задания исходных данных

1 введены исходные размеры заготовок, температура их нагрева, механические свойства материала заготовок и допустимые отклонения перечисленных параметров. В блок вычисления цикла штамповки 8 введены необходимые для управления процессом объемной штамповки параметры технологического цикла — количество ударов, значение энергии по ударам, изменение высоты заготовок по ударам, а также изменение этих параметров в зависимости от конкретного состояния заготовки— ее температуры и объема. Зависимость изменения параметров технологического цикла от температуры и объема заготовок может быть определена экспериментально или расчетным путем и введена в блок вычисления цикла штамповки 8, например, с помощью схем сравнения, когда каждому интервалу изменения параметров заготовки соответствуют определенные коэффициенты уточнения количества ударов, значений энергий по ударам, изменения высоты заготовок по ударам.

В блок вычисления цикла штамповки

8 введены также граничные условия окончания штамповки в одном ручье и переноса в следующий ручей и конечная высота заготовки (поковки), а также коэффициенты уточнения .энергии следующего удара, определяемые, как и коэффициенты уточнения параметров цикла штамповки, экспериментально или расчетным путем.

Рабочие органы кузнечной машины приведены в исходное положение.

Цикл штамповки начинается подачей команд из блока задания исходных данных 1 в блок управления упором 2 и блок управления температурой нагрева

3 на резку заданной заготовки и ее нагрев до заданной температуры. Объем отрезанной заготовки определяется в блоке вычисления объема заготовок 5, измерительный орган которого {на

3 144 блок — схеме не показан) может быть выполнен, например, в виде двух соленоидов, в одном ив которых помещена эталонная заготовка, а в другой измеряемая.

Температура нагрева заготовки фиксируется в блоке вычисления температуры заготовок 6, измеряющим органом которого (блок не показан) может являться, например, датчик типа ФСК.

Информация о фактических значениях объема и температуры заготовки из блока вычисления объема заготовок 5 и блока вычисления температуры заготовок 6 передается в блок сравнения параметров заготовок 7, где сравнивается с заданными значениями этих величин, поступающими из блока задания исходных данных l. Если температура заготовки или ее объем, или и то, и другое, выйдут за пределы до— пустимых значений то из блока сравнения параметров заготовки 4 поступают команды: в блок управления устройством отбраковки 7 — для отбраковки такой заготовки, в блок управления устройством резки заготовок 2 и в блок управления устройством нагрева заготовок 3 — для корректировки параметров заготовки, вышедших за пределы допустимых значений. Если .же температура нагрева заготовки и ее размеры находятся в интервале допустимых значений, то из блока сравнения параметров заготовок 4 информация об их значениях поступает в блок вычисления цикла штамповки 8.

В блоке вычисления цикла штамповки

8 с учетом конкретных значений параметров поступающей заготовки, с помощью схем сравнения определяются параметры цикла штамповки (значение требуемой энергии по ударам, высота заготовки после каждого удара, число ударов). Из блока вычисления цикла штамповки 8 подается команда в блок управления подачей заготовок 9 на перенос заготовки в штамп для деформирования (робот — манипулятор на блок — схеме не показан). Одновременно из блока вычисления цикла штамповки 8 в блок управления распределительным устройством 13 передается значение энергии,первого удара. После переноса заготовки в штамп из блока управления подачей заготовок 9 на соответствующий вход блока управления распределительным

4048

Т = m V>/2 э ) 50

5

ЗО

3->

45 устройством 13 подается сигнал на разрешение рабочего хода. В блоке управления распределительным устройством 13, по значению энергии удара, поступившему из блока вычисления цикла штамповки 8, определяется необходимая для получения заданной энергии удара последовательность положений элементов распределительного устройст— ва 19, например, золотника или клапанов, и время пауз между этими положениями. Для штамповочных молотов, например, различные значения энергии удара можно получить изменением величины времени задержки золотника в верхнем положении, когда верхняя полость рабочего цилиндра соеди-нена с источником энергоносителя. При этом каждому значению энергии удара соответствует определенная величина времени задержки, которая определяется в блоке управления распределительным устройством 13. На основании поступивших из блока управления распределительным устройством

13 сигналов исполнительный блок 18 осуществляет псреключение элементов распределительного устройства 19 (например, золотника или клапанов) и совершается рабочий ход. После осуществления первого рабочего хода, с одного из выходов блока вычисления скорости кузнечной машины 16, вход которого связан с датчиком контроля скорости кузнечной машины 17, на вход блока сравнения энергии удров

11 поступает сигнал о фактическом значении эффектной энергии кузнечной машины перед ударом. Задающий орган датчика контроля кинематических параметров кузнечной машины может быть выполнен, например, в виде зубчатой рейки, установленной на ударной массе кузнечной машины. Значение эффективной энергии в блоке вычисления скорости кузнечной машины 16 может быть определено по формуле где m †. ударная масса;

V — скорость ударной массы, определяемая, например, по числу импульсов,. поступающих с зубчатой рейки за контрольные промежутки времени.

В результате сравнения фактического значения энергии удара и заданно1444048 го значения, паступающего из блока вычисления цикла штамповки 8, в блоке сравнения энергии ударов 11, определяется коэффициент корректировки энергии, который поступает на один из входов блока определения энергии ударов 12. Аналогично в блоке сравнения высоты заготовок 10 сравнивается фактическая высота заготовки, информация а которой поступает с блока вычисления высоты заготовок 14, соединенного с датчиком контроля высоты заготовок !5, с заданной высотой, значение которой поступает с блока вычисления цикла штамповки 8.

Датчик контроля высоты заготовок

15 может быть выполнен, например, в п11де магнитной головки, установленной на станине кузнечной мап1ины, вза-имодействующей с задатчиком импульсов, выполненным в виде набора чередующихся пластин из магнитного и немагнитного материала. Задатчик импульсов устанавливается на рабочем органе кузнечной машины. С выхода блока сравнения высоты заготовок 10, в результате сравнения действительной и задапной высот заготовки, на один из входов блока определения энергии ударов 12 поступает значение второго коэффициента корректировки энергии удара. Значение коэффициентов каррективроки энергии удара, поступающие с блока сравнения - Iåðruu ударов 11 и с блока сравнения высоты заготовок 10 в блок определениь эьергии ударов 12> мОгут Опрепеляться, например, как отношение,lleAствительньп< значений параметров к заданньп!. На основании коэффициентов корректировки, в блоке определения энергии ударов 12, уточняется значение энергии следующего удара, поступившее из. блока вычисления цикла штамповки 8. Уточнение осуществля 3 ется следующим образом. Определенным интервалам изменений коэффициентов корректировки соответствует опреде" ленный коэффициент уточнения энергии удара, значение которого передается в блок определения ударов 12 из блока вычисления цикла штамповки 8. Значение энергии следующего удара умножается на коэффициент уточнения энергии удара, определенный, например, при помощи схем сравнения по значениям коэффициентов корректировки.

Уточненное значение энергии следующего удара из блока определения энер.гии удара 14 поступает на один из входов блока управления распределительным устройством 13. Далее, как и для предыдущего удара, определяется последовательность положений элемеHTQB pacITpBIlåëèòåïüíîãî устройства

19 и время пауз между этж!и положениями и совершается следующий рабочий хад.

Штамповка в каждом ручье штампа осуществляется до заданной в блоке вычисления цикла штамповки 8 высоты заготовки, для чего вход этого блока связан с одним из выходов блока вычисления высоты заготовок. После окончания штамповки в Одном ручье из блока вычисл:-ния цикла штамповки

8 в блО1, управГ!е 1ия роботом-ь!Янипупятором 9 поступает кома !да на перенос за Готов!"и В следующий О "чей lптам па Сиг1!ал,, поступающий из блока управления подаче!! загатсвак 9 на один из входов блока управления распределительныи устройст ом 13,. за!трещает. нанесение следующего удара да окончания псреноса saгатовки. После Окан20

25 чап1!я Ill HI!ïÎÂIIè ва Всех р 1 чьях LTal па из блока вь!чис1!ения ци::ла штамповки 8 пос пупа ет -col aI:za e Rlox ут1равлепия подачей загоzов к 9 на удаление

Отштампава11пай паковк11 и пОдачу навОй формула изобретенич

Система управления к устройству объемной штамповки, содержащая датчик контроля скорости„ блок вычисления скорости, датчик контроля вы; оты заготовок, блок вычисления высать! заготовок, блок сравнения энергии ударов, блок сравнения высоты заготовок, блок управления распределительным устройством, блок управления подачей заготовок, блок задания исходных данных, блок управления заготовки, значения температуры на грева и объема которой уже поступили

35 в блок вычисления цикла штамповки 8.

Начинается цикл штамповки цля второй заготовки. Так!!а! Образам можно штам= поиать любую партию поковок, Для п1тамповки поковок другой номенклатуры необходимо в блок задачия исходных данных 1 и блок вы-!ислепия цикла штамповки 8 ввести соответствующие параметры заготовок и цикла пппампов45

7 14 упором, блок управления температурой нагрева, блок вычисления объема заготовок, блок вычисления температуры заготовок, блок управления устройством отбраковки, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения качества, точности получаемых деталей и стойкости инструмента, она снабжена многоканальным блоком сравнения параметров заготовок, блоком вычисления цикла штамповки, блоком определения энергии ударов, при этом один из входов блока сравнения параметров заготовок сеязан с выходом блока вычисления объема заготовок, другой вход связан с одним из выходов блока задания исходных данных, третий вход связан с выходом блока вычисления температуры заготовок, а один из выходов блока сравнения параметров заготовок соединен с одним из входов блока управления упором, другой выход — с одним из вхо44048

6 дов блока управления температурой, третий — с входом блока управления устройством отбраковки, четвертый— с одним из входов блока вычисления

5 цикла штамповки, другой вход которого связан с выходом блока вычисления высоты заготовок, а один из выходов соединен с входом блока сравнения энергии ударов, другой выход блока вычисления цикла штамповки связан с входом блока сравнения высоты заготовок, третий — с одним из входов блока управления распределительным устройством, четвертый — с входом блока управления подачей заготовок, пятый — с одним из входов блока опреде-. ления энергии ударов, другой вход которого соединен с выходом блока сравнеgp ния энергии ударов, третий — с входом блока сравнения высоты заготовок,. а выход связан с одним из входов блока управления распределительным устройством.

1444048

Составитель В.Бещеков

Редактор М.Товтин ТехредЛ.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Заказ б428/12

Тираж 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4