基于钣金制造工艺的机械自动化控制技术研究

王鹤达

(齐齐哈尔工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161005)

1数控转塔冲床的自动化分析

当前机械自动化钣金加工设备中，数控转塔冲床十分出挑，因为它有着十分先进的地方，比如说在机械构造与功能上面，数控转塔冲床有着多工位压力回转头，并且它的模具资源库十分丰富，还能够自动化更换系统，在这些功能的加持之下，其生产出来的零部件不仅质量能够得到保证和提升，加工的速度也能够显著提升，是十分经济实惠的选择。而且数控转塔冲床由主工作台和一个比较大的辅助工作台组成，对于使用的工作人员来说，它的操作更具有便捷性。

2数控转塔冲床本体部分

2.1机床主体

数控转塔冲床是三厢体型结构，专家们在进行设计研发的时候，融合了先进的有限元分析方法，对其进行了多次的静动态测试，得到了大量的测验数据，并在此基础上对各项数据进行总结分析，对设备进行优化升级，所以最终的成品设备有着较好的刚性，能够满足任何情况下面的加工使用需求，并且也将主体部分对于加工精度的影响降到最小。

而在进行安装的时候，主体部分的安装是比较简单的，只需要对安装板、紧固螺丝等零部件加以调整即可，其中减震板的存在能够大幅度减轻机床运转带来的震动感，确保机床本体部分不受影响，即便是长时间工作，也能确保其加工精度。

2.2回转头

转塔冲床采用的回转头工位数量主要有2种规格，二十二位或者是四十位，意思就是可以同时安装二十二个或者四十个不同规格的模具冲头，而对于钣金加工来说，不同规格的模具冲头的数量越多，那么在冲压过程中就不怎么需要更换模具冲头，那个时间就能够得到节约，钣金冲压的加工效率也能提升许多。并且转塔冲床还能执行自动化更换模具冲头操作，减少工作辅助时间。

在实际工作中，模具冲头的更换操作是这样的，当转塔冲床按照固定的程序完成第一个冲孔工序以后，如果下一项冲压的类型与先前的冲压相同，那么是不需要进行模具冲头更换的，可以直接进入到下一阶段的冲压工作，但是如果不同，那么就需要依照接下来的冲压类型更换匹配的模具冲头，这个时候机床主系统会把这一更换冲头的命令传递给控制台和电机编码器处，接下来系统会启动传感器检测需要进行气动销钉的位置以及该处的状态。首先，它会将气动阀门打开，压缩气体，将气动销钉弹出去，伺服电机在接收到指令以后会自动旋转回转头，让进行更换的模具冲头的中心和冲压点的中心能够匹配和重合，在完成上述步骤以后，系统会反向压缩空气，将弹出去的气动销钉重新固定回去，当传感器检测确保上述换冲头的操作正常完成以后，才会继续进行冲压工作。

2.3自动换位夹钳

每个转塔冲床在X轴方向的导轨上面都会配置一个夹钳装置，目的是为了在加工的时候能够有位置夹持零部件，而且夹钳装置还能够起到拓展转塔冲床的工作区间的功效，那些比机床工作台面长的零部件也能在机床上进行加工处理，转塔冲床的加工效率和使用的方便程度都能得到极大提升。自动换位夹钳的存在能够实现转塔冲床工作领域的扩展，从而使数控冲床的加工程序更加便捷。

2.4专用模具部分

当我们在冲压的时候遇到大量的一些形状不太规则的非标准化零部件的时候，就需要额外制作一些专用的模具进行冲压加工了，因为原有的模具无法保证加工出来的产品的精度。

专用模具的制作其实并不繁琐，因为此类模具的结构大体上都比较单一，都包含冲头、冲头固定座、凹模固定座、螺栓固定凹模和打料圈这几个部分，不过为了保证在长期使用中冲头与凹模的精度，设计的时候需要将冲压磨损考虑进去。现阶段工艺中，自动化数控冲床工位数主要分为二十二位和四十位2种，共设置ABCDEFI等7个旋转工位，其中ABCD4个工位属于快速切换工位，操作熟练的工人能够实现在5 min内更换冲头以及凹模。

对于那些操作水平较为高超的工人来说，他们对于模具切换的流程主要大致分为以下几个步骤：首先，将数控冲床切换到换模状态，然后卸下压圈，取出上模，拿出凹模，用专用的扳手将上模中的固定螺栓卸下来，再按照标准将凹模安装到固定座上，将用以更换的冲头与压圈固定好，最后开始盘车，并把打料圈固定在相应位置。

而EFI 3个工位的不同之处则在于固定在此处的模具较之ABCD处体积较大，重量也要重一些，所以更换此处的模具冲头的时候，我们需要做一点准备工作，调整初始零度，这会额外消耗一些时间。

转塔冲床能够实现工位的360°旋转，所以设计人员在进行编程工作的时候需要对旋转参数进行设置和调试，确保回转头在旋转的过程当中，也能同步进行采编工作，确保其工作效率。

5结语

机械制造水平的高低会对我国很多产业都产生或轻或重的影响，所以在发展的过程当中，我们需要加强机械加工自动化控制技术的研究，在钣金加工过程中更好地运用自动化控制技术，借此来提升它的加工精度和加工效率，助力我国钣金加工的进一步发展。