[发明专利]基于伺服电机的可控精密微型冲压机

说明书

技术领域

本发明涉及一种微型零件精密微冲压成形设备。

背景技术

微成形是指利用塑性成形的方式生产出至少在两维方向上尺寸小于1mm零件的技术。由于成形零件尺寸微小，成形精度要求高，对成形设备提出了更高的要求，要求能够准确的控制位移和成形力。采用普通的曲柄压力机或者液压机进行成形，不仅精度难以保证而且不能同时对实验过程中的力和位移进行精确测量与控制；采用电子万能材料试验机进行成形，虽然可以精确测量与控制力和位移参数，但成形速度和输出载荷难以满足要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有冲压成形设备不能同时兼顾精确测量、控制力、位移参数和成形速度、输出载荷，提供一种基于伺服电机的可控精密微型冲压机。

本发明包括主控机、伺服驱动器、伺服电机、冲压机、光电编码器、压力传感器和外部命令输入电路，外部命令输入电路输出的信息给主控机，主控机输出相应的PWM脉冲信号给伺服驱动器，伺服驱动器驱动伺服电机动作，伺服电机带动冲压机动作，设置在伺服电机上的光电编码器通过采集伺服电机的转子转动角度确定冲压机冲头的位移信号，所述位移信号输出给主控机，设置在冲压机的冲头上的压力传感器采集冲压机冲压模具的压力信号，所述压力信号输出给主控机。

本发明的优点是：本发明在系统整体结构设计上，采用伺服电机、压力传感器、光电编码器和主控机的控制软件相结合。能精确控制成形过程的力和位移，同时能控制成形速度和输出载荷，具有成形速度快、重复定位精度高的优点。本发明系统的测量和控制精度高，能够实现微型零件的精密微成形。该系统能广泛的适用于微压缩、微挤压、微冲裁以及微拉伸等多种成形工艺，能够实现低成本、大批量生产，在微电子、微机电系统等领域有着广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、下面结合图1说明本实施方式，本实施方式包括主控机1、伺服驱动器2、伺服电机3、冲压机4、光电编码器5、压力传感器6和外部命令输入电路7，外部命令输入电路7输出的信息给主控机1，主控机1输出相应的PWM脉冲信号给伺服驱动器2，伺服驱动器2驱动伺服电机3动作，伺服电机3带动冲压机4动作，设置在伺服电机3上的光电编码器5通过采集伺服电机3的转子转动角度确定冲压机4冲头的位移信号，所述位移信号输出给主控机1，设置在冲压机4的冲头上的压力传感器6采集冲压机4冲压模具的压力信号，所述压力信号输出给主控机1。

根据要成形的零件的实际情况设定技术参数，包括成形速度、位移、载荷等，这些参数作为外部命令输入电路7输出给主控机1，主控机1中的程序根据这些设定的参数输出具有一定占空比的PWM脉冲信号给驱动伺服驱动器2，伺服驱动器2将这些较弱的脉冲信号进行一定程度的放大并驱动伺服电机3进行工作，伺服电机3的转子输出轴上装有光电编码器5，伺服电机3的转子输出轴与冲压机4的与冲头相连的滚珠丝杆相连，伺服电机3转动，带动冲压机4的滚珠丝杆转动，并带动冲头向上或向下运动，根据光电编码器5测量的伺服电机3的转子的转动角度就可以确定冲压机4的冲头向上或向下发生的位移信息，输出给主控机1，随着冲头向上或向下运动冲击模具，装在冲压机4冲头上的压力传感器6能时时的采集压力信号，即零件的成形力，将所述压力信号输出给主控机1，当主控机1中程序监控到所述位移信号和压力信号其中的一个达到外部命令输入电路7的设定值时结束成形过程，冲压结束，冲压机4的滚珠丝杆以一定的预设速度回到原点。

主控机1可以用单片机实现，也可以由计算机实现，同时配套相应的设备，如显示器、键盘、鼠标及外围转换电路等。