随着自适应控制、人工智能在计算机控制领域的不断渗透和发展,数控的智能化程度将不断提高,而高速、高精是机床发展的必然方向。现有剪板机的剪切、定位、调整需要人工操作,效率低下且加工精度低功能单一。基于此通过TRIZ理论,CAD/CAM/CAE技术设计了一款新型剪板-折弯一体机。
新型剪板-折弯一体机结构主要由机架、液压装置、刀架、可移动工作台、送料装置、可移动控制台和收料装置等部分组成。该机的送料装置可以实现一次放多块板料、连续送料的功能,可以在很大程度上减轻工作人员的劳动强度或减少机器的放料动作次数,提高了生产效率。收料装置可以实现将剪好的板料收集起来整齐的摆放在收料箱里,从而减少了工作人员的劳动量,提高了生产效率,由液压装置提供动力并由导向柱导向移动工作台,实现剪板-折弯模式切换。新型剪板-折弯一体机的外形尺为1852×3700×2640mm(长×宽×高),可以剪宽0~2500mm,厚32mm的板材。
新型剪板-折弯一体机结构简单,便于操作,既能剪板,又能折弯,实现了一机多能,设计周期短,成本低,稳定性好,易于实现自动化生产。应用范围广,市场潜在价值高。
一、设计方法先进
1、基于TRIZ理论,通过问题描述,技术矛盾分析,物场分析等过程,选用了15(动态原理),24(中介物原理),28(系统替代原理)优化了剪板-折弯一体机的功能和结构,确立了设计方案。
2、基于CAD软件Pro/E完成了新型剪板折弯一体机的三维建模工作。
3、利用CAD软件Pro/E对新型剪板-折弯一体机多部位进行了运动仿真,最终证明,该机组不存在任何干涉现象,结构合理。
4、利用CAE软件ANSYS对新型剪板-折弯一体机的机架及上刀架进行结构静力学分析和机架的模态分析,分析结果表明选材合理,结构安全。
5、使用CAM软件UG对锥齿轮及偏心轴进行了数控编程和加工仿真,结果证明锥齿轮和偏心轴可以用数控机床加工。
6、根据相关文献和参照前人经验,最终确定新型剪板-折弯一体机各个零件的材料、热处理要求以及配合关系。
7、使用CAXA2013软件绘制了机组的装配图和零件图。
8、运用3D打印快速成型技术对相关零件进行3D打印。
二、结构简单,创新点多
1、结构简单,操作方便,即可剪板,又可折弯,实现了一机多能。
2、送料装置可实现一次放多块板料、连续送料的功能,可以在很大程度上减轻了工作人员的劳动强度或减少机器的放料动作次数,提高了生产效率。
3、收料装置可以实现将剪好的板料收集起来整齐的摆放在收料斗里,从而减少了工作人员的劳动量,提高了生产效率。
4、设计周期短,成本低,应用范围广,易于实现自动化,市场应用前景较好。