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本發(fā)明涉及金屬材料塑性加工成型領域，具體涉及到一種智能旋壓系統(tǒng)及旋壓加工方法。
背景技術：
在現(xiàn)代社會中，數(shù)控旋壓加工作為取得高精度空心回轉體零件的一種重要方法，其應用日益廣泛，尤其在民用領域，己成為一種不可缺少的先進加工方法。但是，目前的國內外數(shù)控旋壓機床加工，尤其是大尺寸、復雜零件加工的編程技術人員缺乏問題十分嚴重，同時數(shù)控旋壓加工手工編程的枯燥、乏味、非常繁瑣、易出錯、指令難記憶，即使有相當豐富的經驗，也要在在反復試驗后才能得到比較滿意的機床加工程序，這是目前困擾國內廣大旋壓設備使用客戶的一個最大的問題。
技術實現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種智能旋壓系統(tǒng)及旋壓加工方法，解決現(xiàn)有技術中需要人為進行程序編制的缺陷。
本發(fā)明采取的一種技術方案為：一種智能旋壓系統(tǒng)，包括機床和機床控制系統(tǒng)，還包括自動編程系統(tǒng)、旋壓過程監(jiān)測系統(tǒng)、零件尺寸檢測系統(tǒng)、物聯(lián)網數(shù)據交互系統(tǒng)和智能旋壓數(shù)據庫；其中：
所述自動編程系統(tǒng)用于獲取待加工工件的原始數(shù)據，并將所述原始數(shù)據通過智能旋壓數(shù)據庫中的旋壓數(shù)據模型進行處理、優(yōu)化后，生成加工程序；
所述機床控制系統(tǒng)用于根據所述加工程序控制機床動作；
所述旋壓過程監(jiān)測系統(tǒng)用于監(jiān)測機床運行時的工作參數(shù)，并將所述工作參數(shù)反饋至機床控制系統(tǒng)；
所述零件尺寸檢測系統(tǒng)用于實時檢測加工工件的尺寸信息，并將所述尺寸信息反饋給機床控制系統(tǒng)和自動編程系統(tǒng)；
所述物聯(lián)網數(shù)據交互系統(tǒng)用于將各機床的工作參數(shù)和尺寸信息發(fā)送至智能旋壓數(shù)據庫；
所述智能旋壓數(shù)據庫用于建立旋壓數(shù)據模型，并接收和存儲所述工作參數(shù)和尺寸信息以得到各機床的工作數(shù)據，并根據所述工作數(shù)據，實時優(yōu)化旋壓數(shù)據模型，以及對自動編程系統(tǒng)進行系統(tǒng)更新。
在一個實施例中，所述原始數(shù)據包括CAD圖紙、工件的材質、硬度和打孔尺寸。
在一個實施例中，所述加工程序包括裝夾模具型線加工程序和旋壓加工程序；
所述裝夾模具型線加工程序用于工件旋壓模具加工；
所述旋壓加工程序用于工件的旋壓加工。
在一個實施例中，所述工作參數(shù)包括機床的電壓、電流、溫度、壓力、變形、噪音、速度、位置和轉速參數(shù)。
本發(fā)明采取的另一種技術方案為：一種智能旋壓加工方法，應用于上述所述的一種智能旋壓系統(tǒng)，所述方法包括：
獲取待加工工件的原始數(shù)據，并將所述原始數(shù)據通過智能旋壓數(shù)據庫中的旋壓數(shù)據模型進行處理、優(yōu)化后，生成加工程序；
根據所述加工程序控制機床動作；
監(jiān)測機床運行時的工作參數(shù)，并將所述工作參數(shù)反饋至機床控制系統(tǒng)；
實時檢測加工工件的尺寸信息，并將所述尺寸信息反饋給機床控制系統(tǒng)和自動編程系統(tǒng)；
將各機床的工作參數(shù)和尺寸信息發(fā)送至智能旋壓數(shù)據庫；
建立旋壓數(shù)據模型，并接收和存儲所述工作參數(shù)和尺寸信息以得到各機床的工作數(shù)據，并根據所述工作數(shù)據，實時優(yōu)化旋壓數(shù)據模型，以及對自動編程系統(tǒng)進行系統(tǒng)更新。
在一個實施例中，所述加工程序包括裝夾模具型線加工程序和旋壓加工程序。
通過本發(fā)明的一種智能旋壓系統(tǒng)及旋壓加工方法，通過獲取待加工工件的原始數(shù)據，并將所述原始數(shù)據通過智能旋壓數(shù)據庫中的旋壓數(shù)據模型進行處理、優(yōu)化后，自動生成加工程序，并且在工件的加工過程中不斷對各種參數(shù)、信息進行監(jiān)測，并傳輸?shù)綑C床控制系統(tǒng)、自動編程系統(tǒng)和智能旋壓數(shù)據庫中，使得在加工過程中不斷對旋壓數(shù)據模型進行優(yōu)化、生成更佳的加工程序，在實現(xiàn)自動化程序編制的同時，還節(jié)約了程序調試的時間、提高了相應的工作效率。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例的一種智能旋壓系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；
圖2為本發(fā)明實施例的一種智能旋壓加工方法的流程圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，這里的描述不意味著對應于實施例中陳述的具體實例的所有主題都在權利要求中引用了。
參考圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供了一種智能旋壓系統(tǒng)，包括機床、機床控制系統(tǒng)、自動編程系統(tǒng)、旋壓過程監(jiān)測系統(tǒng)、零件尺寸檢測系統(tǒng)、物聯(lián)網數(shù)據交互系統(tǒng)和智能旋壓數(shù)據庫；其中：
所述自動編程系統(tǒng)用于獲取待加工工件的原始數(shù)據，并將所述原始數(shù)據通過智能旋壓數(shù)據庫中的旋壓數(shù)據模型進行處理、優(yōu)化后，生成加工程序；
所述機床控制系統(tǒng)用于根據所述加工程序控制機床動作；
所述旋壓過程監(jiān)測系統(tǒng)用于監(jiān)測機床運行時的工作參數(shù)，并將所述工作參數(shù)反饋至機床控制系統(tǒng)；
所述零件尺寸檢測系統(tǒng)用于實時檢測加工工件的尺寸信息，并將所述尺寸信息反饋給機床控制系統(tǒng)和自動編程系統(tǒng)；
所述物聯(lián)網數(shù)據交互系統(tǒng)用于將各機床的工作參數(shù)和尺寸信息發(fā)送至智能旋壓數(shù)據庫；
所述智能旋壓數(shù)據庫用于建立旋壓數(shù)據模型，并接收和存儲所述工作參數(shù)和尺寸信息以得到各機床的工作數(shù)據，并根據所述工作數(shù)據，實時優(yōu)化旋壓數(shù)據模型，以及對自動編程系統(tǒng)進行系統(tǒng)更新。
進一步地，所述原始數(shù)據包括CAD圖紙、工件的材質、硬度和打孔尺寸。
進一步地，所述加工程序包括裝夾模具型線加工程序和旋壓加工程序；
所述裝夾模具型線加工程序用于工件旋壓模具加工；
所述旋壓加工程序用于工件的旋壓加工。
進一步地，所述工作參數(shù)包括機床的電壓、電流、溫度、壓力、變形、噪音、速度、位置和轉速參數(shù)。
通過上述智能旋壓系統(tǒng)，通過獲取待加工工件的CAD圖紙、工件的材質、硬度和打孔尺寸等數(shù)據，通過智能旋壓數(shù)據庫中的旋壓數(shù)據模型進行處理、優(yōu)化后，自動生成加工程序，并且在工件的加工過程中不斷對各種參數(shù)、信息進行監(jiān)測，并傳輸?shù)綑C床控制系統(tǒng)、自動編程系統(tǒng)和智能旋壓數(shù)據庫中，使得在加工過程中不斷對旋壓數(shù)據模型進行優(yōu)化、生成更佳的加工程序，在實現(xiàn)自動化程序編制的同時，還節(jié)約了程序調試的時間、提高了相應的工作效率，并且隨著生產過程的不斷進行，智能旋壓數(shù)據庫中數(shù)據容量會有幾何數(shù)量級的增加，不斷的優(yōu)化旋壓數(shù)據模型，從而提高設備應用效果以及設備智能加工水平。
本發(fā)明實施例還提供了一種智能旋壓加工方法，基于上述的一種智能旋壓系統(tǒng)實現(xiàn)。
圖2為本發(fā)明實施例的一種智能旋壓加工方法的流程圖，如圖2所示，該方法包括如下步驟：
S101，獲取待加工工件的原始數(shù)據，并將所述原始數(shù)據通過智能旋壓數(shù)據庫中的旋壓數(shù)據模型進行處理、優(yōu)化后，生成加工程序；
具體地，在本實施例中，自動編程系統(tǒng)用于獲取待加工工件的原始數(shù)據，獲取的方式可以采用通過人工輸入或者自動掃描的方式獲取工件的CAD圖紙、工件的材質、硬度和打孔尺寸等數(shù)據，并以有線或無線的方式調用智能旋壓數(shù)據庫中的旋壓數(shù)據模型進行處理、優(yōu)化，然后在自動編程系統(tǒng)中生成加工程序。
S102，根據所述加工程序控制機床動作；
具體地，在本實施例中，機床控制系統(tǒng)通過系統(tǒng)自檢成功后，根據生成的加工程序控制機床相應的刀具動作。
S103，監(jiān)測機床運行時的工作參數(shù)，并將所述工作參數(shù)反饋至機床控制系統(tǒng)；
具體地，在本實施例中，旋壓過程監(jiān)測系統(tǒng)用于監(jiān)測機床運行時的工作參數(shù)，包括機床的電壓、電流、溫度、壓力、變形、噪音、速度、位置和轉速參數(shù)，通過監(jiān)測這些參數(shù)及時調整機床的動作和加工程序的調整，必要時，可停止機床的加工動作。
S104，實時檢測加工工件的尺寸信息，并將所述尺寸信息反饋給機床控制系統(tǒng)和自動編程系統(tǒng)；
具體地，在本實施例中，零件尺寸檢測系統(tǒng)用于實時檢測加工工件的尺寸信息，可在監(jiān)測出一定的誤差時，及時將這些信息通過物聯(lián)網數(shù)據交互系統(tǒng)傳送到智能旋壓數(shù)據庫中，通過利用旋壓數(shù)據模型對加工程序進行優(yōu)化，提前預防報廢工件的產生。
S105，將各機床的工作參數(shù)和尺寸信息發(fā)送至智能旋壓數(shù)據庫；
具體地，在本實施例中，物聯(lián)網數(shù)據交互系統(tǒng)通過有線或無線的方式，將各個機床的各種數(shù)據匯總到智能旋壓數(shù)據庫進行存儲和各個系統(tǒng)與智能旋壓數(shù)據庫之間的信息交互。
S106，建立旋壓數(shù)據模型，并接收和存儲所述工作參數(shù)和尺寸信息以得到各機床的工作數(shù)據，并根據所述工作數(shù)據，實時優(yōu)化旋壓數(shù)據模型，以及對自動編程系統(tǒng)進行系統(tǒng)更新。
具體地，在本實施例中，智能旋壓數(shù)據庫用于建立旋壓數(shù)據模型，并根據機床加工時得到的工作數(shù)據，對旋壓數(shù)據模型進行不斷的優(yōu)化，并對自動編程系統(tǒng)進行系統(tǒng)更新，進而在后續(xù)待處理工件的，生成更佳的加工程序，減少程序試車的次數(shù)和反復試驗的時間，提高了工作效率和減少了對編程技術人員的過于依賴。
進一步地，所述加工程序包括裝夾模具型線加工程序和旋壓加工程序。
具體地，所述裝夾模具型線加工程序依據工件旋壓以后尺寸，厚度變化，修整加工模具型線，根據模具型線尺寸，自動生成模具加工參數(shù)，例如，刀具、速度和進刀量等，以完成模具加工過程；
所述旋壓加工程序根據讀取到的加工參數(shù)，例如，CAD圖紙、工件的材質、硬度、打孔尺寸，型線模具尺寸和重新定位各數(shù)控軸參數(shù)等，調用智能旋壓數(shù)據庫中的旋壓數(shù)據模型，自動生成旋壓加工程序參數(shù)，例如，旋壓刀路、旋壓道次、旋壓滾輪、切削刀具、加工轉速、進刀速度和進刀量等，來完成旋壓加工過程。
通過上述方案，能夠完全在無人干預的情況下完成工件加工程序編制、模具加工、旋壓加工、零件檢測、程序優(yōu)化和云數(shù)據收集優(yōu)化的作用。
最后需要說明的是，上述描述為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權利要求的前提下，可以做出多種類似的表示，這樣的變換均落入本發(fā)明的保護范圍之內。
意源旋壓始終保持著技術創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展的理念
廣州意源旋壓金屬制品有限公司是一家專業(yè)生產旋壓件的公司。擁有國內外先進數(shù)控旋壓設備十余臺，具有優(yōu)秀的研發(fā)、生產、銷售的年輕團隊。意源旋壓是一個具有創(chuàng)新科技型的企業(yè)，創(chuàng)新、研發(fā)是本公司的核心競爭力。強大的研發(fā)團隊使意源旋壓實現(xiàn)了快速的發(fā)展 企業(yè)擁有獨特的研發(fā)創(chuàng)新文化。
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燈罩，儀器殼、炮彈殼、管弦樂器、運動水壺、盆子、容器、深桶鍋……這些是怎么加工制造的呢？傳統(tǒng)的車、鉗、鉚、焊，沖壓等大家基本都見過，今天我們就來介紹下另一種產品常見，但很少人了解的的加工工藝：旋壓。
旋壓工藝是將金屬板材或坯料固定在模具上，在坯料隨主軸轉動的同時，用旋輪或壓棒加壓于坯料，使之產生塑性變形。
旋壓可以完成各種復雜鈑金零件的一次性成型加工，是一種鈑金成型的特殊方法?？梢岳眯龎悍椒ㄍ瓿衫睢⒎?、縮口、脹形和卷邊等的復雜鈑金零件的幾何特征。避免多模具逐次沖壓、節(jié)約成本。
隨著時代的發(fā)展，旋壓機已經發(fā)展到了全數(shù)控旋壓機，無論是加工精度，尺寸，表面整潔度、光滑度都遠超早期的手工旋壓機。并且全數(shù)控控制，無需人工操作。在大型金屬件加工領域，容器封頭、壓力罐、水泥運輸車罐封底封頭等，都是用數(shù)控旋壓機加工完成。
日本旋壓工藝怎么樣？今天就帶大家走進日本北嶋拉深制作所，看看他們的旋壓工藝如何？
使用的材質包括鐵、鋁、不銹鋼、銅、黃銅等金屬材料的旋壓加工業(yè)務。有時候也會進行黃金、白銀、白金等貴金屬的加工。另外最近被稱為稀有金屬的鉬、鎢、鉭、鈦等硬度較高的金屬加工委托業(yè)務也在不斷增加。從飲料罐樣品到人造衛(wèi)星設備、飛機、半導體制造裝置的零部件、再到巨大的衛(wèi)星天線等，他們承接大大小小各種零件的旋壓加工業(yè)務。
北嶋拉深制作所正在制作拋物面天線
旋壓工藝首先是將金屬板坯切割為圓形。接著將這塊圓形金屬板和模具安裝在旋壓機床上，讓它們一起高速旋轉，一邊抹潤滑劑，一邊用“趕棒”對金屬板推壓使其緊貼模具以完成塑形加工。
開始旋壓工藝之前，先用一種叫做圓盤剪的機器把金屬板坯切割成圓形。
集中全身的每一根神經，邊移動兩腿交替承受體重邊用趕棒向坯料均衡施壓使其成形。
一邊調整趕棒支點的按鈕位置，一邊用趕棒小心翼翼地進行操作。
在制作所里我們看到了如此巨大的模具，還看到了最里面的木制模具。
成形件中的大型衛(wèi)星天線
加工過程中需要多次根據敲擊金屬板坯時發(fā)出的聲音及從“趕棒”處傳來的感覺，來判斷板坯是否依照模具完美成形。如果一下子用力過度會導致產品報廢，所以大師級技工們在進行旋壓工藝時全身的每一根神經都需高度集中，一邊用兩腿交替承受體重一邊用“趕棒”對板坯均勻施壓。
左：時而噴涂潤滑蠟，時而用趕棒對金屬板坯施壓使其瞬間成形
右：采用旋壓工藝將鉭金屬板坯塑形加工成坩堝的場景
上文我們對旋壓成型操作流程有了一定了解，下面來從北嶋拉深制作所的角度看看他們旋壓工藝的理解：
旋壓工藝與沖壓機加工的不同之處
因為金屬具有彈性，變形后還是會恢復原狀。因此，即使試圖將坯料緊貼模具使其成形，也會因為金屬的這種特性導致輕微的成形不良。相比“旋壓工藝”的均衡施壓緩慢成形，沖壓機加工時坯料局部受力，所以這種傾向更為明顯。因此對成品精度要求很高的金屬加工來說只有“旋壓工藝”才能實現(xiàn)。
此外，兩種工藝相比加工所需的模具數(shù)量也不同。沖壓機加工是將坯料夾在一對模具中間進行加工，所以永遠都需要成對的模具。而“旋壓工藝”只需一個模具就可以了，因而降低了模具成本。這就是為什么在樣品加工等少量生產上多采用“旋壓工藝”的原因。不過從生產性的角度來看，沖壓機加工更為有利。在對精度要求不那么高的大批量生產上，北嶋拉深制作所也同時采用自動旋壓機和沖壓機進行加工。
旋壓工藝難在哪里
當對厚度極薄的板坯（0.1mm左右）進行加工時，用“趕棒”輕輕一加壓就可能造成目標位置以外部分的變形，因而作業(yè)必須慎之又慎。反之，有些材質的金屬板坯厚度超過5mm時則需要加大力度。尤其是當對又硬又厚的金屬板進行加工時，如果用“趕棒”施加很大的壓力，很可能會導致支撐“趕棒”的下端（杠桿的支點）破損，或者“趕棒”的尖頭部位因無法承受力道而損壞。
此外，由于“旋壓工藝”是向金屬板均衡加壓使其延伸的加工工藝，僅用“趕棒”使金屬板塑形為又長又大的產品則需要極其高超的技術。旋壓工藝進行的操作需要憑感覺，所以成形產品顯露個性。無論是多么熟練的大師級技工，當身體狀態(tài)不好時，都不可避免會對產品的成形效果產生影響。
敢于嘗試和挑戰(zhàn)
我并不覺得我們的工作內容有什么特別。只是很多其他公司不想或不愿承接的業(yè)務，敝司都率先進行了嘗試和挑戰(zhàn)。而且一旦承接下某項業(yè)務，不管有多么困難也一定會圓滿完成。以遵守交貨期為例，就算實際加工作業(yè)并不像接訂單時所想的程序那樣順利推進，敝司也絕不會延期交貨。有些新客戶會對我們提交的報價單上的昂貴價格表示驚訝。但是我們很自信向客戶提供的產品絕對具有與此相當?shù)膬r值。實際上過去也遇到過向報價較低的同行下了訂單之后，卻又因產品質量差而再次來敝司訂貨的客戶。
另外，當坯料材質為稀有金屬時，不僅加工困難，而且材料成本高昂。一般的金屬加工廠會考慮加工失敗時的風險而選擇放棄，而敝司為了積累經驗總是很積極地承接此類業(yè)務。敝司沒有營銷人員，這是因為我們認為只要能生產出品質優(yōu)良的產品，產品本身就是最好的廣告。
手藝傳承，離不開經驗積累
前陣子敝司資格最老的大師級技工退休了。但是他的技術傳給了20、30、40等各個年齡層的技工，可以說技術被很好的傳承了下來。敝司從來都沒有什么旋壓加工的作業(yè)手冊。因為很多細節(jié)都要靠人的感覺，無法用語言來進行說明。新員工都是在和前輩員工一起工作的過程中，學到了老員工的很多經驗。從新員工到成為能獨當一面的技工最少需要10年的時間。根據不同的金屬類型和形狀，施壓的方法也各不相同，只能通過在各種加工現(xiàn)場勤勤懇懇地工作、慢慢積累來掌握技術。
享受制作過程本身
旋壓加工是從思考如何才能制作出客戶所委托的產品形狀開始的。我們不但自己制作模具，所有的趕棒也是自己加工制作的。挑戰(zhàn)過去從沒有人做過的東西、和那些被認為是旋壓工藝條件下無法加工的產品都會讓人感到工作的價值。以前曾有客戶委托我們塑形加工頭部很細的飲料罐。雖然在旋壓工藝條件下可以進行成形加工，但因為模具的頭部直徑很小，成形后無法將板坯從模具上取下來成了一大問題。經過反復試驗，為了讓產品成形后可以分解以便從模具上取下，我們采用預先將模具切割分段，成形加工時將模具連接起來使用的方法解決了這一問題。我們不僅僅滿足于旋壓加工技術，還致力于研究產品制造工藝，并對加工工具進行改良，用心體驗并享受制作這個過程本身。
北嶋拉深制作所的代表作品
九輪塔
據說在日本約有400家做旋壓加工的公司，他們的規(guī)模都在10人左右。雖然他們的規(guī)模都很小，然而旋壓加工也是用于制造小品種的機加工制品必不可少的技術之一。它也被認為是奠定日本精密制造業(yè)的基石之一。
圖片來源于JAXA，使用精密旋壓工藝制造的H-IIA火箭鼻錐體
來源：日本科技觀察、技術工程獅
金屬旋壓加工在行業(yè)當中雖然是有一定的位置，但是我們還是要知道打造不銹鋼旋壓加工的行業(yè)地位需要從哪些角度進行，這樣對于自身行業(yè)位置的提升是有極大的保障，我們提前按針對性的認識到這些實際的方面，然后確定自己具體做事情的方式才是最關鍵的。
當我們想要做好不銹鋼旋壓加工在行業(yè)當中位置的提升，一定要在技術上是有所如破的。因為目前還無法真正的實現(xiàn)大批量的生產加工，這樣自然就對使用造成了影響，而且還會行業(yè)的而經營范圍都是有很大影響的。
積極的做好對數(shù)控旋壓加工廠家技術以及能力上的提升，不斷的開發(fā)新的領域，這樣才能夠擴大自身的加工范圍，真正在整個行業(yè)當中取得更好的位置。從技術的角度上來對這些事情進行那個突破和提升是有很大的好處，你自己是否真正注意到了呢？
相關詞條：怎樣實現(xiàn)沖壓件加工更高的效率|沖壓件加工廠成本如何
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