| 成果名称: | 紧凑型柔性材料高频振动切割模组关键技术研发 |
| 完成单位: | 广东工业大学、广东瑞洲科技有限公司 |
| 主要人员: | 邓耀华、郭华忠、吴黎明、张巧芬、姬靖、刘夏丽、郑志航、梁涛、朱崇静、李敏嘉、谢宝飞、黎洋 |
| 介绍: | 本研究针对柔性材料高频振动切割模组关键技术进行研发。数控柔性材料切割机的高速切割模组主要有两部分组成，一是刀头部分，一是机头部分。刀头部分包括高频振动切割刀、冲压机、笔套、压针等组成；机头部分包括伺服驱动结构、刀头转动机构、刀头升降机构、冲孔碎片收集机构等组成。高速切割模组综合了高频振动技术、测量控制技术、伺服控制技术、精密加工技术、气动技术于一体，涵盖机电一体化、材料、机械、自动控制、测量等技术领域，其机械结构复杂，技术开发难度大。本研究在已有国内外技术基础上，根据柔性材料数控切割的特点、功能及需求，制造紧凑型高频振动切割模组样机，以柔性材料数控切割机床作为应用背景，开展试验与应用工作。研发期间主要完成以下内容： (1) 高频振动切割刀技术研发。研发偏心轴机械结构，用于实现将刀头模组内的直流电机高速旋转运动转变为连杆上下往复简谐运动，带动切割刀具高速振动机械及动力系统，包括直流电机高转速调控技术，偏心轴偏心距设计，连杆轴心设计装配技术研发等。 (2) 连杆传动结构力学性能计算与运动分析仿真研究。连杆作为切割刀头模组的一个传动装置，将偏心轴承的偏转转变为连杆底部刀件的上下往复运动，实现切割功能，其结构性能直接影响切割刀头的使用寿命，连杆工作时处于反复振动过程之中，为了提高效率，满足强度和刚度要求，通过三维软件建立连杆结构模型，结合有限元分析技术优化连杆结构，减轻连杆质量，减少连杆与偏心轴碰摩，达到减小刀头模组工作噪声提高寿命的目的。 (3) 复杂形状轨迹切割加工切向跟随技术研发。为满足复杂轨迹切割加工需求，提高柔性材料曲边切割的平滑度，设计带动切割刀片微小转动的机械机构、用于实现该机构精确旋转的伺服电控系统及控制系统软件以实现读取 CAD 文件的裁片信息，从而实现切向跟随切割的功能。 (4)柔性材料数控加工嵌入式运动控制系统研发。基于性能、成本优势的考虑，采用嵌入式设计方法，开发一套具有加工变形补偿等功能的数控加工嵌入式运动控制系统。柔性材料数控加工控制系统可以根据实际加工情况，反馈调节运动控制系统参数，实现快速、准确加工控制。 本研究成果高频振动切割模组已经在柔性材料数控切割机床上应用，可以对常见的柔性材料切割加工，其研发的相关技术能弥补现有技术的不足，提高加工稳定性、补偿加工轨迹图案变化影响等问题，提高加工精度和切割模组的使用寿命。但是由于柔性材料应用广泛，实际生产中，除了布料、皮料切割加工外还有其它各种各样的材料加工，比如柔性电路、太阳能电池板的加工等大规模制造场合，如何保证这些加工过程的稳定性、加工精度，其难度更大，还有许多迫切和有意义的研究工作要做。 |
| 批准登记号: | 粤科成登（2）字【2018】0109 |
| 登记日期: | 2018-03-13 |
| 研究起止时间: | 2015.01 至2017.06 |
| 所属行业: | 制造业 |
| 所属高新技术类别: | 先进制造 |
| 评价单位名称: | 广东省科学技术厅 |
| 评价日期: | 2017.05.27 |
