本發(fā)明涉及控制領(lǐng)域，具體地，涉及一種控制高強(qiáng)鋼折彎的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
圖1為一般的折彎?rùn)C(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，其可以分為上模和下模，中間陰影部分為高強(qiáng)鋼（例如高強(qiáng)鋼板）。通過(guò)固定下模，上模往下運(yùn)動(dòng)將高強(qiáng)鋼板折彎。上模往下運(yùn)動(dòng)的位移大小稱為進(jìn)給量d。如圖2所示，由于高強(qiáng)鋼板有回彈現(xiàn)象，為了得到所需折彎角度θ0，實(shí)際的折彎角度必須是一個(gè)小于θ0的角度θ1。如果在撤掉上模后，高強(qiáng)鋼板折彎角正好回彈到θ0，則說(shuō)明進(jìn)給量d合適。如圖3所示高強(qiáng)鋼板，假設(shè)需要折彎成θ0＝95°，則實(shí)際施加的進(jìn)給量d使鋼板折彎成θ1＝75°，如果撤掉上模后，高強(qiáng)鋼板正好回彈了Δθ＝20°，則說(shuō)明所取的進(jìn)給量d合適。但是，現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)給量都是通過(guò)若干次試驗(yàn)得到，不利于開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種控制高強(qiáng)鋼折彎的方法及系統(tǒng)，以便快速準(zhǔn)確地得到符合質(zhì)量要求的工件。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種控制高強(qiáng)鋼折彎的方法，該方法包括：步驟1，利用數(shù)值模擬模塊計(jì)算待折彎高強(qiáng)鋼的初始折彎角度和目標(biāo)折彎深度；步驟2，針對(duì)折彎?rùn)C(jī)的機(jī)架變形進(jìn)行撓度補(bǔ)償，并計(jì)算出所述折彎?rùn)C(jī)需要加載的壓力；步驟3，根據(jù)所述目標(biāo)折彎深度、所述撓度補(bǔ)償以及所述需要加載的壓力控制所述折彎?rùn)C(jī)折彎所述高強(qiáng)鋼。相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種控制高強(qiáng)鋼折彎的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：數(shù)值模擬模塊，用于計(jì)算待折彎高強(qiáng)鋼的初始折彎角度和目標(biāo)折彎深度；控制參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于針對(duì)折彎?rùn)C(jī)的機(jī)架變形進(jìn)行撓度補(bǔ)償，并計(jì)算出所述折彎?rùn)C(jī)需要加載的壓力；折彎執(zhí)行模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)折彎深度、所述撓度補(bǔ)償以及所述需要加載的壓力控制所述折彎?rùn)C(jī)折彎所述高強(qiáng)鋼。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)鋼材料研究、折彎全過(guò)程自動(dòng)仿真與折彎成形設(shè)備的系統(tǒng)集成和過(guò)程自動(dòng)化，避免了人工重復(fù)操作；采用仿真計(jì)算結(jié)果，避免了大量重復(fù)性試驗(yàn)，節(jié)省材料和時(shí)間，提高了效率。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。附圖說(shuō)明附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：圖1是折彎?rùn)C(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是高強(qiáng)鋼板回彈示意圖；圖3是本發(fā)明提供的控制高強(qiáng)鋼折彎的系統(tǒng)示意圖；圖4是本發(fā)明提供的撓度補(bǔ)償曲線；圖5是本發(fā)明中目標(biāo)折彎深度計(jì)算示意圖；圖6是本發(fā)明提供的控制高強(qiáng)鋼折彎的方法流程圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明100數(shù)值模擬模塊200控制參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊300折彎執(zhí)行模塊具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。由于高強(qiáng)鋼本身所存在的回彈特性，因此為了提高效率和節(jié)約試驗(yàn)成本，需要在對(duì)高強(qiáng)鋼彎折前首先進(jìn)行一些數(shù)值模擬的工作，例如可以通過(guò)有限元分析軟件（例如ANSYS）對(duì)高強(qiáng)鋼板和折彎?rùn)C(jī)進(jìn)行一些仿真，從而得到符合要求的工藝參數(shù)，例如初始折彎角度以及目標(biāo)折彎深度。根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行換算，可以得到折彎?rùn)C(jī)需要加載的壓力、撓度補(bǔ)償以及折彎?rùn)C(jī)的油缸位移等等，控制折彎?rùn)C(jī)按照這些參數(shù)工作，可以有效和快速地得到期望的工件，從而能夠節(jié)約成本，提高效率。如圖3所示，本發(fā)明提供了一種控制高強(qiáng)鋼折彎的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：數(shù)值模擬模塊100，用于計(jì)算待折彎高強(qiáng)鋼的初始折彎角度和目標(biāo)折彎深度；控制參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊200，用于針對(duì)折彎?rùn)C(jī)的機(jī)架變形進(jìn)行撓度補(bǔ)償，并計(jì)算出所述折彎?rùn)C(jī)需要加載的壓力，例如加載壓力P＝K×t2×σ×L/b，其中t為高強(qiáng)鋼板的厚度，σ為高強(qiáng)鋼板的抗折強(qiáng)度，L為高強(qiáng)鋼板長(zhǎng)度，b為凹模開(kāi)口寬度，K為所述折彎?rùn)C(jī)的折彎系數(shù)；折彎執(zhí)行模塊300，用于根據(jù)所述目標(biāo)折彎深度、所述撓度補(bǔ)償以及所述需要加載的壓力控制所述折彎?rùn)C(jī)折彎所述高強(qiáng)鋼。具體而言，數(shù)值模擬模塊100可以對(duì)待折彎的鋼板和折彎?rùn)C(jī)進(jìn)行建模，并根據(jù)試驗(yàn)得到的材料參數(shù)或者產(chǎn)品提供者的材料參數(shù)對(duì)模型中使用的材料進(jìn)行設(shè)定，并給出工藝目標(biāo)值（例如目標(biāo)折彎角度，即經(jīng)過(guò)折彎回彈變形之后，穩(wěn)定的不再變化的角度），通過(guò)仿真運(yùn)算可以得到待折彎高強(qiáng)鋼的初始折彎角度和目標(biāo)折彎深度。之所以進(jìn)行撓度補(bǔ)償，是因?yàn)檎蹚潤(rùn)C(jī)的壓力非常大，在折彎高強(qiáng)鋼的過(guò)程中，折彎?rùn)C(jī)本身也會(huì)發(fā)生變形，例如下模會(huì)發(fā)生變形，從而使得仿真計(jì)算得到參數(shù)不能直接適用，需要進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償之后才能達(dá)到預(yù)期的需求。折彎執(zhí)行模塊300可以根據(jù)需要加載的壓力輸出油缸壓力，通過(guò)折彎?rùn)C(jī)上模施加至待折彎的高強(qiáng)鋼板，并根據(jù)目標(biāo)折彎深度和撓度補(bǔ)償來(lái)控制折彎?rùn)C(jī)的油缸位移。數(shù)值模擬模塊100在仿真的過(guò)程中，如果待折彎的高強(qiáng)鋼為構(gòu)件，則宜采用平面應(yīng)變單元模擬。為保證計(jì)算精度，在板材厚度方向要保證至少有13個(gè)積分點(diǎn)，每個(gè)單元沿長(zhǎng)度方向與厚度方向的邊長(zhǎng)比值控制在5以內(nèi)。如果待折彎的高強(qiáng)鋼為板件，則宜采用解析剛體模擬。在高強(qiáng)鋼板模型中，可以定義長(zhǎng)度L，寬度W,厚度t，并可以確定建模規(guī)則，包括網(wǎng)格剖分尺寸、數(shù)目、間距。在折彎?rùn)C(jī)模型中，可以定義沖頭半徑R，開(kāi)口尺寸b，圓角半徑r。還可以從材料庫(kù)中調(diào)用材料的力學(xué)參數(shù)，包括彈性模量E、泊松比ν、屈服強(qiáng)度σs,抗拉強(qiáng)度σb，強(qiáng)化系數(shù)K，硬化指數(shù)n，厚向異性系數(shù)L0、L45、L90。以及通過(guò)材性試驗(yàn)獲取的應(yīng)力-應(yīng)變曲線數(shù)據(jù)。材料采用希爾各向異性屈服準(zhǔn)則及隨動(dòng)強(qiáng)化模型，以下為希爾屈服函數(shù)，當(dāng)F=G=H=0.5，L=M=N=1.5時(shí)即為米塞斯屈服條件。f(σ)＝[F(σyy-σzz)2+G(σzz-σxx)2+H(σxx-σyy)2+2(Lσzy2+Mσzx2+Nσxy2)]1/2-Y＝0;其中，σxx，σxy，σzy，σzx，σyy，σzz是6個(gè)應(yīng)力分量，F(xiàn)、G、H、L、M、N是根據(jù)板材各向性能L0、L45和L90計(jì)算得到的參數(shù)，Y是材料的等效屈服應(yīng)力。優(yōu)選地，所述控制參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊200，用于根據(jù)撓度補(bǔ)償曲線對(duì)機(jī)架變形進(jìn)行撓度補(bǔ)償。由于撓度補(bǔ)償?shù)木唧w值與待折彎的高強(qiáng)鋼板以及折彎?rùn)C(jī)本身的屬性有非常大的關(guān)系，本發(fā)明通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定具體的補(bǔ)償值，也就是說(shuō)需要預(yù)先進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)來(lái)確定需要補(bǔ)償?shù)姆?。?yōu)選地，所述控制參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊200包括撓度補(bǔ)償模塊；所述撓度補(bǔ)償模塊，用于計(jì)算折彎?rùn)C(jī)的加載壓力P＝K×t2×σ×L/b；通過(guò)對(duì)所述折彎?rùn)C(jī)施加所述加載壓力，得到折彎?rùn)C(jī)沿折彎?rùn)C(jī)的長(zhǎng)度方向的變形值，并繪制變形曲線；將所述變形曲線進(jìn)行鏡像得到變形補(bǔ)償曲線作為撓度補(bǔ)償曲線；其中t為高強(qiáng)鋼板的厚度，σ為高強(qiáng)鋼板的抗折強(qiáng)度，L為高強(qiáng)鋼板長(zhǎng)度，b為凹模開(kāi)口寬度，K為所述折彎?rùn)C(jī)的折彎系數(shù)。本發(fā)明提供的一種撓度補(bǔ)償曲線如圖4所示。優(yōu)選地，所述目標(biāo)折彎深度為所述折彎?rùn)C(jī)的油缸位移。油缸位移的計(jì)算方法如圖5所示，其中折彎?rùn)C(jī)上模的沖頭在起始位置時(shí)，油缸的坐標(biāo)為Y0，折彎?rùn)C(jī)上模的沖頭與待折彎的高強(qiáng)鋼接觸時(shí)，油缸的坐標(biāo)為Y1，折彎?rùn)C(jī)上模的沖頭達(dá)到彎折的目標(biāo)折彎深度時(shí)，油缸的坐標(biāo)為Y2，由此可以算出目標(biāo)折彎深度=Y2-Y1。此僅為示例的計(jì)算方式，也可以采用其他的計(jì)算方式，例如以沖頭與高強(qiáng)鋼接觸的地方作為原點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算等等。為了使得折彎角度達(dá)到目標(biāo)折彎角度θ，需要在折彎的過(guò)程中使彎折角度達(dá)到初始彎折角度θ2，θ2<θ，在折彎?rùn)C(jī)的沖頭離開(kāi)被折彎的高強(qiáng)鋼板之后，高強(qiáng)鋼板通過(guò)回彈，可以使得折彎角度達(dá)到目標(biāo)折彎角度θ，從而完整整個(gè)折彎的過(guò)程。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括檢測(cè)模塊，用于對(duì)折彎后的高強(qiáng)鋼進(jìn)行角度檢測(cè)；所述折彎執(zhí)行模塊，還用于在折彎后的高強(qiáng)鋼的實(shí)際彎折角度不符合目標(biāo)折彎角度的情況下，繼續(xù)控制所述折彎?rùn)C(jī)折彎所述高強(qiáng)鋼。鑒于仿真系統(tǒng)與真實(shí)系統(tǒng)存在一些差距，以及材料的特性可以與得到的參數(shù)并不完全一致等原因，在進(jìn)行折彎之后得到的工件可能不符合質(zhì)量的要求，也就是說(shuō)實(shí)際的彎折角度和目標(biāo)彎折角度不符，例如實(shí)際的彎折角度與目標(biāo)彎折角度之間的誤差大于預(yù)定值，此時(shí)可以控制折彎?rùn)C(jī)再次對(duì)所述待折彎的高強(qiáng)鋼進(jìn)行折彎，直至符合目標(biāo)折彎角度為止?？梢栽诓僮鞯倪^(guò)程中設(shè)定折彎的次數(shù)，在折彎次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，還沒(méi)有達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)折彎角度，則可以結(jié)束整個(gè)折彎過(guò)程。需要說(shuō)明的是，此處所考慮的情形為，鑒于高強(qiáng)鋼良好的回彈特性，折彎的角度可能達(dá)不到預(yù)期的需求，如果折彎的角度超過(guò)預(yù)期的角度，并且大于誤差允許的范圍，那么這個(gè)折彎操作就失敗了。相應(yīng)地，如圖6所示，本發(fā)明提供了一種控制高強(qiáng)鋼折彎的方法，該方法包括：利用數(shù)值模擬計(jì)算待折彎高強(qiáng)鋼的初始折彎角度和目標(biāo)折彎深度（步驟601）；針對(duì)折彎?rùn)C(jī)的機(jī)架變形進(jìn)行撓度補(bǔ)償，并計(jì)算出所述折彎?rùn)C(jī)需要加載的壓力（步驟602）；根據(jù)所述目標(biāo)折彎深度、所述撓度補(bǔ)償以及所述需要加載的壓力控制所述折彎?rùn)C(jī)折彎所述高強(qiáng)鋼（步驟603）；檢測(cè)折彎后的高強(qiáng)鋼是否符合目標(biāo)折彎角度（步驟604），例如折彎角度是否達(dá)到了目標(biāo)折彎角度，如果達(dá)到了目標(biāo)折彎角度，則結(jié)束整個(gè)流程，否則繼續(xù)控制折彎?rùn)C(jī)折彎所述高強(qiáng)鋼（步驟603）。以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。