曲柄压力机是工业生产中应用最为广泛的锻压机器。目前针对高速化、高精度、数字化控制出现的伺服压力机,由于能够满足塑性加工、难成形材料成形、复杂形状零件成形以及高精度成形等成形工艺的要求而受到更多科研工作者的青睐。有效检测冲压力和下死点的位置精度,将对于提高锻压工艺质量和生产率、降低振动和噪声、节约能源等具有指导意义。 本文在综合研读了该类文献的基础上,介绍了伺服控制系统的硬件构成和软件系统,研究和仿真了曲柄滑块机构的运动学和动力学特性,设计了冲压力、下死点位置以及振动、噪声的测量系统,对滑块在不同运行方式下的相关量进行了大量实验,比较了传统压力机和伺服压力机的冲击性能,验证了伺服控制对于提高压力机性能的效果。 在建立运动学模型时,运用“正向求解法”和“逆向求解法”推导出普遍方程,并对三种特殊运动形式进行仿真。建立动力学模型时,以拉格朗日方程为基础推导冲压力与曲柄转矩的关系。本文重点对冲压力、下死点位置和振动测量系统进行了设计,并按照不同的滑块运行方式进行实验研究和分析,借助于数据采集、分析和在线显示模块,对伺服冲压与传统压力机冲压的相关特性进行了有效的比较分析。冲压力的检测采用压电传感器和数据采集模块,下死点位置的检测采用电涡流传感器和峰值保持电路,噪声测量采用ND2声级计和Matlab软件,振动测量采用压电式加速度传感器和安正软件公司的CRAS信号分析处理系统。