题目：薄板冲压成形件抗凹性试验机系统研究及开发

薄板冲压成形件在横向集中载荷的作用下，抵抗凹陷挠曲及局部凹痕变形、保持形状的能力称为抗凹性，它是评价和反映薄板冲压成形件表面质量和使用性能的一项重要指标和特性。随着汽车工业的迅速发展，汽车制造商、钢铁公司等为了使其生产的汽车板及覆盖件能满足抗凹性能要求，需要在实际生产中对薄板冲压成形件抗凹性进行检验和评估，以此不断优化零件的设计和冲压成形工艺。因此，开发一套薄板冲压成形件抗凹性试验机系统对于研究汽车板及覆盖件的抗凹性能以及抗凹性检验评估具有十分重要的意义。本课题来源于首钢技术研究院的薄板成形抗凹性试验机系统设计开发项目。本文系统的论述了该试验机系统机械结构设计、硬件控制电路设计、控制软件开发及应用，并详细介绍了实现自动法向加载功能的关键技术。 本文首先论述了薄板冲压成形件抗凹性试验机理，以及国内汽车板及覆盖件的抗凹性试验技术研究。并结合当前国内外研制的板材成形抗凹性试验机系统只能对平板试件、胀形试件以及双曲扁壳模拟覆盖件进行试验的特点，提出了开发具有自动法向加载功能的薄板冲压成形件抗凹性试验机系统的目标。 在薄板冲压成形件抗凹性试验机系统的设计中，试验机机械结构采用了高精度滚珠丝杆和直线导轨结合的传动方式，同时结合高速发展的计算机控制技术和软件技术，采用“PC+运动控制器”控制模式，基于PMAC可编程多轴运动控制器，设计开发了一套6个自由度薄板冲压成形件抗凹性试验机的硬件控制系统。 通过对薄板冲压成形件抗凹性试验机的机构运动进行简化，采用Denavit-Hartenberg（D-H）方法对机构运动的连杆和关节建立了数学模型，并推导了描述试验机加载压头姿势的总体变换矩阵，并在此基础上提出了抗凹性试验机自动法向加载功能实现的法矢求解算法和加载压头的运动轨迹路径。 基于Borland Delphi7.0软件平台，自主开发了薄板冲压成形件抗凹性试验机控制软件系统。在开发过程中，采用结构化、模块化、通用性的设计思想，将抗凹性试验机控制软件系统的控制、管理等功能分为上位机软件和下位机软件两大模块。该控制软件系统具有对覆盖件待测试验点自动法向加载的控制功能，能完成试验数据及运动状态显示、伺服驱动、终端执行机构路径规划及定位等任务，实现了加载压头姿势的精确控制，为薄板冲压成形件的抗凹性能评估提供了真实的、可靠的依据。 试验机系统调试完成以后，通过专业计量人员测试计量表明，系统精度完全达到了设计要求，并通过大量试验应用表明，试验机系统功能稳定，可靠性高，为薄板成形覆盖件抗凹性试验的规范化和统一化提供了保障和依据。