數控彎管機控制系統的製作方法
2023-09-24 01:06:05
本實用新型涉及一種數控技術，特別涉及一種數控彎管機控制系統。
背景技術：
目前，彎管機技術如今在我國廣泛用於電力施工，公鐵路建設，鍋爐、橋梁、船舶、家俱、家電和裝潢等行業，其工藝隨著現代技術的進步也在不斷發展。傳統的二維式的彎管機已無法滿足複雜的工業需要。三維數控彎管機正是在這一背景下逐漸開發成熟。可程序設計控制器（PLC）在彎管機控制系統中的應用給複雜要求的彎管系統提供技術保證。但是，我國的彎管機發展還存在一些問題：如自動升降但是旋轉還是有點困難。主要原因是精度不夠以及模具的熱處理方面欠缺。
現有的數控彎管機一般都是以液壓驅動各部分動作，且沒有運動的實時反饋，不能達到實時監控的目的。液壓彎管機的扭力不均勻，故其控制需要經工藝即人工的調整來實現且調整的精度不可控，往往容易造成彎管的變薄或者損壞，嚴重影響了彎管效率，加大了工作成本。
技術實現要素：
本實用新型是針對數控彎管機控制驅動存在的問題，提出了一種數控彎管機控制系統，提高數控彎管機的精度。
本實用新型的技術方案為：一種數控彎管機控制系統，數控彎管機底座上固定一基座，基座上有水平方向同高度兩條進送小車導軌，數控彎管機機組側面有水平方向的一條A軸進送軸導軌，進送軸伺服電機帶動進送小車沿著進送小車導軌上水平方向運動，直管插入安裝在進送小車上，直管的一端連接旋轉軸伺服電機可驅動直管旋轉，旋轉軸伺服電機輸出軸方向安裝有C軸旋轉軸脈衝傳感器，數控彎管底座上，基座的頂端有豎直安裝的彎曲軸，彎曲軸上有彎曲軸增力機和B軸彎曲軸伺服電機，彎曲軸下安裝轉角軸脈衝編碼器和轉角軸半空式扭矩傳感器，彎曲軸傍邊有直角架形E軸推進軸推板，推進軸推板下有垂直與進送小車導軌的推進板導軌，進送小車上的直管在彎曲軸和推進軸推板之間，推進軸伺服電機帶動推進軸推板沿著推進板導軌運動，彎曲軸傍邊有直角架形D軸轉角軸推板，彎曲軸位於轉角軸推板與基座之間，轉角軸導軌與進送小車導軌方向相同，為水平方向，轉角軸伺服電機帶動轉角軸推板沿著轉角軸導軌水平移動， E軸推進軸推板和D軸轉角軸推板上均裝有推進板壓力傳感器和轉角板壓力傳感器，採集推板即彎管料所受壓力送入嵌入式計算機；
B軸彎曲軸伺服電機下方加入轉角增力機，在旋轉角底部加上的半空式扭矩傳感器實時監控轉角力送入嵌入式計算機；
B,C軸兩旋轉軸下脈衝編碼器採集轉軸轉速及轉角偏移送入嵌入式計算機；
嵌入式計算機控制ABCDE五軸運動模塊，各運動模塊的伺服電機驅動，驅動電機使各軸工作。
所述嵌入式計算機外接觸摸顯示器，通過觸摸顯示器輸入參數與故障顯示。
本實用新型的有益效果在於：本實用新型數控彎管機控制系統，適應當前彎管生產工藝中多品種多批量的要求，高效，精確，安全，人性化的控制彎管工具機，大大增強了彎管工具機的工作效率，節約了使用者的資源。
附圖說明
圖1為本實用新型數控彎管機控制系統結構示意圖；
圖2為本實用新型數控彎管機控制系統工作原理圖；
圖3為本實用新型數控彎管機控制系統功能模塊圖。
具體實施方式
如圖1所示數控彎管機控制系統結構示意圖，數控彎管機底座上固定一基座，基座上有水平方向同高度兩條進送小車導軌14，數控彎管機機組側面有水平方向的一條進送軸（A軸）導軌15，進送軸伺服電機16帶動進送小車19沿著進送小車導軌14上水平方向運動，直管插入安裝在進送小車19上，直管的一端連接旋轉軸伺服電機18可驅動直管旋轉，旋轉軸伺服電機18輸出軸方向安裝有旋轉軸（C軸）脈衝傳感器17，數控彎管底座上，基座的頂端有豎直安裝的彎曲軸3，彎曲軸3上有彎曲軸增力機2和彎曲軸（B軸）伺服電機1，彎曲軸3下安裝轉角軸脈衝編碼器10和轉角軸半空式扭矩傳感器11，彎曲軸3傍邊有直角架形推進軸（E軸）推板8，推進軸（E軸）推板8下有垂直與進送小車導軌14的推進板導軌13，進送小車19上的直管在彎曲軸3和推進軸推板8之間，推進軸伺服電機12帶動推進軸推板8沿著推進板導軌13運動，彎曲軸3傍邊有直角架形轉角軸（D軸）推板4，彎曲軸3位於轉角軸推板4與基座之間，轉角軸導軌6與進送小車導軌14方向相同，為水平方向，轉角軸伺服電機7帶動轉角軸推板4沿著轉角軸導軌6水平移動，推進軸推板8和轉角軸推板4上均裝有推進板壓力傳感器9和轉角板壓力傳感器5。
推進軸伺服電機16啟動，送料小車19沿導軌14推進，彎曲軸伺服電機1啟動，轉矩增力機2測定轉動壓力控制彎曲軸3轉動，推進軸推板8由推進軸伺服電機12控制沿推進板導軌13向料方向運動，推進板壓力傳感器9測定壓力，到達一定位置，轉角軸推板4由轉角軸伺服電機7帶動沿轉角軸導軌6運動，改變彎管角度，轉角板壓力傳感器5測定實時壓力，旋轉軸伺服電機18旋轉，旋轉軸脈衝編碼器17實時監測轉速轉角偏差，進送軸伺服電機16帶動進送小車19運動，重複上述操作，實現彎管。
如圖2所示數控彎管機控制系統工作原理圖，系統包括：嵌入式計算機，ABCDE軸運動控制模塊，ABCDE軸伺服驅動，壓力傳感器，脈衝編碼器，扭矩傳感器，轉軸增力機，外接觸摸顯示器。由嵌入式計算機控制ABCDE五軸運動模塊，各運動模塊的伺服電機驅動，驅動電機使各軸工作。且分別在BC旋轉軸由脈衝編碼器監測轉速及轉角偏差，壓力傳感器監測DE軸推板表面壓力，B軸彎曲軸伺服電機由扭矩傳感器監測扭矩，最後將傳感器信號反饋回計算機，進行下一步動作。
彎管機五軸均用伺服電機控制相比液壓彎管機在運行速度上有明顯的提升，本實用新型彎曲軸（B軸）伺服電機1下方加入轉角增力機2，在旋轉角底部加上的半空式扭矩傳感器11後可實時監控轉角力傳回計算機，使轉角力度實時可控，然而液壓式的彎管機的響應速度大大低於伺服電機，這也是本實用新型啟用伺服電機的一個關鍵原因。在DE兩軸推板上加上了壓力傳感器實時的推板即彎管料所受壓力，反饋到計算機可控制伺服電機是兩軸由壓力變化實時進退，做到了真正的自動化。在B,C兩旋轉軸加入脈衝編碼器實施監控轉軸轉速及轉角偏移，使轉速可控。本實用新型是從控制到實時反饋兼備的完整的數控彎管機。
如圖3所示，本實用新型數控彎管機的功能模塊包括：彎管參數設定模塊，彎管回彈補償計算模塊，彎管模式選擇模塊，幹涉保護模塊，進送方式選擇模塊，數據記錄模塊，分段退芯功能模塊，智能故障診斷模塊，自檢模塊以及限位模塊。彎管參數設定模塊中可根據加工要求設定彎管參數；彎管回彈補償計算模塊可計算彎管的角度補償系統，操作人員可根據此係數人工補償或調整參數；幹涉保護模塊包括：導模幹涉保護、輪模幹涉保護、託管幹涉保護和極限位置保護；進送方式選擇模塊可選擇直送或夾送方式；數據記錄模塊可計數當日產量數、累計產量數並保存歷史數據；智能故障診斷模塊可對手動、半自動和自動條件下的加工故障進行實時報警，並提示故障原因和處理方法；自檢模塊表明工件加工前可自動檢測所加工的資料是否正確，並顯示錯誤信息；限位模塊設定料車上料及停止位置，並設有最大距離及彎管件最大彎角防止工具機撞擊。
本實用新型數控彎管機控制系統採用嵌入式計算機，運動控制器函數庫，DI/DO卡硬體驅動程序等實現。該系統擁有設備運動控制、狀態監控、故障診斷、歷史資料庫、報警信息庫等功能，能夠根據用戶輸入的彎管參數和選定的各種輔助加工功能選擇項，自動進行加工位置程序的計算，並同時計算出各種補償係數。該主控軟體提供給操作人員具有良好交互性的操作方式，並在整機設備的安全性以及加工精度的可靠性上提供多重保證，以及最大限度地滿足使用者的需求。