專利名稱：數字化彎管機的制作方法
技術領域：
數字化彎管機技術領域[0001]本實用新型涉及一種數字化彎管機，屬機械技術領域。
技術背景[0002]隨著科學技術的不斷提高和工業生產的迅速發展，經過彎曲加工的管件廣泛應 用于工程機械、鍋爐、石油化工、輕工、管道工程、航空航天、家用電器、鍋爐及壓力 容器、空調制造、汽車、等工業部門中。[0003]彎管的工藝過程是一個復雜的彈性、塑性變形過程，由于彎曲鋼材在彎曲過程 中具有彈性及塑性，因此如果不很好的克服這一特性彎管的效果不盡人意；又由于不同 材料的鋼材具有不同的彈性和塑性，因此一種裝置能夠滿足不同鋼材的彎曲更為困難； 加之三相大功率步進電機價格較為昂貴，因此目前多數采用三相交流電機，由于三相電 機慣性的影響嚴重影響彎管的精度。[0004]目前仍有許多廠家還是采用手工彎管的方式來加工彎管，彎曲后很容易出現外 觀有刮花和夾傷、管口不圓整、彎位處內外表面有起皺、管內有銅粉銅屑等現象，工作 效率低，而且無法保證精度。彎管質量的好壞將直接影響到上述行業產品的安全性和可 靠性。為了滿足用戶對不同形狀、不同規格的彎管的需求，提高管材彎曲加工的質量和 工效，使用數字化彎管機是各個彎管廠家必然的發展方向。[0005]為了提高生產設備的柔性和效率，滿足產品的多樣化的需要，目前數字化彎管 機大致可以分為以下幾類(1)直接采用數控系統。優點是采用微電腦智能技術自動控 制彎管的整個過程，不須人工干預。缺點是彎曲管件有限，不能滿足不同彎曲管件的需 求，靈活性差。( 采用工業級計算機、伺服運動控制板卡、交流伺服單元。軟件由VC 或VB等可視化程序實現，優點是充分利用計算機資源，實現復雜的彎管運動控制，角度 精確定位等。缺點是造價昂貴。[0006]分析以上現有的數控彎管機，有的功能過于單一，有的造價昂貴，不能滿足用 戶的需求。因此運用現代科技的新方式設計出實用又可行的數字化彎管裝置，將會贏得 社會效益與經濟效益的雙豐收。發明內容[0007]本實用新型的目的是，彌補現有彎管機的不足之處，要設計一種具有操作簡 便，精度高，實用性強，經濟效益高的新型數字彎管機，以滿足當前經濟發展的需求。[0008]本實用新型的技術方案是[0009]本實用新型針對上述不足，采用單片機系統(MCU)、位置速度控制單元、壓力 傳感器、伺服機構等控制彎管的全過程。所設計的系統具有手動和自動操作方式，自動 方式下又可分為步進跟隨彎曲和原貫穿彎曲，便于加工多種多樣的彎管。對于具有不同 彎曲半徑的管件，采用上下模切換來實現彎管加工。對于具有特殊加工要求的彎管，設 計了聯動、分解及相應的輔助動作，避免機械干涉，實現了彎管過程的自動化。采用壓力傳感器及位置速度控制單元有效地提高了彎管的精度，彎管精度達到士 1。[0010]本實用新型主要由機械系統和控制系統所組成。所述控制系統包括單片機、 壓力傳感器、位置速度傳感器、帶液晶觸摸顯示屏的控制操作面板及執行控制指令的伺 服機構；[0011]所述機械系統包括轉動機械臂、壓模、彎曲模、靠模、固定機械臂、主軸以 及工作臺、交流電動機；[0012]所述壓力傳感器安裝在壓模內側；速度位置傳感器安裝在旋轉主軸里面；[0013]所述壓模、靠模和彎曲模分別通過連接件固定在轉動機械臂、工作臺和固定機 械臂上，壓模、靠模和彎曲模可以根據被彎曲鋼管的管徑大小來進行更換；以適應對于 具有不同彎曲半徑的管件，采用上下模切換來實現不同管徑的金屬管材的彎曲加工。[0014]彎管前，數字化彎管機處于初始狀態，轉動機械臂上的壓模與靠模處于并排位 置，當待加工管件位于壓模和靠模凹槽前的加工工位時，靠模動作將管子壓入彎曲模塊 的凹槽內，與靠模同側的壓模壓緊待彎曲的鋼管工件并繞主軸旋轉，將鋼管彎曲到指定 角度以后壓模和靠模松開，回到原來的位置，一個彎曲過程就完成了。另外還需要一些 彎管輔助動作，如靠模或壓模的夾緊、松開、彎曲模塊的復位等。三個基本動作由伺服 電動機作為執行元件來實現。主軸上有兩臺伺服電機，一臺用來推動小車到達加工位 置，完成直線送進，另一臺負責控制管件旋轉。彎曲動作由伺服電機帶減速裝置來實 現。壓模內側裝有壓力傳感器，因為被彎曲的鋼管工件的彈性及塑性可通過壓力傳感器 測試并克服從而提高彎曲的精度。速度位置傳感器裝入旋轉主軸里面，測試轉動機械臂 旋轉的速度及位置。整個控制過程由MCU單片機來實現。[0015]本實用新型具有手動和自動操作兩種方式，一般首件試制和試模采用手動方 式；批量生產采用自動方式。自動方式又可分為步進跟隨彎曲和原點貫穿彎曲，便于加 工多種多樣的彎管。[0016]本實用新型與現有技術比較的有益效果是，本實用新型在彎管設備中采用壓力 傳感器和速度位置傳感器，并通過單片機控制彎管的各個動作，提高了彎管的彎曲精 度；所設計的系統具有手動和自動操作方式，自動方式下又可分為步進跟隨彎曲和原點 貫穿彎曲，便于加工多種多樣的彎管。對于具有不同彎曲半徑的管件，采用上下模切換 來實現彎管加工。對于具有特殊加工要求的彎管，設計了聯動、分解及相應的輔助動 作，避免機械干涉，實現了彎管過程的自動化。
[0017]附圖為本實用新型數字化彎管機的外形結構示意圖[0018]其中圖號表示為1轉動機械臂；2壓模；3被彎曲的鋼管工件；4彎曲模；5 靠模；6固定機械臂；7工作臺；8工作臺支架；9電源開關；10控制按鈕；11交流三相 電動機；12液晶觸摸顯示屏；13操作面板。
具體實施方式
[0019]本實用新型實施例由機械系統和控制系統所組成。機械系統包括轉動機械臂 1、壓模2、彎曲模4、靠模5、固定機械臂6、主軸以及工作臺7、交流三相電機11等；控制系統包括單片機(MCU)、壓力傳感器、位置速度控制單元、帶液晶觸摸顯示屏12 的控制操作面板13及執行控制指令的伺服機構(各種伺服電機)。各機械部件及控制系 統均安裝在工作臺7上。[0020] 彎管前，數字化彎管機處于初始狀態，轉動機械臂1上的壓模2與靠模5處于并 排位置，當待加工管件位于壓模和靠模凹槽前的加工工位時，靠模5動作將管子壓入彎 曲模塊4的凹槽內，與靠模5同側的壓模2壓緊待彎曲的鋼管工件3并繞軸動作，將鋼管 彎曲到指定角度以后壓模2和靠模5松開，回到原來的位置，一個彎曲過程就完成了。另 外還需要一些彎管輔助動作，如靠模5壓模2的夾緊、松開、彎曲模塊4的復位等。三 個基本動作由伺服電動機作為執行元件來實現。主軸上有兩臺伺服電機，一臺用來推動 小車到達加工位置，完成直線送進，另一臺負責控制管件旋轉。彎曲動作由伺服電機帶 減速裝置來實現。壓模2內側裝有壓力傳感器，因為被彎曲的鋼管工件的彈性及塑性可 通過壓力傳感器測試并克服從而提高彎曲的精度。速度位置傳感器裝入旋轉主軸里面， 測試轉動機械臂1旋轉的速度及位置。整個控制過程由MCU單片機來實現。
權利要求1. 一種數字化彎管機，由機械系統和控制系統所組成，其特征是， 所述控制系統包括單片機、壓力傳感器、位置速度傳感器、帶液晶觸摸顯示屏 (12)的控制操作面板(13)及執行控制指令的伺服機構；所述機械系統包括轉動機械臂(1)、壓模(2)、彎曲模(4)、靠模(5)、固定機械臂 (6)、主軸以及工作臺(7)、交流電動機(11)；所述壓力傳感器安裝在壓模內側；速度位置傳感器安裝在旋轉主軸里面； 所述壓模O)、靠模( 和彎曲模(4)分別通過連接件固定在轉動機械臂(1)、工作 臺⑵和固定機械臂(6)上，壓模O)、靠模(5)和彎曲模⑷可以根據被彎曲鋼管的管 徑大小來進行更換。
專利摘要一種數字化彎管機，由機械系統和控制系統組成。所述控制系統包括單片機、壓力傳感器、位置速度傳感器、帶液晶觸摸顯示屏(12)的控制操作面板(13)及執行控制指令的伺服機構；機械系統包括轉動機械臂(1)、壓模(2)、彎曲模(4)、靠模(5)、固定機械臂(6)。壓模、靠模和彎曲模分別通過連接件固定在轉動機械臂、工作臺和固定機械臂上，壓模、靠模和彎曲模可以根據被彎曲鋼管的管徑大小來進行更換，以適應對于具有不同彎曲半徑的管件，采用上下模切換來實現不同的彎管加工。本實用新型具有手動和自動操作方式，采用壓力傳感器及位置速度控制單元有效地提高了彎管的精度，彎管精度達到±1。本實用新型適用不同管徑的金屬管材的彎曲加工。
文檔編號B21D7/08GK201807642SQ20092018944
公開日2011年4月27日 申請日期2009年10月13日 優先權日2009年10月13日
發明者凌歡, 張向陽, 謝宇, 賈潔 申請人:南昌航空大學