CN101509866B - 数控板材弯曲成形性能试验机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数控板材弯曲成形性能试验机，包括：液压机架部分，液压机架采用三梁四柱式结构，主油缸固定于上横梁上方，主油缸活塞杆下端安装力传感器和上模座，中横梁上面有T形槽；液压站，由液压泵、换向阀、比例阀组成，液压泵通过液压管分别与比例阀、换向阀及主油缸相连；模具部分，包括弯曲凸模、弯曲凹模、模座、丝杠、导轨；其中，丝杠从中部分为两段不同旋向的螺纹；检测控制系统，由控制箱、工控机、显示器、力传感器、位移传感器、步进电机组成，力传感器安装在主油缸活塞下部，位移传感器安装于上横梁下方，步进电机安装在模座上并与丝杠连接，工控机通过数据线与控制箱连接，显示器用来显示当前工控机运行状态和参数。

Description

数控板材弯曲成形性能试验机
技术领域
本发明一种数控板材弯曲成形性能试验机，是指可以完成金属板材弯曲性能试验的试验装置：属于板材成形性试验机技术领域。
背景技术
弯曲试验是评价板材弯曲成形性能最常用的方法，由于飞机和汽车上的很多零件都是通过冲压弯曲而成形，因此如何正确评价板材的弯曲性能具有重要的现实意义，为此世界各国或各个大公司都制定了相应的弯曲试验标准，我国也不例外。然而目前国内按照国标做弯曲试验时通常在单拉试验机或者普通液压机上进行，所用模具也比较简单，因此存在操作繁琐，精度低等缺点，主要体现在：1)弯曲凹模的开度需要人工调节，效率低；2)凸模下压的行程无法精确控制，导致弯曲角精度无法保证；3)无法获得凸模载荷和行程曲线；4)试验结束后试件不易取下。
发明内容
本发明的目的在于克服目前弯曲试验过程中的不足，提供一种由计算机控制的数控板材弯曲成形性能试验机，实现弯曲试验过程的自动进行，最大限度的提高弯曲试验效率和弯曲试验的精度，并可以获得凸模载荷和行程的数据曲线。
本发明一种弯曲性能试验机，其具体包括：
(1)液压机架部分，液压机架采用三梁四柱式结构，主油缸固定于上横梁上方，主油缸活塞杆下端有接口，用于安装力传感器和上模座，中横梁上面有T形槽，用来安装模具。
(2)液压站，由液压泵、换向阀、比例阀组成，液压泵通过液压管分别与比例阀、换向阀及主油缸相连，为系统提供动力。
(3)模具，包括弯曲凸模、弯曲凹模、模座、丝杠、导轨。其中，丝杠从中部分为两段不同旋向的螺纹，步进电机通过驱动丝杠转动，使安装在丝杠上的弯曲凹模产生对向开合运动。
(3)检测控制系统，由控制箱、工控机、显示器、力传感器、位移传感器、步进电机等组成。力传感器安装在主油缸活塞下部，位移传感器安装于上横梁下方，步进电机安装在模座上并与丝杠连接。工控机通过数据线与控制箱连接，对整个试验机的运行进行实时检测和控制，显示器用来显示当前工控机运行状态和参数。其中，控制箱包括数据采集卡、控制卡、PLC(可编程控制器)等，其中数据采集卡通过数据线分别与位移传感器、力传感器及工控机连接，控制卡通过数据线分别与工控机、PLC、步进电机、比例阀连接，PLC还进一步与换向阀连接。力传感器和位移传感器采集的信号通过控制箱传送给工控机，同时控制箱接收工控机发来的指令来控制液压站、主油缸以及步进电机的运转。主油缸活塞的速度由工控机通过控制卡和比例阀来控制，所有的信号传输均通过数据线进行。
本发明一种弯曲试验机，其优点及功效在于：能够方便的实现弯曲试验的自动进行，为板料成形加工提供完备的试验数据。
附图说明
图1是本发明的数控板材弯曲成形性能试验机结构图。
图2是弯曲凹模部分的俯视图。
图3检测控制系统的硬件组成与结构示意图
图4控制软件流程图
图中具体标号如下：
1.主油缸  2.主油缸活塞杆  3.位移传感器  4.弯曲凸模  5.试件  6.丝杠  7.模座  8.导轨9.下横梁  10.上横梁  11.力传感器  12.上模座  13.立柱  14.弯曲凹模  15.步进电机  16.中横梁  17.液压站  18.比例阀  19.液压泵  20.换向阀  21.控制箱  22.数据采集卡  23.控制卡  24.PLC  25.工控机  26.显示器
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1中，液压机架由上横梁10、中横梁16、下横梁9以及四个立柱13组成，主油缸1固定于上横梁10上方，主油缸活塞杆2下端有接口，用于安装力传感器11和上模座12，上模座12下端用来安装弯曲凸模4，中横梁16上面有T形槽，用来安装模具。
图1中液压站17由液压泵19、换向阀20、比例阀18组成，液压泵19通过液压管分别与比例阀18、换向阀20与主油缸1相连，控制主油缸1的上下运动，为系统提供动力。
图1和图2中模具，包括弯曲凸模4、弯曲凹模14、模座7、丝杠6、导轨8、步进电机15。弯曲凹模14、丝杠6、导轨8、步进电机15均安装于模座7上，丝杠6与弯曲凹模14为螺纹配合，弯曲凹模14开合运动由丝杠转动来驱动，导轨8与弯曲凹模14为平面接触，作用是保证弯曲凹模14运动的直线度，丝杠6从中部分为两段不同旋向的螺纹，步进电机15通过驱动丝杠6转动，使安装在丝杠6和导轨8上的弯曲凹模14的两部分产生对向直线开合运动。
图1中的检测控制系统，由控制软件(流程图见图4)、控制箱21、工控机25、显示器26、力传感器11、位移传感器3、步进电机15等组成。力传感器11安装在主油缸活塞2下部，直接测量活塞杆上安装的弯曲凸模4承受的载荷大小，位移传感器3安装于上横梁10下方，步进电机15安装在弯曲模座7上并与丝杠6连接。工控机25通过数据线与控制箱21连接，对整个试验机的运行进行实时检测和控制，显示器26用来显示当前工控机运行状态和参数；控制箱21(见图3)包括数据采集卡22、控制卡23、PLC(可编程控制器)24等，其中数据采集卡22通过数据线分别与位移传感器3、力传感器11及工控机25连接，控制卡23通过数据线分别与工控机25、PLC24、步进电机15、比例阀18连接，PLC24还进一步与换向阀20连接。力传感器11和位移传感器3采集的信号通过控制箱21传送给工控机25，同时控制箱21接收工控机25发来的指令来控制液压站17、主油缸1以及步进电机15的运转。主油缸活塞2的速度由工控机25通过控制卡23和比例阀18来控制，所有的信号传输均通过数据线进行，具体的连接线路见图3。
板材弯曲成形性能试验主要有以下几个动作：
●运行控制软件，设置板材厚度、弯曲半径等参数，点击确定；
●工控机发送指令，控制步进电机驱动丝杠自动调节凹模开口度；
●将试件放置在凹模上；
●设置弯曲角度、凸模速度等参数，开始试验；
●主油缸活塞下行，凸模工作；
●试件弯曲变形成功或破裂，实验结束，主油缸活塞带动凸模上行；
●步进电机驱动丝杠使凹模开口变大；
●取下试件，试验结束；
上述动作都是通过控制液压阀和步进电机来完成。

Claims (2)

1.一种数控板材弯曲成形性能试验机，该试验机包括：
液压机架部分，液压机架采用三梁四柱式结构，主油缸固定于上横梁上方，主油缸活塞杆下端有接口，用于安装力传感器和上模座，中横梁上面有T形槽，用来安装模具；
液压站，由液压泵、换向阀、比例阀组成，液压泵通过液压管分别与比例阀、换向阀及主油缸相连，为所述试验机提供动力；
模具部分，包括弯曲凸模、弯曲凹模、模座、丝杠及导轨；
弯曲凹模、丝杠、导轨和步进电机均安装于模座上，丝杠与弯曲凹模为螺纹配合，弯曲凹模开合运动由丝杠转动来驱动，导轨与弯曲凹模为平面接触，以保证弯曲凹模运动的直线度，丝杠从中部分为两段不同旋向的螺纹，步进电机通过驱动丝杠转动，使安装在丝杠和导轨上的弯曲凹模的两部分产生对向直线开合运动；
其特征在于：该试验机进一步包括：
检测控制系统，由控制箱、工控机、显示器、力传感器、位移传感器及步进电机组成，力传感器安装在主油缸活塞杆下部，位移传感器安装于上横梁下方，步进电机安装在模座上并与丝杠连接，工控机通过数据线与控制箱连接，对整个试验机的运行进行实时检测和控制，显示器用来显示当前工控机运行状态和参数。
2.根据权利要求1所述的一种数控板材弯曲成形性能试验机，其特征在于：所述的控制箱包括数据采集卡、控制卡、PLC，其中数据采集卡通过数据线分别与位移传感器、力传感器及工控机连接，控制卡通过数据线分别与工控机、PLC、步进电机、比例阀连接，PLC还进一步与换向阀连接；力传感器和位移传感器采集的信号通过控制箱传送给工控机，同时控制箱接收工控机发来的指令来控制液压站、主油缸以及步进电机的运转；主油缸活塞的速度由工控机通过控制卡和比例阀来控制，所有的信号传输均通过数据线进行。
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