CN102350452B - 一种钢管大半径弧度弯制方法及大弯弯管机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种钢管大半径弧度弯制方法及大弯弯管机，采用推进油缸推动钢管夹紧装置水平移动，钢管夹紧装置夹紧钢管一端，顶弯机构上的定位块夹紧钢管另一端，利用加热装置对钢管弯曲部分进行加热，通过测距控制系统测试钢管的横向移动距离与纵向移动距离，测距控制系统包括两个测距仪，一个测距仪安装在顶弯机构滑轨座上测试钢管的横向移动距离的数据，另一个安装在钢管上方测试钢管的纵向移动距离的数据。与设定弯管的半径进行混合逻辑运算后及时调节定位块上下移动和/或顶弯机构的左右水平移动，最终达到设定的弯曲半径弧度，完成钢管大半径弧度的精确弯制。
Description
技术领域
本发明涉及一种弯管方法及装置，尤其是涉及一种大管径、厚管壁的大半径弧度弯制的方法及其装置。
背景技术
目前市场上存在的弯管设备主要有冷弯弯管机和中频加热弯管机。冷弯弯管机不能实现直径φ219mm以上，壁厚大于δ10.0mm的钢管弯曲。传统的中频加热弯管机虽然可以弥补此缺点，但是采用摇臂夹持旋转方式完成管件的弯制，钢管弯制的半径大小取决于摇臂可移动半径的长短，目前市场能满足的最大弯管半径在10米左右，且占地面积大，操作很不方便。
随着近年飞机航站楼，火车站棚，体育场馆，展览中心等大型桁架结构的建设，急需一种能进行大管径，厚壁钢管的大半径弧度弯制设备。
发明内容
本发明为了克服上述缺陷，提出一种可实现大管径，厚壁钢管的大半径弧度弯制方法及大弯弯管机。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种钢管大半径弧度弯制方法，采用推进油缸推动钢管夹紧装置水平移动，钢管夹紧装置夹紧钢管一端，顶弯机构上的定位块夹紧钢管另一端，利用加热装置对钢管弯曲部分进行加热，通过测距控制系统测试钢管的横向移动距离与纵向移动距离，与设定弯管的半径进行混合逻辑运算后及时调节定位块上下移动和/或顶弯机构的左右水平移动，最终达到设定的弯曲半径弧度，完成钢管大半径弧度的精确弯制。
作为本发明进一步改进，所述测距控制系统包括两个测距仪，一个测距仪安装在顶弯机构滑轨座上测试钢管的横向移动距离的数据，另一个安装在钢管上方测试钢管的纵向移动距离的数据。
按照上述方法所提出的一种大弯弯管机，包括液压推进油缸、钢管夹紧装置、加热装置、顶弯机构、顶弯机构滑轨座、测距控制系统；液压推进油缸的推杆与钢管夹紧装置连接，推动钢管夹紧装置水平移动，钢管固定在钢管夹紧装置上，钢管待弯钢管部位套有加热装置，所述顶弯机构滑轨座设置在加热装置下方，顶弯机构滑轨座上安装有顶弯机构，顶弯机构可以在滑轨座上横向移动，所述顶弯机构上设置有定位块，定位块夹紧钢管，定位块可以在顶弯机构上下移动。
作为本发明的进一步改进，所述测距控制系统包括两个测距仪，一个测距仪安装在顶弯机构滑轨座上测试钢管的横向移动距离的数据，另一个安装在钢管上方测试钢管的纵向移动距离的数据。
本发明解决了大管径、厚壁钢管大半径弧度钢管的弯制，适用于飞机航站楼、火车站棚、体育场馆、展览中心等大型桁架结构的建设用钢管的需要。
附图说明
图1是大弯弯管机主视图；
图2是大弯弯管机俯视图。
图中：1、钢管夹紧装置，2、定位块，3、感应加热器，4、同步液压推进油缸，5、顶弯机构滑轨座，6、顶弯机构，7、钢管，8、推杆，9、激光测距仪A, 10、激光测距仪B。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
一种钢管大半径弧度弯制方法，采用推进油缸推动钢管夹紧装置水平移动，钢管夹紧装置夹紧钢管一端，顶弯机构上的定位块夹紧钢管另一端，利用加热装置对钢管弯曲部分进行加热，通过测距控制系统测试钢管的横向移动距离与纵向移动距离，测距控制系统包括两个测距仪，一个测距仪安装在顶弯机构滑轨座上测试钢管的横向移动距离的数据，另一个安装在钢管上方测试钢管的纵向移动距离的数据。与设定弯管的半径进行混合逻辑运算后及时调节定位块上下移动和/或顶弯机构的左右水平移动，最终达到设定的弯曲半径弧度，完成钢管大半径弧度的精确弯制。整个弯制过程至少包括以下步骤：
1）把需要弯制母材按照所需弯制的尺寸下料；
2）把钢管通过行吊吊运到机床上，钢管一端与油缸连接，另一端通过夹紧模具夹紧固定，安装确认夹具夹好；最好以弯管的内径为基准平面进行固定；
3）加热设备通水通电，确认设备无堵塞现象，设备启动中频感应进行加热；
4）待温度达到设定值时（如把母材加热至850-870度），弯管机启动，液压推进油缸推动加热的钢管沿X轴（水平方向）移动；液压推进油缸的推进距离通过测距控制系统来检测X轴移动的距离，并根据温度调整速度；所述的测距系统可以是磁栅尺或者编码器，其中：
磁栅尺测量时：尺身安装在导轨上，导轨的长度必须大于4.2米，保证其平面平行度0.1mm/1000mm以内；读数头固定在机床本身；达到读数头与光栅尺尺身的平行度为0.1mm左右，读数头与光栅尺尺身之间的间距为1-1.5mm左右；
编码器测量时：需要通过齿条带动齿轮进行转换，将X轴移动的距离转换成旋转的圈数，齿轮与齿条配合的精度高时才能保证编码器测来的数据准确；
5）控制Y轴夹紧模具的上下移动距离；通过测距控制系统测量到X轴的移动距离与设定的弯管半径和管径及长度进行混合逻辑（数学模型）运算后，输出信号来控制伺服电机的转动，从而控制Y轴夹紧模具的沿Y轴（垂直方向）上下移动距离。弯制管件过程中，观察设备运行是否平稳，如不平稳及时排除。所述的测距控制系统可以是磁栅尺或者编码器。所述的混合逻辑（数学模型）运算的程序公式为：
弯制过程控制方式：弯制过程中通过测距控制系统测量出包括手动（单步）模式、自动（连续）模式、紧急停止或初始准备状态。根据工艺要求选定一种控制方法，在弯制弯管时设定弯管半径和管径及长度；控制及其控制的结果通过触摸屏界面操作和显示；触摸屏界面包括初始界面，手动模式、自动模式、参数编辑，温度参数编辑和故障报警等界面。各界面之间可以方便、快捷的切换。
手动模式界面主要为手动操作设备的各按钮及其相关的显示；自动模式界面主要完成弯管的自动操作及其相关的显示。参数编辑界面主要用于设置弯管的参数，以及实时地显示当前的弯管参数；
6）设备运行平稳，推制到所需角度停止；
7）确认角度后停止，卸下管件，测量完成。
如附图所示，本发明还提供了一种大弯弯管机，本实施例包括：一对同步液压推进油缸4、钢管夹紧装置1、感应加热器3、顶弯机构6、顶弯机构滑轨座5、测距控制系统；同步液压推进油缸4的推杆8与钢管夹紧装置1连接，推动钢管夹紧装置1水平移动，钢管7固定在钢管夹紧装置1上，钢管7待弯钢管部位套有感应加热器3，通过中频感应进行加热，所述顶弯机构滑轨座5设置在感应加热器3下方，顶弯机构滑轨座5上安装有顶弯机构6，顶弯机构6可以在顶弯机构滑轨座5上横向移动，所述顶弯机构6上设置有定位块2，定位块2夹紧钢管7，定位块2可以在顶弯机构6上下移动；另外，测距控制系统包括激光测距仪A9和激光测距仪B10；激光测距仪可以是磁栅尺或者编码器激光测距仪；其中，激光测距仪B10安装在顶弯机构滑轨座上，用于测试钢管7的横向（x方向）移动距离的数据；激光测距仪A9安装在顶弯机构6上，用于测试钢管7的纵向（y方向）移动距离的数据；将2个测得的数据与测距控制系统混合逻辑运算：
其中：y为钢管7的理论纵向移动距离；x钢管7的理论横向移动距离；r为设定的钢管7弯制半径。
通过进行比较，及时调节定位块2上下移动调整定位块高度和/或及时调节顶弯机构滑轨座5左右横向移动调整顶弯机构的距离，最终达到设定的弯曲半径弧度，再通过同步液压推进油缸4的推进与感应加热器3加热可以完成大半径弧度钢管的弯制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种钢管大半径弧度弯制方法，其特征在于，采用推进油缸推动钢管夹紧装置水平移动，钢管夹紧装置夹紧钢管一端，顶弯机构上的定位块夹紧钢管另一端，利用加热装置对钢管弯曲部分进行加热，通过测距控制系统测试钢管的横向移动距离与纵向移动距离，所述测距控制系统包括两个测距仪，一个测距仪安装在顶弯机构滑轨座上测试钢管的横向移动距离的数据，另一个安装在钢管上方测试钢管的纵向移动距离的数据，与设定弯管的半径进行混合逻辑运算后及时调节定位块上下移动和/或顶弯机构的左右水平移动，最终达到设定的弯曲半径弧度，完成钢管大半径弧度的精确弯制。
2.一种钢管大半径弧度弯制方法，其特征在于：整个弯制过程至少包括以下步骤：
1）把需要弯制母材按照所需弯制的尺寸下料；
2）把钢管通过行吊吊运到机床上，钢管一端与油缸连接，另一端通过夹紧模具夹紧固定，安装确认夹具夹好；以弯管的内径为基准平面进行固定；
3）加热设备通水通电，确认设备无堵塞现象，设备启动中频感应进行加热；
4）待温度达到设定值为母材加热温度850-870度时，弯管机启动，液压推进油缸推动加热的钢管沿X轴移动；液压推进油缸的推进距离通过测距控制系统来检测X轴移动的距离，并根据温度调整速度；
5）控制Y轴夹紧模具的上下移动距离；通过测距控制系统测量到X轴的移动距离与设定的弯管半径和管径及长度进行混合逻辑运算后，输出信号来控制伺服电机的转动，从而控制Y轴夹紧模具的沿Y轴上下移动距离；
6）设备运行平稳，推制到所需角度停止；
7）确认角度后停止，卸下管件，测量完成。
3.如权利要求2所述的一种钢管大半径弧度弯制方法，其特征在于：所述的测距控制系统是磁栅尺或者编码器。
4.如权利要求2所述的一种钢管大半径弧度弯制方法，其特征在于：所述的混合逻辑运算的程序公式为：程序编写方程： 
。
5.一种大弯弯管机，其特征在于：一种大弯弯管机包括液压推进油缸、钢管夹紧装置、加热装置、顶弯机构、顶弯机构滑轨座、测距控制系统；液压推进油缸的推杆与钢管夹紧装置连接，推动钢管夹紧装置水平移动，钢管固定在钢管夹紧装置上，钢管待弯钢管部位套有加热装置，所述顶弯机构滑轨座设置在加热装置下方，顶弯机构滑轨座上安装有顶弯机构，顶弯机构可以在滑轨座上横向移动，所述顶弯机构上设置有定位块，定位块夹紧钢管，定位块在顶弯机构上下移动；所述测距控制系统包括两个测距仪，一个测距仪安装在顶弯机构滑轨座上，另一个安装在钢管上方；所述测距控制系统为激光测距仪；所述液压推进油缸为一对同步液压推进油缸；所述加热装置为感应加热器。
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