CN104998933A - 一种双机联动扭轴折弯机控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双机联动扭轴折弯机控制方法，双机联动扭轴折弯机包括并排设置的两台扭轴折弯机，所述两台扭轴折弯机的控制系统之间通过同步信号实现同步控制；以其中一台扭轴折弯机的控制系统为主机，向另外一台扭轴折弯机的控制系统发出控制信号，使两台扭轴折弯机的控制系统实现同步控制，在上模下压时，上模检测装置向控制系统反馈上模下压位置和速度，控制系统再控制上模下压速度，使两台扭轴折弯机的上模下压位置和速度保持同步。本发明可以使两台折弯机的折弯机速度同步，同时对一个工件进行折弯，达到了加工大型工件的目的。

Description

一种双机联动扭轴折弯机控制方法

技术领域

本发明涉及机械加工设备，具体涉及扭轴折弯机。

背景技术

在船舶，飞机等行业经常会有大型的金属件成形要求，这时就需要进行双机联动，即，两台折弯机同步工作，可以加工大尺寸工件。这时需要数控系统对两台折弯机进行同步控制，目前只有昂贵的电液同步折弯机及其数控系统有这样的功能，如果采用扭轴折弯机的话，成本会下降很多，最多可以节省20万/套。

进行双机联动的关键技术是调节两个折弯机的折弯机速度同步，同时对一个工件进行折弯才能达到加工大型工件的目的。目前扭轴折弯机的下压速度都是不可调的，所以用扭轴折弯机不可能进行实现双机联动操作。

正是由于扭轴折弯机及其数控系统的结构和功能问题，使用两台扭轴折弯机进行双双机联动，技术上困难很多，因此目前市场上没有折弯机生产企业和用户进行扭轴折弯机进行双机联动操作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种双机联动扭轴折弯机控制方法，实现两台扭轴折弯机的双机联动。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种双机联动扭轴折弯机控制方法，双机联动扭轴折弯机包括并排设置的两台扭轴折弯机，每台扭轴折弯机包括机架、滑块、上模、液压驱动系统以及控制系统，所述液压驱动系统由控制系统进行控制，所述液压驱动系统驱动滑块，所述滑块带动上模上下动作，所述液压驱动系统包括油箱、油泵、电磁压力阀、比例流量阀和油缸，油泵的出油口连通电磁压力阀的进油口，电磁压力阀的压力油口连通比例流量阀的进油口，比例流量阀的出油口连通油缸；所述扭轴折弯机还设有测量上模下压位置和速度的上模检测装置，所述上模检测装置与控制系统通信连接，所述上模检测装置向控制系统反馈上模下压位置和速度；所述两台扭轴折弯机的控制系统之间通过同步信号实现同步控制；

以其中一台扭轴折弯机的控制系统为主机，向另外一台扭轴折弯机的控制系统发出控制信号，使两台扭轴折弯机的控制系统实现同步控制，在上模下压时，上模检测装置向控制系统反馈上模下压位置和速度，控制系统再控制上模下压速度，使两台扭轴折弯机的上模下压位置和速度保持同步。

优选的，还包括电伺服驱动系统，所述电伺服驱动系统包括伺服电机、连接伺服电机与滑块的传动装置，所述伺服电机通过传动装置驱动滑块上下运动。

优选的，所述传动装置包括设在伺服电机输出轴上的齿轮和设在滑块上的齿条，所述齿轮和齿条啮合传动。

优选的，所述液压驱动系统设置有两个油缸，两个油缸分别设置在机架的左右两侧，油缸的活塞顶杆与滑块相连。

优选的，所述上模检测装置为光栅尺装置。

优选的，在折弯机开始工作时，比例流量阀全开，在上模达到变速点时，比例流量阀开始动作，两台扭轴折弯机的控制系统分别调整上模下压速度，使联动的两台扭轴折弯机的上模下压位置和速度都保持同步。

优选的，在折弯机开始工作后，上模达到变速点前的上模快下阶段，控制系统发出指令，控制伺服电机正转，伺服电机控制上模快速下行，直至上模到达变速点。

优选的，在折弯完成后，上模到达上死点前的上模快上阶段，控制系统发出指令，控制伺服电机反转，伺服电机通控制上模块快速上行，直至上模到达上死点。

本发明在两台联动的扭轴折弯机的两个控制系统之间通过通同步信号实现同步控制，同时在液压驱动系统中增加了比例流量阀，并通过上模检测装置测量上模下压位置和速度的，使两台扭轴折弯机可以调节上模下压速度，就是通过控制器可以调节扭轴折弯机的下压速度。因此，本发明可以使两台折弯机的折弯机速度同步，同时对一个工件进行折弯，达到了加工大型工件的目的。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步描述：

图1是两台扭轴折弯机进行双机联动时的结构示意图。

图2是扭轴折弯机的立体结构图；

图3是扭轴折弯机的前视图；

图4是扭轴折弯机的右视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图1所示，双机联动扭轴折弯机由并排设置的两台扭轴折弯机组成，两台扭轴折弯机的结构完全相同，两台扭轴折弯机的控制系统之间通过同步信号实现同步控制。

如图2至图4所示，上述的扭轴折弯机包括机架1、设在机架1上的立板2以及设在立板2上方的滑块3，滑块3的下端设有上模401，立板2的上端设有下模402，机架1的两侧分别设有一个油缸5，两个油缸5通过螺栓固定在机架1上，两个油缸5的活塞杆分别和滑块3相连，工件放置于上模401和下模402之间，通过两个油缸5的活塞杆对滑块3加压使上模401和下模402合拢，对工件进行折弯。

上述的扭轴折弯机还包括伺服驱动系统6、液压驱动系统7和控制系统；伺服驱动系统6包括伺服电机601以及设在伺服电机601和滑块3上的传动装置602，伺服电机601通过传动装置602驱动滑块3上下运动，传动装置602具有两种实施例：

实施例一：传动装置602包括设在伺服电机输出轴上的齿轮6021和设在滑块上的齿条6022，齿轮6021和齿条6022啮合传动。齿轮和齿条的配合结构可靠耐用，成本低。

实施例二：传动装置602包括丝杠和丝母，丝杠与伺服电机输出轴相连，丝母与滑块相连。丝杠和丝母组成滚珠丝杠结构，具有传动效率高、噪音低的优点。

液压驱动系统7包括油箱701、油泵702、电磁压力阀703和两个比例流量阀704，油泵702的进油口和油箱701连通，油泵702的出油口连通电磁压力阀703的进油口，电磁压力阀703的回油口和油箱701连通，电磁压力阀703的压力油口连通两个比例流量阀704的进油口，两个比例流量阀704的出油口分别连通两个油缸5，两个比例流量阀704和两个油缸5上的回油口分别和油箱701连通，油箱701中的液压油通过油泵702抽取进入电磁压力阀703中，当电磁压力阀703的回油口打开时，油泵702抽取的液压油从电磁压力阀703进油口流入后又从电磁压力阀703回油口流回油箱701，两个油缸5的活塞杆对滑块3不输出力矩；当电磁压力阀703的回油口关闭时，油泵702抽取的液压油从电磁压力阀703进油口流入后被输入两个比例流量阀704中，液压油经两个比例流量阀704流入两个油缸5中，两个油缸5的活塞杆对滑块3输出力矩。上述的两个油缸5共用一个油路，这一个油路分上腔油路705和下腔油路706，上腔油路705是油缸5带动上模401向下运动，下腔油路706是油缸5带动上模401返程运动。

所述控制系统包括控制模块、设在滑块3背面的位置传感器以及分别设在滑块3和机架1两侧的两个光栅尺装置9，位置传感器和光栅尺装置9分别与控制模块相连。机架1上设有数控操作面板103，控制模块集成在操作面板103中；位置传感器在滑块3从上死点到达变速点时产生位置信号，位置传感器的位置信号传送至控制模块，控制模块发出反馈指令控制伺服电机601断电并且控制电磁压力阀703对两个油缸5加压；光栅尺装置9包括标尺光栅和光栅读数头，滑块3两侧的背面上分别设置一个光栅读数头，而机架1的两侧分别设置一个标尺光栅，两侧的光栅读数头和标尺光栅分别对应，在滑块3从变速点到下死点的运动过程中，光栅尺装置9将光栅读数头读取的标尺光栅位置信号发送至控制模块，控制模块发出反馈指令控制两个比例流量阀704的液压油流量，从而调节两个油缸5的活塞杆的行程，使安装于滑块3下端的上模401与安装于立板2上端的下模402保持平行，提高折弯精度；变速点是指从油缸5初始加压时滑块3的位置，滑块3从变速点到下死点的过程中，两个油缸5的活塞杆对滑块3施加下压力，上模401和下模402逐渐合拢，设在模401和下模402之间的工件被折弯。

其中，上死点是折弯机上模401在运动时，可以到达的最高点，由机械限位装置确定。下死点是折弯机上模401可以到达的最低点，也由机械限位确定。变速点：首先折弯机上模401在没有接触到待折板料时，运动速度较高，这样可以提高加工效率，但上模401开始接触待折板料时，必须降低速度，以确保加工安全，和加工精度，这就是变速的原因，变速点是根据下模401高度和待折板料的厚度来确定的，这个数值根据折弯机的结构决定的，如果一下模顶点为原点的话，向上为正，变速点与板料厚度相同。

机架1包括两块侧板101，油箱701设在两块侧板101之间，伺服电机601和油泵702分别固定在油箱701的外表面。这样的结构使折弯机尺寸更加紧凑。

滑板3的两侧分别设有限位块301，限位块301上设有限位卡槽3011，两块侧板101上分别设有卡块102，卡块102与限位卡槽3011卡接配合，通过卡块102与限位卡槽3011的配合，能够防止滑块3在升降过程中发生偏移，从而使滑块3滑动更加稳定。

以其中一台扭轴折弯机的控制系统为主机，向另外一台扭轴折弯机的控制系统发出控制信号，使两台扭轴折弯机的控制系统实现同步控制，在上模下压时，上模检测装置(光栅尺装置9)向控制系统反馈上模下压位置和速度，控制系统再控制上模下压速度，使两台扭轴折弯机的上模下压位置和速度保持同步。

在折弯机开始工作时，比例流量阀全开，在上模达到变速点时，比例流量阀开始动作，两台扭轴折弯机的控制系统分别调整上模下压速度，使联动的两台扭轴折弯机的上模下压位置和速度都保持同步。

在折弯机开始工作后，上模达到变速点前的上模快下阶段，控制系统发出指令，控制伺服电机正转，伺服电机控制上模快速下行，直至上模到达变速点。

折弯完成后，上模到达上死点前的上模快上阶段，控制系统发出指令，控制伺服电机反转，伺服电机通控制上模块快速上行，直至上模到达上死点。

每台折弯机的控制方法均包括以下几个阶段：

1)待机阶段：折弯机启动后处于待机状态，油泵702得电启动，此时滑块3处于上死点位置，电磁压力阀703的回油口打开；

2)快下阶段：控制模块发出指令，控制伺服电机601正转，伺服电机601通过传动装置602带动滑块3快速下行，直至滑块3到达变速点，位置传感器产生的位置信号并将位置传感器的位置信号发送至控制模块，控制模块发出反馈信号控制伺服电机601断电以及控制电磁压力阀703的回油口关闭；

3)折弯过程：液压油被压入两个油缸5中，两个油缸5中的活塞杆逐渐伸长带动滑块3以1～5mm/s的速度下行，两个光栅尺装置读取滑块位置下行的位置信号并将光栅尺装置的位置信号发送至控制模块，控制模块发出反馈信号控制两个比例流量阀704的液压油流量，保持上模平行于下模折弯至下死点位置进行保压；

4)快上阶段：保压时间结束后，控制模块发出指令，控制伺服电机601反转，伺服电机601通过传动装置602带动滑块3快速上行，直至滑块3到达上死点，等待下一次折弯。

另外，机架1上设有扭轴同步装置，扭轴同步装置包括设在机架上的两个扭轴座、两端分别和两个扭轴座连接的扭轴8以及设在滑块上的两个摆臂机构，两个扭轴座通过螺栓固定在机架上，摆臂机构包括摆臂、连接板和固定座，固定座的下端和滑块固定连接，固定座的上端和连接板的一端活动连接，连接板的另一端和摆臂的一端活动连接，摆臂的另一端和扭轴活动连接，油泵的转动轴上设有第一传动轮，机架1的两侧分别设有扭轴电机，扭轴电机的输出轴上设有第二传动轮，第一传动轮和第二传动轮通过同步带传动，两个扭轴电机和控制系统相连，控制系统控制两个扭轴电机的输出轴同步运转。

现有技术的扭轴折弯机只采用一个伺服电机，通过连杆机构同时带动两个油缸上的油泵，由于两个油缸相距较远，采用连杆机构来同步两个油缸上的油泵，通常需要很大的力矩，因此，需要采用较大功率的伺服电机，增加了成本，与现有的扭轴折弯机相比，省去了同步两个油缸上的油泵的连杆机构，采用两个电机分别控制两个油缸上的油泵，通过控制模块的控制实现两个电机的输出轴同步运转，从而使两个油缸同步运动，两个电机只需要输出与油泵相匹配的功率，减小了折弯机的总功率，降低了能耗和成本。

Claims (8)

1.一种双机联动扭轴折弯机控制方法，其特征在于：双机联动扭轴折弯机包括并排设置的两台扭轴折弯机，每台扭轴折弯机包括机架、滑块、上模、液压驱动系统以及控制系统，所述液压驱动系统由控制系统进行控制，所述液压驱动系统驱动滑块，所述滑块带动上模上下动作，其特征在于：所述液压驱动系统包括油箱、油泵、电磁压力阀、比例流量阀和油缸，油泵的出油口连通电磁压力阀的进油口，电磁压力阀的压力油口连通比例流量阀的进油口，比例流量阀的出油口连通油缸；所述扭轴折弯机还设有测量上模下压位置和速度的上模检测装置，所述上模检测装置与控制系统通信连接，所述上模检测装置向控制系统反馈上模下压位置和速度；所述两台扭轴折弯机的控制系统之间通过同步信号实现同步控制；

以其中一台扭轴折弯机的控制系统为主机，向另外一台扭轴折弯机的控制系统发出控制信号，使两台扭轴折弯机的控制系统实现同步控制，在上模下压时，上模检测装置向控制系统反馈上模下压位置和速度，控制系统再控制上模下压速度，使两台扭轴折弯机的上模下压位置和速度保持同步。

2.根据权利要求1所述的一种双机联动扭轴折弯机控制方法，其特征在于：还包括电伺服驱动系统，所述电伺服驱动系统包括伺服电机、连接伺服电机与滑块的传动装置，所述伺服电机通过传动装置驱动滑块上下运动。

3.根据权利要求2所述的一种双机联动扭轴折弯机控制方法，其特征在于：所述传动装置包括设在伺服电机输出轴上的齿轮和设在滑块上的齿条，所述齿轮和齿条啮合传动。

4.根据权利要求1所述的一种双机联动扭轴折弯机控制方法，其特征在于：所述液压驱动系统设置有两个油缸，两个油缸分别设置在机架的左右两侧，油缸的活塞顶杆与滑块相连。

5.根据权利要求1所述的一种双机联动扭轴折弯机控制方法，其特征在于：所述上模检测装置为光栅尺装置。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种双机联动扭轴折弯机控制方法，其特征在于：在折弯机开始工作时，比例流量阀全开，在上模达到变速点时，比例流量阀开始动作，两台扭轴折弯机的控制系统分别调整上模下压速度，使联动的两台扭轴折弯机的上模下压位置和速度都保持同步。

7.根据权利要求6所述的一种双机联动扭轴折弯机控制方法，其特征在于：在折弯机开始工作后，上模达到变速点前的上模快下阶段，控制系统发出指令，控制伺服电机正转，伺服电机控制上模快速下行，直至上模到达变速点。

8.根据权利要求6所述的一种双机联动扭轴折弯机控制方法，其特征在于：在折弯完成后，上模到达上死点前的上模快上阶段，控制系统发出指令，控制伺服电机反转，伺服电机通控制上模块快速上行，直至上模到达上死点。