CN109530498A - 一种折弯机智能化改造的操作系统和操作方法 - Google Patents

一种折弯机智能化改造的操作系统和操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及折弯机数控智能化领域，具体公开了一种折弯机智能化改造的操作系统和操作方法，在折弯机上安装前定位装置和安装有操作系统的触控控制电路，操作系统包括调试模块、材料预设模块、步骤预设模块和控制模块，通过编辑材料参数、初始化步骤方案、编辑步骤方案、保存步骤方案、加工的步骤实现操作方法。本发明只需要一套成型刀模，不需要专业的划线机或人员画线；仅需一个普工在操作界面选择方案编号和材料参数即可完成全部折弯工艺；对同款型材的非标产品，操作人员只需要直接在操作界面的预设点输入非标变量，减少了非标型材的设定时间和难度；通过预存对应材质、厚度、长度的各角度折弯时刀模的行程参数值，在设定加工步骤时只需通过调用预设角度即可完成折弯机的参数设定。

Description

一种折弯机智能化改造的操作系统和操作方法
技术领域
本发明涉及折弯机数控智能化领域，具体公开了一种折弯机智能化改造的操作系统和操作方法。
背景技术
随着工业化的发展，材料工艺的逐渐成熟，各类板材和型材的运用在生产和生活中越来越普遍。
现代板材和型材加工中，折弯成型是一种很重要的加工工艺。现在的大规模折弯成型生产，普遍采用折弯机进行加工。
现有的折弯机加工流程，首先需要划线机或专业人员进行划线工作，由专业的折弯师父进行折弯加工，针对不用的折弯角需要多套成型刀模，并且由人工操作折弯出的型材精准度低，且针对不同材质、厚度、长度和角度的折弯工艺，需要对折弯机设定不同的刀模参数。在比较复杂的折弯加工步骤中，需要预先规划好哪些折弯步骤先执行，哪些折弯步骤后执行。
确定流程后，如果需要临时调整某个参数来进行非标型材的加工，则需要重新进行划线计算，并确信新的开料尺寸，方法繁琐且容易出错，一旦操作人员出现失误，轻则材料报废，费时费料，严重时甚至会损坏折弯机或者伤及人员，存在极大的安全隐患。
发明内容
为了克服现有的折弯机折弯工艺划线复杂、操作步骤繁琐、人工操作易出错且存在安全隐患的问题，本发明提供一种折弯机智能化改造的操作系统和操作方法。
本发明采用的技术方案是：一种折弯机智能化改造的操作系统，在折弯机上安装前定位装置和安装有操作系统的触控控制电路，所述的操作系统设有操作界面、调试界面和初始化界面，设定步进值为前定位装置相比前一步定位点的相对运动坐标参数，设定定位坐标为前定位装置与折弯机下刀模的刀口的相对位置坐标参数；
所述操作系统包括模块如下：
调试模块，用于在系统安装和调试时通过调试界面对系统参数与折弯机和数控定位装置的实际参数进行匹配；
材料预设模块，在初始化界面通过对材料设定材质、厚度和板材长度范围，并针对该材料的每个常用折弯角度预设好刀模的行程参数，并在操作界面供选择调用；
步骤预设模块，在初始化界面进行操作，包括用于在步骤方案中输入初始绝对值、补偿值、步进值、刀模上限、折弯角度和翻转值的参数输入单元，用于根据输入的参数自动计算定位坐标并且确保加工板材的定位点与折弯机下刀模的刀口位置处于同一水平的参数计算单元，用于对步骤方案设定编号进行保存并提供调用的编号保存单元，用于固化参数以及插入和删除某步骤的步骤调整单元；
控制模块，包括用于在操作界面直接增减某一步骤步进值的步进调整单元，用于显示和控制执行步数以及开始和停止控制的步骤控制单元，以及用于在加工过程中根据翻转值提示操作人员进行所需操作的警示单元；
所述的固化参数是用于在折弯过程中为保证定位精度或因调头加工而重新确定定位点进而对该步骤的定位参数进行固化，固化参数是在执行固化操作步骤的步进值输入栏中直接输入实际定位坐标，固化后系统会自动将该步进值设定步骤的定位坐标。
作为优选的，所述的警示单元的警示方式包括显示屏文字闪烁、声音提示以及警示灯闪烁。
优选的，所述的材料预设模块还包括角度测试单元，在角度测试单元中输入测试行程参数，通过对该厚度、长度材料的板材进行折弯测试角度是否准确。
优选的，所述的步骤预设模块还包括宽度计算单元，自动根据参数输入单元和步进调整单元的参数计算出加工板材的宽度，并在操作界面显示宽度数据。
优选的，所述的控制模块还包括用于显示折弯机当前步骤加工参数的参数显示单元。
优选的，所述的控制模块还包括用于在长时间加工定位出现误差时通过调试界面进行复位以校准定位参数的复位单元。
优选的，所述的编号保存单元可以直接通过调用外部数据文件导入步骤方案并进行保存，并可通过加装的扫码设备，读取条形码或二维码导入系统配置数据。
优选的，所述的控制模块还包括角度数值补偿单元，用于在操作界面输入补偿值即可对前步骤的刀模行程参数进行微调。
一种折弯机智能化改造的操作方法，其实现方法的步骤如下：
S1.编辑材料参数，在材料预设模块中设定好材质、厚度和板材长度范围，并对所需折弯角度的刀模行程参数进行设定并保存，以供随时调用；
S2.初始化步骤方案，新建步骤方案，在参数输入单元中输入初始绝对值、补偿值，所加工板材的宽度等于初始绝对值和补偿值之和；
S3.编辑步骤方案，输入每一步的步进值、刀模上限、折弯角度、翻转值的参数，参数计算单元实时计算出每一步的定位坐标；当部分步骤需要重新确定定位坐标时，对该步骤的步进参数进行固化参数操作，在该步骤的步进值输入栏中直接输入实际定位坐标值，参数计算单元自动将该步进值作为该步骤的定位坐标；
S4.保存步骤方案，通过编号保存单元设定步骤方案的编号并进行保存；
S5.加工，加工人员在操作界面选择材料参数、方案编号，将宽度准确的板材送入折弯机，依靠前定位装置对板材进行定位，通过步骤控制单元控制折弯机开始按步骤方案进行折弯加工，并根据提示进行对应操作。
优选的，所述的步骤S5.加工，还包括在需要加工同样形状的非标型材时，只需要在操作界面的步进调整单元中输入非标型材需要增加或减少的步进值变量，并指定对应的步骤数，即可对指定步骤的步进值进行修改，宽度计算单元和参数计算单元根据步进调整单元输入的变量重新进行计算。
本发明的有益效果是：只需要一套成型刀模，不需要专业的划线机或人员画线，即可完成各种板材折弯工艺的加工。在加工标准型材时，仅需一个普工在操作界面选择方案编号和材料参数即可开始加工，加工时只需要依靠前定位装置对准板材定位点，并根据系统提示执行操作即可完成全部折弯工艺；对同款型材的非标产品，操作人员只需要直接在操作界面的预设点输入非标变量，而不用重新编辑整个加工步骤或者修改后续的全部步骤参数，减少了非标型材的设定时间和难度；本操作系统通过预存对应材质、厚度、长度的各角度折弯时刀模的行程参数值，在设定加工步骤时只需通过调用预设角度即可完成折弯机的参数设定。
附图说明
图1是本发明的操作界面示意图。
图2是本发明的初始化界面示意图。
具体实施方式
参见图1和图2，本发明是一种折弯机智能化改造的操作系统和操作方法，本实施例采用单刀模的折弯机，上刀模为15度的尖刀，下刀模为单刀槽的底模。
首先需要在折弯机上安装前定位装置和安装有操作系统的触控控制电路。
前定位装置是一组固定在折弯机前方的机械臂，机械臂可以在X轴(折弯机的前后方向)和Y轴(折弯机的上下方向)通过数控的步进电机控制移动，机械臂的顶端设有辅助定位模块，其上设有用于放置板材且方便板材定位又不会在板材折弯时限制板材翘起的定位凹槽。
触控控制电路包括设于折弯机操作区域前的触控显示屏和控制电箱，控制电箱内设有包含PLC单片机电路的控制电路，控制电路通过数据线与触控显示屏、机械臂和折弯机控制接口相连，内部安装有采用汇编语言编译的操作系统。
参见图1和图2，操作系统设有操作界面、调试界面和初始化界面，操作系统包括调试模块、材料预设模块、步骤预设模块和控制模块。
设定步进值为前定位装置相比前一步定位点的相对运动坐标参数，坐标参数具体包括定位坐标在X轴的移动距离和在Y轴方向的移动距离；设定定位坐标为前定位装置与折弯机下刀模的刀口的相对位置坐标参数，设定刀模上限是折弯机的上下刀模分离的最大行程参数，输入值以秒为单位。
调试模块，用于在系统安装和调试时通过调试界面对系统参数与折弯机和数控定位装置的实际参数进行匹配。
材料预设模块，由于不用材质、厚度的板材，所需的折弯机参数均不相同，同样材质、厚度的板材，在同一长度范围内，相同折弯角度的折弯机参数相同。因此材料预设模块在初始化界面通过对材料设定材质、厚度和板材长度范围，并针对该材料的每个常用折弯角度预设好刀模的行程参数，既可以操作界面供操作人员选择调用。
材料预设模块还包括角度测试单元，在角度测试单元中输入测试行程参数，通过对该厚度材质和长度的板材进行折弯测试，确认折弯后的角度是否准确。
步骤预设模块，在初始化界面进行操作，包括用于在步骤方案中输入初始绝对值、补偿值、步进值、刀模上限、折弯角度和翻转值的参数输入单元，用于根据输入的参数自动计算定位坐标并且确保加工板材的定位点与折弯机下刀模的刀口位置处于同一水平的参数计算单元，用于对步骤方案设定编号进行保存并提供调用的编号保存单元，用于固化参数以及插入和删除某步骤的步骤调整单元。
控制模块，包括用于在操作界面直接增减某一步骤步进值的步进调整单元，用于显示和控制执行步数以及开始和停止控制的步骤控制单元，以及用于在加工过程中根据翻转值提示操作人员进行所需操作的警示单元。
步进调整单元包括输入变量和指定步骤两个操作，功能为针对指定步骤的步进值加上变量的数值，从而重新通过参数计算单元计算后续步骤的定位坐标，为生产非标型材提供了方便。
其中，固化参数是用于在折弯过程中为保证定位精度或因调头加工而重新确定定位点进而对该步骤的定位参数进行固化，固化参数是在执行固话操作步骤的步进值输入栏中直接输入实际定位坐标，固化后系统会自动将该步进值设定步骤的定位坐标。有了该项操作后，使各步骤的步进值的计算更加简单，操作人员在设定步进值时，一旦遇到需要更换定位点，只需要进行固化操作即可使操作系统确定该步骤新的定位坐标。
步骤预设模块还包括宽度计算单元，自动根据参数输入单元和步进调整单元的参数计算出加工板材的宽度，并在操作界面显示宽度数据。
步骤控制单元具体包括在操作界面的一个显示当前步数的显示框，两个用于调整步数的上下切换按钮，一个开始按钮，一个停止按钮，以及一个与控制电路相连且位于折弯机操控区下方的脚踏式确认开关。开始按钮和停止按钮用于激活步骤方案，当操作人员完成板材所需的翻转掉头和定位操作后，只需要踩一下脚踏式确认开关，操控系统即控制折弯机进行折弯操作并进入下一步。
警示单元包括反面警示、掉头警示和反面+掉头警示、更换定位点等警示内容，在需要操作人员执行对应操作时，系统通过显示屏文字闪烁、声音提示以及警示灯闪烁等方式提醒操作人员执行对应操作。
控制模块还包括角度数值补偿单元，用于在操作界面输入补偿值即可对前步骤的刀模行程参数进行微调，即在执行某一步时，如发觉折弯出的角度不准确，只需要在操作界面的角度数值补偿框中输入刀模参数的补偿值，即可对该步骤的刀模参数进行增加或减少。
控制模块还包括用于显示折弯机当前步骤加工参数的参数显示单元，以及用于在长时间加工定位出现误差时通过调试界面进行复位以校准定位参数的复位单元。
编号保存单元可以直接通过调用外部数据文件导入步骤方案并进行保存，当需要批量对复数控制系统设定步骤方案时，只需要将现成的步骤方案的文件进行读取、拷贝和导入即可，设计人员也可以再电脑等其他设备上编写步骤方案，并导入控制系统。
通过本控制系统，不仅能折弯各种角度，还可以通过连续小间隔的折弯较小的角度，来实现曲面的折弯工艺。
一种折弯机智能化改造的操作方法，实现方法的步骤如下：
S1.编辑材料参数，在材料预设模块中设定好材质、厚度和板材长度范围，并对所需折弯角度的刀模行程参数进行设定并保存，以供随时调用；
S2.初始化步骤方案，新建步骤方案，在参数输入单元中输入初始绝对值、补偿值，所加工板材的宽度等于初始绝对值和补偿值之和；
S3.编辑步骤方案，输入每一步的步进值、刀模上限、折弯角度、翻转值的参数，参数计算单元实时计算出每一步的定位坐标；当部分步骤需要重新确定定位坐标时，对该步骤的步进参数进行固化参数操作，在该步骤的步进值输入栏中直接输入实际定位坐标值，参数计算单元自动将该步进值作为该步骤的定位坐标；
S4.保存步骤方案，通过编号保存单元设定步骤方案的编号并进行保存；
S5.加工，加工人员在操作界面选择材料参数、方案编号，将宽度准确的板材送入折弯机，依靠前定位装置对板材进行定位，通过步骤控制单元控制折弯机开始按步骤方案进行折弯加工，并根据提示进行对应操作。
当需要加工同样形状的非标型材时，在需要加工同样形状的非标型材时，只需要在操作界面的步进调整单元中输入非标型材需要增加或减少的步进值变量，并指定对应的步骤数，即可对指定步骤的步进值进行修改，宽度计算单元和参数计算单元根据步进调整单元输入的变量重新进行计算。
本系统还可通过加装扫码设备，读取条形码或二维码导入以实现自动系统配置，可将条形码或二维码贴在对应的板材上，需要加工时直接扫码，系统即可根据条形码或二维码内的数据，完成方案编号、材料参数和其他各参数的设定，以方便工人的加工操作。
本系统的优点在于只要导入设定好的步骤方案，操作人员只需要在操作界面执行操作或者简单的参数输入即可完成设定的型材以及其非标型材的全部加工工作，不需要经验丰富的专业折弯师父，也不需要学习专业的折弯步骤计算，更不需要靠自己记忆折弯步骤之间的操作，将复杂的设计、计算与调整工作由智能化改造后的操作系统自动执行。因此降低了加工厂的人力成本，提高了生产效率，自动计算的加工参数和数控定位装置还保证了型材的加工精度。同时本套折弯机智能化改造的操作系统和操作方法适用于对现有的绝大部分折弯机进行智能化改造，工厂无需重新采购折弯机。

Claims (10)

1.一种折弯机智能化改造的操作系统，其特征在于：包括在折弯机上安装前定位装置和安装有操作系统的触控控制电路，所述的操作系统设有操作界面、调试界面和初始化界面，设定步进值为前定位装置相比前一步定位点的相对运动坐标参数，设定定位坐标为前定位装置与折弯机下刀模的刀口的相对位置坐标参数；
所述操作系统包括模块如下：
调试模块，用于在系统安装和调试时通过调试界面对系统参数与折弯机和数控定位装置的实际参数进行匹配；
材料预设模块，用于在初始化界面通过对材料设定材质、厚度和板材长度范围，并针对该材料的每个折弯角度预设好刀模的行程参数，并在操作界面供选择调用；
步骤预设模块，包括用于在步骤方案中输入初始绝对值、补偿值、步进值、刀模上限、折弯角度和翻转值的参数输入单元，用于根据输入的参数自动计算定位坐标并且确保加工板材的定位点与折弯机下刀模的刀口位置处于同一水平的参数计算单元，用于对步骤方案设定编号进行保存并提供调用的编号保存单元，以及用于固化参数以及插入和删除某步骤的步骤调整单元；
控制模块，包括用于在操作界面直接增减某一步骤步进值的步进调整单元，用于显示和控制执行步数以及开始和停止控制的步骤控制单元，以及用于在加工过程中根据翻转值提示操作人员进行所需操作的警示单元；
所述的固化参数是用于在折弯过程中为保证定位精度或因调头加工而重新确定定位点进而对该步骤的定位参数进行固化，固化参数是在执行固化操作步骤的步进值输入栏中直接输入实际定位坐标，固化后系统会自动将该步进值设定为定位坐标。
2.根据权利要求1所述的一种折弯机智能化改造的操作系统，其特征是：所述的警示单元的警示方式包括显示屏文字闪烁、声音提示以及警示灯闪烁。
3.根据权利要求1所述的一种折弯机智能化改造的操作系统，其特征是：所述的材料预设模块还包括角度测试单元，用于在角度测试单元中输入测试行程参数，通过对该厚度、长度材料的板材进行折弯测试角度是否准确。
4.根据权利要求1所述的一种折弯机智能化改造的操作系统，其特征是：所述的步骤预设模块还包括宽度计算单元，用于自动根据参数输入单元和步进调整单元的参数计算出加工板材的宽度，并在操作界面显示宽度数据。
5.根据权利要求1所述的一种折弯机智能化改造的操作系统，其特征是：所述的控制模块还包括用于显示折弯机当前步骤加工参数的参数显示单元。
6.根据权利要求1所述的一种折弯机智能化改造的操作系统，其特征是：所述的控制模块还包括用于在长时间加工定位出现误差时通过调试界面进行复位以校准定位参数的复位单元。
7.根据权利要求1所述的一种折弯机智能化改造的操作系统，其特征是：所述的编号保存单元可以直接通过调用外部数据文件导入步骤方案并进行保存，并可通过加装的扫码设备，读取条形码或二维码导入系统配置数据。
8.根据权利要求1所述的一种折弯机智能化改造的操作系统，其特征是：所述的控制模块还包括角度数值补偿单元，用于在操作界面输入补偿值即可对前步骤的刀模行程参数进行微调。
9.一种折弯机智能化改造的操作方法，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的折弯机智能化改造的操作系统，实现方法的步骤如下：
S1.编辑材料参数，在材料预设模块中设定好材质、厚度和板材长度范围，并对所需折弯角度的刀模行程参数进行设定并保存，以供随时调用；
S2.初始化步骤方案，新建步骤方案，在参数输入单元中输入初始绝对值、补偿值，所加工板材的宽度等于初始绝对值和补偿值之和；
S3.编辑步骤方案，输入每一步的步进值、刀模上限、折弯角度、翻转值的参数，参数计算单元实时计算出每一步的定位坐标；当部分步骤需要重新确定定位坐标时，对该步骤的步进参数进行固化参数操作，在该步骤的步进值输入栏中直接输入实际定位坐标值，参数计算单元自动将该步进值作为该步骤的定位坐标；
S4.保存步骤方案，通过编号保存单元设定步骤方案的编号并进行保存；
S5.加工，加工人员在操作界面选择材料参数、方案编号，将宽度准确的板材送入折弯机，依靠前定位装置对板材进行定位，通过步骤控制单元控制折弯机开始按步骤方案进行折弯加工，并根据提示进行对应操作。
10.根据权利要求9所述的一种折弯机智能化改造的操作方法，其特征是：所述的步骤S5.加工，还包括在加工同样形状的非标型材时，在操作界面的步进调整单元中输入非标型材需要增加或减少的步进值变量，并指定对应的步骤数，对指定步骤的步进值进行修改，宽度计算单元和参数计算单元根据步进调整单元输入的变量重新进行计算。
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