CN110961496A - 基于高精度数控悬臂成型机高硬度板料折弯的智能补偿系统及补偿方法 - Google Patents

基于高精度数控悬臂成型机高硬度板料折弯的智能补偿系统及补偿方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于高精度数控悬臂成型机高硬度板料折弯的智能补偿系统及补偿方法。所述补偿系统包括安装于成型机下模模具底部的多点补偿机构，该多点补偿机构由若干个补偿单元构成，每个补偿单元包括一
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE002
固定斜铁，
Figure 519634DEST_PATH_IMAGE002
固定斜铁上放置
Figure 30250DEST_PATH_IMAGE002
移动斜铁，
Figure 278829DEST_PATH_IMAGE002
移动斜铁由
Figure 18246DEST_PATH_IMAGE002
伺服电机驱动；
Figure 301460DEST_PATH_IMAGE002
移动斜铁上放置
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE004
固定斜铁，
Figure 186239DEST_PATH_IMAGE004
固定斜铁上放置
Figure 296015DEST_PATH_IMAGE004
移动斜铁，
Figure 229336DEST_PATH_IMAGE004
移动斜铁由
Figure 632636DEST_PATH_IMAGE004
伺服电机驱动；每个
Figure 219475DEST_PATH_IMAGE004
移动斜铁上均安装一高精度压力传感器，高精度压力传感器与微处理器电连接。通过上述系统对国有高精度数控悬臂成型机进行高重型汽车吊臂所使用的板料折弯过程中的变形量进行智能补偿，满足了重型汽车吊臂板料折弯的直线度要求，实现了生产大吨位汽车吊臂设备的国产化。

Description

基于高精度数控悬臂成型机高硬度板料折弯的智能补偿系统 及补偿方法
技术领域
本发明涉及高精度数控悬臂成型机技术领域，具体涉及一种基于高精度数控悬臂成型机高硬度板料折弯的智能补偿系统及补偿方法；特别涉及一种基于高精度数控悬臂成型机重型汽车吊臂板料折弯的智能补偿系统及补偿方法。
背景技术
目前，随着国家基础建设力度的加大，对重型汽车起重机械的需求量也逐渐增大，各重型汽车吊臂生产厂家急需高精度数控悬臂成型机来满足其生产需求。然而，由于重型汽车吊臂一般由高硬度板料折制而成，该板料材质不均匀或高精度数控悬臂成型机的滑块受力点不均会导致板料折弯变形不一致，从而影响板料成形的直线度。而国内的高精度数控悬臂成型机无法满足以上所述重型汽车吊臂对板料成形的直线度要求。因此，市面上的高精度数控悬臂成型机大多为进口设备，如意大利COLGAR公司和德国MEYLE公司的高精度数控悬臂成型机。
申请人凭借多年的数控折弯机研发及生产经验分析得出，利用国内的高精度数控悬臂成型机进行重型汽车吊臂生产的技术瓶颈是无法解决重型汽车吊臂所使用的板料折弯过程中的变形补偿问题。
发明内容
为了解决现有技术中上述重型汽车吊臂所使用的板料折弯过程中如何进行变形补偿的技术问题，本发明提供了一种高精度数控悬臂成型机进行重型汽车吊臂板料折弯的智能补偿系统及补偿方法，从而打破国外对高精度数控悬臂成型机设备的垄断。
本发明采用以下技术方案：
一种高精度数控悬臂成型机进行重型汽车吊臂板料折弯的智能补偿系统，包括安装于高精度数控悬臂成型机下模模具底部的多点补偿机构，该多点补偿机构由若干个补偿单元构成，每个补偿单元包括一
Figure DEST_PATH_IMAGE001
固定斜铁，
Figure 367611DEST_PATH_IMAGE001
固定斜铁上放置
Figure 878227DEST_PATH_IMAGE001
移动斜铁，
Figure 126806DEST_PATH_IMAGE001
移动斜铁由
Figure 364758DEST_PATH_IMAGE001
伺服电机驱动；
Figure 975868DEST_PATH_IMAGE001
移动斜铁上放置
Figure 267172DEST_PATH_IMAGE002
固定斜铁，
Figure 799784DEST_PATH_IMAGE002
固定斜铁上放置
Figure 77313DEST_PATH_IMAGE002
移动斜铁，
Figure 11771DEST_PATH_IMAGE002
移动斜铁由
Figure 473976DEST_PATH_IMAGE002
伺服电机驱动；每个
Figure 556202DEST_PATH_IMAGE002
移动斜铁上均安装一高精度压力传感器，所述高精度压力传感器与微处理器电连接。
本发明技术方案尤其适用于WE67K-2500/13000DA66T高精度数控悬臂成型机高硬度板料折弯的智能补偿。
其中，上述高精度压力传感器优选德国倍加福传感器，微处理器优选台达高性能运动控制器。
本发明利用上述系统进行高精度数控悬臂成型机高硬度板料折弯的智能补偿方法，具体步骤为：
（1）若干高精度压力传感器将板料折弯时发生的压力变化数据
Figure DEST_PATH_IMAGE003
传输给微处理器，微处理器将该若干个
Figure 27634DEST_PATH_IMAGE003
数据以压力数据曲线的形式显示在触摸屏上，并计算出其平均值
Figure 128183DEST_PATH_IMAGE004
，同时依据公式
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，计算出正常压力波动范围
Figure 292448DEST_PATH_IMAGE006
并反映在压力数据曲线中；所述
Figure DEST_PATH_IMAGE007
；
（2）微处理器对比分析压力数据曲线中每一个
Figure 127549DEST_PATH_IMAGE003
数据是否在
Figure 605935DEST_PATH_IMAGE006
范围内，通过公式
Figure 593614DEST_PATH_IMAGE008
计算出每个补偿点的补偿值
Figure DEST_PATH_IMAGE009
；因板料压力变化量和复合补偿范围近似成线性正比关系，因此可以采用类比的方法得出
Figure 397622DEST_PATH_IMAGE010
，式中
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为所测压力数据中的最大值，
Figure 985598DEST_PATH_IMAGE012
为所测压力数据中的最小值；
（3）微处理器根据每个补偿点的补偿值
Figure 267675DEST_PATH_IMAGE009
选择补偿方式：考虑到
Figure 31231DEST_PATH_IMAGE002
伺服电机的补偿范围是0～3mm,
Figure 848884DEST_PATH_IMAGE001
伺服电机的补偿范围是0～4.2mm，则y向补偿与x向补偿并用的复合补偿方式补偿范围是0～7.2mm，若
Figure 65101DEST_PATH_IMAGE009
<3mm，则选择采用
Figure 541082DEST_PATH_IMAGE002
伺服电机驱动
Figure 96828DEST_PATH_IMAGE002
移动斜铁进行高精度数控悬臂成型机下模模具y向个别点补偿；若补偿值3mm≤
Figure DEST_PATH_IMAGE013
≤4.2mm，则选择采用
Figure 649163DEST_PATH_IMAGE001
伺服电机驱动
Figure 290360DEST_PATH_IMAGE001
移动斜铁进行高精度数控悬臂成型机下模模具x向整体补偿；若补偿值
Figure 976557DEST_PATH_IMAGE009
＞4.2mm，则选择y向个别点补偿与x向整体补偿并用的复合补偿方式，并转换成对应伺服电机的位移信号，完成每个补偿点的补偿动作。
本发明通过对国有高精度数控悬臂成型机进行高硬度板料，特别是重型汽车吊臂所使用的板料折弯过程中的变形量进行智能变形补偿，满足了重型汽车吊臂板料折弯的直线度要求，攻克了生产重型汽车吊臂的高精度数控悬臂成型机的关键技术壁垒，结束该特种设备全部依赖进口的现状，实现了生产大吨位汽车吊臂的高精度数控悬臂成型机设备的国产化。
附图说明
图1为本发明智能补偿系统的结构示意图；
图2为本发明每个补偿单元的结构示意图；
图3为图2的右视图；
图4为本发明智能补偿方法的压力数据曲线图；
图5为本发明智能补偿方法的原理图；
附图标记：1、高精度数控悬臂成型机上模模具；2、板料；3、高精度数控悬臂成型机下模模具；4、多点补偿机构；5、高精度压力传感器；6、
Figure 42602DEST_PATH_IMAGE002
伺服电机；7、
Figure 359313DEST_PATH_IMAGE001
伺服电机；8、
Figure 550123DEST_PATH_IMAGE002
移动斜铁；9、
Figure 617174DEST_PATH_IMAGE002
固定斜铁；10、
Figure 881933DEST_PATH_IMAGE001
移动斜铁；11、
Figure 431863DEST_PATH_IMAGE001
固定斜铁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步详细说明。
参阅图1-5，以高精度数控悬臂成型机WE67K-2500/13000DA66T进行重型汽车吊臂板料折弯过程中的智能补偿系统为例，其包括安装于高精度数控悬臂成型机下模模具3底部的多点补偿机构4，根据该成型机工作台的长度，本发明的多点补偿机构4由21个补偿单元构成，每个补偿单元包括
Figure 172286DEST_PATH_IMAGE001
固定斜铁11，
Figure 669127DEST_PATH_IMAGE001
固定斜铁11上放置
Figure 116289DEST_PATH_IMAGE001
移动斜铁10，
Figure 384590DEST_PATH_IMAGE001
移动斜铁10由
Figure 549992DEST_PATH_IMAGE001
伺服电机7驱动；
Figure 584944DEST_PATH_IMAGE001
移动斜铁10上放置
Figure 480088DEST_PATH_IMAGE002
固定斜铁9，
Figure 43924DEST_PATH_IMAGE002
固定斜铁9上放置
Figure 696623DEST_PATH_IMAGE002
移动斜铁8，
Figure 643588DEST_PATH_IMAGE002
移动斜铁8由
Figure 3025DEST_PATH_IMAGE002
伺服电机6驱动；每个
Figure 65659DEST_PATH_IMAGE002
移动斜铁8上均安装有一德国倍加福传感器，所述高精度压力传感器3与台达高性能运动控制器电连接。
使用了上述系统后，利用WE67K-2500/13000DA66T高精度数控悬臂成型机进行重型汽车吊臂板料折弯的过程具体如下：
高精度数控悬臂成型机WE67K-2500/13000DA66T通过其滑块折制板料2，将板料2置于高精度数控悬臂成型机下模模具3上，当安装在滑块上的高精度数控悬臂成型机上模模具1接触到板料2使其发生一定量形变时，均布在多点补偿机构4内
Figure RE-664109DEST_PATH_IMAGE004
移动斜铁8上的21个德国倍加福传感器检测到压力变化数据
Figure RE-227945DEST_PATH_IMAGE006
后传输给台达高性能运动控制器。由于板料2材质不均匀或平整度较差，会导致21个压力变化数据
Figure RE-208540DEST_PATH_IMAGE006
有差异，台达高性能运动控制器将该21个压力变化数据
Figure RE-47183DEST_PATH_IMAGE006
绘制成压力数据曲线（图4a）显示在触摸屏上，并计算出21个压力变化数据
Figure RE-203358DEST_PATH_IMAGE006
的平均值
Figure RE-593888DEST_PATH_IMAGE008
，同时依据公式
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE026
，
Figure RE-999461DEST_PATH_IMAGE014
，计算出正常压力波动范围
Figure RE-641795DEST_PATH_IMAGE012
（图4b）并反映在压力数据曲线中。台达高性能运动控制器对比分析压力数据曲线中每一个
Figure RE-918056DEST_PATH_IMAGE006
数据是否在
Figure RE-679820DEST_PATH_IMAGE012
范围内，通过公式
Figure RE-41531DEST_PATH_IMAGE016
计算出每个补偿点的补偿值
Figure RE-346610DEST_PATH_IMAGE018
；台达高性能运动控制器根据每个补偿点的补偿值
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE027
选择补偿方式：若
Figure RE-8536DEST_PATH_IMAGE018
<3mm，则选择采用
Figure RE-616235DEST_PATH_IMAGE004
伺服电机驱动
Figure RE-793138DEST_PATH_IMAGE004
移动斜铁进行高精度数控悬臂成型机下模模具y向个别点补偿；若补偿值3mm≤
Figure RE-511695DEST_PATH_IMAGE018
≤4.2mm，则选择采用
Figure RE-762548DEST_PATH_IMAGE002
伺服电机驱动
Figure RE-665782DEST_PATH_IMAGE002
移动斜铁进行高精度数控悬臂成型机下模模具x向整体补偿；若补偿值
Figure RE-205348DEST_PATH_IMAGE018
>4.2mm，则选择y向个别点补偿与x向整体补偿并用的复合补偿方式，选择好补偿方式后，台达高性能运动控制器将计算出的每个补偿点的补偿值
Figure RE-852230DEST_PATH_IMAGE025
转换成对应伺服电机的位移信号，驱动对应的移动斜铁快速定位从而完成每个补偿点的补偿量，补偿后的压力数据曲线见图4c，定位完成后滑块继续下行折制板料2并最终完成整个折弯工艺。
参阅图4，本发明压力数据曲线图包括未补偿的压力数据曲线a、正常压力波动范围b和补偿后的压力数据曲线c。板料2折弯发生形变后的压力数据曲线如图4a所示，此时折出来的汽车吊臂会出现中间凸出现象，严重影响制件直线度，甚至出现废品。通过本发明方法智能补偿后，板料2折弯形变后的最终压力数据曲线如图4c所示，此时折制出来的汽车吊臂完全满足其直线度要求。

Claims (5)

1.基于高精度数控悬臂成型机高硬度板料折弯的智能补偿系统，其特征在于：该智能补偿系统包括安装于高精度数控悬臂成型机下模模具底部的多点补偿机构，该多点补偿机构由若干个补偿单元构成，每个补偿单元包括一
Figure DEST_PATH_IMAGE002
固定斜铁，
Figure 224011DEST_PATH_IMAGE002
固定斜铁上放置
Figure 672310DEST_PATH_IMAGE002
移动斜铁，
Figure 248784DEST_PATH_IMAGE002
移动斜铁由
Figure 158840DEST_PATH_IMAGE002
伺服电机驱动；
Figure 769950DEST_PATH_IMAGE002
移动斜铁上放置
Figure DEST_PATH_IMAGE004
固定斜铁，
Figure 123571DEST_PATH_IMAGE004
固定斜铁上放置
Figure 921763DEST_PATH_IMAGE004
移动斜铁，
Figure 855084DEST_PATH_IMAGE004
移动斜铁由
Figure 71433DEST_PATH_IMAGE004
伺服电机驱动；每个
Figure 595955DEST_PATH_IMAGE004
移动斜铁上均安装一高精度压力传感器，所述高精度压力传感器与微处理器电连接。
2.如权利要求1所述的基于高精度数控悬臂成型机高硬度板料折弯的智能补偿系统，其特征在于：所述高精度数控悬臂成型机为WE67K-2500/13000DA66T高精度数控悬臂成型机。
3.如权利要求1或2所述的基于高精度数控悬臂成型机高硬度板料折弯的智能补偿系统，其特征在于：所述高精度压力传感器为德国倍加福传感器。
4.如权利要求1或2所述的基于高精度数控悬臂成型机高硬度板料折弯的智能补偿系统，其特征在于：所述微处理器为台达高性能运动控制器。
5.利用如权利要求1或2所述系统进行高精度数控悬臂成型机高硬度板料折弯的智能补偿方法，其特征在于该补偿方法包括以下步骤：
（1）若干高精度压力传感器将板料折弯时发生的压力变化数据
Figure DEST_PATH_IMAGE006
传输给微处理器，微处理器将该若干个
Figure 881443DEST_PATH_IMAGE006
数据以压力数据曲线的形式显示在触摸屏上，并计算出其平均值
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，同时依据公式
Figure DEST_PATH_IMAGE010
，计算出正常压力波动范围
Figure DEST_PATH_IMAGE012
并反映在压力数据曲线中；所述
Figure DEST_PATH_IMAGE014
；
（2）微处理器对比分析压力数据曲线中每一个
Figure 195618DEST_PATH_IMAGE006
数据是否在
Figure 515741DEST_PATH_IMAGE012
范围内，通过公式
Figure DEST_PATH_IMAGE016
计算出每个补偿点的补偿值
Figure DEST_PATH_IMAGE018
；所述
Figure DEST_PATH_IMAGE020
，式中
Figure DEST_PATH_IMAGE022
为所测压力数据中的最大值，
Figure DEST_PATH_IMAGE024
为所测压力数据中的最小值；
（3）微处理器根据每个补偿点的补偿值
Figure 820952DEST_PATH_IMAGE018
选择补偿方式：若
Figure 593736DEST_PATH_IMAGE018
<3mm，则选择采用
Figure 603280DEST_PATH_IMAGE004
伺服电机驱动
Figure 292756DEST_PATH_IMAGE004
移动斜铁进行高精度数控悬臂成型机下模模具y向个别点补偿；若补偿值3mm≤
Figure DEST_PATH_IMAGE025
≤4.2mm，则选择采用
Figure 893502DEST_PATH_IMAGE002
伺服电机驱动
Figure 419161DEST_PATH_IMAGE002
移动斜铁进行高精度数控悬臂成型机下模模具x向整体补偿；若补偿值
Figure 29134DEST_PATH_IMAGE025
＞4.2mm，则选择y向个别点补偿与x向整体补偿并用的复合补偿方式，并转换成对应伺服电机的位移信号，完成每个补偿点的补偿动作。
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