CN112453132A

CN112453132A - 一种u型臂体折弯控制方法及装置

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Publication number: CN112453132A
Application number: CN201910848665.0A
Authority: CN
Inventors: 朱书文; 谢华华; 朱新民; 杨晓锋; 张旭
Original assignee: Henan Senyuan Heavy Industry Co Ltd
Current assignee: Henan Senyuan Heavy Industry Co Ltd
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2021-03-09
Anticipated expiration: 2039-09-09
Also published as: CN112453132B

Abstract

本发明涉及一种U型臂体折弯控制方法及装置。该方法根据当前点的实际折弯角度判断是否进行在后续折弯时调整折弯角度，当需要调整折弯角度时，控制当前点后的第三次折弯点的理论位置不变，将误差控制在第三次折弯点以内，使得第三次折弯点后的折弯点能够按照理论位置、理论折弯角度和理论折弯长度进行折弯，保证了最终成型的宽度、高度与理论值相差较小，满足了实际圆弧与理论圆弧的贴合要求。

Description

一种U型臂体折弯控制方法及装置

技术领域

本发明涉及一种U型臂体折弯控制方法及装置。

背景技术

起重臂作为轮式起重机的主要承载部件，其重量占整机重量的13％～20％，而大型起重机所占比例则更大，臂体加工是起重机发展最关键的技术。目前，中大吨位汽车起重机臂架截面形式逐步趋向与U型和椭圆形。

针对U型和椭圆形臂体，由于零件过大，弯板的加工目前只有多刀沿顺时针或者逆时针进行折弯，而多刀折弯时由于设备和人工的原因，偶尔出现误差超出标准范围的情况，当折弯角度过轻时，可以通过复刀达到要求角度，但折弯角度过重时，只能将误差补偿在后续几刀折弯上。假设有一刀角度折重β，为了补偿误差，将后续两刀角度折轻β/2，其他折弯处均为理想状态，虽然最终的累计角度达到要求，但由于每两个相邻折弯点之间的距离相同，就会造成最终成型的宽度大于标准宽度，最终成型的高度小于标准高度，由于折弯挡刀问题只能将矫正量留在圆弧底面，增加了圆弧的误差和矫正的工作量。因此，现有的补偿方法不合理，会造成最终成型的宽度、高度与理论值不一致，实际圆弧与理论圆弧的贴合达不到要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种U型臂体折弯控制方法及装置，用以解决现有折弯控制过程中折弯误差的补偿不合理导致最终折弯达不到要求的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种U型臂体折弯控制方法，包括以下步骤：

1)获取当前点的实际折弯角度，判断实际折弯角度高出当前点的理论折弯角度的超出角度值是否大于设定角度值；

2)若超出角度大于设定角度值，则获取当前点的位置、当前点后的第三次折弯点的理论位置、当前点后的第四次折弯点的理论位置以及当前点、第一次折弯点、第二次折弯点和第三次折弯点中相邻两个点之间的理论折弯长度；

3)根据当前点的位置、当前点后的第三次折弯点的理论位置、当前点后的第四次折弯点的理论位置以及当前点、第一次折弯点、第二次折弯点和第三次折弯点中相邻两个点之间的理论折弯长度确定当前点后的第一次折弯点、第二次折弯点和第三次折弯点对应的实际折弯角度，根据对应的实际折弯角度输出折弯控制。

有益效果是，根据当前点的实际折弯角度判断是否进行在后续折弯时调整折弯角度，当需要调整折弯角度时，控制当前点后的第三次折弯点的理论位置不变，将误差控制在第三次折弯点以内，使得第三次折弯点后的折弯点能够按照理论位置、理论折弯角度和理论折弯长度进行折弯，保证了最终成型的宽度、高度与理论值相差较小，满足了实际圆弧与理论圆弧的贴合要求。

进一步地，所述设定角度值的取值范围为[0°，0.5°]，实际折弯角度只要大于理论折弯角度时就可以进行上述控制，也可以在实际折弯角度超出理论折弯角度一定值之后在进行上述控制，满足了高、低精度的要求。

进一步地，若超出角度小于或等于设定角度值，则按照理论折弯角度对当前点后的折弯点输出折弯控制。

进一步地，为了准确得到第三次和第四次折弯点的理论位置，当前点后第三次折弯点的理论位置和第四次折弯点的理论位置均为根据每次折弯的理论折弯角度和对应的理论折弯长度确定。

本发明提供一种U型臂体折弯控制装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

进一步地，该装置中所述设定角度值的取值范围为[0°，0.5°]，实际折弯角度只要大于理论折弯角度时就可以进行上述控制，也可以在实际折弯角度超出理论折弯角度一定值之后在进行上述控制，满足了高、低精度的要求。

进一步地，该装置中若超出角度小于或等于设定角度值，则按照理论折弯角度对当前点后的折弯点输出折弯控制。

进一步地，为了准确得到第三次和第四次折弯点的理论位置，该装置中当前点后第三次折弯点的理论位置和第四次折弯点的理论位置均为根据每次折弯的理论折弯角度和对应的理论折弯长度确定。

附图说明

图1是本发明的折弯控制方法的流程图；

图2是本发明的U型臂体折弯的示意图；

图3是本发明的折弯角度误差对展开长度影响的示意图；

图4是本发明的折弯控制方法的原理图；

图5是本发明的展开长度变化的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

方法实施例：

本发明提供一种U型臂体折弯控制方法，如图1所示，包括以下步骤：

1)获取当前点的实际折弯角度，判断实际折弯角度高出当前点的理论折弯角度的超出角度值是否大于0.5°。其中，0.5°为设定角度值，作为其他实施方式，该设定角度值可以在[0°，0.5°]的范围内取值，当设定角度值为0°时，表示只要当前点的实际折弯角度大于理论折弯角度即进行下一步。

上述设定角度值为0.5°，由实际折弯成型误差决定，折弯成型良好的状况下可以控制在0.5°以内。

如图2所示，U型臂体折弯时根据折弯线与角度将弯板截面划分为不封闭的多边形，将弯板多刀折弯成型看做铰链机构的运动，多边形的角视为铰接点，边视为连杆，通过连杆的转动及对邻近连杆的影响来模拟折弯时的误差、补偿及最终成型尺寸，钣金件折弯角度变化时展开长度也会产生变化，其误差计算如下：

如图3所示。

当折弯角度出现误差时，如图5所示，当折弯角度L1、L2变化时，钣金件展开长度亦会随之变化，θ越小变化越明显，计算的展开长度的变化公式如下：

其中，R为折弯中性层圆角，k为折弯角度误差，θ为理论折弯角度，Δ为角度误差对展开长度的影响。

对|Δ(θ)|进行求导，得出其在-k<θ<180°-k区间内单调递增，一般折弯误差k<2°(2°为一般折弯误差范围值，折弯时误差一般不会超过2°)，理论折弯角度θ<12°。若取R＝64mm，θ＝12°，k＝2°，得出最大误差Δ＝0.03mm(钣金件展开长度因角度变化的而变化的差值，连杆机构模拟多刀折弯时是建立在钣金件展开长度不变的假设上，但实际折弯角度不同，钣金件的展开长度都会发生变化，只是展开长度变化相对于最终成型尺寸较小可以忽视)，由于误差较小，在计算时忽略不计，因此，当折弯误差小于0.5°时可以不进行补偿控制。

2)若超出角度大于设定角度值，则计算当前点后的第一次折弯点、第二次折弯点和第三次折弯点的实际折弯角度，并以此进行折弯控制；若超出角度小于或等于设定角度值，则按照理论折弯角度输出折弯控制。

获取当前点的位置、当前点后的第三次折弯点的理论位置、当前点后的第四次折弯点的理论位置以及当前点、第一次折弯点、第二次折弯点和第三次折弯点中相邻两个点之间的理论折弯长度。

补偿区域如图4所示，A点为折弯误差点(即当前点)，B点、C点、D点为折弯补偿点(依次为第一次折弯点、第二次折弯点、第三次折弯点)，补偿刀数为3刀，为了将误差控制在ABCD范围内，即A点和D点相对位置保持不变，也就是D点的实际位置与理论位置相同，A、B、C、D点实际折弯角度与理论折弯角度不同，另外，折弯过程中每一次折弯均对应的理论折弯长度，即AB、BC、CD的长度已知。

在无误差理想状态下，已知理论折弯长度AB、BC、CD、DE，理论折弯角度∠OAB、∠ABC、∠BCD、∠CDE，因此，可以知道D点和E点的理论位置。

A点为已知固定点，A点折重后，AB长度已知，因此，B点也为已知固定点；D点为已知固定点，BC、CD的长度已知，由此可以确定C点位置，即可确定B点的实际折弯角度、C点的实际折弯角度；E点也为已知固定点，C点位置确定，因此，D点的实际折弯角度也可确定。

如图4所示，∠BAD＝∠OAB-∠OAD，∠OAB＝α；由正余弦定理：

∠ABD＝180°-sin^-1(sin∠BAD*AD/BD)；

∠ADB＝sin^-1(sin∠BAD*AB/BD)；

∠CBD＝cos^-1((BD²+BC²-CD²)/(2*BD*CD))；

∠BCD＝sin^-1sin∠CBD*BD/CD；

∠BDC＝sin^-1sin∠CBD*BC/CD；

因此，B点的实际折弯角度为∠ABC＝∠ABD+∠CBD，C点的实际折弯角度为∠BCD，D点的实际折弯角度为∠CDE＝∠ADE+∠ADB+∠BDC。

装置实施例：

本发明提供一种U型臂体折弯控制装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述折弯控制方法，在此不再赘述。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种U型臂体折弯控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的U型臂体折弯控制方法，其特征在于，所述设定角度值的取值范围为[0°，0.5°]。

3.根据权利要求1或2所述的U型臂体折弯控制方法，其特征在于，若超出角度小于或等于设定角度值，则按照理论折弯角度对当前点后的折弯点输出折弯控制。

4.根据权利要求1或2所述的U型臂体折弯控制方法，其特征在于，当前点后第三次折弯点的理论位置和第四次折弯点的理论位置均为根据每次折弯的理论折弯角度和对应的理论折弯长度确定。

5.一种U型臂体折弯控制装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

6.根据权利要求5所述的U型臂体折弯控制装置，其特征在于，所述设定角度值的取值范围为[0°，0.5°]。

7.根据权利要求5或6所述的U型臂体折弯控制装置，其特征在于，若超出角度小于或等于设定角度值，则按照理论折弯角度对当前点后的折弯点输出折弯控制。

8.根据权利要求5或6所述的U型臂体折弯控制装置，其特征在于，当前点后第三次折弯点的理论位置和第四次折弯点的理论位置均为根据每次折弯的理论折弯角度和对应的理论折弯长度确定。