CN118080640A - 一种金属管成型加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属材料处理技术领域，尤其涉及一种金属管成型加工装置，包括：加工部、进料部、检测部以及微控制器。本发明通过微控制器的智能调节，能够及时发现并处理加工过程中的问题，提高生产效率和加工质量，通过检测部的超声传感器和图像传感器能够实时监测加工过程中的参数，确保加工过程稳定可靠，能够根据金属管弯曲段的管壁厚度分布调整加工参数，保证加工的均匀性和一致性，通过微控制器的智能判定，及时发现并处理加工中的异常情况，保证加工的质量和稳定性，并能够根据预设工艺要求进行实时判定，提高了生产效率和产品的可靠性，根据比较结果判断是否需要调整加热温度或加工参数能够实现对加工过程的实时监测和调整。

Description

一种金属管成型加工装置

技术领域

本发明涉及金属材料处理技术领域，尤其涉及一种金属管成型加工装置。

背景技术

随着建筑、航空航天、汽车、船舶等行业的发展，对各种金属管件的需求也在不断增加，金属管件作为重要的构件，需要经过成型加工来满足特定的形状和尺寸要求，三辊滚弯机作为一种常见的金属加工设备，在满足金属管件加工需求方面具有重要的作用。

公开号为CN105414977A的专利文献公开了一种三辊滚弯机，其技术点是弯板机构采用气缸、水平导轨横梁、工字梁和折弯顶板等组件，通过折弯手柄的操作，实现对待弯板的折弯过程，轧板机构包括第一从动轧辊、第二从动轧辊和第三主动轧辊等，通过调节第三主动轧辊的高度，以及第三主动轧辊的转动，实现对板材的轧制和卷曲，弯管机构包括滚轮式弯管机构和抬压式弯管机构，滚轮式弯管机构通过凹槽和压轮结构，实现对管材的弯曲，抬压式弯管机构通过固定垫支件、滑轨和抬压手柄等，实现对管材的抬压和弯曲，剪板机构包括剪切横刀和剪切辅刀等，通过剪切横刀的转动和剪切辅刀的压接，实现对板材的剪切。由此可见，现有的三辊滚弯机通过强大的机械力将金属板弯曲至要求弯度，但是现有的多是针对实心金属线材加工，而对应金属管件的加工，往往需要结合金属管件的自身材料的延展性，对于延展性较差的金属管件，现有的三辊滚弯机往往起不到较好的弯曲效果，不但弯曲延展后的管件内壁厚度不均匀，甚至容易出现断裂，而且，加工后的金属管件内应力较为严重，极大地降低了金属管的质量性能。

发明内容

为此，本发明提供一种金属管成型加工装置，用以克服现有技术中对金属管件施加的力量较大导致延展性差的金属管件加工后质量性能低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种金属管成型加工装置，包括：

加工部，其包括一个用以对金属管弯内侧进行挤压的传动辊和两个用以对金属管弯外侧提供支撑的支撑辊，所述传动辊能够通过转动对金属管进行传送移动，以调整传动辊对金属管弯内侧的挤压位置，并通过调整转动方向切换金属管的移动方向以对金属管的弯曲处进行重复加工；

所述传动辊底部还设置有传动轨道，所述传动轨道用以调整传动辊的位置，以调节传动辊对金属管的挤压距离；

进料部，其包括设置在所述加工部两侧的两个线圈加热器，所述线圈加热器用以对加工中的金属管进行加热；

检测部，其设置在所述加工部的一侧，包括用以检测金属管弯曲段管壁厚度的超声传感器与用以检测金属管弯曲段的实时弯曲度和弯曲段长度的图像传感器；

微控制器，其设置在用以保护内部组件的电机箱内部，分别与所述加工部、所述进料部以及所述检测部连接，用以监测并计算单次加工的管壁厚度变化值，并与标准厚度变化值进行比较，根据比较结果，判断金属管加工过程中是否存在管身回弹情况，若微控制器判定存在管身回弹情况，则调整线圈加热器的初始加热温度，并实时监测金属管弯曲段的弯曲度，并与预设的工艺弯曲度进行比较，以判断是否完成加工，若判定未完成加工，微控制器控制传动辊的移动步进距离和转动方向，进行下一次加工；

所述微控制器还通过检测金属管弯曲段的管壁厚度分布，判断是否存在局部不均匀情况，并根据不均匀程度调整加工参数。

进一步地，所述微控制器内设置有所述金属管弯曲段的单次加工标准厚度变化值与标准波动差值，所述超声传感器能够对单次加工后的金属管弯曲段的弯外侧的管壁厚度进行检测，所述微控制器能够根据弯曲段的管壁厚度检测结果计算单次加工平均值，并根据上一次加工后的平均值计算单次加工管壁厚度变化值，微控制器根据单次加工标准厚度变化值与单次加工管壁厚度变化值计算单次加工变化波动差值，并根据标准波动差值对变化波动差值进行判定，

若单次加工的变化波动差值小于等于标准波动差值，所述微控制器判定本次弯曲加工合格，将根据预设工艺弯曲度对金属管弯曲段的实时弯曲度进行判定，以确定是否进行继续加工；

若单次加工的变化波动差值大于标准波动差值，所述微控制器将单次加工管壁厚度变化值与标准厚度变化值进行对比，以确定金属管当前次加工的状态。

进一步地，所述微控制器能够在单次加工的变化波动差值大于标准波动差值时，将单次加工管壁厚度变化值与标准厚度变化值进行对比，

若单次加工管壁厚度变化值小于标准厚度变化值，所述微控制器将对金属管弯曲段的弯曲度增加量进行判定，以确定是否对所述线圈加热器的初始加热温度进行调整；

若单次加工管壁厚度变化值大于标准厚度变化值，所述微控制器对金属管弯曲段的均匀度进行判定，以确定是否对加工部的运行参数进行调整。

进一步地，所述微控制器能够在单次加工时计算标准弯曲度增加量，在单次加工管壁厚度变化值Hs小于标准厚度变化值时，将根据上一次弯曲度和这次的弯曲度计算单次加工的实时弯曲度增加量，将实时弯曲度增加量与标准弯曲度增加量进行对比，

若实时弯曲度增加量小于标准弯曲度增加量，所述微控制器判定金属管存在管身回弹情况，微控制器将对所述线圈加热器的初始加热温度进行调整；

若实时弯曲度增加量大于等于标准弯曲度增加量，所述微控制器判定其预设的步进距离设置小，微控制器将对步进距离进行调整。

进一步地，所述微控制器能够在实时弯曲度增加量大于等于标准弯曲度增加量时，微控制器根据单次加工时传动辊的实时弯曲度增加量和标准弯曲度增加量增大调整步进距离，K’=K×[1+（ΔX-ΔX’）×G]，其中K’为调整后的步进距离，K为调整前的步进距离，ΔX为标准弯曲度增加量，ΔX’为实时弯曲度增加量，G为步进距离调整系数。

进一步地，所述微控制器通过所述检测部获取单次加工后的金属管弯曲段的弯外侧的管壁厚度，微控制器根据单次加工平均值与单次加工标准厚度变化值计算标准均匀范围，其范围如下，

[Hps-Hb，Hps+Hb]，其中，Hps为单次加工平均值，Hb为单次加工标准厚度变化值，

若管壁厚度在标准均匀范围内，则微控制器判定检测位置为均匀部分；

若管壁厚度在标准均匀范围外，则微控制器判定检测位置为不均匀部分，并计算全部的不均匀部分的长度。

进一步地，所述微控制器内设置有第一标准占比和第二标准占比，根据长度与总长度计算实时不均比例，

若实时不均比例小于第一标准占比，所述微控制器判定金属管出现异常，停止加工；

若实时不均比例在第一标准占比和第二标准占比之间，则微控制器判定存在不均匀集中风险，减小调整转速，并提高调整温度加热，以进行下一次加工；

若实时不均比例大于第二标准占比，则微控制器判定不均匀不集中，所述微控制器将预设步进距离调小，减小调整转速，并提高调整温度加热，

L’=L×[1-（Hs-Hb）/Hb]，其中，L’为调整后的预设步进距离，L为预设的步进距离，并直接调整转动方向，以进行下一次加工。

进一步地，所述微控制器能够根据单次加工时传动辊的步进距离实时地计算与本次加工步进距离对应的标准弯曲度增加量，

W=L×R×Q，其中，W为标准弯曲度增加量，R为传动辊的半径，Q为弯曲度转换系数。

进一步地，所述微控制器根据实时弯曲度增加量和标准弯曲度增加量计算温度调整量，

ΔT=（Δθ’-Δθ）×P，其中，ΔT为温度调整量，Δθ’为实时弯曲度增加量，Δθ为标准弯曲度增加量，P为弯曲度温度转换系数。

进一步地，所述微控制器内设置有预设工艺弯曲度，微控制器在判定本次弯曲加工合格时通过所述图像传感器获取金属管弯曲段的实时弯曲度，并将实时弯曲度与预设工艺弯曲度进行对比，

若实时弯曲度大于等于预设工艺弯曲度，所述微控制器将判定金属管加工完成；

若实时弯曲度小于预设工艺弯曲度，所述微控制器将判定金属管未完成加工，微控制器将以预设步进距离控制传动辊移动，并切换传动辊的转动方向，以进行下一次加工。

本发明通过设置能够调整转动方向的传动辊实现了金属管在加工过程中的往返式重复压弯，这种设计使得金属管在不撤离加工装置的情况下，能够进行连续的弯曲加工，显著提高了生产效率，传动辊底部的传动轨道允许对传动辊的位置进行精细调整，从而精确控制传动辊对金属管的挤压距离，这种逐步调整的过程确保了金属管在反复挤压中逐渐增加弯曲度，提高了成品的精确度和一致性，微控制器通过实时监测管壁厚度变化值，并与标准厚度变化值进行比较，能够有效地识别和纠正管身回弹情况，此外，通过检测金属管弯曲段的管壁厚度分布，微控制器能够判断是否存在局部不均匀情况，并据此调整加工参数，从而确保金属管壁的均匀性，检测部的超声传感器和图像传感器为微控制器提供了实时数据，使得加工过程能够根据金属管的实际状态进行动态调整，提高了加工质量。

进一步地，通过内置微控制器的精确计算与判断机制，显著提升了金属管加工的精度和质量控制水平。微控制器根据预设的标准厚度变化值和波动差值，结合超声传感器实时检测到的管壁厚度数据，能够准确计算出单次加工后的变化波动差值，并与标准波动差值进行比较，从而判断加工是否合格。这一过程不仅实现了对金属管壁厚度变化的精确控制，还提高了加工过程的自动化程度，确保了产品质量的稳定性和一致性。当检测结果超出允许波动范围时，微控制器能够及时调整加工参数，优化后续加工过程，确保最终产品符合工艺要求。

进一步地，通过微控制器对单次加工管壁厚度变化值Hs与标准厚度变化值Hb的比较，实现了对加工过程中可能出现的偏差的精确识别和及时调整。当检测到Hs小于Hb时，微控制器能够判断金属管弯曲段的弯曲度增加情况，及时调整线圈加热器的初始加热温度，确保金属管在后续加工中能够达到理想的弯曲度和质量标准。相反，当Hs大于Hb时，微控制器会评估金属管弯曲段的均匀度，根据评估结果调整加工部的运行参数，如传动辊的压力、速度等，以优化金属管的加工质量。

进一步地，通过微控制器的智能计算和判断，实现了对金属管弯曲度的精确控制和实时调整。在单次加工过程中，微控制器不仅计算出标准弯曲度增加量，还实时监测并计算金属管的实时弯曲度增加量，通过与标准值的对比，能够准确判断金属管是否出现管身回弹现象或步进距离设置是否适宜。当实时弯曲度低于标准时，微控制器及时调整线圈加热器的初始加热温度，以减少管身回弹并保证加工质量；当实时弯曲度达到或超过标准时，则调整步进距离，以优化加工过程和提高效率。

进一步地，通过精确计算和调整步进距离，实现了对金属管弯曲加工过程的优化。当实时弯曲度增加量达到或超过标准弯曲度增加量时，微控制器根据预设的公式动态调整步进距离，这种智能调整机制确保了金属管在加工过程中的弯曲度与预设标准相符，提高了加工精度和一致性。

进一步地，通过微控制器对金属管弯曲段的管壁厚度进行精确检测和分析，实现了对加工过程中管壁均匀性的实时监控和评估。微控制器根据单次加工平均值与单次加工标准厚度变化值计算出一个标准均匀范围，并根据检测到的任意位置的管壁厚度，判断该位置是否均匀。这种智能判断机制显著提高了金属管加工的质量和精度。

进一步地，通过微控制器内置的第一标准占比和第二标准占比，实现了对金属管加工过程中不均匀分布的实时监测和智能处理。微控制器根据不均匀长度与总长度计算实时不均比例，通过与预设的标准占比进行比较，能够准确判断金属管的加工状态。当实时不均比例低于第一标准占比时，微控制器能够判定金属管可能存在断裂或缺陷等异常情况，并立即停止加工，以避免质量问题；当实时不均比例处于两个标准占比之间时，微控制器能够采取降低转速、提高加热温度的措施，以减少不均匀集中风险；当实时不均比例高于第二标准占比时，微控制器会减小预设步进距离、降低转速并提高加热温度，以处理不均匀分布问题。

进一步地，通过实时计算传动辊的步进距离与对应的标准弯曲度增加量，实现了对金属管弯曲加工过程的精确控制，微控制器能够确保每次加工的弯曲度与预期标准相符，从而提高了金属管加工的精确度和一致性。

进一步地，通过微控制器动态调整加热温度的机制，显著提高了金属管加工过程中的弯曲精度和成品质量。微控制器根据实时弯曲度增加量与标准弯曲度增加量的差异，利用公式计算出温度调整量，通过这种智能的温度调节方法，微控制器能够根据金属管的实际弯曲情况与设计要求之间的差异，精确控制加热温度，确保每次加工都能达到预期的弯曲度。

进一步地，通过微控制器对实时弯曲度与预设工艺弯曲度的对比，实现了对金属管加工过程的精确控制和自动化管理，微控制器利用图像传感器获取金属管弯曲段的实时弯曲度，并与预设的工艺弯曲度进行比较，当实时弯曲度达到或超过预设标准时，判定加工完成，反之则判断加工尚未完成并继续进行。这种智能判定机制不仅提高了金属管加工的精确性和一致性，还通过自动化控制减少了人工干预，提高了生产效率和加工质量。

附图说明

图1为本实施例金属管成型加工装置的结构俯视图；

图2为本实施例未安装进料口和出料口金属管成型加工装置的结构左视图；

图3为本实施例进料部的左视图；

图4为本实施例判断加工方式的判定逻辑图；

图中，1：传动辊，2：支撑辊，3：传动轨道，4：进料部，41：线圈加热器，5：检测部。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-3所示，其中包括，传动辊1，支撑辊2，传动轨道3，进料部4，线圈加热器41，检测部5。

本实施例提供一种金属管成型加工装置，包括：

加工部，设置在电机箱上方，其包括一个用以对金属管弯内侧进行挤压的传动辊1和两个用以对金属管弯外侧提供支撑的支撑辊2，所述传动辊1能够通过转动对金属管进行传送移动，以调整传动辊1对金属管弯内侧的挤压位置，并通过调整转动方向切换金属管的移动方向以对金属管的弯曲处进行重复加工；

所述传动辊1底部还设置有传动轨道3，所述传动轨道3用以调整传动辊1的位置，以调节传动辊1对金属管的挤压距离；

进料部4，其包括设置在所述加工部两侧的两个线圈加热器41，所述线圈加热器41用以对加工中的金属管进行加热；

检测部5，其设置在所述加工部的一侧，包括用以检测金属管弯曲段管壁厚度的超声传感器与用以检测金属管弯曲段的实时弯曲度和弯曲段长度的图像传感器；

微控制器，其设置在用以保护内部组件的电机箱内部，分别与所述加工部、所述进料部以及所述检测部连接，用以监测并计算单次加工的管壁厚度变化值，并与标准厚度变化值进行比较，根据比较结果，判断金属管加工过程中是否存在管身回弹情况，若微控制器判定存在管身回弹情况，则调整线圈加热器的初始加热温度，并实时监测金属管弯曲段的弯曲度，并与预设的工艺弯曲度进行比较，以判断是否完成加工，若判定未完成加工，微控制器控制传动辊1的移动步进距离和转动方向，进行下一次加工；

所述微控制器还通过检测金属管弯曲段的管壁厚度分布，判断是否存在局部不均匀情况，并根据不均匀程度调整加工参数。

首先，金属管通过加工部传动辊1的传送移动，传动辊1对金属管弯内侧进行挤压，同时支撑辊2对金属管弯外侧提供支撑，实现对金属管的弯曲加工；加工中，进料部4的线圈加热器对金属管进行加热，提高金属管的可塑性；检测部5的超声传感器和图像传感器监测金属管的弯曲段管壁厚度、弯曲度和长度；微控制器根据监测数据计算管壁厚度变化值，并与标准值比较，判断是否存在管身回弹情况，若存在则调整加热温度和加工参数，以实现对金属管的精确加工。

本发明通过设置能够调整转动方向的传动辊1实现了金属管在加工过程中的往返式重复压弯，这种设计使得金属管在不撤离加工装置的情况下，能够进行连续的弯曲加工，显著提高了生产效率，传动辊1底部的传动轨道3允许对传动辊1的位置进行精细调整，从而精确控制传动辊1对金属管的挤压距离，这种逐步调整的过程确保了金属管在反复挤压中逐渐增加弯曲度，提高了成品的精确度和一致性，微控制器通过实时监测管壁厚度变化值，并与标准厚度变化值进行比较，能够有效地识别和纠正管身回弹情况，此外，通过检测金属管弯曲段的管壁厚度分布，微控制器能够判断是否存在局部不均匀情况，并据此调整加工参数，从而确保金属管壁的均匀性，检测部5的超声传感器和图像传感器为微控制器提供了实时数据，使得加工过程能够根据金属管的实际状态进行动态调整，提高了加工质量。

标准厚度变化值是指在金属管加工过程中，管壁厚度的理想变化范围。它的设置取决于所加工金属管的材质、直径、长度等因素，以及所需的最终产品规格要求。一般来说，标准厚度变化值应该保持在金属管材料可接受的变化范围内，以确保加工后的管件质量符合要求。例如，对于直径为50mm、长度为1m的不锈钢管，标准厚度变化值可能设置在±0.1mm以内。

预设的工艺弯曲度是指在金属管弯曲加工过程中，设定的理想弯曲度值。它的设置同样取决于所加工金属管的材质、直径、长度等因素，以及最终产品的设计要求。预设的工艺弯曲度应该能够满足产品的功能和结构要求。例如，对于直径为50mm的钢管，预设的工艺弯曲度可能设置在90度。

请继续参阅图4所示，其为本实施例判断加工方式的判定逻辑图；

具体而言，所述微控制器内设置有所述金属管弯曲段的单次加工标准厚度变化值Hb与标准波动差值ΔHb，所述超声传感器能够对单次加工后的金属管弯曲段的弯外侧的管壁厚度进行检测，所述微控制器能够根据弯曲段的管壁厚度检测结果计算单次加工平均值Hps，并根据上一次加工后的平均值Hps’计算单次加工管壁厚度变化值Hs，微控制器根据单次加工标准厚度变化值Hb与单次加工管壁厚度变化值Hs计算单次加工变化波动差值ΔHs，并根据标准波动差值ΔHb对变化波动差值ΔHs进行判定，

若单次加工的变化波动差值ΔHs小于等于标准波动差值ΔHb，所述微控制器判定本次弯曲加工合格，将根据预设工艺弯曲度对金属管弯曲段的实时弯曲度进行判定，以确定是否进行继续加工；

若单次加工的变化波动差值ΔHs大于标准波动差值ΔHb，所述微控制器将单次加工管壁厚度变化值Hs与标准厚度变化值Hb进行对比，以确定金属管当前次加工的状态；

其中，Hs=Hps’-Hps，ΔHs=|Hs-Hb|。

首先，通过微控制器内设置的标准厚度变化值和标准波动差值，结合超声传感器对金属管弯曲段的管壁厚度检测，计算单次加工的平均值和变化值。微控制器根据这些数值与设定的标准进行比较，以判定本次加工的合格性，进而确定是否需要继续加工。

通过内置微控制器的精确计算与判断机制，显著提升了金属管加工的精度和质量控制水平。微控制器根据预设的标准厚度变化值和波动差值，结合超声传感器实时检测到的管壁厚度数据，能够准确计算出单次加工后的变化波动差值，并与标准波动差值进行比较，从而判断加工是否合格。这一过程不仅实现了对金属管壁厚度变化的精确控制，还提高了加工过程的自动化程度，确保了产品质量的稳定性和一致性。当检测结果超出允许波动范围时，微控制器能够及时调整加工参数，优化后续加工过程，确保最终产品符合工艺要求。

标准波动差值是指在金属管加工过程中，允许的管壁厚度变化的范围。它的设置同样取决于所加工金属管的材质、直径、长度等因素，以及所需的最终产品规格要求。标准波动差值应该在一定范围内，以确保加工后的管件质量仍能够满足要求。例如，对于直径为50mm、长度为1m的铝合金管，标准波动差值可能设置在±0.05mm以内。

具体而言，所述微控制器能够在单次加工的变化波动差值ΔHs大于标准波动差值ΔHb时，将单次加工管壁厚度变化值Hs与标准厚度变化值Hb进行对比，

若单次加工管壁厚度变化值Hs小于标准厚度变化值Hb，所述微控制器将对金属管弯曲段的弯曲度增加量进行判定，以确定是否对所述线圈加热器的初始加热温度进行调整；

若单次加工管壁厚度变化值Hs大于标准厚度变化值Hb，所述微控制器对金属管弯曲段的均匀度进行判定，以确定是否对加工部的运行参数进行调整。

微控制器在单次加工的变化波动差值大于标准波动差值时，对单次加工管壁厚度变化值进行比较，根据比较结果判断是否需要调整加热温度或加工参数。

通过微控制器对单次加工管壁厚度变化值Hs与标准厚度变化值Hb的比较，实现了对加工过程中可能出现的偏差的精确识别和及时调整。当检测到Hs小于Hb时，微控制器能够判断金属管弯曲段的弯曲度增加情况，及时调整线圈加热器的初始加热温度，确保金属管在后续加工中能够达到理想的弯曲度和质量标准。相反，当Hs大于Hb时，微控制器会评估金属管弯曲段的均匀度，根据评估结果调整加工部的运行参数，如传动辊的压力、速度等，以优化金属管的加工质量。

标准厚度变化值是指在金属管加工过程中，允许的管壁厚度变化的范围。它的设置取决于多个因素，包括所加工金属管的材质、直径、长度，以及所需的最终产品规格要求。一般来说，标准厚度变化值应该在金属管材料可接受的变化范围内，以确保加工后的管件质量符合要求。举例来说，对于直径为50mm、长度为1m的不锈钢管，标准厚度变化值可能设置在±0.1mm以内。这个范围可以根据具体的生产要求和材料特性进行调整，但通常会尽量控制在较小的范围内，以保证加工的精度和一致性。

具体而言，所述微控制器能够在单次加工时计算标准弯曲度增加量，在单次加工管壁厚度变化值Hs小于标准厚度变化值Hb时，将根据上一次弯曲度和这次的弯曲度计算单次加工的实时弯曲度增加量，将实时弯曲度增加量与标准弯曲度增加量进行对比，

若实时弯曲度增加量小于标准弯曲度增加量，所述微控制器判定金属管存在管身回弹情况，微控制器将对所述线圈加热器41的初始加热温度进行调整；

若实时弯曲度增加量大于等于标准弯曲度增加量，所述微控制器判定其预设的步进距离设置小，微控制器将对步进距离进行调整。

微控制器在单次加工时计算标准弯曲度增加量，并根据单次加工管壁厚度变化值与标准厚度变化值的比较，确定加热温度或步进距离是否需要调整。

通过微控制器的智能计算和判断，实现了对金属管弯曲度的精确控制和实时调整。在单次加工过程中，微控制器不仅计算出标准弯曲度增加量，还实时监测并计算金属管的实时弯曲度增加量，通过与标准值的对比，能够准确判断金属管是否出现管身回弹现象或步进距离设置是否适宜。当实时弯曲度低于标准时，微控制器及时调整线圈加热器41的初始加热温度，以减少管身回弹并保证加工质量；当实时弯曲度达到或超过标准时，则调整步进距离，以优化加工过程和提高效率。

标准弯曲度增加量是指在金属管弯曲加工过程中，允许的每次加工所增加的弯曲度范围。它的设置取决于所加工金属管的材质、直径、长度，以及所需的最终产品规格要求。标准弯曲度增加量应该能够确保加工后的管件能够达到所需的弯曲度，同时又要尽量减少加工过程中的变形和损伤。 举例来说，对于直径为50mm、长度为1m的铝合金管，在标准弯曲加工过程中，标准弯曲度增加量可能设置在±2度以内。这个范围可以根据具体的生产要求和管件的设计要求进行调整，但通常会根据金属管的强度和材料特性来确定，以确保加工后的管件质量符合要求。

初始加热温度是指金属管弯曲加工开始时的加热温度。其设置取决于所加工金属管的材质、直径、长度，以及所需的弯曲程度和加工速度。初始加热温度应该足够高，以确保金属管具有足够的可塑性，在加工过程中不易发生断裂或变形，同时又要尽量减少能源消耗和加工时间。 举例来说，对于直径为50mm、长度为1m的不锈钢管，在弯曲加工开始时，初始加热温度可能设置在600°C左右。这个范围可以根据具体的加工要求和金属材料的热特性进行调整，但通常会根据实验和经验确定一个合适的范围，以确保加工过程的顺利进行和加工质量的稳定性。

具体而言，所述微控制器能够在实时弯曲度增加量大于等于标准弯曲度增加量时，微控制器根据单次加工时传动辊1的实时弯曲度增加量和标准弯曲度增加量增大调整步进距离，K’=K×[1+（ΔX-ΔX’）×G]，其中K’为调整后的步进距离，K为调整前的步进距离，ΔX为标准弯曲度增加量，ΔX’为实时弯曲度增加量，G为步进距离调整系数。

微控制器实时监测加工过程中的弯曲度变化，根据标准设定对加热温度或步进距离进行动态调整，以确保加工过程中管件的弯曲度符合要求。

通过精确计算和调整步进距离，实现了对金属管弯曲加工过程的优化。当实时弯曲度增加量达到或超过标准弯曲度增加量时，微控制器根据预设的公式动态调整步进距离，这种智能调整机制确保了金属管在加工过程中的弯曲度与预设标准相符，提高了加工精度和一致性。

步进距离调整系数G是一个用于微控制器计算调整后步进距离的参数，它取决于加工过程中的实际情况和设备特性。通常情况下，步进距离调整系数G会根据金属管的材质、直径、长度以及加工速度等因素而变化，以确保加工过程的稳定性和准确性。举例来说，对于直径为50mm、长度为1m的铝合金管，在特定的加工条件下，步进距离调整系数G可能设置在0.05到0.1之间。这个范围可以根据实际的加工试验和经验来确定，通常会根据加工设备的性能和金属管的特性进行调整，以保证加工过程的顺利进行和加工质量的稳定性。

标准弯曲度增加量是指在金属管弯曲加工过程中，每次加工所允许的弯曲度增加的范围。其设置取决于所加工金属管的材质、直径、长度，以及所需的最终产品的弯曲度要求。标准弯曲度增加量应该能够确保加工后的管件达到所需的弯曲度，并且考虑到加工过程中的变形和损伤，同时尽量减小这些影响。举例来说，对于直径为50mm、长度为1m的钢管，在标准弯曲加工过程中，标准弯曲度增加量可能设置在±2度以内。这个范围可以根据具体的生产要求和管件的设计要求进行调整，但通常会根据金属管的强度和材料特性来确定，以确保加工后的管件质量符合要求。

具体而言，所述微控制器通过所述检测部5获取单次加工后的金属管弯曲段的弯外侧的管壁厚度Hc，微控制器根据单次加工平均值Hps与单次加工标准厚度变化值Hb计算标准均匀范围，其范围如下，

[Hps-Hb，Hps+Hb],

若管壁厚度Hc在标准均匀范围内，则微控制器判定检测位置为均匀部分，

若管壁厚度Hc在标准均匀范围外，则微控制器判定检测位置为不均匀部分，并计算全部的不均匀部分的长度。

微控制器通过检测部5获取单次加工后金属管弯曲段的弯外侧管壁厚度，并根据标准厚度变化值计算出标准均匀范围。然后，根据检测位置的管壁厚度是否在标准均匀范围内进行判断，以确定该位置是否为均匀部分或不均匀部分，并计算出不均匀部分的长度。

通过微控制器对金属管弯曲段的管壁厚度进行精确检测和分析，实现了对加工过程中管壁均匀性的实时监控和评估。微控制器根据单次加工平均值与单次加工标准厚度变化值计算出一个标准均匀范围，并根据检测到的任意位置的管壁厚度，判断该位置是否均匀。这种智能判断机制显著提高了金属管加工的质量和精度。

标准均匀范围是指在金属管弯曲加工过程中，用于判断管壁厚度是否均匀的范围，其由单次加工平均值与单次加工标准厚度变化值计算得出。单次加工标准厚度变化值是指在每次加工中，管壁厚度允许的变化范围。这两个参数的设置取决于具体的金属管材质、直径、长度以及所需的最终产品要求。 举例来说，对于直径为50mm、长度为1m的铜管，如果要求管壁厚度变化不超过±0.1mm，并且考虑到加工过程中的误差和材料特性，可以将单次加工标准厚度变化值设置为0.05mm。那么标准均匀范围可以设置为单次加工平均值减去0.05mm到单次加工平均值加上0.05mm之间。这个范围的具体值需要根据实际生产需求和加工设备性能进行调整，以确保加工过程中的管壁厚度符合要求。

具体而言，所述微控制器内设置有第一标准占比和第二标准占比，根据长度与总长度计算实时不均比例，j=J’/J，其中，j为所述均匀比例，J’为所述不均匀长度，J为所述总长度，

若实时不均比例小于第一标准占比，则微控制器判定不均匀集中，疑似产生断裂或缺陷，所述微控制器判定金属管出现异常，停止加工；

若实时不均比例在第一标准占比和第二标准占比之间，则微控制器判定存在不均匀集中风险，减小调整转速，并提高调整温度加热，以进行下一次加工；

若实时不均比例大于第二标准占比，则微控制器判定不均匀不集中，所述微控制器将预设步进距离调小，减小调整转速，并提高调整温度加热，

L’=L×[1-（Hs-Hb）/Hb]，其中，L’为调整后的预设步进距离，L为预设的步进距离，并直接调整转动方向，以进行下一次加工。

微控制器内设置第一标准占比和第二标准占比，根据实时不均比例计算出管件的不均匀程度，并根据不同情况进行相应的调整。当实时不均比例小于第一标准占比时，微控制器判定为不均匀集中，可能存在断裂或缺陷，停止加工；当实时不均比例在第一标准占比和第二标准占比之间时，微控制器判定存在不均匀集中风险，调整转速并提高加热温度进行下一次加工；当实时不均比例大于第二标准占比时，微控制器判定为不均匀不集中，调整步进距离和转速，并提高加热温度进行下一次加工。

通过微控制器内置的第一标准占比和第二标准占比，实现了对金属管加工过程中不均匀分布的实时监测和智能处理。微控制器根据不均匀长度与总长度计算实时不均比例，通过与预设的标准占比进行比较，能够准确判断金属管的加工状态。当实时不均比例低于第一标准占比时，微控制器能够判定金属管可能存在断裂或缺陷等异常情况，并立即停止加工，以避免质量问题；当实时不均比例处于两个标准占比之间时，微控制器能够采取降低转速、提高加热温度的措施，以减少不均匀集中风险；当实时不均比例高于第二标准占比时，微控制器会减小预设步进距离、降低转速并提高加热温度，以处理不均匀分布问题。

第一标准占比和第二标准占比是用于判断管件不均匀程度的参数，其具体定义如下：

第一标准占比：是指管件实时不均比例相对于总长度的比例，用于判断是否存在明显的不均匀集中情况。

第二标准占比：是指管件实时不均比例相对于总长度的比例，用于判断是否存在不均匀不集中情况。

这两个参数的设置取决于具体的加工要求和管件设计，通常会根据金属管材料、直径、长度以及加工设备性能等因素来确定。

举例来说，对于直径为50mm、长度为1m的钢管，在一般加工条件下，第一标准占比可以设置在1%到5%之间，第二标准占比可以设置在5%到10%之间。这个范围的具体值需要根据实际加工试验和经验来确定，以确保能够及时识别出管件的不均匀情况并采取相应措施。

具体而言，所述微控制器能够根据单次加工时传动辊1的步进距离实时地计算与本次加工步进距离对应的标准弯曲度增加量，

W=L×R×Q，其中，W为标准弯曲度增加量，R为传动辊1的半径，Q为弯曲度转换系数。

微控制器根据传动辊1的步进距离实时计算本次加工对应的标准弯曲度增加量，采用简单的数学模型进行计算。

通过实时计算传动辊的步进距离与对应的标准弯曲度增加量，实现了对金属管弯曲加工过程的精确控制，微控制器能够确保每次加工的弯曲度与预期标准相符，从而提高了金属管加工的精确度和一致性。

标准弯曲度增加量是指在加工过程中，根据设计要求和管件几何特征确定的理想弯曲度增加量。其值取决于管件的设计要求、材料特性、加工设备性能以及所需的最终产品质量等因素。通常情况下，标准弯曲度增加量会根据具体的管件设计和加工要求而有所不同。举例来说，对于直径为50mm、长度为1m的钢管，在一般加工条件下，标准弯曲度增加量通常可以设置在0.1度到1度之间。这个范围的具体值需要根据实际的设计要求和加工试验来确定，以确保最终产品的弯曲度能够满足客户的需求。

弯曲度转换系数是一个用于将弯曲度增加量转换为温度调整量的参数，其值取决于具体的加工条件和材料特性。通常情况下，弯曲度转换系数会受到金属管材料的热膨胀系数、加热方式、加热温度等因素的影响。对于不同的材料和加工情况，弯曲度转换系数会有所差异。举例来说，对于直径为50mm、长度为1m的不锈钢管，在一般加工条件下，弯曲度转换系数通常可以设置在0.001到0.005之间。这个范围的具体值需要根据实际加工试验和经验来确定，以确保能够准确地将弯曲度增加量转换为温度调整量，从而实现对加工过程的精准控制。

具体而言，所述微控制器根据实时弯曲度增加量和标准弯曲度增加量计算温度调整量，

ΔT=（Δθ’-Δθ）×P，其中，ΔT为温度调整量，Δθ’为实时弯曲度增加量，Δθ为标准弯曲度增加量，P为弯曲度温度转换系数。

微控制器根据管件的实际弯曲情况与标准要求的差异，动态调整加热温度，以确保每次加工的管件弯曲度达到设计要求。

通过微控制器动态调整加热温度的机制，显著提高了金属管加工过程中的弯曲精度和成品质量。微控制器根据实时弯曲度增加量与标准弯曲度增加量的差异，利用公式计算出温度调整量，通过这种智能的温度调节方法，微控制器能够根据金属管的实际弯曲情况与设计要求之间的差异，精确控制加热温度，确保每次加工都能达到预期的弯曲度。

标准弯曲度增加量是指在加工过程中，根据设计要求和管件几何特征确定的理想弯曲度增加量。其值取决于管件的设计要求、材料特性、加工设备性能以及所需的最终产品质量等因素。通常情况下，标准弯曲度增加量会根据具体的管件设计和加工要求而有所不同。举例来说，对于直径为50mm、长度为1m的钢管，在一般加工条件下，标准弯曲度增加量通常可以设置在0.1度到1度之间。这个范围的具体值需要根据实际的设计要求和加工试验来确定，以确保最终产品的弯曲度能够满足客户的需求。

弯曲度温度转换系数是一个用于将弯曲度增加量转换为温度调整量的参数。其值取决于具体的加工条件和材料特性。通常受到金属管材料的热膨胀系数、加热方式、加热温度等因素的影响。举例来说，对于直径为50mm、长度为1m的不锈钢管，在一般加工条件下，弯曲度温度转换系数通常可以设置在0.001到0.005之间。这个范围的具体值需要根据实际加工试验和经验来确定，以确保能够准确地将弯曲度增加量转换为温度调整量，从而实现对加工过程的精准控制。

具体而言，所述微控制器内设置有预设工艺弯曲度，微控制器在判定本次弯曲加工合格时通过所述图像传感器获取金属管弯曲段的实时弯曲度，并将实时弯曲度与预设工艺弯曲度进行对比，

若实时弯曲度大于等于预设工艺弯曲度，所述微控制器将判定金属管加工完成；

若实时弯曲度小于预设工艺弯曲度，所述微控制器将判定金属管未完成加工，微控制器将以预设步进距离控制传动辊1移动，并切换传动辊1的转动方向，以进行下一次加工。

通过图像传感器获取金属管弯曲段的实时弯曲度，并与预设工艺弯曲度进行比较。当实时弯曲度达到或超过预设工艺弯曲度时，微控制器判定金属管加工完成；反之，若实时弯曲度低于预设工艺弯曲度，则微控制器认为金属管未完成加工，将以预设步进距离控制传动辊1移动，并改变传动辊1的转动方向，以进行下一次加工。

通过微控制器对实时弯曲度与预设工艺弯曲度的对比，实现了对金属管加工过程的精确控制和自动化管理，微控制器利用图像传感器获取金属管弯曲段的实时弯曲度，并与预设的工艺弯曲度进行比较，当实时弯曲度达到或超过预设标准时，判定加工完成，反之则判断加工尚未完成并继续进行。这种智能判定机制不仅提高了金属管加工的精确性和一致性，还通过自动化控制减少了人工干预，提高了生产效率和加工质量。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金属管成型加工装置，其特征在于，包括：

加工部，其包括一个用以对金属管弯内侧进行挤压的传动辊和两个用以对金属管弯外侧提供支撑的支撑辊，所述传动辊能够通过转动对金属管进行传送移动，以调整传动辊对金属管弯内侧的挤压位置，并通过调整转动方向切换金属管的移动方向以对金属管的弯曲处进行重复加工；

所述传动辊底部还设置有传动轨道，所述传动轨道用以调整传动辊的位置，以调节传动辊对金属管的挤压距离；

进料部，其包括设置在所述加工部两侧的两个线圈加热器，所述线圈加热器用以对加工中的金属管进行加热；

检测部，其设置在所述加工部的一侧，包括用以检测金属管弯曲段管壁厚度的超声传感器与用以检测金属管弯曲段的实时弯曲度和弯曲段长度的图像传感器；

微控制器，其设置在用以保护内部组件的电机箱内部，分别与所述加工部、所述进料部以及所述检测部连接，用以监测并计算单次加工的管壁厚度变化值，并与标准厚度变化值进行比较，根据比较结果，判断金属管加工过程中是否存在管身回弹情况，若微控制器判定存在管身回弹情况，则调整线圈加热器的初始加热温度，并实时监测金属管弯曲段的弯曲度，并与预设的工艺弯曲度进行比较，以判断是否完成加工，若判定未完成加工，微控制器控制传动辊的移动步进距离和转动方向，进行下一次加工；

所述微控制器还通过检测金属管弯曲段的管壁厚度分布，判断是否存在局部不均匀情况，并根据不均匀程度调整加工参数。

2.根据权利要求1所述的金属管成型加工装置，其特征在于，所述微控制器内设置有所述金属管弯曲段的单次加工标准厚度变化值与标准波动差值，所述超声传感器能够对单次加工后的金属管弯曲段的弯外侧的管壁厚度进行检测，所述微控制器能够根据弯曲段的管壁厚度检测结果计算单次加工平均值，并根据上一次加工后的平均值计算单次加工管壁厚度变化值，微控制器根据单次加工标准厚度变化值与单次加工管壁厚度变化值计算单次加工变化波动差值，并根据标准波动差值对变化波动差值进行判定，

若单次加工的变化波动差值小于等于标准波动差值，所述微控制器判定本次弯曲加工合格，将根据预设工艺弯曲度对金属管弯曲段的实时弯曲度进行判定，以确定是否进行继续加工；

若单次加工的变化波动差值大于标准波动差值，所述微控制器将单次加工管壁厚度变化值与标准厚度变化值进行对比，以确定金属管当前次加工的状态。

3.根据权利要求2所述的金属管成型加工装置，其特征在于，所述微控制器能够在单次加工的变化波动差值大于标准波动差值时，将单次加工管壁厚度变化值与标准厚度变化值进行对比，

若单次加工管壁厚度变化值小于标准厚度变化值，所述微控制器将对金属管弯曲段的弯曲度增加量进行判定，以确定是否对所述线圈加热器的初始加热温度进行调整；

若单次加工管壁厚度变化值大于标准厚度变化值，所述微控制器对金属管弯曲段的均匀度进行判定，以确定是否对加工部的运行参数进行调整。

4.根据权利要求3所述的金属管成型加工装置，其特征在于，所述微控制器能够在单次加工时计算标准弯曲度增加量，在单次加工管壁厚度变化值Hs小于标准厚度变化值时，将根据上一次弯曲度和这次的弯曲度计算单次加工的实时弯曲度增加量，将实时弯曲度增加量与标准弯曲度增加量进行对比，

若实时弯曲度增加量小于标准弯曲度增加量，所述微控制器判定金属管存在管身回弹情况，微控制器将对所述线圈加热器的初始加热温度进行调整；

若实时弯曲度增加量大于等于标准弯曲度增加量，所述微控制器判定其预设的步进距离设置小，微控制器将对步进距离进行调整。

5.根据权利要求4所述的金属管成型加工装置，其特征在于，所述微控制器能够在实时弯曲度增加量大于等于标准弯曲度增加量时，微控制器根据单次加工时传动辊的实时弯曲度增加量和标准弯曲度增加量增大调整步进距离，K’=K×[1+（ΔX-ΔX’）×G]，其中K’为调整后的步进距离，K为调整前的步进距离，ΔX为标准弯曲度增加量，ΔX’为实时弯曲度增加量，G为步进距离调整系数。

6.根据权利要求3所述的金属管成型加工装置，其特征在于，所述微控制器通过所述检测部获取单次加工后的金属管弯曲段的弯外侧的管壁厚度，微控制器根据单次加工平均值与单次加工标准厚度变化值计算标准均匀范围，其范围如下，

[Hps-Hb，Hps+Hb]，其中，Hps为单次加工平均值，Hb为单次加工标准厚度变化值；

若管壁厚度在标准均匀范围内，则微控制器判定检测位置为均匀部分；

若管壁厚度在标准均匀范围外，则微控制器判定检测位置为不均匀部分，并计算全部的不均匀部分的长度。

7.根据权利要求6所述的金属管成型加工装置，其特征在于，所述微控制器内设置有第一标准占比和第二标准占比，根据长度与总长度计算实时不均比例，

若实时不均比例小于第一标准占比，所述微控制器判定金属管出现异常，停止加工；

若实时不均比例在第一标准占比和第二标准占比之间，则微控制器判定存在不均匀集中风险，减小调整转速，并提高调整温度加热，以进行下一次加工；

若实时不均比例大于第二标准占比，则微控制器判定不均匀不集中，所述微控制器将预设步进距离调小，减小调整转速，并提高调整温度加热，

L’=L×[1-（Hs-Hb）/Hb]，其中，L’为调整后的预设步进距离，L为预设的步进距离，Hs为单次加工管壁厚度变化值，并直接调整转动方向，以进行下一次加工。

8.根据权利要求4所述的金属管成型加工装置，其特征在于，所述微控制器能够根据单次加工时传动辊的步进距离实时地计算与本次加工步进距离对应的标准弯曲度增加量，

W=L×R×Q，其中，W为标准弯曲度增加量，R为传动辊的半径，Q为弯曲度转换系数，L为预设的步进距离。

9.根据权利要求4所述的金属管成型加工装置，其特征在于，所述微控制器根据实时弯曲度增加量和标准弯曲度增加量计算温度调整量，

ΔT=（Δθ’-Δθ）×P，其中，ΔT为温度调整量，Δθ’为实时弯曲度增加量，Δθ为标准弯曲度增加量，P为弯曲度温度转换系数。

10.根据权利要求2所述的金属管成型加工装置，其特征在于，所述微控制器内设置有预设工艺弯曲度，微控制器在判定本次弯曲加工合格时通过所述图像传感器获取金属管弯曲段的实时弯曲度，并将实时弯曲度与预设工艺弯曲度进行对比，

若实时弯曲度大于等于预设工艺弯曲度，所述微控制器将判定金属管加工完成；

若实时弯曲度小于预设工艺弯曲度，所述微控制器将判定金属管未完成加工，微控制器将以预设步进距离控制传动辊移动，并切换传动辊的转动方向，以进行下一次加工。