TWI726566B - 退彎模擬方法及退彎模擬系統 - Google Patents

Abstract

本揭露係一種退彎模擬方法及系統，模擬方法包含下列步驟：輸入彎管機之機台數據，儲存於儲存裝置；輸入管件之退彎程序，產生該管件之限制條件；調整限制條件之複數個參數，建立最佳化退彎模型，並儲存於儲存裝置；輸入實際生產管件以進行比對程序，依據最佳化退彎模型調整複數個參數以取得實際退彎程序；以及將實際退彎程序輸出。

Description

退彎模擬方法及退彎模擬系統

本揭露是關於一種退彎模擬方法及退彎模擬系統，特別是關於一種利用最佳化退彎模型調整複數個參數，以取得實際退彎程序的退彎模擬方法及退彎模擬系統。

電動彎管機的退彎流程發展，早期是藉由技師實際操作機台，觀察彎管機運作情況並逐步設定退彎流程，並手動調整參數使模具管件彼此不發生干涉，或者藉由設定各個部件、軸承的退彎安全點(以退到底為原則)，以規劃退彎步驟。然而，此種操作方式需實際在機台上運行，規劃過程中也會消耗管件或是相當耗時。因此，3D模擬的系統被應用於此領域，在虛擬的平台上模擬退彎流程，並將各項參數儲存於系統裡，可以在不消耗管件的情況下完成規劃。然而，無論是實際操作退彎流程並記錄下來，或是藉由技師操作模擬的系統來調整參數，不同的產品都需要重新進行參數的調整，無法藉由模型自動地規劃及修正參數。

有鑑於此，建立一個由技師設立的最佳化退彎模型，使其能自動地比對並最佳化不同產品的退彎流程，取得對應各產品的參數是本發明所欲達 成的目標。因此，本發明揭露了一種退彎模擬方法及退彎模擬系統，針對現有技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

針對上述習知技術之問題，本發明之目的是提供一種退彎模擬方法及退彎模擬系統，以解決人工規劃的退彎流程耗時且存在技術差距的問題。

根據本發明之一目的，提出一種退彎模擬方法，其包含下列步驟：透過輸入裝置輸入彎管機之機台數據，將機台數據儲存於儲存裝置；透過輸入裝置輸入管件之退彎程序，藉由處理器存取儲存裝置之機台數據，產生管件之限制條件；藉由操作者調整限制條件之複數個參數，建立最佳化退彎模型，並將最佳化退彎模型儲存於儲存裝置；透過輸入裝置輸入實際生產管件，藉由處理器進行比對程序，依據最佳化退彎模型調整複數個參數以取得實際退彎程序；以及透過輸出裝置將實際退彎程序輸出。

根據本發明之另一目的，提出一種退彎模擬系統，其包含輸入裝置、儲存裝置、處理器及輸出裝置。其中輸入裝置輸入彎管機之機台數據、管件之退彎程序及實際生產管件。儲存裝置儲存機台數據。處理器存取儲存裝置，執行複數個指令以施行下列步驟：存取儲存裝置之機台數據，產生管件之限制條件；調整限制條件之複數個參數，建立最佳化退彎模型；以及進行比對程序，依據最佳化退彎模型調整複數個參數以取得實際退彎程序。輸出裝置將實際退彎程序輸出。

較佳地，退彎程序包含退夾、退通芯、退導模、位移、送料、換層、進彎及轉角之程序。

較佳地，處理器係透過三角網格法建立虛擬模具與虛擬機台，藉由虛擬模具與虛擬機台運行時出現干涉與否以進行比對程序。

較佳地，輸出裝置係連接到彎管機，輸出實際退彎程序到彎管機以進行加工。

承上所述，本發明之退彎模擬方法及退彎模擬系統，其可具有一個或多個下述優點：

(1)此退彎模擬方法透過操作者建立好最佳化退彎模型，當之後輸入實際生產管件的數據，就無須進行手動規劃實際退彎程序，有效地減少人力及花費在規劃的時間。

(2)此退彎模擬方法藉由三角網格法自動判斷過程是否出現干涉，在不發生干涉的前提下進行參數的修正，以得到耗時最短的實際退彎程序。

(3)此退彎模擬方法藉由處理器修正參數，而非透過不同的技師設定，能夠不受人為的技術差距影響，提升整體製程的穩定性及減少錯誤的發生。

1:退彎模擬系統

10:輸入裝置

20:儲存裝置

30:輸出裝置

40:處理器

B:夾B

B’:固定模具

D:距離

S1、S2、S3、S4、S5:步驟

所包含之附圖是藉由繪示本發明的例示性實施例來提供本發明概念的進一步理解，且附圖被併入本說明書中並構成本說明書的一部分。附圖以及說明書一同用於解釋本發明概念的方面以及特徵，在附圖中：第1圖是本發明實施例的退彎模擬方法的流程圖；第2圖是本發明實施例的退彎模擬方法的參數調整示意圖；第3圖是本發明實施例的退彎模擬方法的比對程序的流程圖； 第4圖是本發明實施例的退彎模擬系統的示意圖。

為瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

除非另有定義，否則本文中所使用的所有術語(包含技術術語以及科學術語)具有與發明概念所屬的技術領域中具有通常知識者所了解的相同含意。另外，字典中定義的術語應被解釋為具有與相關領域的上下文的涵義一致的含意，且除非在此明確定義，否則不應以理想或過度正式的方式來理解。

像是「進」、「入」、「出」、「退」以及其他類似的術語在本文中可用於描述的目的，從而描述如附圖中所示的元件或特徵與別的元件或特徵的關係。空間相對術語旨在涵蓋除了附圖中所描繪的方位以外的使用中的設備、操作和/或製造中的不同方位。

參考第1圖，其是本發明實施例的退彎模擬方法的流程圖。如圖所示，退彎模擬方法包含以下步驟S1~S5：

步驟S1：透過輸入裝置輸入彎管機之機台數據，將機台數據儲存於儲存裝置。機台數據包含了彎管機的規格、模具組件的尺寸形貌，舉例而言，像是導模單元的長寬高尺寸、形貌及承載導模單元的載台等細節，這些機台數據將應用於之後將描述的模型建構。而這裡所述的輸入裝置可以是彎管機的操作平台，也可以是安裝有模擬軟體的電腦及其周邊，然而本發明不限於此，透 過有線或無線網路傳輸、USB隨身碟等方式亦能夠將機台數據儲存於像是資料庫的儲存裝置中。

步驟S2：透過輸入裝置輸入管件之退彎程序，藉由處理器存取儲存裝置之機台數據，產生管件之限制條件。退彎程序包含了退夾、退通芯、退導模、位移、送料、換層、進彎及轉角之程序。處理器可執行指令來存取儲存裝置內的資料，並對應於管件的退彎程序產生限制條件，舉例而言，當操作者輸入退導模程序，處理器取得機台數據後，顯示導模的限制條件(或稱剩餘量)為50cm，則表示導模僅可以後退移動50cm的距離，此後退距離受限於彎管機的結構。類似地，當操作者輸入轉角程序，處理器取得機台數據後，顯示轉角的限制條件(或稱剩餘量)為360°，表示轉角可以轉動360°。

更具體地，此步驟S2可稱為教導式退彎流程規劃，其詳細步驟依序如下：彎管完成、退夾B、退夾A、退通芯、退導模、位移出、送料、換層、位移入、進彎、送料、轉角及下一彎次。依照上述的順序一步一步輸入退彎程序，並藉由處理器存取機台數據後給予程序中的每一個相對應的限制條件。應當注意的是，此處的描述方法僅為說明性示例用，其目的為便於理解，然而，上述的程序中的一部分實際可為多軸同動的退彎程序(例如，同時退夾B與退夾A)，而非退完夾B才會退夾A。然而，本發明不限於此，在另一實施例中，根據不同的彎管機裝置，上述的詳細步驟的順序可以改變或是省略。舉例而言，若彎管機僅有一夾具，則詳細步驟中就只會有一個退夾程序。

步驟S3：藉由操作者調整限制條件之複數個參數，建立最佳化退彎模型，並將最佳化退彎模型儲存於儲存裝置。經由步驟S2輸入退彎程序後，操作者(例如，具有豐富經驗的技師)調整複數個參數。第2圖是本發明實施例的退彎模擬方法的參數調整示意圖。在這裡以夾B(即第2圖中的符號B)以及固定模具B’作為示例，夾B的限制條件為70cm，經驗老到的技師為了節省時間，不會 將夾B退到底(使剩餘量為0cm)，而是在0~70cm的距離之間挑選一個能閃避干涉的位置，就結束退夾B的程序。例如，夾B僅退0~10cm之間會與管件產生干涉，則將夾B的參數設定為15cm(即第2圖中的距離D)，使夾B不需退到底，但仍能安全的完成退夾B程序。依照上述流程逐一設定一系列程序的規劃。

當一系列由操作者調整參數以最佳化的程序完成後，即完成一最佳化退彎模型。這個最佳化退彎模型可用於下文中將描述的自動規劃退彎流程。且此最佳化退彎模型將儲存於儲存裝置中，以供後續的每一次規劃使用。

步驟S4：透過輸入裝置輸入實際生產管件，藉由處理器進行比對程序，依據最佳化退彎模型調整複數個參數以取得實際退彎程序。當彎管步驟完成後，要開始進行退彎流程，則依據當下操作者所輸入的實際生產管件的條件(或是可以在彎管前就預先設定好)，藉由處理器進行比對程序(本實施例中可稱為YLM退彎演算法，YLM Retreat Algorithm)，以調整複數個退彎過程中的參數。

比對程序中，是藉由三角網格法建立虛擬模具與虛擬機台，再藉由三角網格進行碰撞判斷，以程式的方式建立判斷的流程。參考第3圖，其為本發明實施例的退彎模擬方法的比對程序的流程圖。如圖所示，每當進行完一個或多個程序時，處理器就會使用三角網格偵測是否干涉，當發生干涉時，則將當前程序停止，並返回之前的程序重新調整參數，若未發生干涉則進行下一程序。舉例而言，當退通芯的距離參數為40cm，但下一程序的三角網格偵測到干涉，則退回到退通芯程序，將退通芯的距離參數改為45cm，若下一程序的三角網格未偵測到干涉，視為退通芯程序完成。依照此比對程序(或稱演算法)，由處理器自動規劃並建立一實際退彎程序，可大幅減低人為的技術差距，同時也減少人力資源的消耗。

更具體地，下文將詳細描述比對程序。比對程序的第一步是將夾A與夾B同時往後退開且後退一個管件直徑的距離，解除夾A與夾B對管件的夾持狀態，若是管件進彎超過90°的成品，有可能與夾A與夾B發生干涉，因為管件已經倒鉤回機構方向。藉由三角網格判斷無干涉後，將會同動退導模、退通芯、位移出及送料進。此步驟容易發生送料往前與夾B發生干涉，因此，送料進的目標並非目標送料位置，而是脫模距離。接著進行換層與位移入，換層發生干涉主要有兩個原因，第一個原因為夾A與夾B退後距離不夠，導致與夾A或夾B發生碰撞，第二個原因是直徑模第一層與第二層半徑不一樣導致換層時撞到直徑模。這兩個原因都可以藉由將夾A與夾B多退出一點來解決，故當發生干涉時將回到退夾A與退夾B的程序。

接著進入到進彎程序，進彎程序最為複雜，因牽涉到最多的機構。進彎程序是將曲手回到0°，曲手上設置有夾B，往回壓的時候可能與管件產生干涉。又此時若導模沒有退回原點，夾B也會因為曲手的關係與導模發生干涉，還有脫模不完全時將會與直徑模發生干涉。為求減少退彎時間也會與轉管程序同時運作，本實施例中，當進彎程序退至15°時，同時轉管至目標角度，若在轉動的過程中發生干涉則會讓進彎程序先進行，等退至0°後再動轉管，若無發生干涉將判定完成退彎，進行一下個彎次。進彎程序分成兩步驟是因為當轉管轉動，退彎有更多機會與管件發生干涉，最好的情況是退彎到0°，轉管再轉動，如此一來就會大幅減少干涉情形，但是這種流程會讓耗時大量增加，所以折衷為分成兩個步驟。也因此，本發明不限於此，在不發生干涉的前提下，亦可在將進彎程序退至0°的同時轉動轉管。

步驟S5：透過輸出裝置將實際退彎程序輸出。藉由步驟S3得到的實際退彎程序可以經由有線或無線網路等方式輸出到顯示螢幕等裝置供操作者 檢視。然而，本發明不限於此，亦可將實際退彎程序輸入到儲存裝置中作為紀錄，以供往後存取。

藉由上述的模擬退彎方法，能夠藉由處理器進行自動規劃實際退彎程序，有效地減少人力及花費在規劃的時間，並得到一最佳化的退彎流程，且不會因為操作者而出現技術差距。

第4圖是本發明實施例的退彎模擬系統的示意圖。退彎模擬系統1包含輸入裝置10、儲存裝置20、處理器40及輸出裝置30。輸入裝置10是用於彎管機的機台數據、管件的退彎程序及實際生產管件。本實施例的輸入裝置10為彎管機的操作平台。在另一實施例中，輸入裝置可包含個人電腦、伺服器等電子裝置的輸入界面，像是觸控螢幕、鍵盤、滑鼠等。儲存裝置20可以為伺服器、雲端硬碟或磁碟等儲存媒體。

處理器40可包含電腦或伺服器當中的中央處理器、微處理器等，其可包含多核心的處理單元或者是多個處理單元的組合。處理器40是用來存取儲存裝置20的機台數據以產生管件之限制條件，藉由調整限制條件之參數以建立最佳化退彎模型，接著進行比對程序取得實際退彎程序。這些流程可參考前述實施例的模擬退彎方法，相同技術特徵不再重複描述。在本實施例中，輸出裝置30是連接到彎管機，待處理器40完成比對程序，得到實際退彎程序後，即可直接將實際退彎程序應用於實際生產管件上。然而，本發明不限於此，輸出裝置30可以為電腦的顯示螢幕或是操控平台的顯示螢幕供操作者檢視，亦可讓實際退彎程序經由有線、無限網路上傳至其他儲存媒體或伺服器儲存。

本發明的例示性實施例於實際應用上，與作為比較例的標準退彎流程(例如，每一個退彎程序都退到最遠處的安全點)相比，可節省30%的時間，若與技師規劃的退彎流程相比，依照彎管經驗的差別，可能節省10%~20%的時間。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

S1、S2、S3、S4、S5:步驟

Claims (8)

1. 一種退彎模擬方法，其包含下列步驟：透過一輸入裝置輸入一彎管機之一機台數據，將該機台數據儲存於一儲存裝置；透過該輸入裝置輸入一管件之一退彎程序，藉由一處理器存取該儲存裝置之該機台數據，產生該管件之一限制條件；藉由一操作者調整該限制條件之複數個參數，建立一最佳化退彎模型，並將該最佳化退彎模型儲存於該儲存裝置；透過該輸入裝置輸入一實際生產管件，藉由該處理器進行一比對程序，依據該最佳化退彎模型調整該複數個參數以取得一實際退彎程序；以及透過一輸出裝置將該實際退彎程序輸出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之退彎模擬方法，其中該退彎程序包含退夾、退通芯、退導模、位移、送料、換層、進彎及轉角之程序。
3. 如申請專利範圍第1項所述之退彎模擬方法，其中該處理器係透過三角網格法建立一虛擬模具與一虛擬機台，藉由該虛擬模具與該虛擬機台出現干涉與否以進行該比對程序。
4. 如申請專利範圍第1項所述之退彎模擬方法，其中該輸出裝置係連接到該彎管機，輸出該實際退彎程序到該彎管機以進行加工。
5. 一種退彎模擬系統，其包含： 一輸入裝置，係輸入一彎管機之一機台數據、一管件之一退彎程序及一實際生產管件；一儲存裝置，係儲存該機台數據；一處理器，係存取該儲存裝置，執行複數個指令以施行下列步驟：存取該儲存裝置之該機台數據，產生該管件之一限制條件；調整該限制條件之複數個參數，建立一最佳化退彎模型；以及進行一比對程序，依據該最佳化退彎模型調整該複數個參數以取得一實際退彎程序；以及一輸出裝置，係將該實際退彎程序輸出。
6. 如申請專利範圍第5項所述之退彎模擬系統，其中該退彎程序包含退夾、退通芯、退導模、位移、送料、換層、進彎及轉角之程序。
7. 如申請專利範圍第5項所述之退彎模擬系統，其中該處理器係透過三角網格法建立一虛擬模具與一虛擬機台，藉由該虛擬模具與該虛擬機台出現干涉與否以進行該比對程序。
8. 如申請專利範圍第5項所述之退彎模擬系統，其中該輸出裝置係連接到該彎管機，輸出該實際退彎程序到該彎管機以進行加工。

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