[发明专利]弯管机精度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及弯管机控制方法，可适用于石油、化工、水电、造船、钢结构以及机械制造等行业。

背景技术

弯管机专用于管材的弯曲成形，可把管材卷制成圆形、弧形、螺旋形等管件，在石油、化工、水电、造船、钢结构以及机械制造各行业中有着广泛的应用。

弯管机在工作时：通过主辊和左右两边辊首先将管件夹紧，一方面，左右边辊通过液压系统经马达、齿轮传递给的动力作旋转运动，管件在主辊和两边辊三个辊的作用下作直线运动，另一方面，左右两边辊在油缸的作用下绕中轴做弧线式摆动，从而提供给管件一定的变形量，通过左右边辊正反转的不断交替和左右边辊油缸的不断进给，完成管材的弯曲卷制过程。

然而，目前的弯管机在左右边辊进给的过程中，无法确切的知道边辊的进给位置、进给力及力矩，在弯管过程中对弯管半径或弧度也没有精确的控制，仅依靠人工事先预估一个比成型后管件半径较小的半径进行弯管，管件成型后的弯曲半径无法控制，人工弯曲次数多，废品率高。

目前已有的研究中，虽然对弯管机控制系统研究和应用、弯曲强度计算等有所涉及，但是基本上都属于理论研究阶段、而直接采用国外高端的工控系统又带来昂贵的使用和维护成本，实用性及经济性不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，解决弯管机在弯曲管件过程中弯曲精度无法控制，人工弯曲次数多强度大，废品率高的问题，提供一种弯管机精度控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种弯管机精度控制方法，所述的弯管机主要包括主辊和左右两边辊；主辊和左右两边辊之间的空间为管件运行空间，管件运行方向与弯管机左右两边辊中心对称线垂直；其特征在于：在左右边辊的驱动装置上设置行程检测装置和弯管压力检测装置；所述的行程检测装置和弯管压力检测装置分别与弯管机外设置的PLC控制系统连接；弯管时，按以下步骤控制弯管精度：

（1）输入管材尺寸参数和钢种材料类型，PLC控制系统根据输入结果采集系统内存储的相应钢种的材料参数，由力矩公式计算并显示不同管件材料在相应曲率半径的管件弯曲力矩M；

弯曲力矩公式中各参数为：

D——管材外径；

ρ——弯曲中性层的曲率半径；

σ_b——材料抗拉强度；

W——抗弯截面模量；

（2）行程检测装置和弯管压力检测装置分别实时采集边辊和主辊的相对位置、弯管压力，并将采集的上述参数传输给PLC控制系统进行显示；由边辊和主辊的相对位置可计算得到单侧边辊移动距离ΔL；

（3）PLC系统根据弯曲力矩M、弯管压力F以及单侧边辊移动距离ΔL间的约束关系，对单侧边辊移动距离ΔL进行实时监控和调节，并根据边辊移动情况实时控制边辊驱动机构调节弯管压力F，以提高弯管精度；

其中，F=M2(ΔL+L0);]]>

L₀为起始时单侧边辊与主辊的距离。

按上述技术问题，工作时，通过主辊和左右两边辊将管件夹紧，左右边辊通过液压系统经马达、齿轮传递给的动力作旋转运动，管件在三辊的作用下作直线进给运动；同时，左右两边辊在液压系统油缸的作用下绕中轴做弧线式摆动，提供给管件变形量，通过左右边辊正反转的不断交替和左右边辊油缸的不断进给，完成管材的弯曲卷制过程。

按上述技术问题，所述的弯管压力即为各边辊推力，所述的弯曲力矩根据最大弯管力矩而得到。

按上述技术问题，所述的行程检测装置为行程控制开关；所述的弯曲压力检测装置为弯曲压力传感器。

按上述技术问题，各辊轮外缘都为圆弧周缘槽。

本发明相对于现有技术，存在如下有益效果：

1、能够准确计算弯曲半径，减少弯管由于人工预估管件半径不准确造成的多次数弯管的劳动，节约弯管的时间，提高工人的工作效率，降低劳动强度；

2、准确计算弯管力和弯管力矩，减少弯管过程中因弯管力和力矩值的过大设定产生的废品，提高弯管合格率；