[发明专利]化工管道工厂化加工系统

说明书

本发明涉及管道加工技术领域，具体涉及一种化工管道工厂化加工系统，利用料轴伺服电机带动送料丝杆，送入合适的成品长度后，开料夹紧模和推料夹紧模夹紧管件，切割刀旋转完成开料加工，然后由弯管取料机械手送入弯管成型装置中进行弯管成型加工，在管件弯曲之前由弯管旋转轴伺服电机带动弯管旋转夹紧模旋转需要的角度完成管件的旋转，实现化工管件三维立体弯曲。伺服电机采用三相混合式步进电机，伺服驱动控制系统由PLC输出口给定使能信号和脉冲运行信号进行控制。本发明对管道的开料、弯曲、管端成型、分料卸料等管件的加工工序进行研究并优化，实现管件的一体化数控加工或任意组合加工，加工工序较优、自动化程度高、节约劳动力。

技术领域

本发明涉及管道加工技术领域，具体涉及一种化工管道工厂化加工系统。

背景技术

化工管主要材料是超高分子量聚乙烯，超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)是由乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下，聚合而成的平均分子量大于200万的热塑性工程塑料。综合性能优越，耐磨损、耐低温、耐腐蚀、自身润滑、抗冲击性能在所有塑料中为最高值，耐磨性能优于聚四氟乙烯、尼龙、碳钢等材料，可长期在-269度至+80度条件下工作，被称为“令人惊异的塑料”，是一种理想的管材。主要应用在化工、染料、医药、农药、冶金、稀土、机械、电力、电子、环保、纺织、酿造、食品、给排水、石油、冶炼、造纸等行业输送腐蚀性介质。

研究一种高效的化工管道一体化数控加工方式，对管道的开料、弯曲、管端成型、分料卸料等管件的加工工序进行研究并优化，实现管件的一体化数控加工或任意组合加工，加工工序较优、自动化程度高、节约劳动力，对提高管道的加工成型质量和降低企业成本均具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种化工管道工厂化加工系统，用于实现化工管件的一体化数控加工或任意组合加工，加工工序较优、自动化程度高、节约劳动力，提高管道的加工成型质量和降低企业成本。

本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种化工管道工厂化加工系统，设有管料盘，将管件经校直与校圆机构进行校直、校圆处理，利用料轴伺服电机带动送料丝杆，送入合适的成品长度后，开料夹紧模和推料夹紧模夹紧管件，切割刀旋转完成开料加工，然后由弯管取料机械手送入弯管成型装置中进行弯管成型加工，设置弯曲轴电机驱动夹模实现管件向左或向右弯曲，在管件弯曲之前由弯管旋转轴伺服电机带动弯管旋转夹紧模旋转需要的角度完成管件的旋转，实现化工管件三维立体弯曲。

更进一步的，所述系统根据给定和反馈计算出参考轨迹，依据控制对象的数学模型确定控制输入输出形式，并建立预测模型计算预测值，然后利用上个时刻的预测误差对预测值进行反馈校正,最后依据参考轨迹和代价函数进行滚动优化得到控制量。

更进一步的，所述系统中，为避免输入输出产生剧烈变化，希望系统输出沿一条期望的轨迹，光滑地过渡到参考值，参考轨迹多取一阶指数变化的形式来计算参考轨迹，其表达式为:

y_r(k+1)＝ax(k)+(1-a)x_r(k)

式中，x(k)为第k个时刻的实际的反馈，x_r(k)为第k个时刻的参考给定，a＝e^-T/r，T为控制器的采样周期，r为参考轨迹时间常数。

更进一步的，所述系统中，所述系统的伺服电机控制包括电机轴的速度、位置控制及启停控制，其中速度及位置控制有CNC控制相应的伺服驱动器的方式实现。

更进一步的，所述系统中，开料送料、弯管送料、机械手卸料机构作直线往复运动时，送料零点、送料正限位、送料负限位包括到位与未到位两种状态，其使用一个数字输入量的高低电平状态进行控制。