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摘 要：本文通過概念設計和功能設計描述了基于臺達數(shù)控系統(tǒng)的三維彎管機解決方案級別設計技術(shù)。對于數(shù)控三維彎管機原理、功能、界面、工藝等均有涉及。
關鍵詞：中達電通數(shù)控系統(tǒng) 臺達伺服 三維彎管
1 引言
在工業(yè)經(jīng)濟快速發(fā)展的上世紀90年代后以來，基礎設施建設廠房、設備、交通設施需求急劇增加，各種金屬管的需求已遠遠不能滿足，許多金屬管的形狀要求也不斷復雜化，從而催生了彎管機系統(tǒng)設計和開發(fā)。傳統(tǒng)的二維式的彎管機已無法滿足復雜的工業(yè)需要。三維彎管機正是在這一背景下逐漸開發(fā)成熟。可程序設計控制器（PLC）在彎管機控制系統(tǒng)中的應用給復雜要求的彎管系統(tǒng)提供技術(shù)保證。到現(xiàn)在由于國內(nèi)空調(diào)，汽車等行業(yè)的興起對于彎管機的需求由量到質(zhì)的轉(zhuǎn)變，所以同樣催生了彎管機技術(shù)的飛躍，數(shù)控技術(shù)終于引入到了彎管機行業(yè)，數(shù)控的介入是彎管行業(yè)的一次技術(shù)革命，不管從彎管速度、精度上都是具有相當?shù)膬?yōu)勢。臺達作為行業(yè)的領軍者率先利用產(chǎn)品的優(yōu)勢以及中達電通的整合技術(shù)銷售給行業(yè)帶了更強的生命力。
2 概念設計
圖1 臺達數(shù)控彎管機架構(gòu)
2.1系統(tǒng)概述
基于臺達數(shù)控系統(tǒng)的三維彎管機架構(gòu)設計如圖1所示。自動三維彎管機控制系統(tǒng)主要由中達通用型數(shù)控系統(tǒng)H4C-3、ASD-A 400W、200W和2KW伺服驅(qū)動器組成。400W伺服用于驅(qū)動小車進行送料即長度進給，200W伺服用于旋轉(zhuǎn)角度控制，2KW伺服用于彎頭的彎曲角度控制，外加一系列電磁閥配合機臺外部輔助動作。利用中達電通的數(shù)控系統(tǒng)畫面自由規(guī)劃，PLC程序的編寫，以及豐富的MACRO指令，全閉環(huán)高響應的電控配置已經(jīng)達到了行業(yè)的高水平應用。
2.2 系統(tǒng)特點
中達電通數(shù)控系統(tǒng)功能特色，為數(shù)控彎管機系統(tǒng)的開發(fā)提供了開放平臺：
（1） 內(nèi)含INTERNAL PLC 功能。
（2） 用 320×240 的 LCD 可自行規(guī)劃顯示的畫面內(nèi)容。并提供動態(tài)點及反白功能，
讓畫面更靈活。
（3） 使用者可使用變量 10000 組，做加、減、乘、除、AND、OR...等數(shù)學運算，靈活的設計加工程序。
（4） 馬達運轉(zhuǎn)時，加減速有2種模式設定，可隨機構(gòu)而調(diào)整。在加減速方面可設定：4 msec~1 sec。加減速也有S形及直線形可供選擇。
2.3 數(shù)控彎管機流程設計
彎管主副夾夾緊、有芯進芯、彎管、輔推彎管、慢彎進行、主副夾退夾、伺服電機動作旋轉(zhuǎn)、退彎動作、退芯完成等。其主要工作流程如圖2所示。
圖2工作流程
3 功能與操控界面設計
3.1 系統(tǒng)運行方式
數(shù)控彎管機分手動、全自動等多種操作方式，并可滿足有芯棒和無芯棒，有主動式送料和貫穿式送料等不同控制要求場合的特定需要,并可將操作者填寫的加工數(shù)據(jù)生成標準的G代碼程序到指定的程序號,可以節(jié)省系統(tǒng)運算時間,提高加工效率.可以按操作者的需要在指定的彎號進行重夾,讓加工工件的長度可以不受機臺的行程限制.
3.2 工件規(guī)格數(shù)據(jù)管理
可存儲上900種產(chǎn)品型號，每種型號可設定不限制彎管角度參數(shù)和旋轉(zhuǎn)角度參數(shù)，可滿
足多種復雜、多角度、不同空間的要求，并可對工作進度進行實時監(jiān)控顯示。如圖3所示。
圖3 工作進度實時監(jiān)控
產(chǎn)品公共參數(shù)的輸入后，系統(tǒng)會通過MACRO的運算算出其送料追隨量：
X=(2∏*R*Z/360)*W+B（其中X: 計算完成后的送料軸追隨量；R: 為圓模的半徑；Z: 為彎曲角度；W: 拉伸系數(shù) ；B: 補償量。）
因為主動送料方式下要求彎曲動作的同時需要送料軸同時做比較精確的追隨，這也是此數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試的關鍵，不同的材料和不同的管徑的工件其追隨系數(shù)都不一樣，該系數(shù)也是各機械廠家的經(jīng)驗，是非常珍貴的測試資料。公共參數(shù)如圖4所示。
圖4公共參數(shù)
3.3 操控界面
（1）人性化的界面設計。操作者程序編寫的接口，非常人性化和簡單化，只需要輸入對應各彎的送料量、旋轉(zhuǎn)角度、彎曲角度、和補償量、加工速度（各彎可以有不同的補償量和加工速度）即可。下圖中每一行的數(shù)據(jù)輸入代表一個彎的動作，如果需要將一個彎的動作拆分，只需要輸入對應的動作值就可以。例如，你只需要送料不需要彎曲和旋轉(zhuǎn)，你就可以輸入對應的送料量Y而后面的旋轉(zhuǎn)量B和彎曲量C都不需要輸入，其它動作同理。此編程窗口會隨著使用者輸入的程序行數(shù)而自動翻頁，因此單個工件的彎數(shù)是不受欄位數(shù)限制的，如圖5所示。
圖5 工藝參數(shù)管理（1）
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