本发明涉及一种自动液压数控弯管机，适用于机械领域。
背景技术：
以往车辆驾驶室骨架及工作机构弧管件生产中，一般足工人根据预先加工的靠模样板，用简易锻床及手锤等工具手工完成，劳动强度大、效率低、难以形成批量；弧度管弯制精度及加工周期受其技术及经验影响程度大，满足不了批量的生产需求。随后，出现了液压仿型弯管机，但其加工方式存在弊端，管材弯制曲线完全取决于模具，不能实现曲率的灵活变化，而且，由于模具的磨损，必须频繁修整、更换模具。更为严重的是，由于材料回弹量具有严重差异，而在弯制中又不能实现回弹补偿，很难一次弯制出合格弧管件。
近年来兴起的无模成型技术在曲面板材加工领域取得了成功应用。全自动液压数控弯管机利用无模成型技术原理和液压伺服控制技术，采用工业控制汁算机进行管件弧度设计和弯管控制，由计算机生成弯管曲线数据，控制液压伺服系统进行弯管加工。完全改变了传统的手工制作或仿形加工车辆骨架弧杆件的加工方式，克服、脱离了使用模具加工的弊端与限制，并且弯管曲线灵活、修改方便，尤其可以根据管材的回弹量修正弯曲弧度，大大提高了生产效率和加工精度，全程由计赞。机控制加工过程，实现弯管加工的现代化与自动化，为“柔性”生产奠定了设备基础。通过更换滚轮，可实现多种条型材料(如矩型管、圆型管、槽钢、角钢等)的弯制。
技术实现要素：
本发明提出了一种自动液压数控弯管机，全自动液压数控弯管机的成功应用大大减少了校形的工作量，降低了后续工序中与之对应装配的质量控制难度。Y油缸位置控制精度和快速动态应是保证弯管精度的关键。弯管机X油缸采用液压伺服速度控制，Y油缸采用液压伺服位置闭环控制，能够满足车辆管件加工精度要求。
本发明所采用的技术方案是：所述全自动液压数控弯管机主要由床身、工控机、位移传感器、Y油缸、光电编码器、X、Y伺服阀、液压伺服系统、X油缸、上料支架、动溪轮、定滚轮、靠滚筒、矩形管、顶料支架、滑轨、芯捧和芯捧支架组成。
根据待加工的杆件设计图形，由随机安装的专用软件在“编辑”界面生成管件各个点的平面曲线数据(可以进行编辑和修改)，进入“控制”界面产生控制数据。“自动”启动后，Y油缸退回，滑轨与待弯管件一起向右运动，实现“上料”过程。在向左运动的“弯制”过程中，计算机根据管件的控制数据，实时检测滑轨的位置并精确控制Y油缸的位移量(即动滚轮运动量)。矩形管在顶料支架的推动下向前运动，同时，Y油缸带动动滚轮伸出，矩形管在动滚轮、定滚轮、靠滚轮的作用下弯曲变形。随着滑轨与顶料支架的不断推进，推动矩形管在动滚轮、定滚轮和靠滚轮的作用下形成一定的弧度。Y油缸位移量越大，则矩形管的弧度就越大，Y油缸位移量不断变化，则矩形管的弧度也随之变化。
所述自动液压数控弯管机的控制系统首先由计算机生成控制目标曲线，通过对每一点的Y油缸的位移和X油缸的伸出速度进行精确计算处理，经过D/A转换成为模拟信号，在控制器经过模拟信号偏差和PID运算、电流放大、颤震信号等处理后控制伺服阀(液压缸伸出的速度与伺服阀控制电流成正比)，由此实现液压缸的闭环位移控制。X油缸的速度和位置由光电编码器检测，并转换为相应的脉冲量信号反馈给计算机，由计算机进行X油缸的速度和位置的监测、控制。由于管件由多弧段组成，在小半径段，自动降低X油缸推进速度;为提高效率，在大半径段自动提高X油缸推进速度。Y油缸位移由位移传感器俭测并转化为相应的电压信号。一方面，直接反馈到控制器实现对油缸位置的模拟PID闭环控制；另一方面，将此信号经过A/D转换后传给计算机，实现对Y油缸的多环路伺服控制。计算机在采集X，Y油缸信一号进行控制的同时对传回的两路信号在显示器上动态显示，直观显示理想曲线与实际弯管曲线(不同颜色)差异，使操作者能够更加直观、方便地监视弯管的进程和进行弯管控制。
本发明的有益效果是：全自动液压数控弯管机的成功应用大大减少了校形的工作量，降低了后续工序中与之对应装配的质量控制难度。Y油缸位置控制精度和快速动态应是保证弯管精度的关键。弯管机X油缸采用液压伺服速度控制，Y油缸采用液压伺服位置闭环控制，能够满足车辆管件加工精度要求。
附图说明
图1是本发明的系统原理图。
图中：1.床身；2.工控机；3.位移传感器；4.Y油缸；5.光电编码器；6.X、Y伺服阀；7.液压伺服系统；8.X油缸；9.上料支架；10.动滚轮；11.定滚轮；12.靠滚轮；13.矩形管；14顶料支架；15.滑轨；16.芯棒；17.芯棒支架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，全自动液压数控弯管机主要由床身、工控机、位移传感器、Y油缸、光电编码器、X、Y伺服阀、液压伺服系统、X油缸、上料支架、动溪轮、定滚轮、靠滚筒、矩形管、顶料支架、滑轨、芯捧和芯捧支架组成。
根据待加工的杆件设计图形，由随机安装的专用软件在“编辑”界面生成管件各个点的平面曲线数据(可以进行编辑和修改)，进入“控制”界面产生控制数据。“自动”启动后，Y油缸退回，滑轨与待弯管件一起向右运动，实现“上料”过程。在向左运动的“弯制”过程中，计算机根据管件的控制数据，实时检测滑轨的位置并精确控制Y油缸的位移量(即动滚轮运动量)。矩形管在顶料支架的推动下向前运动，同时，Y油缸带动动滚轮伸出，矩形管在动滚轮、定滚轮、靠滚轮的作用下弯曲变形。随着滑轨与顶料支架的不断推进，推动矩形管在动滚轮、定滚轮和靠滚轮的作用下形成一定的弧度。Y油缸位移量越大，则矩形管的弧度就越大，Y油缸位移量不断变化，则矩形管的弧度也随之变化。
自动液压数控弯管机的控制系统首先由计算机生成控制目标曲线，通过对每一点的Y油缸的位移和X油缸的伸出速度进行精确计算处理，经过D/A转换成为模拟信号，在控制器经过模拟信号偏差和PID运算、电流放大、颤震信号等处理后控制伺服阀(液压缸伸出的速度与伺服阀控制电流成正比)，由此实现液压缸的闭环位移控制。X油缸的速度和位置由光电编码器检测，并转换为相应的脉冲量信号反馈给计算机，由计算机进行X油缸的速度和位置的监测、控制。由于管件由多弧段组成，在小半径段，自动降低X油缸推进速度;为提高效率，在大半径段自动提高X油缸推进速度。Y油缸位移由位移传感器俭测并转化为相应的电压信号。一方面，直接反馈到控制器实现对油缸位置的模拟PID闭环控制；另一方面，将此信号经过A/D转换后传给计算机，实现对Y油缸的多环路伺服控制。计算机在采集X，Y油缸信一号进行控制的同时对传回的两路信号在显示器上动态显示，直观显示理想曲线与实际弯管曲线(不同颜色)差异，使操作者能够更加直观、方便地监视弯管的进程和进行弯管控制。
回弹主要是材料卸载后遵循虎克定律产生弹性变形引起的，管材上应力、应变分布不均匀则是产生回复内应力的根本原因。汽车骨架大多应用高强矩形管件，高强钢的弯曲回弹严重影响了弯曲精度的提高。在数控弯管机控制软件设计中，根据管材壁厚、材料硬度、弯曲件弯点半径等，采用简化算法并结合现场试验进行回弹补偿，根据前几根实际弯曲管件与样板对比修改控制曲线，有效控制与样板的最大贴合误差，能够满足生产需要。