一种建筑工程用棒材弯折设备控制方法及系统与流程

本发明涉及弯折设备控制，具体涉及一种建筑工程用棒材弯折设备控制方法及系统。

背景技术：

1、弯折设备是一种用于将钢筋、铁棒、铝棒等各种金属棒材进行弯折成型的机械设备，广泛应用于建筑、桥梁、隧道等基础设施建设中，全自动弯折设备采用数控技术，控制系统能够按照预先设定的程序自动控制弯折设备完成棒材的弯折操作。

2、现有技术存在以下不足：

3、现有的控制系统通常是依据预先设定的程序自动控制弯折设备完成棒材的弯折操作，即通常是按照预设的弯折速度对棒材进行弯折，然而，在实际的弯折操作应用中，一是不同材料的棒材分子结构不同，二是弯折设备实际运行状况也可能会发生改变，采取相同的弯折速度进行所有棒材的弯折加工时，弯折速度偏快可能会导致某些材料棒材的内侧压缩过度或外侧拉伸过度，从而引起棒材的断裂或永久变形，并且还可能会导致弯折设备故障，弯折速度偏慢则会导致弯折设备的加工效率降低；

4、基于此，本发明提出一种建筑工程用棒材弯折设备控制方法及系统，能够结合棒材的不同材料以及弯折设备的实际运行状况对弯折速度进行实时调节，保障棒材成品加工质量、保障弯折设备加工效率和运行稳定性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种建筑工程用棒材弯折设备控制方法及系统，以解决背景技术中不足。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种建筑工程用棒材弯折设备控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

3、控制系统基于弯折设备加工棒材的材料信息，初始化弯折设备的弯折速度；

4、在弯折设备运行过程中，定时获取弯折设备多个部件的关键参数，通过融合算法综合计算多个部件的关键参数得到弯折设备的弯折系数，基于弯折系数与梯度阈值的比较结果分析弯折设备运行状态；

5、依据弯折设备运行状态结合当前加工棒材材料信息生成相应的弯折速度控制策略，控制系统依据弯折速度控制策略控制弯折设备运行。

6、在一个优选的实施方式中，在弯折设备运行过程中，定时获取弯折设备多个部件的关键参数，关键参数包括夹持部件累积弯曲挠度、总磨损度以及驱动部件热量上升速率。

7、在一个优选的实施方式中，通过融合算法综合计算多个部件的关键参数得到弯折设备的弯折系数，包括以下步骤：

8、将夹持部件累积弯曲挠度、总磨损度以及驱动部件热量上升速率代入融合算法综合计算得到弯折系数，函数表达式为：

9、

10、式中，xbending为弯折系数，δ为累积弯曲挠度，为总磨损度，τ为驱动部件热量上升速率，α、β、γ分别为累积弯曲挠度、总磨损度、驱动部件热量上升速率的比例系数，且α、β、γ均大于0，n表示传动部件数量，σi表示第i个传动部件的总磨损度。

11、在一个优选的实施方式中，基于弯折系数与梯度阈值的比较结果分析弯折设备运行状态，包括以下步骤：

12、梯度阈值包括第一运行阈值以及第二运行阈值，第一运行阈值小于第二运行阈值，第二运行阈值用于判断弯折设备是否存在异常，第一运行阈值用于判断弯折设备异常严重程度，获取弯折系数后，将弯折系数与第一运行阈值以及第二运行阈值进行对比；

13、若弯折系数大于等于第二运行阈值，分析弯折设备运行状态好，若弯折系数小于第二运行阈值，且弯折系数大于等于第一运行阈值，分析弯折设备运行状态中等，若弯折系数小于第一运行阈值，分析弯折设备运行状态差。

14、在一个优选的实施方式中，分析弯折设备运行状态好时，判断弯折设备运行状态为一级状态，分析弯折设备运行状态中等时，判断弯折设备运行状态为二级状态，分析弯折设备运行状态差时，判断弯折设备运行状态为三级状态。

15、在一个优选的实施方式中，依据弯折设备运行状态结合当前加工棒材材料信息生成相应的弯折速度控制策略，包括以下步骤：

16、当弯折设备运行状态为三级状态时，表明弯折设备已经不支持运行，控制系统控制弯折设备停止运行；

17、当弯折设备运行状态为一级状态时，表明弯折设备整体运行状态好，控制系统控制弯折设备依据初始弯折速度对棒材进行弯折加工；

18、当弯折设备运行状态为二级状态时，表明弯折设备整体运行状态一般，但支持继续使用，控制系统对弯折设备的初始弯折速度进行控制调节。

19、在一个优选的实施方式中，控制系统对弯折设备的初始弯折速度进行控制调节包括以下步骤：

20、控制系统获取二级状态弯折设备的弯折系数，通过弯折系数重新修正弯折设备的初始弯折速度，表达式为：

21、

22、式中，sdnew为修正后的初始弯折速度，sdold为修正前的初始弯折速度，xbending为弯折系数。

23、在一个优选的实施方式中，驱动部件热量上升速率的计算表达式为：式中，δg2为驱动部件当前时刻温度，δg1为驱动部件上一时刻温度，t2为当前时刻，t1为上一时刻。

24、在一个优选的实施方式中，所述累积弯曲挠度的计算表达式为：

25、

26、式中，δ为夹具的垂直变形量，z表示沿夹具长度方向测量挠度的位置，m(z")表示弯矩，e表示夹具材料的弹性模量，i表示截面惯性矩，且b是截面的宽度，h是截面的高度，z′、z"为积分变量，表示夹具上不同位置的坐标，用于积分计算弯矩的累积效应。

27、一种建筑工程用棒材弯折设备控制系统，包括初始化模块、运行状态分析模块、弯折速度控制模块；

28、初始化模块：控制系统基于弯折设备加工棒材的材料信息，初始化弯折设备的弯折速度；

29、运行状态分析模块：在弯折设备运行过程中，定时获取弯折设备多个部件的关键参数，通过融合算法综合计算多个部件的关键参数得到弯折设备的弯折系数，基于弯折系数与梯度阈值的比较结果分析弯折设备运行状态；

30、弯折速度控制模块：依据弯折设备运行状态结合当前加工棒材材料信息生成相应的弯折速度控制策略，控制系统依据弯折速度控制策略控制弯折设备运行。

31、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

32、1、本发明在弯折设备运行过程中，定时获取弯折设备多个部件的关键参数，通过融合算法综合计算多个部件的关键参数得到弯折设备的弯折系数，基于弯折系数与梯度阈值的比较结果分析弯折设备运行状态，依据弯折设备运行状态结合当前加工棒材材料信息生成相应的弯折速度控制策略，控制系统依据弯折速度控制策略控制弯折设备运行。该控制系统能够结合棒材的不同材料以及弯折设备的实际运行状况对弯折速度进行实时调节，保障棒材成品加工质量、保障弯折设备加工效率和运行稳定性；

33、2、本发明在弯折设备运行状态为二级状态时，表明弯折设备整体运行状态一般，但支持继续使用，为了避免弯折设备继续运行出现故障，控制系统对弯折设备的初始弯折速度进行控制调节，获取二级状态弯折设备的弯折系数，通过弯折系数重新修正弯折设备的初始弯折速度，从而能够在分析弯折设备的运行状态下降但还支持运行时，有效降低弯折设备的初始弯折速度，不仅保障棒材的稳定加工，而且还有效避免弯折设备故障。