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摘  要：本文通過概念設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)描述了基于臺達(dá)數(shù)控系統(tǒng)的三維彎管機(jī)解決方案級別設(shè)計(jì)技術(shù)。對于數(shù)控三維彎管機(jī)原理、功能、界面、工藝等均有涉及。

關(guān)鍵詞：中達(dá)電通數(shù)控系統(tǒng) 臺達(dá)伺服  三維彎管

1 引言
    在工業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的上世紀(jì)90年代后以來，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)廠房、設(shè)備、交通設(shè)施需求急劇增加，各種金屬管的需求已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足，許多金屬管的形狀要求也不斷復(fù)雜化，從而催生了彎管機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)。傳統(tǒng)的二維式的彎管機(jī)已無法滿足復(fù)雜的工業(yè)需要。三維彎管機(jī)正是在這一背景下逐漸開發(fā)成熟。可程序設(shè)計(jì)控制器（PLC）在彎管機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用給復(fù)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(jī)的需求由量到質(zhì)的轉(zhuǎn)變，所以同樣催生了彎管機(jī)技術(shù)的飛躍，數(shù)控技術(shù)終于引入到了彎管機(jī)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(dāng)?shù)膬?yōu)勢。臺達(dá)作為行業(yè)的領(lǐng)軍者率先利用產(chǎn)品的優(yōu)勢以及中達(dá)電通的整合技術(shù)銷售給行業(yè)帶了更強(qiáng)的生命力。

    基于臺達(dá)數(shù)控系統(tǒng)的三維彎管機(jī)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。自動三維彎管機(jī)控制系統(tǒng)主要由中達(dá)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(jìn)行送料即長度進(jìn)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(jī)臺外部輔助動作。利用中達(dá)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(yīng)的電控配置已經(jīng)達(dá)到了行業(yè)的高水平應(yīng)用。

    中達(dá)電通數(shù)控系統(tǒng)功能特色，為數(shù)控彎管機(jī)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(diǎn)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(xué)運(yùn)算，靈活的設(shè)計(jì)加工程序。

（4）        馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，加減速有2種模式設(shè)定，可隨機(jī)構(gòu)而調(diào)整。在加減速方面可設(shè)定：4 msec~1 sec。加減速也有S形及直線形可供選擇。

    彎管主副夾夾緊、有芯進(jìn)芯、彎管、輔推彎管、慢彎進(jìn)行、主副夾退夾、伺服電機(jī)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。
　　

    數(shù)控彎管機(jī)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(biāo)準(zhǔn)的G代碼程序到指定的程序號,可以節(jié)省系統(tǒng)運(yùn)算時(shí)間,提高加工效率.可以按操作者的需要在指定的彎號進(jìn)行重夾,讓加工工件的長度可以不受機(jī)臺的行程限制.

    可存儲上900種產(chǎn)品型號，每種型號可設(shè)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(fù)雜、多角度、不同空間的要求，并可對工作進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示。如圖3所示。

 

          圖3 工作進(jìn)度實(shí)時(shí)監(jiān)控

    產(chǎn)品公共參數(shù)的輸入后，系統(tǒng)會通過MACRO的運(yùn)算算出其送料追隨量：

X=(2∏*R*Z/360)*W+B（其中X:  計(jì)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(bǔ)償量。）    

    因?yàn)橹鲃铀土戏绞较乱�求彎曲動作的同時(shí)需要送料軸同時(shí)做比較精確的追隨，這也是此數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試的關(guān)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(jī)械廠家的經(jīng)驗(yàn)，是非常珍貴的測試資料。公共參數(shù)如圖4所示。

（1）人性化的界面設(shè)計(jì)。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(yīng)各彎的送料量、旋轉(zhuǎn)角度、彎曲角度、和補(bǔ)償量、加工速度（各彎可以有不同的補(bǔ)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(gè)彎的動作，如果需要將一個(gè)彎的動作拆分，只需要輸入對應(yīng)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(yīng)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(gè)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）