WEH110/3100扭軸同步液壓折彎機數控改造的可行性

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tags:    時間:2014-03-11 14:27:02
WEH110/3100扭軸同步液壓折彎機數控改造的可行性簡介
    【摘要】WEH110/3100扭軸同步液壓折彎機是江蘇亞威機床股份有限公司的產品之一,具有堅固的剛性扭軸設計,及內置式的機械擋塊,是一款優秀的折彎機。本……
WEH110/3100扭軸同步液壓折彎機數控改造的可行性正文
    【摘要】WEH110/3100扭軸同步液壓折彎機是江蘇亞威機床股份有限公司的產品之一,具有堅固的剛性扭軸設計,及內置式的機械擋塊,是一款優秀的折彎機。本文主要介紹了一種對這種折彎機的數控化改造技術,該技術以較經濟的方式實現自動調整,從而完成連續折彎,驗證了此型扭軸同步液壓折彎機數控改造的可行性,同時提高了折彎機的尺寸精度和勞動生產率,減輕了勞動強度。

【關鍵詞】數控;折彎機;精度;生產率



目前折彎機品種規格較多。當產品要求較高時,一些有條件的企業一般選用數控折彎機。通常數控折彎機國產機型價格約為同規格普通折彎機的4倍,而進口折彎機價格則高達10倍以上。對於我國眾多的中小型企業,目前由於受資金實力等的限制,多數還是以普通折彎機為主,其工作精度低,勞動強度大,生產效率低。若要適應日益激烈的市場競爭,這種狀況亟待改變。

1.機床數控改造發展歷史簡要介紹及分類

機床數控化改造,顧名思義就是在機床上增加微型計算機控制裝置,使其具有一定的自動化能力,以實現預定的加工工藝目標。

機床與生產線的數控化改造主要內容有以下幾點:

其一是恢復原功能,對機床、生產線存在的故障部分進行診斷並恢復。

其二是NC化,在普通機床上加數顯裝置,或加數控系統,改造成NC機床、CNC機床。

其三是翻新,為提高精度、效率和自動化程度,對機械、電氣部分進行翻新,對機械部分重新裝配加工,恢復原精度;對其不滿足生產要求的CNC系統以最新CNC進行更新。

其四是技術更新或技術創新,為提高性能或檔次,或為了使用新工藝、新技術,在原有基礎上進行較大規模的技術更新或技術創新,較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。

2.WEH110/3100扭軸同步液壓折彎機改造前的功能特點

江蘇亞威機床股份有限公司出產的一款WEH110/3100扭軸同步液壓折彎機,具有如下的技術特點:(1) Y軸控制機動調整,數顯表直觀地反映滑塊的調節行程; (2) 后檔料X軸控制機動調整,數顯表直觀地反映后檔料位置;(3) 堅固的剛性扭軸設計,確保滑塊運動的同步;(4) 內置式機械擋塊,確保滑塊的精確定位;(5) WEHK可配不同檔次的數控系統和驅動系統。

常見的飯金件折彎結構如圖1所示。在普通折彎機上只能先按尺寸a調整好后擋鐵位置后,折一批工件的第一道邊,再按尺寸b重新調整擋鐵位置折第二道邊,這樣工件需多次上下機床。如果批量大,則要中途搬運,需提供折彎更大的周轉空間,從而增加大量的輔助工作,增加了勞動強度,降低了勞動生產率。另外,擋鐵的調整一般採用捲尺、鋼皮尺來測量,精度無法控制。即使採用較精密的量具測量也會因缺乏理想的測量基準而難以達到較高的測量精度,加工精度仍難以保證。 

 


3.扭軸同步液壓折彎機的數控改造

3.1改造方案

圖2所示為對該型號機型的折彎機設計的一種單軸數控擋料執行機構。該機構由步進電機7驅動,電機與滾珠絲杠9直連實現無間隙連接傳動。步進電機步距角為0.9°,滾珠絲杠螺距為4mm,該最小運動設定量完全能滿足一般的折彎要求。

一般的折彎件結構其折彎彎邊寬度都比較小,但折彎邊長度可能會很大(如門板結構) ,所以機構軸向運動行程相對來說較小,而對擋鐵寬度範圍則要求很大。比較好的方案是擋鐵在折彎邊長度的兩端兩點接觸,從而減少或消除上道工序剪切邊直線度的影響,使誤差減至最小。圖2中,擋鐵12在擋鐵座13上沿寬度方向可調,以適應不同彎邊長度的需要(如圖2中I)。從情況考慮,將折彎執行機構設計成一短寬體結構。從保證運動件精度和穩定性出發,配置運動導軌時導軌間須有一定的跨度。

綜合上述要求與折彎機自身狀況,本執行機構整體採用框架式,以降低成本,且便於現場安裝。由於上述結構較易變形扭曲,因此採用一圓一平導軌組合,以圓導軌10為主導軌,平導軌17作為輔助導軌,避免了框架因微量變形而造成的運動不暢。

執行機構零點設於擋鐵與折彎上模刀口直線刃重合位置,即折邊寬度為零處,這樣系統設置數值即為折邊寬度值。由於擋鐵回零須回到固定折彎模(下模)的上面,考慮到薄板折彎時擋鐵與折彎模不允許留有太大的間隙,因而擋鐵回零很可能導致干涉而造成損壞。因此本機構在運動行程的中間設有參考點,該點與零點問距離固定,正常情況下只需回參考點即校驗了零點位置。參考點設定由兩個霍爾開關(即圖2中2與15)來實現。2為到位粗定位開關,15為精確定位的開關。15置放於直徑為d的圓周上,相當於一個絲杠螺距k放大為πd的圓周,假定15能達到的檢測精度為0.01mm,則在絲杠螺距等於4mm,直徑d=40mm時,精確定位開關15的軸向定位精度為0.0032mm(0.01k/πd),匹配較好。圖2中件1,4為兩行程極限開關,控制機構運行的最大行程範圍,防止超程產生機械衝擊而影響機構精度。超程開關起作用時,機構則無條件停止。

從整體造價考慮,本裝置步進電機控制不再另配數控裝置,而由控制本裝置運行的PLC 實現其位置控制,這樣電控硬體簡單可靠,結構緊湊,很適合於工業現場。 
 折彎機數控系統採用三級計算機控制,第一級由PC構成,安裝有數控折彎機自動編程軟體,第二級為主機級,由STD工業控制機組成,該級除Z80CPU模板外,還有由8031單片機管理的高解析度顯示驅動板,中功率輸入輸出板,位移計數板, A/D轉換板和串列介面板等。第二級可以完成控制參數的輸入,工件編程, 折彎力、工作台加凸量、回彈補償量、板厚變化自動補償等的計算,各軸的位置控制,上模分段,折彎控制,實際位置顯示及系統故障顯示等功能。第三級為執行級, 由四個單片機構成的交流伺服驅動單元及一個組成。

3.2改造后的功能特點及先進性

利用本裝置對普通折彎機進行改造,雖然經費投入不多,卻能實現數控折彎機的基本功能,可對加工對象進行連續折邊,從而減少了工件的上下搬動次數,工件一次連續折邊完成後便可流向下道工序,避免了工件在機床邊的大量堆積,簡化了物流,提高了效率,大大減輕了工人工作量。控制系統可存儲大量的折邊工件程序,以供隨時調用,免去了原來每次更換工件后重新調整擋鐵的麻煩。由於擋鐵位置精度高,折邊精度必然相應地大幅度提高。同時,將智能伺服單元作為執行機構,可以提高系統的快捷性,同時也容易對系統進行擴展性功能增強。實踐證明,本裝置的投入應用取得了較為理想的效果。

4.結論

本文主要介紹了一種WEH110/3100扭軸同步液壓折彎機的數控化改造技術,該技術以較經濟的方式實現自動調整,從而完成連續折彎,驗證了此型扭軸同步液壓折彎機數控改造的可行性,同時提高了折彎機的尺寸精度和勞動生產率。



【參考文獻】

[1]房書文.PC內嵌NC型開放式數控車床軟體的研究與開發[D].湖南大學,2006.

[2]李彩芝.基於PMAC數普兼容式車床開放式數控系統的開發與研究[D].蘭州理工大學,2007.
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