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1、锻压技术1994年第2期一种新型的折弯机及其数控系统华中理工大学陈宝萍摘要本文研究了一种新型折弯机—四轴数控折弯机的控制特点和关键技术,介,绍了其数控系统的多级计算机控制方法阐述了数控折弯机自动编程系统及智能型伺服驱动单元的应用特点。关键词板料折弯机计算机控制智能型伺服驱动活塞下行并与缸体10的七端面接触时,滑块~己l乡,。_、了J口和凸模被限位下死点得以控制因为下死点的微小变化将导致工件弯曲角显著的变化(一折弯机数控系统最近几年来发展迅速,对般来说,滑块行程变化0.04mm,会使弯曲角“,保证折弯件的质量及提高生产率起了推进作变化1)故下死点
2、控制精度要求高达士用。本文介绍一种新型的折弯机及其数控系0.01mm。控制挡块位移的轴定义为Y轴。统,折弯机具有自动分模和工作台加凸等功,,能可以折制盒形件并保证长形折件有较高的精度。数控系统采用智能型交流伺服驱动单,、、、~元具有自动编程汉字显示精确定位多轴联动等功能。卜”曰二、折弯机工作原理该折弯机为四轴数控折弯机,其原理如图1所示。,首先把工件14的前缘顶在后挡料架3的挡料指上,工件平放在凹模13的表面上作泊忆为起始位置。折弯机的滑块16带动凸模巧相,对于凹模作垂直往复运动以压弯板料形成一图1折弯机原理示意图。定的弯曲角折弯角度取决于滑块
3、运动的下死1一X轴丝杆2一X轴电机3一后挡料装置。点4一分模气缸5一U轴丝杆6一U轴电机,下死点采用机械限位式控制液压活塞97一W轴丝杆8一W轴电机9一液压活塞,与滑块相联滑块的下死点靠限位螺母110一缸体1一限位螺母12一Y轴电机(又称挡块)来限制。限位螺母的位置由交流13一凹模14一折弯工件15一凸模。伺服电机12通过机械传动来调整当螺母随16一滑块17一油管,后挡料机构3由交流伺服电机2驱动其第一级由PC286机组成,装有数控折弯,。旋转运动通过滚珠丝杆1变为直线运动带动机自动编程软件(由C语言编制)该级可由。后挡料架前后移动控制后挡料机
4、构位置的轴用户自选。。定义为X轴第二级为主机级,由STD工业控制机组在弯曲,在工作台中部会产生和成。长工件时,,滑块两端施力方向相反的挠度因而工件在出该级除Z80CPU模板外还有由8031单。,“”模以后易发生变形本机采用斜块升降原理片机管理的带有自行设计的微型汉卡的高分斜块的角度按工作台受力后各点的挠度的不同辨率显示驱动板,中功率输人输出板,位移计,,,。而变化由伺服电机8带动螺杆7旋转通过数板A/D转换板和串行接口板其中串行,,螺纹机构使下斜块沿水平方向直线运动上斜接口板配置有RS一232RS一422和20mA电,块则按竖直方向作升降运动这
5、样就可以使工流环三种接口方式供用户选择。该系统可以通’‘”作台浮动以保持工作台和滑块之间的平行。过串行口接收上位机自动编程后的NC代。控制工作台加凸量的轴定义为W轴码,也可以独立地在汉字人机对话方式下进行,,在折制封边的零件时需要凸模的长度能手工编程还可以通过串行口发送各种控制命随着零件的要求而变。本机的凸模是由一些标令至下位机并接收下位机反馈来的信息。准长度的模块组合而成。伺服电机6驱动丝杆第二级可以完成控制参数的输人,工件编,、、、5带动分模气缸4左右移动停在将要使凸模程,折弯力工作台加凸量回弹补偿量板分段的地方。由于分模气缸的动作,将整个
6、凸厚变化自动补偿等的计算,各轴的位置控制,模分成三段,其中中间一段为所需要的长度。上模分段,折弯控制,实际位置显示及系统故。控制凸模分开位置的轴定义为U轴障显示等功能。第三级为执行级,由四个80%单片机构、三折弯机数控系统的组成成的交流伺服驱动单元及一个PLC组成。四个轴的运动由各自的伺服驱动单元和交,,折弯机数控系统采用三级计算机控制其流伺服电机所控制电磁阀的控制由PLC完配置见图2所示。成。智能型伺服驱动单元以16位8096单片机为核心,采,配有丰富的管理、用数字量输人7刀J才一286,它优化控制及系统保护软件与主机级通过串,,行口通信联接
7、两者以通信方式交换信息例C左T280CP酬一,:如主控机可用命令修改它的各种参数如位显示,动,,,,卜X轴伺服单元置环增益速度环增益积分时间常数加减,/。。,串,。卜行。轴伺服,元伺服电机速时间反向间隙值等日,接轴人悦板口交流伺服电机内装有光电编码器作为轴卡,甲轴伺服单元伺服电机光电编码器的位置反馈及速度反馈8096单片机可完成钮作面扳}轴的位置控制。X轴、U轴和W轴均采用丝拍出摸板杆传动,传动误差较小,电机轴的光电编码器位计*,编码。传动机构尸LC移日,的值可以直接反映该轴的位移量所以这三个故电板。破阔轴采用半闭环控制方式(见图2)挡块的电、
8、、机通过皮带轮齿轮齿条传动带动挡块运,,图2CNC系统硬件配置动传动误差大因此在挡块轴上又装了一个,,光电编码器作为挡块的实际位移检测元件,。送主控机
