基于臺(tái)達(dá)數(shù)控系統(tǒng)的三維彎管機(jī)應(yīng)用案例

 摘 要：本文通過(guò)概念設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)描述了基于臺(tái)達(dá)數(shù)控系統(tǒng)的三維彎管機(jī)解決方案級(jí)別設(shè)計(jì)技術(shù)。對(duì)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(tái)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(lái)，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(wú)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�？沙绦蛟O(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(guó)內(nèi)空調(diào)，汽車等行業(yè)的興起對(duì)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(shì)。臺(tái)達(dá)作為行業(yè)的領(lǐng)軍者率先利用產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)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。

2 概念設(shè)計(jì)

圖1 臺(tái)達(dá)數(shù)控彎管機(jī)架構(gòu)

2.1系統(tǒng)概述

    基于臺(tái)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(dòng)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(dòng)器組成。400W伺服用于驅(qū)動(dòng)小車進(jìn)行送料即長(zhǎng)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(tái)外部輔助動(dòng)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。

2.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

    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(tái)：

（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(dòng)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。

2.3 數(shù)控彎管機(jī)流程設(shè)計(jì)

    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(dòng)作旋轉(zhuǎn)、退彎動(dòng)作、退芯完成等。其主要工作流程如圖2所示。

圖2 工作流程

3 功能與操控界面設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)運(yùn)行方式

    數(shù)控彎管機(jī)分手動(dòng)、全自動(dòng)等多種操作方式，并可滿足有芯棒和無(wú)芯棒，有主動(dòng)式送料和貫穿式送料等不同控制要求場(chǎng)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(hào),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(hào)進(jìn)行重夾,讓加工工件的長(zhǎng)度可以不受機(jī)臺(tái)的行程限制。

3.2 工件規(guī)格數(shù)據(jù)管理

    可存儲(chǔ)上900種產(chǎn)品型號(hào)，每種型號(hào)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(duì)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(huì)通過(guò)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?dòng)送料方式下要求彎曲動(dòng)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(cè)試資料。公共參數(shù)如圖4所示。

圖4 公共參數(shù)

3.3 操控界面

（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(jiǎn)單化，只需要輸入對(duì)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(dòng)作，如果需要將一個(gè)彎的動(dòng)作拆分，只需要輸入對(duì)應(yīng)的動(dòng)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(duì)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(dòng)作同理。此編程窗口會(huì)隨著使用者輸入的程序行數(shù)而自動(dòng)翻頁(yè)，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）

（2）可自由調(diào)整設(shè)定“夾緊時(shí)間”、“退夾時(shí)間”、“進(jìn)芯時(shí)間”，滿足實(shí)際工藝要求，以及防止機(jī)械上的動(dòng)作延時(shí)造成的次品；如圖6所示。

圖6 工藝參數(shù)管理（2）

（3）其它界面操控功能設(shè)計(jì)。可以自由規(guī)劃各軸點(diǎn)動(dòng)和回零的速度以及加減速時(shí)間；

單節(jié)動(dòng)作的執(zhí)行MDI的模式下的運(yùn)行，可以做單個(gè)彎曲動(dòng)作。也可以對(duì)機(jī)臺(tái)動(dòng)作進(jìn)行前期調(diào)試；手動(dòng)各輔助動(dòng)作測(cè)試以及軸向點(diǎn)動(dòng)測(cè)試；完善的報(bào)警系統(tǒng)，在操作不當(dāng)或機(jī)械故障時(shí)能在屏幕上作出提示，并停機(jī)報(bào)警，如圖7所示。

圖7 報(bào)警管理畫面

4 文件系統(tǒng)管理設(shè)計(jì)

    根據(jù)不同用戶的實(shí)際要求，需要產(chǎn)品多樣性，彎管角度參數(shù)靈活可變的特點(diǎn)，三維彎管機(jī)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)要求數(shù)控系統(tǒng)擁有強(qiáng)大程序檔案處理功能。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用了中達(dá)電通數(shù)控系統(tǒng)的填充格式的程序設(shè)計(jì)，該方案可以讓單個(gè)工件的彎數(shù)不受限制（只受程序容量的限制，可以說(shuō)單個(gè)工件可以彎“無(wú)數(shù)”個(gè)彎） ，而且不同的工件編寫好的程序（輸入好的數(shù)據(jù)）可以保存在不同的程序號(hào)中，一共可以保存900個(gè)程序，即可以儲(chǔ)存900個(gè)不同的工件程序。各程序號(hào)之間可以來(lái)回拷貝如圖8所示：

圖8 程序號(hào)拷貝

    操作者看到的程序是非常簡(jiǎn)單的程序。干涉處理和程序運(yùn)算都是操作者看不到的也是無(wú)法修改的。整個(gè)程序的架構(gòu)分主程序，前置程序，后置程序以及子程序等，各子程序可以用來(lái)處理不同的送料以及彎管方式，調(diào)用也非常方便。

5 結(jié)束語(yǔ)

    該套數(shù)控彎管機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)成功在于中達(dá)電通數(shù)控系統(tǒng)高度開放性，高響應(yīng)性，高可靠性。同時(shí)該方案也為彎管機(jī)行業(yè)帶來(lái)了性價(jià)比極高的整合系統(tǒng)，穩(wěn)定性和精度以及接口的方便性都達(dá)到了同行業(yè)比較高的層次。為行業(yè)客戶贏得了發(fā)展優(yōu)勢(shì)即經(jīng)濟(jì)效益，中達(dá)電通公司旨在植根于中國(guó)打造工業(yè)自動(dòng)化的領(lǐng)軍地位，為國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化和基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展提供有力的系統(tǒng)解決方案和自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)支持，并在母公司臺(tái)達(dá)電子集團(tuán)的強(qiáng)有力的支持下為全球的產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)打造出一個(gè)令華人驕傲的自動(dòng)化世界品牌。