南车株洲电力机车有限公司2005年购买的数控弯管机(SB-40×4A-2s)，因软件上的缺陷，操作很不方便，弯制出来的管子质量不达标，需要人为再加工，造成制造成本增加。为了满足生产的需要，迫切需要解决数控弯管机自带程序的缺陷，提高管道弯制产品的质量，以期提高生产的效率，方便工人和工艺员的操作。本文在机车管道弯制的工艺分析基础上着重介绍了管道弯制的算法设计及新数控软件的功能及操作界面。

1 数控弯管机原程序的缺陷

　　1)数控软件存在算法缺陷，没有考虑管道实际弯制过程的反弹和延伸因素的影响，对其理论数据不能自动修正，每弯制一根管子都要先试弯再对数据进行人工修正；同时在计算下料长度时没有考虑延伸因素的影响，下料长度偏长，弯制过后需要再切割，造成人力和材料的浪费。

　　2)软件程序中，只可显示算，x，y，z数据和Y，B，C数据，不能显示修正的Y，B，C数据，而且数据查看不够直观，不能进行可弯曲性的初步判断和基本处理。

　　3)不能对管子的下料长度进行汇总分析，不能对管道弯制的数据进行储存并调用数据直接弯制，每次弯制管道都需输入数据，很不方便；同时数据文件的编辑页面与加工执行页面之间无法直接切换，无法同时工作。

2 管道弯制的算法

　　2.1 管道弯制的工艺分析

　　数控弯管机弯管过程一般都可以分为进给、旋转、弯曲三种运动过程，其中进给的距离其实就是管子的直线段的长度值，即Y值；弯曲角度是两个相邻的直线段的夹角的补角，即B值；旋转角度其实就是上一个加工面(弯曲平面)和下一个加工面(弯曲平面)的夹角，即C值。管道弯制零件图上标注的是线形尺寸和角度尺寸，需要一定的数据转换和计算，转换为各个节点(中心线的交叉点)的绝对坐标(xi'，yi'，zi')或相对坐标(xi，yi，zi)，然后利用坐标数据信息计算出管道弯制数据(Y，B，C)，即(进给，旋转，弯曲)的值。其中绝对坐标指的是各个节点相对于一个固定点(一般是首端)的坐标值，而相对坐标指的是各个节点相对于上一个节点的坐标值。

　　2.2 管道设计数据的采集　　首先需要知道各个节点的相对坐标缸xi，yi，zi(i=1-n)或者绝对坐标xi，yi，zi(i=0-n)；管子的总段数，l(或者拐角的个数)；管子的弯曲半径尺。其中绝对坐标和相对坐标的相互转换关系为：

3 数控软件功能及流程

　　针对管道制作的特点及管道弯制的算法，我们对数控弯管机的数控软件作了改进，改进后的数控软件具有以下功能。

　　3.1 自动分析计算功能

　　能够自动根据x，y，z坐标计算出理论的Y，B，C，并根据设置的修正参数自动的计算出Y，B，C的补偿值和修正值，以及计算出展开长度和实际下料长度。而且在计算分析过程中，能够自动判断出因中间直线段太短而无法弯制的管子。

　　3.2 管子标志信息以及数据信息的编辑和显示功能

　　可以在该程序中编辑和显示管子标志信息，如图号、名称、台量、规格、车型、编号、备注等；可以编辑和显示数据信息，如绝对x，y，z，相对x，y，z，理论Y，B，C，修正Y，B，C，修正参数等等。

　　3.3 数据库功能

　　所有的数据都可以保存在数据库中，记录管子的加工数据，在数据库中可以查询到自己想要的管子，并可以获得相应的数据，在数据库操作中可以把相应的管子数据导入本程序、生成文本文件、进行批量修正、批量生成文本文件、自动编号、查看数据、删除管子、进行管子下料汇总明细等操作。

　　3.4 数控软件流程

　　改进后的数控弯管机解决了自带数控软件的缺陷的同时，也满足了工艺应用的实用性和方便性。在提高管道弯制产品质量的同时也方便了管理，提高了生产效率，减少了人力和物力的浪费。它的功能非常丰富，具体的数控软件流程图如图1所示。

图1 数控软件流程示意图

4 结束语

　　改进后数控软件所生成的文本文件数据可以被数控弯管机直接调用执行；经过对回弹和延伸进行修正，按其数据加工出来的管子符合产品质量要求；程序自动分析计算出的数控弯管机参数设置数据正确，切实可行的，操作工基本上不需要再进行任何设置。改进后的数控弯管机方便了操作工和工艺员的操作，节约了制造成本。