弯管机是现代工业中的必要设备,应用极其广泛,特别是在交通运输工具方面,因此,对其的使用性能也有了更高的要求,经常要求其要有更大的突破,与以往相比。社会经济的的发展迅速,需要更多形状的金属管,老式的弯管机难以适应社会的发展要求了。因此,在工业发展中呼唤更多的高新技术出现。目前,PLC的应用为工业经济的发展提供了良好的保证。这是一次突飞猛进的革命。与老式的弯管机相比,在弯管的速度以及精度上都存在着极大的优势。目前,新的弯管机的产生,极大的提高了生产效率,使经济效益也有了显著的提高。在现今的科技基础之上,应该更上一层楼。
1 种类和技术现状
弯管机加工的种类有很多。以成形为依据,大致可以分为三类,其一是模弯曲的方法,其二是无模弯曲的方法,其三是滚弯曲的方法。以是否加热为依据,大致可分为两类,其一是热弯曲的方法,其二是冷弯曲的方法。以是否有填充物为依据,大致可分为两类,其一是有填料的方法,其二是无填料的方法。近几年来,弯管机技术有了更大的发展,相继研发出来了零半径、热应力和激光成形等几种技术。
1.1 滚弯
此种方法特别之处是,用辊轮对金属管材料进行弯曲的方法,辊轮用三根就可以了。它和板材滚弯的工作原理基本上是一样的,当然,它们之间也是有差别的,前者所用的辊轮与所要求的工作面相一致。
1.2 模弯曲
此种方法是指把钢管放在弯曲的模型中,通过某些手段达到弯曲成形的结果,它包括三种方式,其一是推弯的方法,其二是压弯的方法,其三是绕弯的方法。
1.3 无模弯曲
对于那些大口径的,或者厚壁的,或者高强度的钢管,此种方法是最为合适的。它是利用局部加热的方法。加热的方式大致可以分为两类,其一是火焰加热的方法,其二是中频感应的方法。
1.4 零半径
对于那些半径极小的管件,用这种弯管方式是最为合适的。
1.5 热应力
此种方法是让工件各部分温度不同,从而使其变形。
1.6 激光成形
它的特别之处,是可以把工件变成任意形状。
2 常用的设备
弯管的方法有很多,因此,弯管机也有很多。按加热与否分类,大致可以分为两类,其一是冷弯管机,其二是热弯管机。按照传动方式分类,大致可以分为四类,其一是手动,其二是气动,其三是机械传动,其四是液压传动。按照控制方式分类,大致也可以分为四类,其一是手控,其二是半自动,其三是自动,其四是数控。
3 发展简介
现今,我国国内的大部分生产厂家的发展状况比较不容乐观,远远地落后于国外的生产厂家。其中,德国和意大利以及日本的弯管机在精度方面和自动化程度方面以及模具寿命方面都极其高于国内的制造水平。更重要的是,国外的此种机器普遍是全自动的。其中,自动送料、自动弯管的方面、自动升降的方面、旋转的方面等功能是它极其有力的竞争能力。我国生产的机器能够实现自动升降然而旋转的方面仍旧是有困难的。其主要的原因就是精度稍差以及模具的热处理方面仍旧不足。
在做工的工艺方面,国外普遍采用了大规模的自动化和机械化作业,然而,在我国国内的生产厂家中,人力的还是比较普遍,因此,在精度方面以及生产效率方面是有所欠缺的。这就是我国的这种机器很难被国外使用的厂家购买的原因之一了。就整体而言,还是因为我国的机械的水平比较低,机械化自动化程度欠缺,高级技工人员较少,高等教育制度有些问题,产业结构不合理,热钱在制造业投入较少。
目前,我国的弯管机的制作工艺正在不停的前进,在以后的发展过程中更是要更上一层楼。期望我国的弯管机的市场会越来越开阔。
4 机械要求
为了能够实现弯管的自动化,节省人工和提高精度;为了适应于众多弯曲处这种极为复杂的工件,因此弯管机要集成滚弯工艺和绕弯的工艺于一身,要设计组合的模具。
控制弯曲管件的质量主要是控制以下三个主要的需要特别注意的方面:其一是弯曲管件圆度,其二是减薄量,其三是内部表面的弯曲度。为了能够解决这三个问题,机床应该开发多向芯轴、辅推装置和防皱的功能,要组装成为一整套的组合的模具,从而要保证管件加工的质量。
5 系统的概述
这种控制的系统的构成,其一是人机界面,也称作HMI;其二是可编程控制器,也称作PLC;其三是伺服电机;其四是油缸;其五是气缸等等。人机界面是个大仓库,可以储藏几百种工作技艺的数据,达到人与机器互动的目的。PLC既可以达到四轴定位的功能,与此同时,又可以达到控制两组插补的功能,就是这样,才能够达到极其复杂的工作要求。
整个控制系统大致可分作三大部分,其一是机械部分,其二是液压部分,其三是电气控制部分。若是把这种弯管机当成一个活生生的人,那么,电气控制部分就会是弯管机的脑袋,脑袋依照预先编定的程序和弯管之前的设置,命令液压和机械部分,依靠它们来完成弯管的工作。而液压部分,则可以被看成是它的神经网络以及血液循环系统,它在电气控制部分的控制下,驱使着机械部分工作;而机械部分,则是弯管机的躯干以及两条手臂,来完成具体的弯管动作。
6 硬件设计
6.1 控制系统
一根电缆的一端连接着PLC,另一端则连接着人机界面,两者是通过这根电缆互为通信的。PLC 接受信号以后,靠液压缸进行各种各样的工作。
系统的心脏是PLC。它是以单片机为重心的自动化的控制的程序。这种电脑器件在工业生产过程中,既可靠又稳定。实现控制的系统有8个部分,其一是辅推控制控制,其二是管芯控制,其三是抓料控制,其四是导摸控制,其五是小车其六是弯角转角控制,其七管材夹具等控制,等等。
6.2 软件设计
控制系统软件主要包括人与机器可以互相交流的界面以及系统的主要控制的程序。画面必须要与按键相对应,按键又必须要与PLC的程序相对应,三者协调统一。程序要与实际的工作现场协调统一。人与机器交互的信号发出以后,应该由PLC接受到,然后PLC 再按照所要求的,进行对弯管的控制。
7 结束语
在本篇中,大致介绍了PLC在数控弯管机的应用,其主要介绍了它的种类和技术现状机械要求系统概述。对于机器的制造,质量是极其重要的一个方面,同时,技术的提高,虽是最为困难的,但是是重中之重,它与企业的生死存亡息息相关。个人认为,对于此种技术的介绍,还是颇为细致的。在此种技术方面,必须要有足够的重视,要有大胆创新的精神,努力推动它的发展。在这方面,国内有很大的发展空间。
(审核编辑: 沧海一土)