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发表于 2009-11-23 09:30:17
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数控双模弯管机和液压系统的设计
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引言常规的拉拨式弯管机,即只要被弯曲管件所有的弯曲半径一样,不管弯曲角度多少(一般不大于180°),无论几个弯,就能弯多弯头管,但其弯曲半径只能是一个。也即常规的一管一模弯管机的特点是管子在弯管过程不能更换模具。然而随着科学技术的发展,现在在同一根管件上具有不同半径的多弯头管越来越多。对一根管子来可分为3个主要基本动作,即直线送进、空间转角、弯曲,以及一些其他弯管辅助动作,如夹紧,压料和松开等。双模弯管机和常规的一管一模弯管机相比,由于弯曲半径发生了变化,则使新的管模槽与工件中心线不在一直线上,则需要重新进行调整中心,并且还必须考虑到弯曲半径变换时的机械干涉问题,也即多弯头弯管机中控制系统比其他弯管机增多了一些功能。所以它和常规拉拨式弯管机相比难度和复杂度更大。为了满足用户的需要,我们设计制造了具有自行特色的双模数控立体弯管机。2 数控双模弯管机主要原理和结构此双模弯管机分为几大部份:夹紧、压料、助推、弯曲机头、小车、芯轴、防皱、润滑、液压及电气等。夹紧部分采用由液压缸驱动连杆机构,使夹紧块在转臂中作夹紧,放松运动,它可使滑座与夹块后退和下降直至上平面低于管子为止,可方便装卸管件和扩展弯管能力,防止弯曲返回时机械干涉。弯曲机头采用伺服电机加滚珠丝杆传动,用机头移动来校正模具与工件的中心线,以工件中心线保持不变作为基准,当一套模具更换另一套模具时自动将管模与工件中心线相对准,机头内部安装弯曲驱动缸和主轴等传动组件,主轴由液压伺服比例阀控制,液压缸通过链板驱动主轴及转臂作弯曲转动运动,机头上部安装有压料机构,压料采用液压缸直顶式驱动。压料座上安装有导板助推机构,导板助推采用上下2只液压缸,根据弯曲半径的不同分别动作液压缸。芯轴以液压为动力, 行程可调,芯轴较长,要穿过小车的夹头。润滑系统定时向芯轴头供油。芯轴的上下2个位置由液压缸传动。小车直线动作由交流伺服电机驱动,在导轨上前后运动。小车上的夹头在交流伺服电机的驱动下可作顺时针及逆时针转动。小车上下2个位置由液压缸传动。小车左右是”浮动”的,这样可保护小车在弯曲时不受到管件回弹时的冲击。防皱装置安装在刚性架上,因为是双模弯管机, 中心高提高了,为增强管模支撑刚性,在机头上设置了加强拉杆。此数控双模弯管机在空间转角轴和直线送进轴采用交流伺服电机控制,弯曲轴采用液压伺服比例控制,液压带有自动温控系统,操作台具有中文触摸荧彩色显示,带有故障诊断报警、断电记忆、弯管回弹补偿、管形参数与座标参数自动转换及图形显示,能方便进行输入修改编辑储存,有管材末弯短料管理功能。 液压系统为密封式油箱,并作为床身的支承结构。本机床采用板式及叠加式液压阀组成整个液压系统。本机液压动力采用直齿共轭内啮合齿轮油泵,它具有结构简单、噪声低、寿命长、污染敏感性小等优点。在液压泵进油口采用箱外自封式吸油过滤器,它能在更换和清洗滤芯时油箱内油液不会流出。为提高控制主传动弯曲的可靠性和精度以及延长比例阀的寿命,在比例阀进油口选用了压力管路过滤器以减少故障,节约昂贵元件的维修或更换费用,在此过滤器上安装有压差报警装置,提醒人们注意滤芯堵塞。为防止液压缸运动产生的磨损颗粒进入油箱,在小泵系统回油口采用了回油精密过滤器。为防止油温过高,在系统中采用了空气冷却器。本机采用比例伺服阀控制主传动弯曲缸,它根据输入电信号的大小提供方向控制及无压力补偿流量控制。为补偿由于压力变化而引起的流量变化, 在比例阀下叠加了压力补偿器用于保持阀的压降Δp为恒值,从而提高弯曲运动的平稳性。为提高机床工作中在上下料时的安全性和可靠性,采用了液压锁使液压缸可靠停止。因为各液压缸缸径相差较大,工作时所用压力也差得较多,从节约能源和成本上考虑, 本机采用双泵压力系统。大泵高压系统采用电磁溢流阀控制系统加压及卸载;小泵中压系统采用电图1 双模数控弯管机液压原理图磁阀及叠加溢流阀组合控制系统加压及卸载。另外,选用了电磁换向阀控制液压缸的前后动作。其液压原理图见图1。3 机床主要参数及一种工作流程简介1)机床主要参数最大弯管规格 ?63×2 5;最大弯曲半径 200 mm;最大弯曲角度 190°;双模中心距离 80 mm;液压系统工作压力15 MPa。2) 一种工作流程简介管件位置图见图2所示。机械初始位状态:转臂上的夹块在松位;压料机构在松位 ;芯棒机械在前位;侧推机构在后位;小车上的夹头在松位;头部在脱模位;送进及转角的伺服电机校零完成,小车在最前位。O—模具回转中心 A上位管模弯曲半径 B—下位管模弯曲半径C —上下模脱模位 D—上模夹紧位 E—下模夹紧位F—管件上位 G—管件下位图2 管件位置图为保证机床工作的可靠性和安全性,还设置了动作之间有关的互锁关系:如单动时侧推进功能动作时,转臂必须转出足够的角度,返回动作时,侧推机构必须退到位,以防转臂上夹紧块与侧推干涉。压料紧时,如果小车在干涉区内则无效。夹块紧及压料紧时,如果不在进模位则无效等。图3 是有芯弯曲流程的一种。另外:弯管时小车夹头必须在紧位;当上料和卸管时机床必须处在暂停状态,继续工作必须采用外部操作;小车假若已进入干涉区,则机床动作流程进入另一种工作流程状态,见图4。图3 弯管流程图一图4 弯管流程图二 以上仅是弯管流程的一种,对一些特殊的弯曲管件还必需根据实际情况考虑工作流程,从而达到高效率、高质量的弯管目的。4 结论本设计的双模拉拨式弯管机达到了高效高质地弯曲多半径管件的目的,满足了用户多变要求,取得了 很好的社会效益。 |
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