节材\高效智能母排折弯机

【摘要】为了提高产品的生产效率，减少不必要的成本损失，本文从母排加工的质量问题、智能母排折弯机，以及半自动液压弯管机的PLC 控制系统这三个方面对节材、高效智能母排折弯机进行阐述。

【关键词】节材、高效、智能化、母排折弯机

中图分类号：TE08文献标识码： A

一、前言

随着社会经济的不断发展，为了追求更大的经济效益，人们开始不断的追求节材、智能化的生产模式，下面对节材、高效智能母排折弯机进行分析。

二、母排加工的质量问题

目前，国内电器成套行业中，母排弯制加工设备较为简单，主要是一套由液压泵、电动机、液压缸、顶头和导柱组成的液压加工装置，虽然有不少工厂装备了多工位母排加工机，但都存在不少问题。而且，母排加工因循较传统的工艺工程，质量问题在所难免。主要表现在：

1.母排加工参数测量、加工、调整过程复杂，导致加工效率低。母排下料和加工的尺寸测量大多是工作人员凭经验，按弯制的大体形状测量和估算，测量量多，误差较大。在测量了装配尺寸以后，需要进行下料尺寸和

折弯尺寸的计算。如果进行精确计算，则需要操作人员具有较高的计算能力，还要占用较长的时间。如果进行粗略计算，则误差过大，常常造成材料浪费，甚至报废。同一尺寸的一批母排，不能因批量增加而提高工效，且其加工后形状也不一致。

2.考虑测量误差和加工误差，在母排下料时尺寸放宽，将导致材料浪费。下料时为了确保成功，常常不得不适当加长一点，弯好后再剪尾，造成尾料浪费。需要人工进行下料尺寸和折弯尺寸的计算，将计算的折弯角度输入弯排设备，再进行折弯加工，不但效率低，而且浪费材料。

3.在折弯过程中，折弯尺寸靠目测，对折弯的角度常常要反复调整才能达到要求，不但工效低下，反复调整角度时还容易损伤母排内部的组织结构、表面质量和母排的良好连接。

三、智能母排折弯机

1.智能母排折弯机的主要特点

针对母排制作的诸多问题，着手研制了本母排折弯机，机器主要特点有。

1）对母排安装尺寸的测量采用最简单的方法，方便了现场尺寸的测量，提高了尺寸测量的精度。

2）由于机器配备了智能测算系统，在输入测量结果后，所有加工尺寸，包括下料尺寸和折弯点位置尺寸均可自动计算出来，有效地减轻了工作人员的工作强度，提高了尺寸计算的精度。

3）折弯过程可以自动完成，也可手工点动折弯加工，提升了加工工艺过程的可选功能。

4）折弯参数可以保存，实现了同一形状母排的连续加工。

5）除对常见尺寸的铜排进行数控加工外，还能够按输入的角度或输入的压弯深度（即顶头行程）进行定位加工，充分考虑了一机多能的性能要求。

2.主要结构和优点

产品主要结构为：

1）母排折弯机的机械结构由机架与液压系统组成。

2）机架为工作台形式，台面中间装有弯排加工的压力折弯机构，台下为控制阀站和液压泵，底部安装轮子以便于移动机器。机器的折弯采用传统的三点折弯原理，折弯时，液压缸推杆推动顶头向两个承压导柱一侧的母排施压并使其弯曲。

3）机器的液压系统包括液压泵、控制阀站和液压缸。液压泵由电动机驱动柱塞泵，向液压系统提供液压动力；液压缸将液压动力转换为机械动力；控制阀站则接受控制系统的指令，通过对各个阀的控制，改变液压的大小和方向，实现预定的液压缸动作，完成弯排工作。

3.高效智能是母排折弯机的突出优点，实现的过程依靠其先进的控制系统。本母排折弯机的控制系统由传感器、控制处理器和执行机构三大部分组成。

1）传感器部分。传感器检测顶头运动的行程，其标称线性度和重复性均优于1 ‰。

2）控制处理器部分。系统选用具有内置A/D 转换器的新型单片微处理器，可方便地接收各传感器的模拟参数，具有四路全隔离的继电器控制输出，必要时可扩展到六路。

3）执行机构。执行机构接受和执行控制处理器的指令，通过继电器控制相应的电磁阀对其液压系统进行操作，实现母排折弯机的全部功能和动作。

四、半自动液压弯管机的PLC 控制系统

1.控制系统原理

半自动液压弯管机的控制系统采用可编程序控制器， PLC 是专门在工业环境下设计的控制装置，具有功能强、可靠性高，程序设计简单、修改方便等优点;操作系统采用新型人机界面触摸屏，具有显示直观，操作简易，实时监控数据、修改参数功能强和工作稳定性好等优点。可编程控制器选用日本三菱公司FX2N-32MR， 触摸屏选深圳人机电子有限公司触摸屏MT510L，它们之间通过一根RS485通信电缆线实现实时通讯。PLC 接受触摸屏上的操作控制按钮以及接近开关和光电编码器检测的位置和角度控制信号，使液压缸按规定的顺序完成弯管各动作。触摸屏一方面将弯管机操作控制信号和工艺参数等传送给PLC，另一方面将PLC工作状态和运行信息显示在触摸屏上，实现生产过程的动态监视。其中，角度控制是利用PLC中高速计数器和光电编码器来实现。

2.PLC的I/O，地址分配

PLC的I/O地址分配为:

X0 弯管编码器B 相脉冲输入 Y0 油泵电动机控制接触器KM

X1 弯管编码器A 相脉冲输入Y1 油泵电动机卸荷电磁阀YA1

X2 急停按钮Y2 料夹夹紧电磁阀YA2

X3 倾转编码器B 相脉冲输入Y3 料夹松开电磁阀YA3

X4 倾转编码器A 相脉冲输入Y4 芯棒前进电磁阀YA4

X5 液压油泵过载Y5 芯棒后退电磁阀YA5

X6 脚踏开关( 料夹) Y6 芯棒慢退电磁阀YA6

X7 脚踏开关( 启动) Y7 主模夹紧电磁阀YA7

X10 芯棒前进限位Y10 主模松开电磁阀YA8

X11 芯棒后退限位Y11 导模夹紧电磁阀YA9

X12 主夹缸后退限位Y12 导模松开电磁阀YA10

X13 导夹缸后退限位Y13 弯管电磁阀YA11

X14 弯管缸原位限位Y14 退弯电磁阀YA12

X15 倾转轴归零缸原位限位Y15 慢弯管电磁阀YA13

Y16 缓衡阀YA14

Y17 倾转轴归零电磁阀YA15

3.PLC 控制软件设计

半自动液压弯管机有手动、半自动2 种工作模式。手动模式主要用于系统的调整( 包括模具、弯曲速度、弯曲力及其相互之间的匹配等) 及设备排查故障和维修。通过触摸屏控制各按钮， 使各工序单独工作。半自动模式为正常工作模式，调整好每一弯的弯曲位置和空间倾转角度， 设置好每一弯的弯曲工艺参数(弯曲角度、夹模夹持时间、慢速弯管角度、慢速退芯角度) ，完成有/无进芯、有/无慢退芯功能选择，将小车送到初始位，装上管坯，夹料，然后按下脚踏开关(启动)，自动完成1弯;接着将小车拉到第2弯定位块，转动管子到第

2.倾转角，按下脚踏开关(启动)，自动完成第2弯，直至最后1弯(1 根管材最多可有8个弯头)，松开料夹，人工取走管制品。半自动液压弯管机PLC控制软件设计包括触摸屏界面设计和PLC程序设计。

(1)触摸屏界面设计

触摸屏界面设计首先在计算机上应用触摸屏工具软件EasyBuilder 500，根据生产工艺的控制要求进行界面设计，并做好相关设定， 再进行编译，在计算机与触摸屏正确通信后，下载给触摸屏MT510L。触摸屏界面设计有初始界面、手动模式、半自动模式、角度编辑、多角度模式和故障报警等界面。各界面之间切换方便、快捷。手动模式界面主要有手动操作设备的各按钮及其相关显示; 半自动模式界面主要用于完成1弯的半自动操作及其显示。角度编辑界面主要用于设置弯管的1组参数以及弯管总数， 可设置最大为38组的系统参数存储档案。每组中可对弯曲轴的8 种角度以及每种弯曲角度的夹模夹持时间、慢速弯管角度、慢速退芯角度进行编辑。多角度模式界面主要用于半自动多弯加工过程中的实时监控。另外还设计有电动机过载、弯曲角度超程、接近限位开关故障等报警界面，当出现故障时，触摸屏转入报警界面，显示故障信息，以利于故障处理。

（2）PLC 设计

对于半自动液压弯管机的手动和半自动2种工作方式，考虑操作方便及安全可靠性，采用模块式程序设计，分手动控制程序和半自动控制程序，2个模块的更改互不干扰，有利于程序维护。在半自动控制程序中，针对有进芯棒与有慢退芯、有进芯棒与无慢退芯和无进芯棒3种不同加工工艺需要，设计出各对应的控制程序， 各控制程序为一子程序。因此，当管件的加工工艺不，对应的控制程序只需通过有进芯棒/ 无进芯棒、有慢退芯/无慢退芯2个选择开关的选择来进行切换即可。即在管件弯曲位置与空间转角确定后，芯棒前进到位，主夹模和导夹模夹紧并延时，弯管并检测角度， 在达到弯管角度前5b~ 10b( 可设置) 时，慢速弯管至弯管角度，慢退芯5b~10b(可设置)，快退芯至原位，主夹模和导夹模松开，弯管臂退回到原位。

五、结语

总的来说，数控技术的不断开发和应用，让工业生产逐渐步入了智能化的境界，同时数控技术的使用也使得在生产过程中更多的节省材料，这样可以最大程度的提高材料的使用效率，现如今在母排的折弯机中也将数控技术融入其中，这样可以更好地提高生产效率。

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