一种弯管管形检测系统及其检测方法技术方案

本发明专利技术涉及一种弯管管形检测系统及其检测方法，一种弯管管形检测系统，包括数控弯管机、管形检测装置和对检测信息进行处理的控制系统，用来测量管件回弹距离的所述管形检测装置安装在所述数控弯管机上，且与所述数控弯管机上的加工管件处同一平面上；所述管形检测装置与所述控制系统连接，利用几何原理计算出所述管件的回弹角度；本发明专利技术中利用回弹前后，管形检测装置与管件之间的距离变化，测得管件的回弹距离，从而快速求出管件的回弹值。该发明专利技术在数控弯管机上在线直接检测，避免了多次装夹引起的二次误差，且方便快捷，适合批量进行检测，同时避免管件多个弯之间误差的叠加，进一步提高了检测精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及弯管加工领域，尤其涉及。
技术介绍
管件在造船、汽车、航空等各个工业领域中广泛应用，其中有许多是有弯曲形状的 管件，这些管件必须使用弯管机或数控弯管机对管材进行弯曲加工后才能获得。由于管材 弯曲加工属于弹塑性弯曲，弯曲卸荷后不可避免地发生回弹现象，具体地，回弹现象是指在 管材弯曲过程中，受到外力作用，产生变形而被弯曲成一角度，当一个弯的加工结束后，夕卜 力被撤销，被弯曲的管件部分恢复成原来的形状，导致管件实际弯曲的角度小于预定的弯 曲角度，而管件直线段的长度会比所需的长度大一些，因此回弹现象的存在严重影响了弯 管生产的精度和效率，当回弹量超过误差所允许的范围时，零件的几何精度和形状精度就 难以满足要求，从而直接影响到弯管的使用性能以及和其他部件的连接效果等。 影响回弹的因素很多，如：管件的材料、弯曲半径、管径、壁厚、弯角大小以及弯管 机所用的工艺参数等，这些都会影响管件的回弹，其中，弯管机的工艺参数在弯管机调整后 已确定，所以一般采用试错法来不断调整弯曲角度，即先按照预定角度弯管，随后将成形 后的管件取下进行测量，根据与预定弯曲角度之间的偏差算出回弹值，接着根据检测结果 进行回弹补偿，再重新进行试弯，以此循环，直至管件的弯曲角度近似等于设计值。而获取 弯管后管件的精确回弹值，一般的做法是将成形后的管件从弯管机上卸载后放置在三坐标 测量仪上进行检测，通过三坐标的测头接触或非接触式地对管件进行测量，随后根据采集 到的数据还原出整根管件的三维模型，从而检测出包括弯曲角度在内的管件的各个详细数 据。但是，这种检测方式无法直接在弯管装置上进行实时检测，在将管件卸下装夹到三坐标 测量仪上的过程中，容易造成二次误差，同时这种检测方式成本高，耗时长。为解决这一问 题，技术人员研究出管形测量系统，该系统通过扫描的方式实时获得弯管管件的管形数据， 以获得回弹数据进行修正，但该系统所用设备投资大，工作数据不直观，不适合批量检测， 只适合抽检试制产品，因此使用时还是不方便。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是针对现有技术而提供一种简单实用、方便的 对弯管管形直接在弯管装置上进行实时检测的弯管管形检测系统。 本专利技术所要解决的第二个技术问题是针对现有技术而提供一种应用上述弯管管 形检测系统进行弯管管形检测的方法。 本专利技术解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种弯管管形检测系统，包括 数控弯管机、管形检测装置和对检测信息进行处理的控制系统，其中所述数控弯管机包括 机架和机头，机架上设置有用来固定、推送管件的送料小车，机头上设置有与弯管模配合夹 紧管件的主夹以及与防皱板配合夹持管件的辅夹，其特征在于：用来测量管件回弹距离的 所述管形检测装置安装在所述数控弯管机上，且与所述数控弯管机上的加工管件处同一平 面上；所述管形检测装置与所述控制系统连接，利用几何原理计算出所述管件的回弹角度。 所述管形检测装置可有多种实现方式，一种优选的实现方式为，所述管形检测装 置为一测量距离的传感器，该传感器的设置位置也有多种选择，作为优选，该传感器安装在 一支撑装置上，该支撑装置设置在所述机头后方的机架上。 进一步，所述支撑装置由第一伺服电机控制，在弯管和管形检测过程中保持不动， 从而确保安装在其上的传感器的检测精度。 所述管形检测装置的另一种优选实现方式为：所述管形检测装置包括所述辅夹以 及用来控制该辅夹动作的第二伺服电机，这样通过辅夹夹持管件和松开管件前后，第二伺 服电机扭矩的变化，即可获得管件的回弹距离。 本专利技术解决第二个技术问题所采用的技术方案中弯管管形检测方法包括以下步 骤： 1)弯管结束时，所述主夹和辅夹依旧夹紧管件，所述管形检测装置测出其与所述 管件的距离Si; 2)所述送料小车松开用于夹紧管件的束管夹，并退回至所述管件的末端后方，从 而与所述管件分离，然后再松开所述辅夹，所述管件发生回弹，待回弹结束后管件处于稳定 状态时，使用所述管形检测装置测出其与所述管件的距离s2; 3)由步骤1)和2)求出所述管件的回弹距离a，a=S「S2，且检测过程中，所述弯折 处到所述管形检测装置的距离b保持不变； 4)记管件的回弹角度为0，利用几何原理计算出回弹角度0。 其中，管形检测装置采用上述第一种实现方式时，弯管管形检测方法包括以下步 骤： 1)弯管结束时，所述主夹和辅夹依旧夹紧管件，所述传感器测出其与所述管件的 距离Si; 2)所述送料小车松开用于夹紧管件的束管夹，并退回至所述管件的末端后方，从 而与所述管件分离，然后再松开所述辅夹，所述管件发生回弹，待回弹结束后管件处于稳定 状态时，使用所述传感器测出其与所述管件的距离s2; 3)由步骤1)和2)求出所述管件的回弹距离a，a=S「S2，且检测过程中，所述弯折 点到所述传感器的距离b保持不变； 4)记管件的回弹角度为0，利用所述几何原理计算出回弹角度0。 采用上述另一种实现方式时，弯管管形检测方法包括以下步骤： 1)弯管结束时，所述主夹和辅夹依旧夹紧管件,此时辅夹的位置记为A:; 2)所述辅夹松开，且所述辅夹后退至不与所述管件接触而停止，此时所述第二伺 服电机的扭矩接近〇 ;随后，所述管件在弯折处后方的管段发生回弹，所述第二伺服电机控 制所述辅夹向所述防皱板方向进给，进给到所述管件处时，由于受到所述管件的阻力，所述 第二伺服电机的扭矩发生增大变化，并将变化的信息输送给所述控制系统，所述控制系统 反馈而使所述辅夹停止进给，此时辅夹的位置记为A2 ; 3)记所述辅夹由所述位置&移动到所述位置A2的距离为A3，则所述管件的回弹 距尚a，a=A3 ; 4)记管件的回弹角度为0，利用所述几何原理计算出回弹角度0。 其中，所述辅夹的位置是以其行程范围内的任一点为原始位置，根据计算所述第 二伺服电机的转动圈数、单圈行程以及所述第二伺服点电机的正反转信号后对比原始位置 获得。 上述各弯管管形检测方法中，所述几何原理为：0 =arcc〇S(b2+b2-a2) /2b2。 与现有技术相比，本专利技术的优点在于： 1)在数控弯管机上在线检测，避免了多次装夹引起的二次误差，且方便快捷，适合 批量进行检测：本专利技术利用安装在数控弯管机上的传感器或数控弯管机上的辅夹检测回弹 前后，传感器或辅夹会管件之间的距离变化，即可获得管件的回弹值，无需将管件卸下后装 夹到测量仪上，方便快捷，精度高，适合对管件进行批量检测。 2)避免管件多个弯之间误差的叠加，进一步提高了检测精度：本专利技术中，在一个弯 的检测结束后，送料小车向前进给一定距离，消除了前面弯管时管件直线段被拉长对检测 产生的干扰，随后进行新一轮的弯管和检测，由于各个弯的检测过程都是独立的，因此消除 了多个弯检测误差之间的置加，提_ 了检测的精度。 【附图说明】 图1为本专利技术中数控弯管机的整体结构和弯管工作状态示意图； 图2为本专利技术中管件在弯管前的状态示意图； 图3为本专利技术中管件在弯管后的状态以及受回弹力作用示意图； 图4为本专利技术实施例1中传感器的安装位置示意图； 图5为本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弯管管形检测系统，包括数控弯管机、管形检测装置和对检测信息进行处理的控制系统，其中所述数控弯管机包括机架和机头，机架上设置有用来固定、推送管件的送料小车，机头上设置有与弯管模配合夹紧管件的主夹以及与防皱板配合夹持管件的辅夹，其特征在于：用来测量管件回弹距离的所述管形检测装置安装在所述数控弯管机上，且与所述数控弯管机上的加工管件处同一平面上；所述管形检测装置与所述控制系统连接，利用几何原理计算出所述管件的回弹角度。

【技术特征摘要】
1. 一种弯管管形检测系统，包括数控弯管机、管形检测装置和对检测信息进行处理的 控制系统，其中所述数控弯管机包括机架和机头，机架上设置有用来固定、推送管件的送料 小车，机头上设置有与弯管模配合夹紧管件的主夹以及与防皱板配合夹持管件的辅夹，其 特征在于：用来测量管件回弹距离的所述管形检测装置安装在所述数控弯管机上，且与所 述数控弯管机上的加工管件处同一平面上；所述管形检测装置与所述控制系统连接，利用 几何原理计算出所述管件的回弹角度。2. 根据权利要求1所述的弯管管形检测系统，其特征在于：所述管形检测装置为一测 量距离的传感器，该传感器安装在一支撑装置上，所述支撑装置设置在所述机头后方的机 架上。3. 根据权利要求2所述的弯管管形检测系统，其特征在于：所述支撑装置由第一伺服 电机控制，在弯管和管形检测过程中保持不动。4. 根据权利要求1所述的弯管管形检测系统，其特征在于：所述管形检测装置包括所 述辅夹以及用来控制该辅夹动作的第二伺服电机。5. -种利用权利要求1所述的弯管管形检测系统的弯管管形检测方法，其特征在于： 包括以下步骤： 1) 弯管结束时，所述主夹和辅夹依旧夹紧管件，所述管形检测装置测出其与所述管件 的距离Si ; 2) 所述送料小车松开用于夹紧管件的束管夹，并退回至所述管件的末端后方，从而与 所述管件分离，然后再松开所述辅夹，所述管件发生回弹，待回弹结束后管件处于稳定状态 时，使用所述管形检测装置测出其与所述管件的距离S2 ; 3) 由步骤1)和2)求出所述管件的回弹距离a，a=SrS2，且检测过程中，所述弯折处到 所述管形检测装置的距离b保持不变； 4) 记管件的回弹角度为e，利用几何原理计算出回弹角度0。6. -种利用权利要求2或3所述的弯管管形检测系统的弯管管形检测方法，其特征在 于：包括以下步骤： 1) 弯管结束时，所述主夹和辅夹依旧夹紧管件，所述传感器测出其与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆志伟，
申请(专利权)人：宁波钜智自动化装备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33