线材弯曲机及弯曲方法技术

一种线材弯曲机及弯曲方法能够不考虑线材刚性大小地实现高精度的弯曲。线材（２１）被一个弯曲模（１３）、一个夹具（１１）和一个加压机构（１２）夹紧，一个控制单元（１６）对驱动弯曲模（１３）的伺服电动机下达一个与目标位置和当前位置之间的偏差成比例的位移指令和一个与目标位置和当前位置之间偏差的时间积分成比例的位移指令，在当前位置到达目标位置时，该控制单元还向伺服电动机下达一个与该时间积分成比例的位移指令，从而根据位移指令地使伺服电动机以所需角度转动弯曲模（１３），这样，线材（２１）能按所需半径被弯曲到目标位置上。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及线材弯曲机和线材弯曲方法，具体地说，本专利技术涉及弯曲精度高的线材弯曲机及线材弯曲方法。弯曲模可被一个伺服电动机驱动旋转，控制系统能通过对伺服电动机下达一个与目标位置和当前位置之间的偏差成比例的指令来实现对其位置的控制并且产生一个指定的弯曲角度。在上述伺服电动机的控制系统中，除非弯曲模的旋转角度达到一个目标角度，否则将会由于位移编码(该编码与目标角度和当前角度之间的偏差成比例，而且距离目标角度越近，该编码越小)而使线材反作用力等于伺服电动机的扭矩，而且弯曲模的转动轴线的旋转也会停止。就是说，出现了这样的问题，即在伺服电动机到达目标位置前，比较坚硬的线材就已经停止转动了，这样就降低了产品精度。因此，本专利技术的目的是提供一种线材弯曲机及线材弯曲方法，不论线材刚性有多大，都能够通过所述线材弯曲装置及方法实现精确弯曲。本专利技术的线材弯曲机包括一个具有一个指定曲率半径的可转动的弯曲模；一个夹具，该夹具能够将线材压在弯曲模直线部上并将其固定在该直线部上，而且它可与弯曲模旋转中心同心地旋转并且对应于弯曲模转动地与弯曲模旋转中心一起移动；一个加压机构，该加压机构在弯曲模具的相反侧上夹住线材弯曲部并对应于弯曲模转动地沿线材布置方向移动；一个用于驱动并使弯曲模转动的伺服电动机；一个用于控制伺服电动机的驱动的控制单元；其中控制单元设有一个计算机，该计算机能够对伺服电动机下达一个与目标位置和当前位置之间的偏差成比例的位移指令和一个与目标位置和当前位置之间偏差的时间积分成比例的位移指令并且该计算机在当前位置到达目标位置时终止与该时间积分成比例的位移指令；一个控制装置。本专利技术的线材弯曲方法包括以下步骤将一条线材夹紧在一个具有一个指定曲率半径的可转动的弯曲模、一个夹具和一个加压机构之间，其中夹具能够将线材压在弯曲模的直线部上并比该线材固定在该直线部上，它可与弯曲模旋转中心同心地旋转并对应于弯曲模转动地与弯曲模旋转中心一起移动，所述加压机构在弯曲模的相反侧上夹住线材弯曲部并对应于弯曲模转动地沿线材布置方向移动；提供一个驱动弯曲模的伺服电动机，该伺服电动机能够用一个与目标位置和当前位置之间的偏差成比例的位移指令和一个与目标位置和当前位置之间偏差的时间积分成比例的位移指令来驱动弯曲模并且它在当前位置到达目标位置时终止与该时间积分成比例的位移指令；根据位移指令而受驱动的伺服电动机转动弯曲模并以指定半径将线材弯曲到目标位置上。图2为在开始压弯操作后的根据本专利技术一个实施例的线材弯曲机的局部平面图。图3为采用根据本专利技术的线材压弯工艺的线材弯曲方法的流程图。下面，参照附图对本专利技术的一个实施例加以说明。附图说明图1为在开始压弯操作前的根据本专利技术一个实施例的线材弯曲机的局部平面图，图2是在开始压弯操作后的根据本专利技术一个实施例的线材弯曲机的局部平面图。现有技术中存在的问题在于现有技术中的伺服电动机在到达目标位置前已经停止工作，因此降低了产品精度。该问题已在本专利技术中以如下的方式得以解决，即，使伺服电动机的扭矩大于到达目标位置之前的反作用力。在本专利技术中，对弯曲模13的当前位置和目标位置之间的偏差进行时间积分的计算是与将一个常规位移指令下达给伺服电动机的操作同时进行的，其中常规位移指令与弯曲模13的当前位置和目标位置之间的偏差成比例，而与计算结果成比例的另一个位移指令也被下达给伺服电动机，从而产生所需的扭矩。根据本专利技术的线材弯曲机包括一个具有指定曲率半径的可转动的弯曲模13；一个夹具11，该夹具11将线材21压到弯曲模13的直线部上并将线材21固定在该直线部上，而且它可与弯曲模13的旋转中心同心地旋转并对应于弯曲模13转动地与弯曲模13旋转中心一起移动；一个加压机构，该加压机构将线材21的弯曲部夹紧在弯曲模13的相反侧上并对应于弯曲模13旋转地沿线材21布置方向移动；一个用于驱动和使弯曲模13转动的伺服电动机15；一个用于控制伺服电动机15的驱动的控制单元16。控制单元16设有一个计算机和一个用于控制该计算机的控制装置，所述计算机对伺服电动机15下达一个与目标位置和当前位置之间的偏差成比例的位移指令和一个与目标位置和当前位置之间偏差的时间积分成比例的位移指令并且它在当前位置到达目标位置时终止与该时间积分成比例的位移指令。下面，将参照附图，对根据本专利技术一个实施例的线材弯曲机进行说明。图3是采用本专利技术实施例的线材弯曲工艺的线材弯曲方法的流程图。当弯曲工艺开始(S11)时，线材21被弯曲模13、夹具11和加压机构12(S12)夹紧。当压弯操作开始(S13)时，计算出目标位置和当前位置之间的偏差，数值“A”是通过用一个比例增益系数乘以该偏差而算出来的，进行偏差的时间积分，数值“B”是通过用一个积分增益系数乘以该时间积分而算出来的。接着，根据数值“A”和“B”的总和对伺服电动机15下达一个位移指令(S14)，如果偏差不小于0(S15)，那么返回步骤S14，并从计算偏差开始重复上述步骤。如果偏差小于0(S15，是)，那么就计算目标位置和当前位置之间的偏差并根据该偏差乘以一个比例增益系数而得出的数值对伺服电动机下达位移指令。接下来，伺服电动机15就停在目标位置处(S16)，将线材21从弯曲模13、夹具11和加压机构12上取下来(S17)。这样，就完成了压弯工艺(S18)。给出了其具体的说明。线材21被夹具11、加压机构12和弯曲模13夹紧(见图1)。弯曲模13被伺服电动机14驱动。就是说，当伺服电动机14被驱动时，弯曲模13围绕弯曲模旋转中心14转动。当进行压弯操作时，夹具11与弯曲模13一起移动，同时夹紧线材21。加压机构12在压弯过程中沿线材21前移。在压弯操作终止时由夹具11和加压机构12形成的角度变成与线材21的弯曲角度相同(见图2)。因此，可通过伺服电动机15的旋转角度来控制线材21的弯曲角度。在压弯过程中，控制装置16将作为一个使产品产生指定弯曲角度的指令地把通过(目标位置-当前位置)×比例增益系数…(表达式1)计算出来的指令编码和通过(目标位置-当前位置)×积分增益系数…(表达式2)计算出来的指令的总和下达给驱动弯曲模13的伺服电动机15。这样一来，即使通过来自根据表达式1算出的比例增益系数的指令而产生的并且随着当前位置不断接近目标位置而按比例减小的伺服电动机15的扭矩在到达目标位置前与线材反作用力相互抵消，该扭矩也能克服反作用力，因为通过由表达式2算出的积分增益系数而得到的指令随着时间的推移而增大，由此使弯曲模13移到指定位置上，而且线材也能够被弯曲成指定角度。尽管由表达式1算出的数值在弯曲模13到达目标位置时为0，但由于此时通过表达式2算出的数值不为0，因此就会在弯曲模13的转角中产生过冲值。为防止这种情况的出现，当弯曲模13的转动角度到达目标位置时，停止(根据表达式2)计算，而仅将根据表达式1算出的指令下达给伺服电动机15，以使伺服电动机15停止工作。如上所述，通过使用本专利技术的线材弯曲机和线材弯曲方法，可以在到达目标位置前如下所述地控制伺服电动机的扭矩，即，使其扭矩大于反作用力。就是说，与对弯曲模的当前位置和目标位置之间偏差的时间积分有关地进行计算，而且，除了向伺服电动机下达一个与弯曲模的当前位置和目标位置之间的常规偏差成比例的位移指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线材弯曲机，它包括：一个具有指定曲率半径的可转动的弯曲模；一个夹具，该夹具将线材压在弯曲模的直线部上并将线材固定在该直线部上，而且它可与弯曲模旋转中心同心地转动并对应于弯曲模转动地与弯曲模旋转中心一起移动；一个加压机构，该加压机构将线材的弯曲部夹紧在弯曲模的相反侧上并对应于弯曲模旋转地沿线材布置方向移动；一个用于驱动和使弯曲模旋转的伺服电动机；一个用于控制伺服电动机的驱动的控制单元，其中控制单元设有一个计算机和一个用于控制该计算机的控制装置，所述计算机能够对伺服电动机下达一个与目标位置和当前位置之间的偏差成比例的位移指令和一个与目标位置和当前位置之间偏差的时间积分成比例的位移指令并且它在当前位置到达目标位置时终止与该时间积分成比例的位移指令。

【技术特征摘要】
JP 1999-5-18 137317/991.一种线材弯曲机，它包括一个具有指定曲率半径的可转动的弯曲模；一个夹具，该夹具将线材压在弯曲模的直线部上并将线材固定在该直线部上，而且它可与弯曲模旋转中心同心地转动并对应于弯曲模转动地与弯曲模旋转中心一起移动；一个加压机构，该加压机构将线材的弯曲部夹紧在弯曲模的相反侧上并对应于弯曲模旋转地沿线材布置方向移动；一个用于驱动和使弯曲模旋转的伺服电动机；一个用于控制伺服电动机的驱动的控制单元，其中控制单元设有一个计算机和一个用于控制该计算机的控制装置，所述计算机能够对伺服电动机下达一个与目标位置和当前位置之间的偏差成比例的位移指令和一个与目标位置和当前位置之间偏差的时间积分成比例的位移指令并且它在当前位置到达目标位置时...

【专利技术属性】
技术研发人员：胜山圭，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：JP[日本]