CN106944511B - 一种热流道发热管自动弯管成型的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热流道发热管自动弯管成型的控制方法，包括如下步骤：1)、选择发热管图形；2)、对发热管进行长度计算，并检查发热管图形的可加工性；3)、生成机器运动控制代码，利用自动弯管机进行折弯加工；4)、结束；在步骤2)或3)中，如果第n处对象为圆弧对象，进行弯管干涉检查，如果检查到在加工第n处对象的过程中已加工的发热管部分与未加工的发热管部分会发生干涉，在加工第n处对象之前旋转发热管，使已加工发热管部分处于第n处对象的折弯平面之外。本发明自动生成发热管生产设备的控制代码，并且在生成代码的过程中进行弯管干涉检查，避免在折弯发热管的过程中发生干涉，确保折弯工作的顺利进行。
Description
技术领域
本发明涉及热流道发热管成型技术领域，具体涉及一种热流道发热管自动弯管成型的控制方法。
背景技术
热流道发热管长度规格多，形状多。由于热流道***都是根据模具定制，所以很难有完全一样的分流板外形，导致分流板上发热管长度、半径及外形种类繁多。而现有的热流道弯管，还停留在手工加工状态，生产效率很低；现在蓬勃发展的热流道行业，促使这种模式急需改进！而目前热流道发热管加工几乎停留在纯手工折弯，或者与铜条直接敲到分流板上；容易损坏发热丝结构；使分流板生产周期加长，发热管安装后的质量也得不到保障。在弯管机行业，目前普遍采用PLC+人机界面控制方式，只能进行批量化生产，手动输入参数后，进行加工，此方法多用于加工空调内部管道，烤箱发热管等批量性的零件；用此技术加工分流板发热管时，往往编程时间比生产时间还要长得多；而且手动编程容易出现错误，导致发热管报废。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热流道发热管自动弯管成型的控制方法，用以解决现有发热管加工效率低、合格率低的问题。
为实现上述目的，具体地，该热流道发热管自动弯管成型的控制方法包括如下步骤：
1)、选择发热管图形；
2)、对发热管进行长度计算，并检查发热管图形的可加工性；
3)、生成机器运动控制代码，利用自动弯管机对发热管进行折弯加工；
在步骤2)或3)中，如果第n处对象为圆弧对象，进行弯管干涉检查，如果检查到在加工第n处对象的过程中已加工的发热管部分与未加工的发热管部分会发生干涉，在加工第n处对象之前旋转发热管，使已加工发热管部分处于第n处对象的折弯平面之外。
所述的步骤2)中检查发热管图形的可加工性包括以下情况的检查：
获取所有圆弧对象的半径；如果存在非规则内的半径，则提示，并停止后续动作；
如果第n处与第n+1处对象不相切时，进行提示，并停止后续动作；
如果第n处与第n+1处对象为非同角度直线时，进行提示，并停止后续动作。
所述的弯管干涉检查具体方法是：
计算第n处对象折弯后发热管图形的信息，与第n处对象之前所有已加工的对象进行交点检查，判断交点数量大于1时，表示在加工第n处对象的过程中已加工的发热管部分与未加工的发热管部分会发生干涉。
所述的步骤3)中生成机器运动控制代码时，逐一读取发热管图形的直线对象和圆弧对象，当读取的第n处对象为直线对象时，提取第n处对象的长度并记录进给量，但不写入控制代码，自动弯管机并不进给第n处对象，而是第n处对象与第n+1处对象同时进给。
所述的步骤3)中生成机器运动控制代码时，逐一读取发热管图形的直线对象和圆弧对象，当读取的第n处对象为圆弧对象且第n+1处对象为直线对象时，自动弯管机在折弯第n处对象的同时开始进给第n+1处对象。
所述的步骤3)中生成机器运动控制代码时，逐一读取发热管图形的直线对象和圆弧对象，当读取的第n处对象为圆弧对象时，执行以下操作：
提取第n处对象的弧长、圆心位置并计算总进给量，写入长度进给控制代码；
提取第n处对象的角度，写入折弯控制代码；
判断是否更换自动弯管机的折弯夹具；
判断第n处对象的折弯方向。
所述的判断是否更换自动弯管机的折弯夹具具体方法是：
提取第n处对象的半径R，并与之前最后一次记录的R0比对；判断是否需要更换自动弯管机的折弯夹具，并将当前圆弧对象的半径R记录为新的R0。
所述的判断第n处对象的折弯方向的具体方法是：
当第n-1处对象为直线对象时，判断圆弧圆心位置在直线的左侧还是右侧，自动弯管机的折弯夹具与发热管分离并返回初始位置；
当第n-1处对象为圆弧对象时，计算第n-1处对象的圆心位置到第n处对象圆心位置的距离L，比较L与第n处对象和第n-1处对象的半径之和，以此判断第n处对象的折弯方向，自动弯管机的折弯夹具与发热管分离并返回初始位置。
所述的提取第n处对象的弧长以及角度时采用补偿算法进行计算，对第n处对象的弧长以及角度进行补偿。
所述的自动弯管机包括进给工作台、折弯工作台、进给夹具、旋转夹具和折弯夹具，折弯工作台水平滑动且升降地设置在进给工作台的一侧，进给夹具和旋转夹具设置在进给工作台的上侧，旋转夹具位于进给夹具的出料一侧，折弯工作台上设有多组具有不同折弯半径的折弯夹具。
本发明具有如下优点：本发明基于图形+图形算法+软件编程技术；折弯半径机头编位对应设计圆弧半径实现用户选择加工图形，自动生成发热管生产设备的控制代码，并且在生成代码的过程中进行弯管干涉检查，避免在折弯发热管的过程中发生干涉，确保折弯工作的顺利进行。
本发明还利用利用补偿算法计算圆弧对象的弧长和角度，控制弯管精度。
附图说明
图1为本发明实施例1的流程示意图。
图2为发热管放置槽的结构示意图。
图3为弯管干涉检查和判断折弯方向的示意图。
图4为第n处对象折弯前的示意图。
图5为第n处对象折弯后的示意图。
图6为自动弯管机的结构示意图。
图7为折弯夹具的示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
参见图1～2，该热流道发热管自动弯管成型的控制方法包括如下步骤：
1)、选择发热管图形。
2)、利用AutoCAD对发热管图形进行长度计算，对应选择存放发热管1的发热管放置槽4，并检查发热管图形的可加工性；
检查发热管图形的可加工性具体包括以下情况的检查：
201)、获取所有圆弧对象的半径；如果存在非规则内的半径，则提示，并停止后续动作；自动弯管机的折弯夹具规格有限，所以也只能加工与折弯夹具的折弯半径相对应数量的圆弧对象；
202)、如果第n处与第n+1处对象不相切时，进行提示，并停止后续动作，相邻的圆弧对象与直线对象，或者相邻的圆弧对象都应该是相切的，因为折弯夹具无法加工出来两个非相切的对象；
203)、如果第n处与第n+1处对象为非同角度直线时，进行提示，并停止后续动作，这也是因为折弯夹具无法加工出来两个非相切的对象。
3)、生成机器运动控制代码，包括G代码和M代码，并通过数控***总线传输给自动弯管机的PLC控制器，G代码通过伺服驱动器控制伺服马达使自动弯管机的各部件自动回位，M代码通过PLC控制器使自动弯管机的各部件按照设定的运动轨迹运动，最终对发热管1的各对象进行加工；
生成机器运动控制代码时，逐一读取发热管图形的直线对象和圆弧对象，并具体需要执行以下操作：
当读取的第n处对象为直线对象时，提取第n处对象的长度并记录进给量，但不写入控制代码，自动弯管机并不进给第n处对象，而是第n处对象与第n+1处对象同时进给。
当读取的第n处对象为圆弧对象时，执行以下操作：
301)、提取第n处对象的弧长、圆心位置并计算总进给量，写入长度进给控制代码。
302)、判断是否更换自动弯管机的折弯夹具，具体的是提取第n处对象的半径R，并与之前最后一次记录的R0比对；判断是否需要更换自动弯管机的折弯夹具，如果两者相等，则不需要更换折弯夹具，如果两者不相等，则需要更换折弯夹具；并将当前圆弧对象的半径R记录为新的R0，用于与下一个圆弧对象的半径进行对比。
303)、当第n-1处对象为直线对象时，判断圆弧圆心位置在直线的左侧还是右侧，并写入下降折弯夹具并旋转初始位置的控制代码，使折弯夹具与发热管分离并返回初始位置。
304)、参见图3，应当注意图中的n和n-1是用于说明弯管干涉检查的。当第n-1处对象为圆弧对象时，计算第n-1处对象的圆心位置到第n处对象圆心位置的距离L，比较L与第n处对象和第n-1处对象的半径之和，以此判断第n处对象的折弯方向，具体的，两处对象的半径分别是R1和R2，图中M处L＝R1+R2，则表明M处相邻两个圆弧对象的折弯方向相反，图中N处L＝|R1+R2|，则表明N处相邻两个圆弧对象的折弯方向相同，写入下降折弯夹具并旋转初始位置的控制代码，使折弯夹具与发热管分离并返回初始位置。
305)、参见图3～5，如果第n处对象为圆弧对象，进行弯管干涉检查，如果检查到在加工第n处对象的过程中已加工的发热管部分与未加工的发热管部分会发生干涉，在加工第n处对象之前旋转发热管，使已加工发热管部分处于第n处对象的折弯平面之外。
弯管干涉检查具体方法是：计算第n处对象折弯后发热管图形的信息，与第n处对象之前所有已加工的对象进行交点检查，判断交点数量大于1时，例如图3中出现了交点J，而第n处对象折弯后发热管图形与第n处对象之前所有已加工的对象连接处还有一个交点，这样就存在了两个交点，表示在加工第n处对象的过程中已加工的发热管部分与未加工的发热管部分将会发生干涉。此时就需要旋转未加工的发热管部分，使得已加工的发热管部分与未加工的发热管部分处于不同的平面内，这样在折弯第n处对象时就不会发生干涉。
306)、提取第n处对象的角度，写入折弯控制代码；
4)、写入结速程序代码；利用LAN接口，传输至网络共享位置；并在机台上运行控制文件。
参见图6～7，自动弯管机包括进给工作台5、折弯工作台9、进给夹具6、旋转夹具7和折弯夹具8，折弯工作台9水平滑动且可升降地设置在进给工作台5的一侧，进给夹具6和旋转夹具7设置在进给工作台5的上侧，旋转夹具7位于进给夹具6的出料一侧，折弯工作台9上设有多组具有不同折弯半径的折弯夹具8。计算对象的长度后，由进给夹具6实现发热管1的进给，折弯夹具8实现发热管1的折弯工作，在折弯夹具8的上端固定有一个折弯冶具2和一个管夹3，发热管1穿设在折弯冶具2与管夹3之间，通过气动控制管夹3的动作，折弯冶具2的半径即为圆弧对象的半径，通过折弯夹具8的旋转实现圆弧对象的折弯。当需要加工不同半径的圆弧对象时，折弯工作台9下降，并且水平滑动，将所需要的半径的折弯夹具8上升并进行圆弧对象的加工。当发热管1发生干涉时，利用旋转夹具7实现发热管1的旋转，从而使得已加工的发热管部分与未加工的发热管部分处于不同的平面内，避免折弯时发生干涉。
图6中X轴记录伺服控制发热管1长度的进给量；Y轴记录伺服控制的折弯夹具8与发热管1的相对位置；Z轴记录伺服控制的发热管1的圆弧对象的半径位置；A轴记录伺服控制的发热管1圆弧对象的折弯角度；B轴记录伺服控制的发热管1发生干涉时转动避开的角度。
利用本发明可以自动根据图形，计算出弯管机机器运动控制代码，进行自动加工。本发明利用基于图形读取技术；自动对发热管长度，半径，换向，进给，折弯进行计算，自动生成发热管外形加的控制代码，传输至设备中，控制设备进行发热管1外形的自动弯管加工。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的步骤3)中生成机器运动控制代码时，逐一读取发热管图形的直线对象和圆弧对象，当读取的第n处对象为圆弧对象且第n+1处对象为直线对象时，自动弯管机在折弯第n处对象的同时开始进给第n+1处对象。其他步骤同实施例1。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：提取第n处对象的弧长以及角度时采用补偿算法进行计算，对第n处对象的弧长以及角度进行补偿。利用补偿算法计算圆弧对象的弧长和角度，控制弯管精度。
圆弧对象的总进给量即弧长的计算方法是:实际伸出长度＝理论伸出长度×拉伸比例。圆弧对象的角度计算方法是：实际折弯角度＝理论折弯角度×折弯比例+增量角度。拉伸比例、折弯比例和增量角度都是根据发热管的材质和圆弧对象的半径进行提前设置的。其他步骤同实施例1。
实施例4
本发明的步骤3)中生成机器运动控制代码时，逐一读取发热管图形的直线对象和圆弧对象，当读取的第n处对象为直线对象时，也可以每个对象分别进给。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种热流道发热管自动弯管成型的控制方法，其特征在于：所述的控制方法包括以下步骤：
1)、选择发热管图形；
2)、对发热管进行长度计算，并检查发热管图形的可加工性；
3)、生成机器运动控制代码，利用自动弯管机对发热管进行折弯加工；
在步骤2)或3)中，如果第n处对象为圆弧对象，进行弯管干涉检查，如果检查到在加工第n处对象的过程中已加工的发热管部分与未加工的发热管部分会发生干涉，在加工第n处对象之前旋转发热管，使已加工发热管部分处于第n处对象的折弯平面之外。
2.根据权利要求1所述的热流道发热管自动弯管成型的控制方法，其特征在于：所述的步骤2)中检查发热管图形的可加工性包括以下情况的检查：
如果第n处与第n+1处对象不相切时，进行提示，并停止后续动作；
如果第n处与第n+1处对象为非同角度直线时，进行提示，并停止后续动作。
3.根据权利要求1所述的热流道发热管自动弯管成型的控制方法，其特征在于：所述的弯管干涉检查具体方法是：
计算第n处对象折弯后发热管图形的信息，与第n处对象之前所有已加工的对象进行交点检查，判断交点数量大于1时，表示在加工第n处对象的过程中已加工的发热管部分与未加工的发热管部分会发生干涉。
4.根据权利要求1所述的热流道发热管自动弯管成型的控制方法，其特征在于：所述的步骤3)中生成机器运动控制代码时，逐一读取发热管图形的直线对象和圆弧对象，当读取的第n处对象为直线对象时，提取第n处对象的长度并记录进给量，但不写入控制代码，自动弯管机并不进给第n处对象，而是第n处对象与第n+1处对象同时进给。
5.根据权利要求1所述的热流道发热管自动弯管成型的控制方法，其特征在于：所述的步骤3)中生成机器运动控制代码时，逐一读取发热管图形的直线对象和圆弧对象，当读取的第n处对象为圆弧对象且第n+1处对象为直线对象时，自动弯管机在折弯第n处对象的同时开始进给第n+1处对象。
6.根据权利要求1所述的热流道发热管自动弯管成型的控制方法，其特征在于：所述的步骤3)中生成机器运动控制代码时，逐一读取发热管图形的直线对象和圆弧对象，当读取的第n处对象为圆弧对象时，执行以下操作：
提取第n处对象的弧长、圆心位置并计算总进给量，写入长度进给控制代码；
提取第n处对象的角度，写入折弯控制代码；
判断是否更换自动弯管机的折弯夹具；
判断第n处对象的折弯方向。
7.根据权利要求6所述的热流道发热管自动弯管成型的控制方法，其特征在于：所述的判断是否更换自动弯管机的折弯夹具具体方法是：
提取第n处对象的半径R，并与之前最后一次记录的R0比对；判断是否需要更换自动弯管机的折弯夹具，并将当前圆弧对象的半径R记录为新的R0。
8.根据权利要求6所述的热流道发热管自动弯管成型的控制方法，其特征在于：所述的判断第n处对象的折弯方向的具体方法是：
当第n-1处对象为直线对象时，判断圆弧圆心位置在直线的左侧还是右侧，自动弯管机的折弯夹具与发热管分离并返回初始位置；
当第n-1处对象为圆弧对象时，计算第n-1处对象的圆心位置到第n处对象圆心位置的距离L，比较L与第n处对象和第n-1处对象的半径之和，以此判断第n处对象的折弯方向，自动弯管机的折弯夹具与发热管分离并返回初始位置。
9.根据权利要求6所述的热流道发热管自动弯管成型的控制方法，其特征在于：所述的提取第n处对象的弧长以及角度时采用补偿算法进行计算，对第n处对象的弧长以及角度进行补偿。
10.根据权利要求1所述的热流道发热管自动弯管成型的控制方法，其特征在于：所述的自动弯管机包括进给工作台、折弯工作台、进给夹具、旋转夹具和折弯夹具，折弯工作台水平滑动且升降地设置在进给工作台的一侧，进给夹具和旋转夹具设置在进给工作台的上侧，旋转夹具位于进给夹具的出料一侧，折弯工作台上设有多组具有不同折弯半径的折弯夹具。
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