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      能縮短設(shè)置時間的用于可編程板材彎曲的高性能機(jī)器的制作方法

      文檔序號:3136341閱讀:254來源:國知局
      專利名稱:能縮短設(shè)置時間的用于可編程板材彎曲的高性能機(jī)器的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種在業(yè)界中被稱為平板彎曲機(jī)的通用型可編程板材彎曲機(jī)。
      這種機(jī)器的優(yōu)點(diǎn)在于恒定的生產(chǎn)率以及生產(chǎn)和編程的靈活性。然而,也出現(xiàn)一些缺點(diǎn)。
      特別是,一個缺點(diǎn)就是損失了設(shè)置時間(隨之而來的是出廢品),而在根據(jù)所使用的金屬板材的厚度和材料類型來調(diào)整機(jī)器的過程中,這是必需的。
      根據(jù)本發(fā)明,通過具有由驅(qū)動器驅(qū)動的一個彎曲單元的金屬板材彎曲機(jī),就能達(dá)到這個目標(biāo),其特征在于含有一個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),包括-一個彎曲技術(shù)數(shù)據(jù)庫,通過編程,它能表示在彎曲過程中機(jī)器-板材組合的行為,所述數(shù)據(jù)庫備有預(yù)定義的金屬板材的角度和厚度數(shù)據(jù)的已存儲的集合,并且備有待彎曲的金屬板材的標(biāo)稱角度和厚度數(shù)據(jù),-一個材料特性數(shù)據(jù)庫,它備有預(yù)定義的金屬板材材質(zhì)數(shù)據(jù)的集合,并且備有待彎曲的金屬板材的材料類型數(shù)據(jù),-一個機(jī)器幾何形狀數(shù)據(jù)庫,它備有預(yù)定義的彎曲機(jī)的幾何形狀數(shù)據(jù)的集合,-一種數(shù)學(xué)模型計算算法,它根據(jù)由所述各數(shù)據(jù)庫提供的已處理的數(shù)據(jù)以及待彎曲的金屬板材的金屬板材長度數(shù)據(jù),來計算彎曲單元各驅(qū)動器的運(yùn)動,-厚度測量裝置,用于測量待彎曲的金屬板材的厚度,以及-一個數(shù)學(xué)模型重新計算算法,它根據(jù)由所述厚度測量裝置提供的已測量的厚度數(shù)據(jù)以及從所述計算算法計算出來的數(shù)據(jù),來重新計算彎曲單元各驅(qū)動器的運(yùn)動。
      由于基于標(biāo)稱的輸入數(shù)據(jù)、在一批平板中的每一個彎曲周期的開始時對板材厚度的精確測量以及基于已測量的厚度的數(shù)學(xué)模型計算,使得有可能保證所生產(chǎn)的各塊平板的尺寸重復(fù)性,縮短設(shè)置時間以及不出廢品,因?yàn)樾碌囊慌牡?塊平板將立即是一塊好的平板。
      胚片夾具4跟反葉片3協(xié)同工作,以夾持金屬板材的邊沿。胚片夾具附屬于一個可動支架5的前端,可動支架5的后端在位置6鉸接于固定基座1的后部。由反作用于固定基座1的多個液壓圓柱體7使支架5作上下運(yùn)動。
      彎曲單元8包括用于兩個彎曲葉片10和11的公共支架9,它跟反葉片2協(xié)同工作,使得被夾持的金屬板材的邊沿向上和向下彎曲。彎曲單元受到由液壓驅(qū)動器所產(chǎn)生的水平與垂直運(yùn)動的合運(yùn)動,上述液壓驅(qū)動器由液壓圓柱體12和液壓圓柱體15形成,其中,液壓圓柱體12被插入到介于基座1的后部以及杠桿13之間,杠桿13具有一個固定鉸鏈14以及一個活動鉸鏈100,液壓圓柱體15則被插入到介于葉片支架9以及固定基座1之間。
      由一個可變位移液壓泵(在附圖
      中未示出)來控制液壓圓柱體12和15。
      圖2表示金屬板材3的一個邊,它有一個已彎曲的邊17,后者跟金屬板材的相鄰的水平部分18之間形成90°的示例性角度A。T表示金屬板材的厚度,L表示已彎曲的邊17的長度。T和L影響到彎曲角A。
      為了精確地測量厚度T以及金屬板材3的應(yīng)變,安裝了電位器型或其他類型的厚度測量器19。測量器19也可能用于測量金屬板材的應(yīng)變。
      圖3表示數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的方框圖,該系統(tǒng)使得彎曲夾具根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行工作。
      如圖3所示,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)具有一個離線部分20,包括操作員輸入21,其中包括邊沿長度數(shù)據(jù)22,邊沿角度數(shù)據(jù)23,板材的標(biāo)稱厚度數(shù)據(jù)24以及待彎曲的金屬板材的材料類型數(shù)據(jù)25。
      角度數(shù)據(jù)23以及板材的標(biāo)稱厚度數(shù)據(jù)24被送往彎曲技術(shù)數(shù)據(jù)庫26,后者通過編程能表示在彎曲過程中機(jī)器—板材組合的行為。數(shù)據(jù)庫26還備有預(yù)定義的待彎曲的多種可能的金屬板材的角度和厚度數(shù)據(jù)的已存儲的集合,并且基于有限元方法(FEM)進(jìn)行計算機(jī)分析。彎曲技術(shù)數(shù)據(jù)庫根據(jù)存儲在其中的程序和數(shù)據(jù)來處理操作員的輸入。
      接著,材料類型數(shù)據(jù)25被送往材料特性數(shù)據(jù)庫27,該數(shù)據(jù)庫備有預(yù)定義的待彎曲的多種可能的金屬板材的材質(zhì)數(shù)據(jù)的已存儲的集合,并且用存儲在其中的預(yù)定義的數(shù)據(jù)集合來實(shí)現(xiàn)操作員輸入數(shù)據(jù)的內(nèi)插。
      備有預(yù)定義的彎曲機(jī)幾何數(shù)據(jù)的已存儲的集合的機(jī)器幾何形狀數(shù)據(jù)庫28也被包括在圖3所示的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之中。
      長度數(shù)據(jù)22,由彎曲技術(shù)數(shù)據(jù)庫26處理的數(shù)據(jù),由材料特性數(shù)據(jù)庫27處理的數(shù)據(jù)以及機(jī)器幾何形狀數(shù)據(jù)庫28的輸出數(shù)據(jù)都被送往計算軟件算法29,后者能根據(jù)特定的數(shù)學(xué)模型的彎曲公式來計算本機(jī)器的各驅(qū)動器的運(yùn)動。
      數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括一個在線部分30,它包括由厚度(也可能是應(yīng)變)測量器19提供的實(shí)際板材厚度(也可能是應(yīng)變)的動態(tài)輸入31。實(shí)際的厚度數(shù)據(jù)32以及由計算軟件算法29提供的已計算的數(shù)據(jù)被送往一個實(shí)時重新計算軟件算法33,后者能根據(jù)特定的數(shù)學(xué)模型的彎曲公式來重新計算彎曲單元的各驅(qū)動器12,15的運(yùn)動。
      換句話說,在基于由操作員提供的輸入數(shù)據(jù)以及從適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)庫所處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行第1次計算之后,由重新計算算法基于待彎曲的板材的技術(shù)行為的數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行正在加工的金屬板材的實(shí)際厚度的精確測量。在一種平板類型的每一個彎曲周期開始時進(jìn)行厚度的精確測量。
      在可以被編程并且為每一次彎曲所需的數(shù)據(jù)中,有兩個數(shù)據(jù)對整塊胚料的所有彎曲來說是共同的,這就是諸如鋼、鋁、鐵等材料的厚度和類型。從實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)以及有限元方法(FEM)計算機(jī)化分析所取得的數(shù)據(jù)來推導(dǎo)彎曲機(jī)所彎曲的材料的行為。
      技術(shù)數(shù)據(jù)庫以及技術(shù)行為的數(shù)學(xué)模型都基于這些原理。金屬板材的厚度以非線性的方式強(qiáng)烈地影響到彎曲力,并且因而,厚度公差對被編程和所需的彎曲角的精度有顯著的影響。在每一個工作周期之前厚度的精確測量以及由一種基于數(shù)學(xué)模型的算法進(jìn)行連續(xù)的重新計算保證了如所編程那樣的正確的彎曲角,而不必經(jīng)過任何調(diào)整周期并且不會出任何廢品。因此,本發(fā)明保證了一個新的生產(chǎn)批次的第1個零件就是跟被編程的零件相一致的零件。與此相反,一個不具備精確的板材厚度測量裝置以及不具備技術(shù)行為的數(shù)學(xué)模型的傳統(tǒng)的平板彎曲機(jī),為了進(jìn)行精確的彎曲角調(diào)整,需要廢掉幾塊平板(來進(jìn)行調(diào)試)。
      權(quán)利要求
      1.具有由驅(qū)動器(12,15)驅(qū)動的彎曲單元(8)的金屬板材彎曲機(jī),其特征在于含有一個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),包括-一個彎曲技術(shù)數(shù)據(jù)庫(26),通過編程,它能表示在彎曲過程中機(jī)器—板材組合的行為,所述數(shù)據(jù)庫(26)備有預(yù)定義的金屬板材的角度(A)和厚度(T)數(shù)據(jù)的已存儲的集合,并且備有待彎曲的金屬板材(3)的標(biāo)稱角度和厚度數(shù)據(jù)(23,24),-一個材料特性數(shù)據(jù)庫(27),它備有預(yù)定義的金屬板材材質(zhì)數(shù)據(jù)的集合,并且備有待彎曲的金屬板材(3)的材料類型數(shù)據(jù)(25),-一個機(jī)器幾何形狀數(shù)據(jù)庫(28),它備有預(yù)定義的彎曲機(jī)的幾何形狀數(shù)據(jù)的集合,-一種數(shù)學(xué)模型計算算法(29),它根據(jù)由所述各數(shù)據(jù)庫(26,27,28)提供的已處理的數(shù)據(jù)以及待彎曲的金屬板材(3)的金屬板材的長度(L)數(shù)據(jù)(22),來計算彎曲單元各驅(qū)動器(12,15)的運(yùn)動,-厚度測量裝置(19),用于測量待彎曲的金屬板材(3)的厚度,以及-一個數(shù)學(xué)模型重新計算算法(33),它根據(jù)由所述厚度測量裝置(19)提供的已測量的厚度數(shù)據(jù)(32)以及從所述計算算法(29)計算出來的數(shù)據(jù),來重新計算彎曲單元各驅(qū)動器(12,15)的運(yùn)動。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬板材彎曲機(jī),其特征在于,所述彎曲技術(shù)數(shù)據(jù)庫(26)基于有限元方法(FEM)的計算機(jī)化分析。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬板材彎曲機(jī),其特征在于,所述彎曲技術(shù)數(shù)據(jù)庫(26),所述材料特性數(shù)據(jù)庫(27),所述機(jī)器常數(shù)數(shù)據(jù)庫(28)以及所述數(shù)學(xué)模型計算算法(29)都被包括在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的一個離線部分(20)之中。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬板材彎曲機(jī),其特征在于,所述數(shù)學(xué)模型重新計算算法(33)被包括在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的一個在線部分(30)之中。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬板材彎曲機(jī),其特征在于,所述厚度測量器(31)也能測量金屬板材的應(yīng)變。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及一種具有由驅(qū)動器驅(qū)動的彎曲單元的金屬板材彎曲機(jī),含有一個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),包括一個彎曲技術(shù)數(shù)據(jù)庫,備有預(yù)定義的金屬板材的角度和厚度數(shù)據(jù)的已存儲的集合,并且備有待彎曲的金屬板材的標(biāo)稱角度和厚度數(shù)據(jù),一個材料特性數(shù)據(jù)庫,它備有預(yù)定義的金屬板材材質(zhì)數(shù)據(jù)的集合,并且備有待彎曲的金屬板材的材料類型數(shù)據(jù),一個機(jī)器幾何形狀數(shù)據(jù)庫,一個數(shù)學(xué)模型計算算法,它根據(jù)由所述各數(shù)據(jù)庫提供的已處理的數(shù)據(jù)以及待彎曲的金屬板材的金屬板材的長度數(shù)據(jù),來計算彎曲單元各驅(qū)動器的運(yùn)動,一個數(shù)學(xué)模型重新計算算法,它根據(jù)由所述厚度測量裝置提供的已測量的厚度數(shù)據(jù)以及從所述計算算法計算出來的數(shù)據(jù),來重新計算彎曲單元各驅(qū)動器的運(yùn)動。
      文檔編號B21D5/04GK1412696SQ0214158
      公開日2003年4月23日 申請日期2002年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月3日
      發(fā)明者沃夫?qū)だテ?申請人:薩爾瓦尼尼意大利股份公司
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