本發(fā)明涉及數(shù)控折彎機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有上模負(fù)載監(jiān)控和保護(hù)裝置的全電伺服數(shù)控的折彎機(jī)，以及該折彎機(jī)的上模負(fù)載監(jiān)控和保護(hù)方法。

背景技術(shù)：

全電伺服數(shù)控折彎機(jī)與通用液壓型數(shù)控折彎機(jī)的主要區(qū)別是所有運(yùn)動(dòng)軸全部采用電動(dòng)伺服電機(jī)和滾動(dòng)絲杠等部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，取消了液壓系統(tǒng)，不使用液壓油。

目前市場(chǎng)上全電伺服數(shù)控折彎機(jī)在工進(jìn)區(qū)不能限制上模的輸出折彎力和在快進(jìn)區(qū)不能監(jiān)控上模的受力及運(yùn)動(dòng)情況，無法對(duì)上下模具起到保護(hù)作用。

具體地說，折彎下行過程分為快進(jìn)區(qū)和工進(jìn)區(qū)，首先是快進(jìn)區(qū)(一般快進(jìn)速度范圍50-200mm/s)，上?？焖傧滦?，當(dāng)上模底部接近工件時(shí)轉(zhuǎn)為工進(jìn)區(qū)(一般工進(jìn)速度范圍10-20mm/s)，上模逐漸進(jìn)入下模V型槽直至到數(shù)控系統(tǒng)計(jì)算的進(jìn)深位置停止，使工件變形為需要的角度。

但是，如果因操作人員失誤在滑塊上安裝了非本工件加工使用的上模，如圖1所示，假設(shè)上模900實(shí)際高度大于理論上模800高度，會(huì)造成在快進(jìn)區(qū)上模900就壓死工件到下模底部，由于是在快進(jìn)區(qū)，會(huì)使得上模快速撞擊下模造成上模、下模和工件受到損害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在于提供一種具有上模負(fù)載監(jiān)控和保護(hù)裝置的全電伺服數(shù)控的折彎機(jī)以及該折彎機(jī)的上模負(fù)載監(jiān)控和保護(hù)方法。

進(jìn)一步的，本發(fā)明由數(shù)控系統(tǒng)通過伺服系統(tǒng)及位移傳感器進(jìn)行反饋和控制，在工進(jìn)區(qū)限制上模的輸出折彎力和在快進(jìn)區(qū)監(jiān)控上模的受力及運(yùn)動(dòng)情況，并根據(jù)監(jiān)測(cè)的受力及運(yùn)動(dòng)情況判斷上模是否在正常運(yùn)行狀態(tài)，如判斷為異常則控制伺服電機(jī)立刻停止運(yùn)動(dòng)和報(bào)警，避免上模、下模和附件受到損害。解決了現(xiàn)有全電伺服數(shù)控折彎機(jī)不能在工進(jìn)區(qū)限制上模的輸出折彎力和在快進(jìn)區(qū)監(jiān)控上模的受力及運(yùn)動(dòng)情況，以及不能在上模運(yùn)行異常的情況下停止報(bào)警的缺陷。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

具有上模負(fù)載監(jiān)控和保護(hù)裝置的全電伺服數(shù)控的折彎機(jī)，具有快進(jìn)區(qū)與工進(jìn)區(qū)，所述折彎機(jī)包括機(jī)架本體、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、減速機(jī)、同步輪機(jī)構(gòu)、滾珠絲杠、滑塊、上模、下模與位移傳感器，其中，所述數(shù)控系統(tǒng)設(shè)置于所述機(jī)架本體中，所述伺服系統(tǒng)與所述減速機(jī)電氣連接，所述減速機(jī)與所述同步輪機(jī)構(gòu)連接，所述滾珠絲杠分別與所述同步輪機(jī)構(gòu)、所述滑塊的一端連接，所述滑塊的另一端與所述上模連接，所述下模設(shè)置于所述機(jī)架本體的工作臺(tái)上且位置與所述上模對(duì)應(yīng)，所述滑塊的一側(cè)設(shè)有位移傳感器，所述位移傳感器用于測(cè)量所述滑塊和/或所述上模的實(shí)際位置；所述位移傳感器與所述數(shù)控系統(tǒng)電氣連接。

需要說明的是，所述伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動(dòng)器以及與其電氣連接的伺服電機(jī)；所述數(shù)控系統(tǒng)與所述伺服驅(qū)動(dòng)器電氣連接，所述伺服電機(jī)與所述減速機(jī)連接。

需要說明的是，所述伺服電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩值通過所述伺服驅(qū)動(dòng)器檢測(cè)并傳送至所述數(shù)控系統(tǒng)。

需要說明的是，所述位移傳感器的位置測(cè)量值傳送至所述數(shù)控系統(tǒng)，并由所述數(shù)控系統(tǒng)判斷所述上模處于所述快進(jìn)區(qū)或所述工進(jìn)區(qū)。

本發(fā)明還提供對(duì)上模的監(jiān)控與保護(hù)方法。

一種具有上模負(fù)載監(jiān)控和保護(hù)裝置的全電伺服數(shù)控折彎機(jī)的監(jiān)控和保護(hù)方法，設(shè)有快進(jìn)區(qū)監(jiān)控及設(shè)置于下模的工件，所述方法包括以下步驟：

S1分別設(shè)置上模處于快進(jìn)區(qū)與工進(jìn)區(qū)的預(yù)設(shè)負(fù)載值，以及設(shè)置上模處于快進(jìn)區(qū)的預(yù)設(shè)負(fù)載異常值；

S2當(dāng)上模處于快進(jìn)區(qū)的實(shí)際負(fù)載值大于快進(jìn)區(qū)的預(yù)設(shè)負(fù)載值時(shí)，通過伺服驅(qū)動(dòng)器監(jiān)測(cè)、數(shù)控系統(tǒng)換算出實(shí)際負(fù)載值，并計(jì)算實(shí)際負(fù)載值與預(yù)設(shè)負(fù)載值的相差值；

S3數(shù)控系統(tǒng)將相差值與預(yù)設(shè)負(fù)載異常值進(jìn)行比較；

S4當(dāng)相差值大于預(yù)設(shè)負(fù)載異常值時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)判斷上模為負(fù)載異常后，發(fā)出警報(bào)并控制伺服電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)；否則轉(zhuǎn)至S5；

S5當(dāng)上模進(jìn)入工進(jìn)區(qū)時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)通過伺服驅(qū)動(dòng)器限制伺服電機(jī)的輸出扭矩限制上模的輸出折彎力。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述預(yù)設(shè)負(fù)載異常值為5噸以上。

需要說明的是，所述位移傳感器用于判定上模是否處于快進(jìn)區(qū)。

需要說明的是，所述實(shí)際負(fù)載值為上模施加于所述工件的負(fù)載值。

需要進(jìn)一步說明的是，所述折彎力的限制輸出的計(jì)算如下：

折彎力＝折彎工件需要理論折彎力+偏差值。

需要進(jìn)一步說明的是，還設(shè)有工進(jìn)區(qū)監(jiān)控，所述方法包括以下步驟：

S1設(shè)置上模處于工進(jìn)區(qū)的預(yù)設(shè)負(fù)載值；

S2當(dāng)上模進(jìn)入工進(jìn)區(qū)后的預(yù)設(shè)負(fù)載值小于工件對(duì)上模的反作用力時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)通過位移傳感器反饋判斷上模停止為異常并發(fā)出報(bào)警。

本發(fā)明有益效果在于：

1、與現(xiàn)有技術(shù)相比，解決了現(xiàn)有市場(chǎng)上全電伺服數(shù)控折彎機(jī)不能在工進(jìn)區(qū)限制上模的輸出折彎力和在快進(jìn)區(qū)監(jiān)控上模的受力及運(yùn)動(dòng)情況，從而不能保護(hù)上下模具的缺陷。

2、本發(fā)明在折彎過程中監(jiān)視和控制上模的下行運(yùn)行過程，在工進(jìn)區(qū)限制上模的輸出折彎力，在快進(jìn)區(qū)異常情況下控制伺服電機(jī)立刻停止運(yùn)動(dòng)，避免上模、下模和附件受到損害，同時(shí)也間接保護(hù)了操作人員的安全，因?yàn)樵诟咚僮矒魰r(shí)可能撞飛出一些零件和碎片損害人身安全。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中折彎異常的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的折彎機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，需要說明的是，本實(shí)施例以本技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于本實(shí)施例。

如圖2所示，本發(fā)明為一種具有上模負(fù)載監(jiān)控和保護(hù)裝置的全電伺服數(shù)控的折彎機(jī)，具有快進(jìn)區(qū)與工進(jìn)區(qū)，所述折彎機(jī)包括機(jī)架本體1、數(shù)控系統(tǒng)2、伺服系統(tǒng)、減速機(jī)4、同步輪機(jī)構(gòu)5、滾珠絲杠6、滑塊7、上模8、下模9與位移傳感器10，其中，所述數(shù)控系統(tǒng)2設(shè)置于所述機(jī)架本體1中，所述伺服系統(tǒng)與所述減速機(jī)4電氣連接，所述減速機(jī)4與所述同步輪機(jī)構(gòu)5連接，所述滾珠絲杠6分別與所述同步輪機(jī)構(gòu)5、所述滑塊7的一端連接，所述滑塊7的另一端與所述上模8連接，所述下模9設(shè)置于所述機(jī)架本體1的工作臺(tái)上且位置與所述上模8對(duì)應(yīng)，所述位移傳感器10設(shè)置于所述滑塊7的一側(cè)，所述位移傳感器10用于測(cè)量所述滑塊7和/或所述上模8的實(shí)際位置；所述位移傳感器10與所述數(shù)控系統(tǒng)2電氣連接。

進(jìn)一步的，所述伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動(dòng)器以及與其電氣連接的伺服電機(jī)3；所述數(shù)控系統(tǒng)2與所述伺服驅(qū)動(dòng)器電氣連接，所述伺服電機(jī)3與所述減速機(jī)連接。

具體的說，數(shù)控系統(tǒng)2通過伺服驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)3旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，伺服電機(jī)3通過減速機(jī)4和同步輪機(jī)構(gòu)5帶動(dòng)滾珠絲杠6的螺母旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于滾珠絲杠6的絲杠被限制了旋轉(zhuǎn)自由度，其只能上下運(yùn)動(dòng)；滾珠絲杠6的絲杠帶動(dòng)滑塊7上下運(yùn)動(dòng)，上模8裝設(shè)于滑塊7上，并隨滑塊7運(yùn)動(dòng)，工件300放置在下模9上表面，當(dāng)上模8向下運(yùn)動(dòng)到下模9的V槽中時(shí)對(duì)工件300產(chǎn)生折彎；滑塊7側(cè)邊裝設(shè)有位移傳感器10，滑塊7及上模8的實(shí)際位置通過位移傳感器10反饋給數(shù)控系統(tǒng)2用于判斷上模8是處于快進(jìn)區(qū)或工進(jìn)區(qū)。

作為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法如下：

一種具有上模負(fù)載監(jiān)控和保護(hù)裝置的全電伺服數(shù)控折彎機(jī)的監(jiān)控和保護(hù)方法，設(shè)有快進(jìn)區(qū)監(jiān)控及設(shè)置于下模的工件，所述方法包括以下步驟：

S1分別設(shè)置上模處于快進(jìn)區(qū)與工進(jìn)區(qū)的預(yù)設(shè)負(fù)載值，以及設(shè)置上模處于快進(jìn)區(qū)的預(yù)設(shè)負(fù)載異常值；

S2當(dāng)上模處于快進(jìn)區(qū)的實(shí)際負(fù)載值大于快進(jìn)區(qū)的預(yù)設(shè)負(fù)載值時(shí)，通過伺服驅(qū)動(dòng)器監(jiān)測(cè)、數(shù)控系統(tǒng)換算出實(shí)際負(fù)載值，并計(jì)算實(shí)際負(fù)載值與預(yù)設(shè)負(fù)載值的相差值；

S3數(shù)控系統(tǒng)將相差值與預(yù)設(shè)負(fù)載異常值進(jìn)行比較；

S4當(dāng)相差值大于預(yù)設(shè)負(fù)載異常值時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)判斷上模為負(fù)載異常后，發(fā)出警報(bào)并控制伺服電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)；否則轉(zhuǎn)至S5；

S5當(dāng)上模進(jìn)入工進(jìn)區(qū)時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)通過伺服驅(qū)動(dòng)器限制伺服電機(jī)的輸出扭矩限制上模的輸出折彎力。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述預(yù)設(shè)負(fù)載異常值為5噸以上。

需要說明的是，所述位移傳感器用于判定上模是否處于快進(jìn)區(qū)。

需要說明的是，所述實(shí)際負(fù)載值為上模施加于所述工件的負(fù)載值。

需要進(jìn)一步說明的是，所述折彎力的限制輸出的計(jì)算如下：

折彎力＝折彎工件需要理論折彎力+偏差值。

需要進(jìn)一步說明的是，還設(shè)有工進(jìn)區(qū)監(jiān)控，所述方法包括以下步驟：

S1設(shè)置上模處于工進(jìn)區(qū)的預(yù)設(shè)負(fù)載值；

S2當(dāng)上模進(jìn)入工進(jìn)區(qū)后的預(yù)設(shè)負(fù)載值小于工件對(duì)上模的反作用力時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)通過位移傳感器反饋判斷上模停止為異常并發(fā)出報(bào)警。

需要進(jìn)一步說明的是，上模的負(fù)載值是指上模在下行過程中所承受的反向作用力，主要來源于工件抗折彎力和摩擦阻力。

實(shí)施例一

如圖3所示，A為正常折彎狀況，B為折彎異常；其中，上模100是正常上模，上模200是失誤安裝的錯(cuò)誤的上模，設(shè)上模200比上模100高度尺寸長10mm；設(shè)工進(jìn)距離為15mm；再設(shè)快進(jìn)區(qū)需要的上模負(fù)載值為3噸力，再設(shè)工進(jìn)區(qū)折彎工件300需要的上模負(fù)載值為10噸力；上模負(fù)載異常判定條件是在快進(jìn)區(qū)當(dāng)前反饋實(shí)際上模負(fù)載值超過預(yù)設(shè)上模負(fù)載值5噸以上。

A為正常折彎狀況下，上模100從快進(jìn)區(qū)進(jìn)入到工進(jìn)區(qū)后，速度逐步降低并進(jìn)入工件折彎過程。B為折彎異常狀況，由于上模200比上模100高度尺寸長10mm，上模200在快進(jìn)區(qū)時(shí)便提前開始折彎工件300，此時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器檢測(cè)實(shí)際上模負(fù)載值已達(dá)到10噸力，進(jìn)一步的計(jì)算與預(yù)設(shè)的快進(jìn)區(qū)負(fù)載值相差7噸力，數(shù)控系統(tǒng)比較相差值與預(yù)設(shè)負(fù)載異常異常值(相差值大于預(yù)設(shè)負(fù)載異常值)，即可滿足上模負(fù)載異常判定條件，則數(shù)控系統(tǒng)判斷為上模負(fù)載異常，報(bào)警并控制伺服電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。

實(shí)施例二

如圖3所示，A為正常折彎狀況，B為折彎異常；其中，上模100是正常上模，上模200是失誤安裝的錯(cuò)誤的上模，設(shè)上模200比上模100高度尺寸長10mm；設(shè)工進(jìn)距離為15mm；再設(shè)快進(jìn)區(qū)需要的上模負(fù)載為3噸力，再設(shè)工進(jìn)區(qū)折彎工件需要的上模負(fù)載為5噸力；上模負(fù)載異常判定條件是在快進(jìn)區(qū)當(dāng)前反饋實(shí)際上模負(fù)載值超過預(yù)設(shè)上模負(fù)載值5噸以上。

B為折彎異常狀況，由于上模200比上模100高度尺寸長10mm，上模200在快進(jìn)區(qū)便提前折彎工件300，此時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器檢測(cè)實(shí)際上模負(fù)載值已達(dá)到5噸力，進(jìn)一步的計(jì)算與預(yù)設(shè)的快進(jìn)區(qū)負(fù)載值相差2噸力，但是并未滿足上模負(fù)載異常判定條件(相差值小于預(yù)設(shè)負(fù)載異常值)，但由于上模200比上模100垂向有效尺寸長10m，在工進(jìn)距離為15mm的前提下，則在上模200、工件300和下模400完全壓死之前，上模200已進(jìn)入工進(jìn)區(qū)，數(shù)控系統(tǒng)通過限制伺服系統(tǒng)的輸出扭矩來限制上模200的輸出折彎力。

實(shí)施例三

如圖4所示，A為正常折彎狀況，B為折彎異常狀況；上模101是正常上模，上模201是失誤安裝的錯(cuò)誤上模；設(shè)上模201比上模101垂向有效尺寸長20mm，設(shè)工進(jìn)距離為15mm，即在快進(jìn)區(qū)中上模201、工件301和下模401已經(jīng)完全壓死；設(shè)快進(jìn)區(qū)需要的上模負(fù)載值為3噸力，再設(shè)工進(jìn)區(qū)折彎工件301需要的上模負(fù)載值為5噸力；上模負(fù)載異常判定條件是在快進(jìn)區(qū)當(dāng)前反饋實(shí)際上模負(fù)載值超過預(yù)設(shè)上模負(fù)載值5噸以上，則實(shí)施例二中的折彎異常判定屬于失效情況。

則在快進(jìn)區(qū)上模201下壓工件301并與下模401的V型底部逐漸接近，此時(shí)上模201所受上模負(fù)載值會(huì)逐漸增大，當(dāng)滿足當(dāng)前反饋實(shí)際上模負(fù)載值超過預(yù)設(shè)上?？爝M(jìn)區(qū)負(fù)載值5噸力的上模負(fù)載異常判定條件時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)判斷為上模負(fù)載異常，報(bào)警并控制伺服電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。

實(shí)施例四

本發(fā)明還提供工進(jìn)區(qū)的監(jiān)控方式：在工進(jìn)區(qū)中，上模下行速度已轉(zhuǎn)為慢速，數(shù)控系統(tǒng)通過限制伺服系統(tǒng)的輸出扭矩來限制上模的輸出折彎力(一般上模限制輸出的折彎力＝折彎工件需要理論折彎力+偏差值)，當(dāng)上模工進(jìn)下行反作用力大于上模限制輸出的折彎力，則上模被外力阻止下行并停止，數(shù)控系統(tǒng)通過位移傳感器反饋判斷上模停止為異常情況則輸出報(bào)警。

對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。