[发明专利]用于弯管加工中的在线检测与补偿系统

说明书

技术领域

本发明属于弯管加工设备，尤其涉及一种用于弯管加工中的在线检测与补偿系统。

背景技术

在管类零件弯曲成型的过程中，金属材料受力产生变形，而被弯曲成一角度。当外力撤消后，被弯的管子部分恢复原来的状况，实测管子的弯曲角度比所需弯曲的角度小一些，直线段长度会比所需的长度大一些，这就是通常所说的管子的回弹。

影响回弹的因素很多，如管子的材料、直径、壁厚、弯曲半径、弯角大小及弯管机所用的工艺参数等，都会影响管子的回弹。其中弯管机的工艺参数(弯曲速度、夹紧力等)，在弯管机调整好以后，便已确定。

目前对于回弹补偿的基本做法是：当加工一批管子时，取一适当长度的试验管，按弯曲角度20°、120°弯曲管子。分别测得20°、120°的回弹量，作为补偿参数。在补偿参数的基础上，通过线性插补的方法求的其它角度的回弹量。在实际弯制过程中，加大弯曲角度，其增加量即为求得的回弹量，当管子回弹后，其角度值近似等于设计值。

该补偿方法的主要缺陷在于：忽略了管子直径、壁厚、弯曲半径、弯角大小等重要影响因素，笼统的以式样材料测量的回弹量作为补偿依据，没有考虑金属材料的性能差异。同种型号的金属材料，不同批次出来的，同一批次的金属材料，不同炉次出来的，同一炉次出来的，不同位置的金属材料均有很大的性能差异。

发明内容

为了克服现有的弯管补偿方式的可靠性差、弯曲精度较低的不足，本发明提供一种可靠性良好、有效提高弯曲精度的用于弯管加工中的在线检测与补偿系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于弯管加工中的在线检测与补偿系统，包括用于管子弯管加工的数控弯管机、用于进行图像采集用的图像采集装置、以及用于实现在线检测和补偿的数控系统，数控弯管机的弯管工位位于所述图像采集装置的视觉范围内，所述的数控系统包括：

动作执行模块，用于控制数控弯管机工作，在执行弯曲时，其加工弯曲角为θ′＝(1+K)θ+θ₁，其中θ为管型设计值，θ₁为理论回弹值，K为补偿参数；θ₁的计算公式如下：

θ1=Mmaxρ4EIαθ2(a)Mmaxρ4EIαθ-MmaxρEIα(b)]]>

其中，M_max为管材弯曲过程中的最大弯曲转矩、E为杨氏模量、I为管材的截面惯性矩、ρ为管材回弹前的曲率半径、α为管子处于弹性弯曲状态时最大的弯曲角的一半；

当以弹性变形为主的小角度回弹值时以(a)式进行计算，当以塑性变形为主的大角度回弹值时以(b)式进行计算；

图像采集模块，用于采集图像采集装置拍摄的弯曲后管子的回弹状况；