[发明专利]非接触式无模加工成形角测量方法

说明书

技术领域

本发明应用于大型发电机线圈管材机床无模渐进成形控制技术领域，特别是一种非接触式无模加工成形角测量方法。 

背景技术

数控折弯是金属工件应用十分普遍成形方式，通过数控系统对通用模具的位置进行自动控制，以实现加工金属工件不同的成形角度。在金属工件的成形横截面上不但存在塑性变形区，还存在弹性变形，因此，卸载后金属工件不可避免的存在回弹现象。 

这种数控成形加工设备中，一种是通过事先大量试验，确定加工成形的回弹尺寸，调整设备，而不在加工成形设备中增加回弹量进行测量，以简化加工设备，如专利金属板材无模成形设备CN201313128Y中，未涉及回弹角度的测量；另外一种是进行回弹角度的测量，在文章《数控折弯中回弹控制技术的发展现状》(锻压装备与制造技术2009.4)中，描述了两种主要测量方法，即接触式和非接触式： 

1、接触式测量一般通过接触在折弯零件两边的测头或者接触在上模和下模的测头将传感器的位移值转换成折弯角度值反馈给数控系统，上述方法设计复杂，检测精度低。 

2、非接触式一般采用激光测量的方法，在折弯工件的一边或两边安装激光接收，通过入射和反射光线的角度计算实际的折弯角度反馈给数控系统，上述方法精度高，但组成复杂，占用空间大。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种非接触式无模加工成形角测量方法，能够实现折弯角度测量。 

实现本发明目的的技术解决方案为：一种非接触式无模加工成形角测量方法，步骤如下： 

(1)激光测距传感器、下压模、上压模导向块固定安装在压头转台上，上压模设置在上压模导向块上，该上压模相对于压头转台沿上压模导向块具有D向运动，固定待加工管材的固定架固定在数控机床的床身上，压头转台相对于数控机床床身具有X、Y、R三自由度运动功能；工业控制计算机通过X轴驱动、Y轴驱动、R轴驱动、D轴驱动实现对各轴运动控制；工业控制计算机通过X轴驱动、Y轴驱动、R轴驱动分别控制压 头转台的左右、上下和旋转运动，通过D轴驱动上压模上下运动； 

(2)11是管材曲线拟合成形前的管材段，12是管材曲线拟合成形后的管材段，上压模的左下端是成形直线段的旋转中心O，激光测距传感器的测量激光点与管材成形前交于B点，激光测距传感器的测量激光点与管材成形后交于A点，在加工过程中，压头转台旋转的总角度是管材已成形的总角度，激光测距传感器固定在压头转台上，因此OAB为直角三角形，激光测量点A到O点距离为旋转半径R，θ为本次曲线拟合加工的成形角，即管材折弯的成形角度； 

(3)上压模在下压前，工业控制计算机读取激光传感器的测量值L₀，并记录该测量值，上压模下压成形后，抬起上压模，工业控制计算机读取激光传感器的测量值L₁，并记录该值； 

(3)激光测量传感器随着压头转台一起旋转，因此旋转半径R在整个成形过程中是固定值； 

(4)测量成形前后的距离差ΔL＝L₁-L₀； 

(5)在直角三角形OAB中，直角边OA为旋转中心O到激光测距传感器的测量激光点与管材相交点的距离R，另一条直角边AB为管材成形前后激光传感器测量的距离差ΔL＝L₁-L₀，得到成形角θ＝arctanΔL/R，实现了将角度测量转化为距离测量，得到管材本次折弯的成形角度。 

本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)与前述的接触式和非接触式两种方法相比，本发明成形角测量组成简单，主要是由一个非接触式激光传感器组成，因而设计简单；(2)与发射式激光测量方法相比，本发明所需的空间小，不容易对设备加工过程产生干涉等优点。 

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。 

附图说明

图1是非接触式角度测量组成示意图。 

图2是非接触式角度测量安装示意图。 

图3是非接触式角度测量计算示意图。 

图4是非接触式角度测量方法示意图。 

具体实施方式