[发明专利]长管类组件矫直装置及矫直方法

说明书

本发明公开了一种长管类组件矫直装置及矫直方法，装置包括主控机构、压紧固定长管类组件的压紧气缸，对长管类组件端部执行下压的电动执行器，电动执行器输出端设置压力传感器，主控机构与电动执行器之间通过数字量IO端口进行通讯，其与置压力传感器通过串口通讯；所述主控机构与压紧气缸之间通过电磁气动阀连接；方法包括（Ⅰ）长管类组件及执行机构准备到位；（Ⅱ）通过矫直力算法获取理论矫直力；（Ⅲ）矫直完成等步骤。本发明采用气动压紧机构夹紧长管类组件，利用电动执行器对其端部进行下压矫直；实现根据专用设备长管类组件的端部最大端跳值和调整次数，自动进行矫直力估算和矫直力增益，最后动态调整电动执行器参数，逼近矫直力，完成专用设备长管类组件的矫直。

技术领域

本发明属于工件矫直领域，具体涉及一种长管类组件矫直装置及矫直方法。

背景技术

专用设备长管类组件是专用设备的重要组件，其直线度直接影响专用设备的性能。因此，有必要对专用设备长管类组件进行矫直。专用设备长管类组件是由两个直径不同的空心薄壁圆管嵌套而成，其中直径较小的圆管在加工过程中易受外力而发生弯折，进而影响整个专用设备长管类组件的直线度。专用设备长管类组件的材料主要为不锈钢，生产加工工艺会使其弹性模量不完全一致，在一定范围内存在一定的变化量，最终影响长管类组件的刚性。

现有专用设备长管类组件采用人工方式，利用机械设备进行手动矫直。矫直力大小及矫直时间完全由操作人员的经验决定，且无法检测矫直力的大小，也缺少通过计算获取矫直力的大小的有效方法。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种长管类组件矫直装置及矫直方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种长管类组件矫直装置，包括执行机构和主控机构；所述执行机构包括压紧固定长管类组件的压紧气缸，对长管类组件端部执行下压的电动执行器，电动执行器输出端设置压力传感器，所述主控机构与电动执行器之间通过数字量IO端口进行通讯，其与压力传感器通过串口通讯；所述主控机构与压紧气缸之间通过电磁气动阀连接。

在上述技术方案中，还包括对气缸压紧机构提供支撑的支架平台。

在上述技术方案中，所述主控机构为PLC控制器。

在上述技术方案中，所述电动执行器输出端垂直于管类组件的轴线设置。

在上述技术方案中，所述电磁气动阀与主控机构之间通过数字量IO端口进行通讯。

一种长管类组件的矫直方法，包括以下步骤：

（Ⅰ）长管类组件及执行机构准备到位

在主控机构控制下，压紧长管类组件，电动执行器准备到位；

（Ⅱ）通过矫直力算法获取理论矫直力

（ⅰ）模量检测法获取模量参数值

电动执行器执行下压操作，直至根据压力传感器检测的数据，判断出电动执行器接触长管类组件表面时，电动执行器下压固定量，并延时检测当前矫直力值，进而获得模量参数值E；

（ⅱ）分段下压增益法获得理论矫直力

根据模量参数E、最大端跳值H和进入同一区间的次数N，计算理论矫直力F；

（ⅲ）矫直力逼近法使实时矫直力等于理论矫直力

电动执行器持续下压，并根据实时矫直力值与理论矫直力F的差值动态调节电动执行器的步长和下压速度，使实时矫直力值快速逼近理论矫直力F；

（Ⅲ）矫直完成

当实时矫直力值等于理论矫直力值时，保持下压状态，保持一段时间后，完成矫直。

在上述技术方案中，所述电动执行器执行下压操作过程中，在其接触长管类组件前，其下压动作的步长和下压速度会随着接近长管类组件而逐渐减小。

在上述技术方案中，所述模量参数值E等于检测当前矫直力值除以固定下压量。