[发明专利]一种弯管管形检测系统及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及弯管加工领域，尤其涉及一种弯管管形检测系统及其检测方法。

背景技术

管件在造船、汽车、航空等各个工业领域中广泛应用，其中有许多是有弯曲形状的管件，这些管件必须使用弯管机或数控弯管机对管材进行弯曲加工后才能获得。由于管材弯曲加工属于弹塑性弯曲，弯曲卸荷后不可避免地发生回弹现象，具体地，回弹现象是指在管材弯曲过程中，受到外力作用，产生变形而被弯曲成一角度，当一个弯的加工结束后，外力被撤销，被弯曲的管件部分恢复成原来的形状，导致管件实际弯曲的角度小于预定的弯曲角度，而管件直线段的长度会比所需的长度大一些，因此回弹现象的存在严重影响了弯管生产的精度和效率，当回弹量超过误差所允许的范围时，零件的几何精度和形状精度就难以满足要求，从而直接影响到弯管的使用性能以及和其他部件的连接效果等。

影响回弹的因素很多，如：管件的材料、弯曲半径、管径、壁厚、弯角大小以及弯管机所用的工艺参数等，这些都会影响管件的回弹，其中，弯管机的工艺参数在弯管机调整后已确定，所以一般采用“试错法”来不断调整弯曲角度，即先按照预定角度弯管，随后将成形后的管件取下进行测量，根据与预定弯曲角度之间的偏差算出回弹值，接着根据检测结果进行回弹补偿，再重新进行试弯，以此循环，直至管件的弯曲角度近似等于设计值。而获取弯管后管件的精确回弹值，一般的做法是将成形后的管件从弯管机上卸载后放置在三坐标测量仪上进行检测，通过三坐标的测头接触或非接触式地对管件进行测量，随后根据采集到的数据还原出整根管件的三维模型，从而检测出包括弯曲角度在内的管件的各个详细数据。但是，这种检测方式无法直接在弯管装置上进行实时检测，在将管件卸下装夹到三坐标测量仪上的过程中，容易造成二次误差，同时这种检测方式成本高，耗时长。为解决这一问题，技术人员研究出管形测量系统，该系统通过扫描的方式实时获得弯管管件的管形数据，以获得回弹数据进行修正，但该系统所用设备投资大，工作数据不直观，不适合批量检测，只适合抽检试制产品，因此使用时还是不方便。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术而提供一种简单实用、方便的对弯管管形直接在弯管装置上进行实时检测的弯管管形检测系统。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术而提供一种应用上述弯管管形检测系统进行弯管管形检测的方法。

本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种弯管管形检测系统，包括数控弯管机、管形检测装置和对检测信息进行处理的控制系统，其中所述数控弯管机包括机架和机头，机架上设置有用来固定、推送管件的送料小车，机头上设置有与弯管模配合夹紧管件的主夹以及与防皱板配合夹持管件的辅夹，其特征在于：用来测量管件回弹距离的所述管形检测装置安装在所述数控弯管机上，且与所述数控弯管机上的加工管件处同一平面上；所述管形检测装置与所述控制系统连接，利用几何原理计算出所述管件的回弹角度。

所述管形检测装置可有多种实现方式，一种优选的实现方式为，所述管形检测装置为一测量距离的传感器，该传感器的设置位置也有多种选择，作为优选，该传感器安装在一支撑装置上，该支撑装置设置在所述机头后方的机架上。

进一步，所述支撑装置由第一伺服电机控制，在弯管和管形检测过程中保持不动，从而确保安装在其上的传感器的检测精度。

所述管形检测装置的另一种优选实现方式为：所述管形检测装置包括所述辅夹以及用来控制该辅夹动作的第二伺服电机，这样通过辅夹夹持管件和松开管件前后，第二伺服电机扭矩的变化，即可获得管件的回弹距离。

本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案中弯管管形检测方法包括以下步骤：

1）弯管结束时，所述主夹和辅夹依旧夹紧管件，所述管形检测装置测出其与所述管件的距离S₁；

2）所述送料小车松开用于夹紧管件的束管夹，并退回至所述管件的末端后方，从而与所述管件分离，然后再松开所述辅夹，所述管件发生回弹，待回弹结束后管件处于稳定状态时，使用所述管形检测装置测出其与所述管件的距离S₂；

3）由步骤1）和2）求出所述管件的回弹距离a，a=S₁-S₂，且检测过程中，所述弯折处到所述管形检测装置的距离b保持不变；

4）记管件的回弹角度为θ，利用几何原理计算出回弹角度θ。

其中，管形检测装置采用上述第一种实现方式时，弯管管形检测方法包括以下步骤：