[发明专利]一种用于肋骨冷弯加工的机械手智能控制装置

说明书

本发明涉及冷弯加工领域，具体涉及一种用于肋骨冷弯加工的机械手智能控制装置。

背景技术

船体肋骨冷弯是一种难度很大的塑性加工，由于肋骨常用材料中(常用的有不等边角钢、球扁钢和T型材等)多属于非对称截面，在冷弯成形时会出现一些影响成形精度和质量的问题(如回弹、旁弯、倒边及腹板皱折等)，加上船体线型比较复杂，因而船体肋骨的成形加工就成为了造船生产的重要和困难工序之一。肋骨成形的精度和质量直接影响船体分段的装焊、分段的对接和船台装配，对缩短船台建造周期和提高船体建造质量意义重大。

发明内容

为了克服上述状况的不足，本发明提供了一种用于肋骨冷弯加工的机械手智能控制装置。机械手肋骨冷弯机设计为智能控制设备，它由硬件系统与软件系统构成。硬件系统包括检测装置、电控柜、自动划线装置(气动打标机)和操作台等;软件系统包括控制模型、数据接口软件、智能控制软件。硬件系统采用模块化设计。

1、控制系统的硬件组成：智能控制系统主要由检测装置、电控柜、自动划线装置和操作台等组成，工控机通过多通道数字量输出卡输出控制信号，通过中间继电器控制电磁阀的得电驱动机器动作，通过电机控制器控制直流电机驱动检测杆顶住型材以检测型材形状;通过并口驱动号料机在型材上划出各种标记。3个检测点的相对移动位置通过正交计数器板卡输入工控机;机器的运行状态由接近开关和压力继电器检测并通过多通道数字量输入板卡输入工控机。工控机根据控制面板的输入指令、加工工艺要求和机器状态反馈，自动生成加工控制指令和参数来控制加工过程，从而形成一个闭环控制。

2、控制系统的软件组成：控制系统软件的包括两个部分，一部分是与生产设计软件连接的接口软件，它将加工零件信息转换为数控加工数据，另一部分是现场机器控制软件。因此控制系统软件自身形成一个数控肋骨冷弯机信息集成系统，融入到造船生产设计软件中。⑴数控机械手肋骨冷弯机信息集成系统；⑵加工数据预处理：数据预处理软件可将系统产生的工件数据自动转化，生成肋骨加工数据供冷弯机使用，自动生成肋骨加工控制表、工件图和成型检验数据表，用以下料、现场记录、检查被自动加工的工件是否符合加工精度要求。数据预处理软件还可进行套料，合理利用材料。肋骨加工控制表可反映工件的主要信息。列出零件名、类型、型线号、材料、材质、始端坐标和角度、终端坐标和角度、备料长度等，并在表中设置加工情况一记录栏，在表下方设置编制、校对、审核和日期项目，根据这张控制表可以了解工件的基本信息、下料需求和加工情况等。

智能控制系统应该满足如下要求:1.智能控制系统能根据数学放样产生的肋骨线型，使用已为广泛采用的“弦线测量法”控制模型，完成肋骨加工的自动控制功能。2.不再使用现在使用的、存在“影响操作的钢丝”测量装置，使用新设计的检测机构和先进的传感器，使机构更简单可靠，现场操作功更方便。3.控制系统应该功能强大，能够实时控制，并具有智能功能。为保证型材加工质量，成型控制量、弯曲回弹量和加工误差补偿量都需要根据检测机构反馈的检测数据实时确定和控制;加工不同线型的工件时，系统应该能够根据曲线的曲率自动调整进给量的大小，获得工件线型光顺和缩短工时的综合效果。系统应该具备图形自动跟踪显示，使用户界面丰富，操作方便、直观。4.能在工件上打印出所需要的文字和任意标记，自动进行准确号料。智能控制系统的工作原理是:由接近开关和拉绳传感器采集肋骨冷弯机及有关检测元件的状态参数和位置参数，按照肋骨成型加工数据和加工工艺，由控制软件生成相关控制指令，驱动机床进行弯曲、夹紧、夹松、进料、退料、反变形机构升降、检测杆进退、打印标记等一系列动作，自动完成肋骨的弯曲加工和号料的全过程，获得最终的成形工件。