[发明专利]一种全自动卷板机数控系统的建模方法

摘要

本发明公开了一种卷板机数控系统的建模方法，通过步骤一、先计算出在卷圆时钢板内半径情况下的压力和位移，对代加工工件的圆内半径、压力及位移的定量关系的描述；步骤二、对应卷板机卷板半径次数进行定量描述；步骤三、计算出预弯时的上辊位移量和水平位移量；根据上述的三步骤建模计算方法，就可计算预弯时水平位移量，上辊位移量和上辊压力值。通过本发明的卷板机数控系统的建模方法，不需依赖操作人员的经验，只需简单的将数据填写即可高精度、高效率的完成卷板。

主权项

一种卷板机数控系统的建模方法，其特征在于步骤如下：一、先计算出在卷圆时r情况下的压力和位移，对代加工工件的圆内半径、压力及位移的定量关系的描述，通过下面式子进行描述： r ′ = 1 - Koξs / 10 E 1 + K 1 ξs × 2 × r 10 ES r - - - ( 1 ) , 计算出回弹前内半径， M = 1 6 × b × S 2 × ( K 1 + Ko × S 2 r ′ ) × ξs - - - ( 2 ) , sin α = t 2 r ′ + S 2 + D 2 2 - - - ( 3 ) , 将回弹前内半径输入后，计算出该钢板的弯矩， tgα = sin α 1 - ( sin α ) × ( sin α ) - - - ( 4 ) , Pa = 2 M ( r ′ + S / 2 ) tgα - - - ( 5 ) , 代入后就可计算出上辊压力Pa， ( r + d + D 2 2 ) 2 = ( L 2 ) 2 + ( H + r + ( D 1 / 2 + D 2 / 2 ) × ( D 1 / 2 + D 2 / 2 ) - ( L / 2 ) × ( L / 2 ) - D 1 / 2 ) 2 - - - ( 6 ) , 其他已知，可求出上辊位移H；式中：K1＝1.5，r’为钢板回弹前内半径，单位mm，r为钢板内半径，单位mm，ξs为屈服极限N/mm 2，Ko为强化系数，E取19800‑20600kg/mm2，r为回弹后内半径，单位mm，S为板厚，单位mm，M为材料变形弯矩，单位为N.mm，b为板宽，单位mm，L为下辊中心距，单位mm，α为钢板与中心线夹角，d为钢板厚度，单位mm，r为卷圆内径，单位mm，H为卷成r圆时上辊位移，单位mm，L为两下辊中心距，单位mm，D1为上辊直径，单位mm，D2为下辊直径，单位mm；二、对应卷板机卷板半径次数进行定量描述，通过下式：rk＝r×(n‑k)×1.1                (7)，三辊卷板半径次数定义，式中：r为最后成型时内半径，n为卷板总次数，k为每次数k≤n，k≥1；三、计算出预弯时的上辊位移量H和水平位移量X： XT = T 2 × ( 1 - D 1 2 + d + D 2 2 r ′ + d 2 + D 2 2 ) - - - ( 8 ) , B＝(1.5‑2.5)d                (9)， X = XT - ( 1 - D 1 2 × r ′ - d ) × B - - - ( 10 ) , 计算水平位移量X， AG = ( r ′ + d / 2 + D 2 / 2 ) 2 - ( L 2 ) 2 - - - ( 11 ) , AD＝XT/(tg(β+α)/2)         (12)，α＝acsin(B/r’)             (13)， β = α + 2 × ac sin ( X r ′ - d 2 - D 1 2 ) - - - ( 14 ) , CG 1 = ( D 1 2 + D 2 2 ) 2 - ( L 2 ) 2 - - - ( 15 ) , H＝AG‑AD‑CG1                 (16)，计算预弯到位后的上辊位移量H，此时卷圆位移h＝H+5mm Pa = M r ′ + d 2 × ( 1 tgα + 1 tgβ ) - - - ( 17 ) , 计算出预弯时上辊压力Pa，式中：B为预弯直边系数，d为钢板厚度，r’为工件成型回弹前半径，T为两下辊中心距，D1为上辊直径，D2为下辊直径，X为水平位移，H为预弯上辊位移；根据上述的建模计算方法，就可计算预弯时水平位移量，上辊位移量和上辊压力值。