[发明专利]一种在不同弯曲方向时提高矩形管自由弯曲成形精度方法

摘要

本发明涉及一种在不同弯曲方向时提高矩形管自由弯曲成形精度方法，采用五轴或六轴自由弯曲设备进行弯曲，其导向机构或管材轴向运动导向模块与台面之间可升降设置，用于调节矩形管的中心轴线高度，以使矩形管与弯曲模同轴心设置；将R分解为R1和R2，可快速计算出相应数值；充分地发挥了矩形管三维自由装置所具有的可以实时改变矩形管弯曲方向，实现复杂形状金属构件弯曲的优点。

主权项

1.一种在不同弯曲方向时提高矩形管自由弯曲成形精度方法，使用的五轴自由弯曲设备包括置于台面上的管材推进模块、管材轴向运动导向模块、机械手弯曲模块、逆向扫描与测量模块，所述机械手弯曲模块包括：X向伺服电机、Y向伺服电机、弯曲模驱动伺服电机、弯曲模座驱动伺服电机、弯曲模和弯曲模座，其特征在于，所述管材轴向运动导向模块的底端设置升降机构，以使所述管材轴向运动导向模块可升降设置在所述台面上；测量时包括如下步骤：A、待弯曲的矩形管包括顶壁、左侧壁、右侧壁、底壁，测量矩形管截面的高度b和宽度a，将矩形管放入管材轴向运动导向模块，测量弯曲模中心轴线到台面的垂直距离h，调整管材轴向运动导向模块的高度f，使得管材轴向运动导向模块内的矩形管的中心轴线至台面的垂直距离g与弯曲模中心轴线到台面的垂直距离h相等，以使矩形管中心轴线与弯曲模中心轴线重合；B、弯曲后的矩形管包括多个弯曲段，各弯曲段包括弯曲段内侧壁和弯曲段外侧壁，各弯曲段的弯曲半径为R，弯曲角为θ，偏心距为U，将各弯曲段的弯曲半径R分为R₁和R₂，R₁为沿着弯曲半径方向矩形管中心轴线到弯曲段内侧壁的最短距离，R₂为沿着弯曲半径方向弯曲半径中心点到弯曲段内侧壁的最短距离；测量弯曲模到弯曲模座中心的距离A，建立偏心距U和弯曲半径R₂之间的精确数量关系，具体公式如下：U＝R₂‑R₂cosθ+tan(A‑R₂sinθ)；C、建立有限元弯曲模型，并在理论解析公式中引入修正系数k：U＝R₂‑R₂cosθ+tan(kA‑R₂sinθ)；根据采用引入修正系数k后得到的理论公式，解析得出关键工艺参数作为弯曲工艺参数，在有限元模拟中反复迭代计算，将计算结果导入几何软件中进行处理，并对比计算结果与所需要的尺寸进行对比；当计算结果与实际尺寸误差在误差许可范围内时，迭代结束，将最终的工艺参数传送给自由弯曲设备，执行实际弯曲成形。