本發(fā)明涉及數(shù)控折彎機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有上模負載監(jiān)控和保護裝置的全電伺服數(shù)控的折彎機，以及該折彎機的上模負載監(jiān)控和保護方法。

背景技術(shù)：

全電伺服數(shù)控折彎機與通用液壓型數(shù)控折彎機的主要區(qū)別是所有運動軸全部采用電動伺服電機和滾動絲杠等部件進行運動控制，取消了液壓系統(tǒng)，不使用液壓油。

目前市場上全電伺服數(shù)控折彎機在工進區(qū)不能限制上模的輸出折彎力和在快進區(qū)不能監(jiān)控上模的受力及運動情況，無法對上下模具起到保護作用。

具體地說，折彎下行過程分為快進區(qū)和工進區(qū)，首先是快進區(qū)(一般快進速度范圍50-200mm/s)，上?？焖傧滦?，當上模底部接近工件時轉(zhuǎn)為工進區(qū)(一般工進速度范圍10-20mm/s)，上模逐漸進入下模V型槽直至到數(shù)控系統(tǒng)計算的進深位置停止，使工件變形為需要的角度。

但是，如果因操作人員失誤在滑塊上安裝了非本工件加工使用的上模，如圖1所示，假設(shè)上模900實際高度大于理論上模800高度，會造成在快進區(qū)上模900就壓死工件到下模底部，由于是在快進區(qū)，會使得上?？焖僮矒粝履Ｔ斐缮夏！⑾履：凸ぜ艿綋p害。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在于提供一種具有上模負載監(jiān)控和保護裝置的全電伺服數(shù)控的折彎機以及該折彎機的上模負載監(jiān)控和保護方法。

進一步的，本發(fā)明由數(shù)控系統(tǒng)通過伺服系統(tǒng)及位移傳感器進行反饋和控制，在工進區(qū)限制上模的輸出折彎力和在快進區(qū)監(jiān)控上模的受力及運動情況，并根據(jù)監(jiān)測的受力及運動情況判斷上模是否在正常運行狀態(tài)，如判斷為異常則控制伺服電機立刻停止運動和報警，避免上模、下模和附件受到損害。解決了現(xiàn)有全電伺服數(shù)控折彎機不能在工進區(qū)限制上模的輸出折彎力和在快進區(qū)監(jiān)控上模的受力及運動情況，以及不能在上模運行異常的情況下停止報警的缺陷。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

具有上模負載監(jiān)控和保護裝置的全電伺服數(shù)控的折彎機，具有快進區(qū)與工進區(qū)，所述折彎機包括機架本體、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、減速機、同步輪機構(gòu)、滾珠絲杠、滑塊、上模、下模與位移傳感器，其中，所述數(shù)控系統(tǒng)設(shè)置于所述機架本體中，所述伺服系統(tǒng)與所述減速機電氣連接，所述減速機與所述同步輪機構(gòu)連接，所述滾珠絲杠分別與所述同步輪機構(gòu)、所述滑塊的一端連接，所述滑塊的另一端與所述上模連接，所述下模設(shè)置于所述機架本體的工作臺上且位置與所述上模對應(yīng)，所述滑塊的一側(cè)設(shè)有位移傳感器，所述位移傳感器用于測量所述滑塊和/或所述上模的實際位置；所述位移傳感器與所述數(shù)控系統(tǒng)電氣連接。

需要說明的是，所述伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動器以及與其電氣連接的伺服電機；所述數(shù)控系統(tǒng)與所述伺服驅(qū)動器電氣連接，所述伺服電機與所述減速機連接。

需要說明的是，所述伺服電機的負載轉(zhuǎn)矩值通過所述伺服驅(qū)動器檢測并傳送至所述數(shù)控系統(tǒng)。

需要說明的是，所述位移傳感器的位置測量值傳送至所述數(shù)控系統(tǒng)，并由所述數(shù)控系統(tǒng)判斷所述上模處于所述快進區(qū)或所述工進區(qū)。

本發(fā)明還提供對上模的監(jiān)控與保護方法。

一種具有上模負載監(jiān)控和保護裝置的全電伺服數(shù)控折彎機的監(jiān)控和保護方法，設(shè)有快進區(qū)監(jiān)控及設(shè)置于下模的工件，所述方法包括以下步驟：

S1分別設(shè)置上模處于快進區(qū)與工進區(qū)的預設(shè)負載值，以及設(shè)置上模處于快進區(qū)的預設(shè)負載異常值；

S2當上模處于快進區(qū)的實際負載值大于快進區(qū)的預設(shè)負載值時，通過伺服驅(qū)動器監(jiān)測、數(shù)控系統(tǒng)換算出實際負載值，并計算實際負載值與預設(shè)負載值的相差值；

S3數(shù)控系統(tǒng)將相差值與預設(shè)負載異常值進行比較；

S4當相差值大于預設(shè)負載異常值時，數(shù)控系統(tǒng)判斷上模為負載異常后，發(fā)出警報并控制伺服電機停止運動；否則轉(zhuǎn)至S5；

S5當上模進入工進區(qū)時，數(shù)控系統(tǒng)通過伺服驅(qū)動器限制伺服電機的輸出扭矩限制上模的輸出折彎力。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述預設(shè)負載異常值為5噸以上。

需要說明的是，所述位移傳感器用于判定上模是否處于快進區(qū)。

需要說明的是，所述實際負載值為上模施加于所述工件的負載值。

需要進一步說明的是，所述折彎力的限制輸出的計算如下：

折彎力＝折彎工件需要理論折彎力+偏差值。

需要進一步說明的是，還設(shè)有工進區(qū)監(jiān)控，所述方法包括以下步驟：

S1設(shè)置上模處于工進區(qū)的預設(shè)負載值；

S2當上模進入工進區(qū)后的預設(shè)負載值小于工件對上模的反作用力時，數(shù)控系統(tǒng)通過位移傳感器反饋判斷上模停止為異常并發(fā)出報警。

本發(fā)明有益效果在于：

1、與現(xiàn)有技術(shù)相比，解決了現(xiàn)有市場上全電伺服數(shù)控折彎機不能在工進區(qū)限制上模的輸出折彎力和在快進區(qū)監(jiān)控上模的受力及運動情況，從而不能保護上下模具的缺陷。

2、本發(fā)明在折彎過程中監(jiān)視和控制上模的下行運行過程，在工進區(qū)限制上模的輸出折彎力，在快進區(qū)異常情況下控制伺服電機立刻停止運動，避免上模、下模和附件受到損害，同時也間接保護了操作人員的安全，因為在高速撞擊時可能撞飛出一些零件和碎片損害人身安全。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中折彎異常的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的折彎機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述，需要說明的是，本實施例以本技術(shù)方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍并不限于本實施例。

如圖2所示，本發(fā)明為一種具有上模負載監(jiān)控和保護裝置的全電伺服數(shù)控的折彎機，具有快進區(qū)與工進區(qū)，所述折彎機包括機架本體1、數(shù)控系統(tǒng)2、伺服系統(tǒng)、減速機4、同步輪機構(gòu)5、滾珠絲杠6、滑塊7、上模8、下模9與位移傳感器10，其中，所述數(shù)控系統(tǒng)2設(shè)置于所述機架本體1中，所述伺服系統(tǒng)與所述減速機4電氣連接，所述減速機4與所述同步輪機構(gòu)5連接，所述滾珠絲杠6分別與所述同步輪機構(gòu)5、所述滑塊7的一端連接，所述滑塊7的另一端與所述上模8連接，所述下模9設(shè)置于所述機架本體1的工作臺上且位置與所述上模8對應(yīng)，所述位移傳感器10設(shè)置于所述滑塊7的一側(cè)，所述位移傳感器10用于測量所述滑塊7和/或所述上模8的實際位置；所述位移傳感器10與所述數(shù)控系統(tǒng)2電氣連接。

進一步的，所述伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動器以及與其電氣連接的伺服電機3；所述數(shù)控系統(tǒng)2與所述伺服驅(qū)動器電氣連接，所述伺服電機3與所述減速機連接。

具體的說，數(shù)控系統(tǒng)2通過伺服驅(qū)動器控制伺服電機3旋轉(zhuǎn)運動，伺服電機3通過減速機4和同步輪機構(gòu)5帶動滾珠絲杠6的螺母旋轉(zhuǎn)運動，由于滾珠絲杠6的絲杠被限制了旋轉(zhuǎn)自由度，其只能上下運動；滾珠絲杠6的絲杠帶動滑塊7上下運動，上模8裝設(shè)于滑塊7上，并隨滑塊7運動，工件300放置在下模9上表面，當上模8向下運動到下模9的V槽中時對工件300產(chǎn)生折彎；滑塊7側(cè)邊裝設(shè)有位移傳感器10，滑塊7及上模8的實際位置通過位移傳感器10反饋給數(shù)控系統(tǒng)2用于判斷上模8是處于快進區(qū)或工進區(qū)。

作為本發(fā)明的實現(xiàn)方法如下：

一種具有上模負載監(jiān)控和保護裝置的全電伺服數(shù)控折彎機的監(jiān)控和保護方法，設(shè)有快進區(qū)監(jiān)控及設(shè)置于下模的工件，所述方法包括以下步驟：

S1分別設(shè)置上模處于快進區(qū)與工進區(qū)的預設(shè)負載值，以及設(shè)置上模處于快進區(qū)的預設(shè)負載異常值；

S2當上模處于快進區(qū)的實際負載值大于快進區(qū)的預設(shè)負載值時，通過伺服驅(qū)動器監(jiān)測、數(shù)控系統(tǒng)換算出實際負載值，并計算實際負載值與預設(shè)負載值的相差值；

S3數(shù)控系統(tǒng)將相差值與預設(shè)負載異常值進行比較；

S4當相差值大于預設(shè)負載異常值時，數(shù)控系統(tǒng)判斷上模為負載異常后，發(fā)出警報并控制伺服電機停止運動；否則轉(zhuǎn)至S5；

S5當上模進入工進區(qū)時，數(shù)控系統(tǒng)通過伺服驅(qū)動器限制伺服電機的輸出扭矩限制上模的輸出折彎力。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述預設(shè)負載異常值為5噸以上。

需要說明的是，所述位移傳感器用于判定上模是否處于快進區(qū)。

需要說明的是，所述實際負載值為上模施加于所述工件的負載值。

需要進一步說明的是，所述折彎力的限制輸出的計算如下：

折彎力＝折彎工件需要理論折彎力+偏差值。

需要進一步說明的是，還設(shè)有工進區(qū)監(jiān)控，所述方法包括以下步驟：

S1設(shè)置上模處于工進區(qū)的預設(shè)負載值；

S2當上模進入工進區(qū)后的預設(shè)負載值小于工件對上模的反作用力時，數(shù)控系統(tǒng)通過位移傳感器反饋判斷上模停止為異常并發(fā)出報警。

需要進一步說明的是，上模的負載值是指上模在下行過程中所承受的反向作用力，主要來源于工件抗折彎力和摩擦阻力。

實施例一

如圖3所示，A為正常折彎狀況，B為折彎異常；其中，上模100是正常上模，上模200是失誤安裝的錯誤的上模，設(shè)上模200比上模100高度尺寸長10mm；設(shè)工進距離為15mm；再設(shè)快進區(qū)需要的上模負載值為3噸力，再設(shè)工進區(qū)折彎工件300需要的上模負載值為10噸力；上模負載異常判定條件是在快進區(qū)當前反饋實際上模負載值超過預設(shè)上模負載值5噸以上。

A為正常折彎狀況下，上模100從快進區(qū)進入到工進區(qū)后，速度逐步降低并進入工件折彎過程。B為折彎異常狀況，由于上模200比上模100高度尺寸長10mm，上模200在快進區(qū)時便提前開始折彎工件300，此時，伺服驅(qū)動器檢測實際上模負載值已達到10噸力，進一步的計算與預設(shè)的快進區(qū)負載值相差7噸力，數(shù)控系統(tǒng)比較相差值與預設(shè)負載異常異常值(相差值大于預設(shè)負載異常值)，即可滿足上模負載異常判定條件，則數(shù)控系統(tǒng)判斷為上模負載異常，報警并控制伺服電機停止運動。

實施例二

如圖3所示，A為正常折彎狀況，B為折彎異常；其中，上模100是正常上模，上模200是失誤安裝的錯誤的上模，設(shè)上模200比上模100高度尺寸長10mm；設(shè)工進距離為15mm；再設(shè)快進區(qū)需要的上模負載為3噸力，再設(shè)工進區(qū)折彎工件需要的上模負載為5噸力；上模負載異常判定條件是在快進區(qū)當前反饋實際上模負載值超過預設(shè)上模負載值5噸以上。

B為折彎異常狀況，由于上模200比上模100高度尺寸長10mm，上模200在快進區(qū)便提前折彎工件300，此時，伺服驅(qū)動器檢測實際上模負載值已達到5噸力，進一步的計算與預設(shè)的快進區(qū)負載值相差2噸力，但是并未滿足上模負載異常判定條件(相差值小于預設(shè)負載異常值)，但由于上模200比上模100垂向有效尺寸長10m，在工進距離為15mm的前提下，則在上模200、工件300和下模400完全壓死之前，上模200已進入工進區(qū)，數(shù)控系統(tǒng)通過限制伺服系統(tǒng)的輸出扭矩來限制上模200的輸出折彎力。

實施例三

如圖4所示，A為正常折彎狀況，B為折彎異常狀況；上模101是正常上模，上模201是失誤安裝的錯誤上模；設(shè)上模201比上模101垂向有效尺寸長20mm，設(shè)工進距離為15mm，即在快進區(qū)中上模201、工件301和下模401已經(jīng)完全壓死；設(shè)快進區(qū)需要的上模負載值為3噸力，再設(shè)工進區(qū)折彎工件301需要的上模負載值為5噸力；上模負載異常判定條件是在快進區(qū)當前反饋實際上模負載值超過預設(shè)上模負載值5噸以上，則實施例二中的折彎異常判定屬于失效情況。

則在快進區(qū)上模201下壓工件301并與下模401的V型底部逐漸接近，此時上模201所受上模負載值會逐漸增大，當滿足當前反饋實際上模負載值超過預設(shè)上?？爝M區(qū)負載值5噸力的上模負載異常判定條件時，數(shù)控系統(tǒng)判斷為上模負載異常，報警并控制伺服電機停止運動。

實施例四

本發(fā)明還提供工進區(qū)的監(jiān)控方式：在工進區(qū)中，上模下行速度已轉(zhuǎn)為慢速，數(shù)控系統(tǒng)通過限制伺服系統(tǒng)的輸出扭矩來限制上模的輸出折彎力(一般上模限制輸出的折彎力＝折彎工件需要理論折彎力+偏差值)，當上模工進下行反作用力大于上模限制輸出的折彎力，則上模被外力阻止下行并停止，數(shù)控系統(tǒng)通過位移傳感器反饋判斷上模停止為異常情況則輸出報警。

對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。