用于獲得彎曲管的直管精確無(wú)余量下料長(zhǎng)度確認(rèn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于獲得彎曲管的直管精確無(wú)余量下料長(zhǎng)度確認(rèn)方法，包括步驟：設(shè)定兩個(gè)彎曲角度，分別設(shè)定和實(shí)驗(yàn)測(cè)量相關(guān)參數(shù)：建立數(shù)學(xué)模型：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙管子的彎曲段數(shù)，以及每一段彎管的成形角，按相關(guān)模型，輔以彎曲回彈角計(jì)算，使原有的管子彎曲有余量下料計(jì)算變成精確的無(wú)余量下料計(jì)算，實(shí)現(xiàn)管子彎曲精確加工。本發(fā)明可以從根本上解決目前國(guó)內(nèi)管件加工企業(yè)管子彎曲加工等比近似有余量下料方法，實(shí)現(xiàn)管子彎曲加工精確無(wú)余量下料計(jì)算。同時(shí)由于進(jìn)行數(shù)字化測(cè)量設(shè)備直接連接計(jì)算機(jī)、彎管機(jī)信息終端，可實(shí)現(xiàn)管子彎曲參數(shù)測(cè)量和應(yīng)用的數(shù)字化、信息化及加工自動(dòng)化。
【專利說(shuō)明】
用于獲得彎曲管的直管精確無(wú)余量下料長(zhǎng)度確認(rèn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及彎曲管件的加工，更具體地說(shuō)，涉及初始直管件下料的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有管子加工技術(shù)領(lǐng)域經(jīng)常需要加工彎管，這些彎管通常是通過(guò)直管彎曲獲得， 如圖1所示直管ST彎曲成如圖2所示帶有彎曲段的管子ST，彎曲起點(diǎn)為M，彎曲后原直管M點(diǎn) 變?yōu)榍芏蔚钠瘘c(diǎn)，，彎曲過(guò)程中出現(xiàn)AL的延長(zhǎng)。
[0003] 而且，如圖3所示，在實(shí)際彎曲過(guò)程中在彎曲模具上經(jīng)常是彎曲到，點(diǎn)，卸載之后， 出現(xiàn)回彈到M〃點(diǎn)的情況。因此給初始下料帶來(lái)不確定因素。
[0004] 因此，現(xiàn)有技術(shù)管件加工企業(yè)都使用管子彎曲等比近似有余量下料計(jì)算，之所以 有余量是因?yàn)闊o(wú)法解決管子彎曲回彈后兩個(gè)方向切線值不對(duì)稱的計(jì)算，這樣管子彎曲下料 前只能用近似兩切線等同的切線值進(jìn)行下料計(jì)算，在彎管前管子下料長(zhǎng)度留有余量，待管 子彎曲后再上平臺(tái)進(jìn)行測(cè)量并調(diào)整管件封閉尺寸，切除管子兩端的余量。這種管子彎曲加 工需要管材留余量、二次切割余量等工序，浪費(fèi)了材料，降低了工作效率，而且管子中間段 尺寸更無(wú)法得以保證。此外，由于彎曲回彈后實(shí)際曲率半徑變大，如將兩個(gè)方向切線值近似 相等進(jìn)行下料計(jì)算，各段尺寸均誤差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在提供一種金屬直管彎曲成曲管過(guò)程中初始直管給定長(zhǎng)度的解決方案， 從而為彎曲管件加工提供無(wú)余量加工的方案。
[0006] 本發(fā)明一種用于獲得彎曲管的直管精確無(wú)余量下料長(zhǎng)度確認(rèn)方法，對(duì)于同一規(guī)格 直管SM，經(jīng)彎管機(jī)彎曲Θ角后管形變?yōu)镾M'卸載后管子回彈至α角管形變?yōu)镾M"，此時(shí)定義如 下：
[0007] 管子彎曲半徑為R;
[0008] 管子彎曲前輸入的彎曲角為Θ;
[0009] 管子彎曲后卸載，測(cè)量管子回彈后成形角為α;
[0010] 彎曲后產(chǎn)生延伸值為Δ L = SM〃長(zhǎng)度-SM長(zhǎng)度；
[0011 ] 與M〃點(diǎn)之間水平X向和豎向Y向的變化長(zhǎng)度:尾部增量X，首部減量Y;
[0012] 彎曲段末端切線與彎曲段首端切線的交點(diǎn)，分別與彎曲段末端切點(diǎn)、彎曲段首端 起點(diǎn)的距離為A和B。
[0013] 本發(fā)明的方法包括：
[0014] S1、首先設(shè)定兩個(gè)彎曲角度，分別設(shè)定和實(shí)驗(yàn)測(cè)量如下參數(shù)：
[0015] 彎曲設(shè)定的最大角度01【9〇<01<95】，測(cè)量對(duì)應(yīng)成形角€( 1，測(cè)量延伸八1^，彎曲設(shè) 定的最小角度θ2【22<θ2彡25】，測(cè)量對(duì)應(yīng)成形角<1 2，測(cè)量延伸AL2;同時(shí)通過(guò)測(cè)量和/或計(jì)算 獲得 X1 JhXzJ2;
[0016] S2、根據(jù)步驟Sl的數(shù)值，建立如下數(shù)學(xué)模型：
[0017]
[0018]
[0019]
[0020]
[0021] S3、根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙管子的彎曲段數(shù)n，以及每一段彎管的成形角為αι、α2......α η， 再按上述模型1~4,可以得出如下參數(shù)Δ Lh AL2.......Δ Ln,X^X2......Χη，Υι、 Y2......Yno
[0022] S4、根據(jù)如下公式5和6，分別輸入X1、Χ2......Xn，Y 1、Y2......Yn，確定A1、 Α2......An，Bl、B2......Bn；
[0023]
[0024] B = R sin9+X-[R(i-cos9)-Y]/tana (公式6)
[0025] S5、針對(duì)連續(xù)η個(gè)彎曲段的一根同規(guī)格管件，n> = 2，相應(yīng)參數(shù)加角標(biāo)I......η表 示，并通過(guò)設(shè)計(jì)和測(cè)量得如下參數(shù)值：
[0026]首直管段長(zhǎng)D1、第二段直管段長(zhǎng)D2.......第η段直管段長(zhǎng)Dn.......尾直管段長(zhǎng)Dl;
[0027] 第一彎曲角弧長(zhǎng)&、第二彎曲角弧長(zhǎng)G2.......第η彎曲角弧長(zhǎng)Gn;
[0028] 根據(jù)設(shè)計(jì)情況，獲得設(shè)計(jì)圖紙中的首段封閉尺寸F1、第二段封閉尺寸F2.......第η 段封閉尺寸Fn.......尾段封閉尺寸Fl;
[0029 ]兩端帶有法蘭的情況，首法蘭內(nèi)角焊縫值C1，尾法蘭內(nèi)角焊縫值C2，管件下料總長(zhǎng)L;
[0030] 根據(jù)如下公式7,以及之前確定的參數(shù)，確定管子下料總長(zhǎng)，以及每一段直管段長(zhǎng)度：
[0031] Di = Fi-Ai-Ci ；
[0032] D2 = F2-Bi-A2-ALi;
[0033] ……
[0034] Dn = Fn-Bn-I-An- Δ Ln-I ；
[0035] Dl = FL-Bn- Δ Ln_C2;
[0036] L = Di+Gi+D2+G2+......+Dn+Gn+......+Dl (公式7)。
[0037] 其中，本發(fā)明的改進(jìn)在于，步驟SI中，通過(guò)測(cè)量?jī)啥伍L(zhǎng)度E、H，確認(rèn)HX2J 2A*,
[0038] E表示管子彎曲卸載回彈前后，通過(guò)原起彎點(diǎn)處半徑方向上的行程；
[0039] H表示管子彎曲卸載回彈前后，首段直管段方向上的行程；
[0040] 當(dāng)a = 90° 時(shí)
[0041] X = E cos(B-a) (公式8)
[0042] Y = H-E sin(0-a) (公式9)
[0043] 當(dāng) 22。彡a〈90。時(shí)
[0044]
[0045]
[0046] 為了獲取E、H設(shè)計(jì)一套用于彎管機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)，包括設(shè)定于彎管機(jī)圓盤(pán)狀胎膜彎 曲管子處設(shè)置的弧形刻度盤(pán)，以及固定于胎膜上的可換式尾段滑尺座，所述可換式尾段滑 尺座的滑座中設(shè)置在胎膜徑向上有直尺刻度的尾段滑尺;所述尾段滑尺上設(shè)置相對(duì)所述可 換式尾段滑尺座固定且以電子讀數(shù)方式的第一數(shù)顯模塊;所述尾段滑尺的外端通過(guò)銷軸固 定第二數(shù)顯模塊，所述第二數(shù)顯模塊設(shè)置于有直尺刻度的首段滑尺上，所述首段滑尺設(shè)置 于可換式首段滑尺座的滑座中，所述可換式首段滑尺座設(shè)置有用于卡在待彎直管彎曲部位 外端的環(huán)形卡箍;E和H分別通過(guò)第一數(shù)顯模塊和第二數(shù)顯模塊確定。
[0047] 本發(fā)明主要解決的是測(cè)量出管子彎曲后回彈前后兩個(gè)切線方向起彎點(diǎn)位移數(shù)據(jù) 和延伸值，將測(cè)得數(shù)據(jù)導(dǎo)入研究建成的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)數(shù)學(xué)模型計(jì)算形成了彎曲最大成形角 度和最小成形角度范圍內(nèi)任意角度彎曲后精確的切線值和延伸值。再輔以彎曲回彈角計(jì) 算，使原有的管子彎曲有余量下料計(jì)算變成精確的無(wú)余量下料計(jì)算，實(shí)現(xiàn)管子彎曲精確加 工。特別是利用這些數(shù)據(jù)輔以法蘭預(yù)轉(zhuǎn)角計(jì)算就可實(shí)現(xiàn)管子先焊后彎加工。同時(shí)能進(jìn)行數(shù) 字化方式使測(cè)量信息直接連接計(jì)算機(jī)、彎管機(jī)信息終端，可實(shí)現(xiàn)管子彎曲參數(shù)測(cè)量和應(yīng)用 的數(shù)字化、信息化、加工自動(dòng)化，為智能制造奠定基礎(chǔ)。
[0048] 通過(guò)系統(tǒng)的研究管子彎曲延伸以及兩個(gè)切線方向起彎點(diǎn)位移的具體變化規(guī)律，建 立延伸及切線計(jì)算這兩個(gè)數(shù)學(xué)模型;然后測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量出同一爐批號(hào)的同一規(guī)格管子的兩 個(gè)彎曲角度后所對(duì)應(yīng)的延伸值、以及兩個(gè)切線方向起彎點(diǎn)位移量數(shù)據(jù);再將所測(cè)得數(shù)據(jù)導(dǎo) 入已經(jīng)建立的兩個(gè)數(shù)學(xué)模型，就可以精確的計(jì)算出這種爐批號(hào)、規(guī)格管子在設(shè)定的最大彎 曲角度和最小彎曲角度范圍內(nèi)任意彎曲角度時(shí)相應(yīng)的延伸值、以及兩個(gè)方向不對(duì)稱的切線 值，再輔以彎曲回彈數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)模型，用數(shù)學(xué)模型參數(shù)再來(lái)轉(zhuǎn)換管子彎曲加工參數(shù)，就可實(shí) 現(xiàn)無(wú)余量下料計(jì)算，并精確進(jìn)行管子彎曲加工，使管子彎曲加工的產(chǎn)品質(zhì)量大大提高。特別 是利用這些數(shù)據(jù)再輔以法蘭預(yù)轉(zhuǎn)角計(jì)算就可實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的管子先焊后彎加工。打破目前國(guó)內(nèi) 同行業(yè)管子彎曲等比近似有余量下料計(jì)算方法，解決了技術(shù)難點(diǎn)，國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。
[0049] 本發(fā)明建立了數(shù)學(xué)模型并在線測(cè)量回彈前后起彎點(diǎn)在兩個(gè)切線方向的位移量再 通過(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì)算便能精確的計(jì)算出兩個(gè)方向不對(duì)稱的切線值，真正實(shí)現(xiàn)精確無(wú)余量下料 計(jì)算，精確下料、精確進(jìn)行管子無(wú)余量彎曲加工，解決了長(zhǎng)期困擾管子彎曲加工無(wú)余量計(jì)算 的技術(shù)難點(diǎn)及核心工藝。
【附圖說(shuō)明】
[0050] 圖1是待加工直管示意圖。
[0051] 圖2是管子彎曲加工未卸載管形示意圖。
[0052]圖3是直管加工成曲管卸載前后的狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0053]圖4是圖3中彎曲段起彎點(diǎn)M變化的分解示意圖。
[0054]圖5是圖3中彎曲段起彎點(diǎn)M變化的另一分解示意圖。
[0055]圖6是實(shí)際直管在彎曲模具上實(shí)現(xiàn)彎曲的過(guò)程示意圖。
[0056]圖7是本發(fā)明改進(jìn)彎曲模具加入的測(cè)量系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0057] 圖8是圖7中圓圈內(nèi)的局部放大圖。
[0058] 圖9是彎曲模具上設(shè)置的弧形刻度示意圖。
[0059] 圖10是圖7所示測(cè)量系統(tǒng)中首段滑尺部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0060] 圖11是圖7所示測(cè)量系統(tǒng)中第二數(shù)顯模塊部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0061] 圖12是圖7所示測(cè)量系統(tǒng)中首段滑尺座部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0062]圖13是圖7所示測(cè)量系統(tǒng)中第一數(shù)顯模塊部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0063] 圖14是圖7所示測(cè)量系統(tǒng)中尾段滑尺部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0064] 圖15是圖7所示測(cè)量系統(tǒng)中可換式尾段滑尺座部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0065] 圖16是多段彎曲的管件加工情況分解圖。
[0066]圖17是本發(fā)明帶有一個(gè)彎曲段的管件下料長(zhǎng)度確認(rèn)圖。（F1 = SOOmm, α1 = 45°，F(xiàn)l = 500mm，R = 350mm，Ci = C2 = 6mm，如圖 17〇)
[0067]圖18是本發(fā)明帶有兩個(gè)彎曲段的管件下料長(zhǎng)度確認(rèn)圖。$1 = 8451^(^ = 90°，F(xiàn)2 = 1015mm，α2 = 70。，F(xiàn)l = 745mm，R=350mm，Ci = C2 = 6mm，如圖 18〇)
【具體實(shí)施方式】
[0068]如圖I~3所示同一規(guī)格直管SM，經(jīng)彎管機(jī)彎曲Θ角后管形變?yōu)镾M'，卸載后管子回 彈至α角管形變?yōu)镾M"，此時(shí)參考附圖，做定義如下：
[0069] 管子彎曲半徑為R;
[0070]管子彎曲前輸入的彎曲角為Θ;
[0071] 管子彎曲后卸載，測(cè)量管子回彈后成形角為α;
[0072] 彎曲后產(chǎn)生延伸值為Δ L = SM〃長(zhǎng)度-SM長(zhǎng)度；
[0073] if與M"點(diǎn)之間水平X向和豎向Y向的變化長(zhǎng)度：尾部增量X，首部減量Y(如圖4所 示）；
[0074] 彎曲段末端切線與彎曲段首端切線的交點(diǎn)，分別與彎曲段末端切點(diǎn)、彎曲段首段 起點(diǎn)的距離為A和B。
[0075] 本發(fā)明用于不同角度彎曲管件的直管下料長(zhǎng)度確認(rèn)方法，包括如下步驟:S1、首先 設(shè)定兩個(gè)彎曲角度，分別設(shè)定和實(shí)驗(yàn)測(cè)量(利用彎管機(jī))如下參數(shù)：
[0076] 彎曲設(shè)定的最大角度Q1Uixe1彡95】，測(cè)量對(duì)應(yīng)成形角^，測(cè)量延伸AL 1，彎曲設(shè) 定的最小角度θ2【22<θ2彡25】，測(cè)量對(duì)應(yīng)成形角<1 2，測(cè)量延伸Δ L2;同時(shí)通過(guò)測(cè)量和計(jì)算獲 得 Χι、Υι、Χ2、Υ2;
[0078]
[0077] S2、根據(jù)步驟SI的數(shù)值，建立如下數(shù)學(xué)模型：
[0079]
[0080]
[0081]
[0082] S3、根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙管子的彎曲段數(shù)n，以及每一段彎管的成形角為αι、α2......α η， 再按上述模型1~4,可以得出如下參數(shù)Δ Lh Δ L2......Δ Ln,X^X2......Χη，Υι、 Y2......Yno
[0083] S4、根據(jù)如下公式5和6，分別輸入X1、X2......Xn，Y 1、Y2......Yn，確定A1、 Α2......An，Bl、B2......Bn；
[0084]
[0085] B = K sinH+A-LKU_cosH；-yj/tana (公式6)
[0086] S5、針對(duì)連續(xù)n個(gè)彎曲段的一根同規(guī)格管件，n> = 2，相應(yīng)參數(shù)加角標(biāo)I......η表示， 并通過(guò)設(shè)計(jì)和測(cè)量得如下參數(shù)值：
[0087]首直管段長(zhǎng)D1、第二段直管段長(zhǎng)D2.......第η段直管段長(zhǎng)Dn.......尾直管段長(zhǎng) Dl ；
[0088] 第一彎曲角弧長(zhǎng)&、第二彎曲角弧長(zhǎng)G2.......第η彎曲角弧長(zhǎng)Gn;
[0089] 根據(jù)設(shè)計(jì)情況，獲得設(shè)計(jì)圖紙中的首段封閉尺寸F1、第二段封閉尺寸F2.......第η 段封閉尺寸Fn.......尾段封閉尺寸Fl;
[0090]兩端帶有法蘭的情況，首法蘭內(nèi)角焊縫值C1，尾法蘭內(nèi)角焊縫值C2,管件下料總長(zhǎng) L；
[0091] 根據(jù)如下公式7,以及之前確定的參數(shù)，確定管子下料總長(zhǎng)，以及每一段直管段長(zhǎng) 度：
[0092] Di = Fi-Ai-Ci;
[0093] D2 = F2-Bi-A2-ALi;
[0094] ……
[0095] Dn = Fn-Bn-I-An- Δ Ln-I ；
[0096] DL = FL-Bn-ALn-C2;
[0097] L = Di+Gi+D2+G2+......+Dn+Gn+......+Dl (公式7)。
[0098] 本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，步驟SI中，通過(guò)測(cè)量?jī)啥伍L(zhǎng)度E、H，確認(rèn)X1、Y 1、X2、Y2;其 中，如圖5所示，
[0099] E表示測(cè)量?jī)x第一數(shù)顯模塊98顯示值(或者：管子彎曲卸載回彈前后，通過(guò)原起彎 點(diǎn)，處半徑方向上的行程）；
[0100] H表示測(cè)量?jī)x第二數(shù)顯模塊97顯示值(或者：管子彎曲卸載回彈前后，首段直管段 方向上的行程）。
[0101] α = 90° 時(shí)
[0102] X = E cos(B-a) (公式8)
[0103] Y = H-E sin(0-a) (公式9)
[0104] 當(dāng)22。彡a〈90。時(shí)
[0105]
[0106]
[0107] 為了獲取E、H，本發(fā)明設(shè)計(jì)一套用于彎管機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)，如圖6~15所示，包括設(shè)定 于彎管機(jī)圓盤(pán)狀胎膜彎曲管子處設(shè)置的弧形刻度盤(pán)99,以及固定于胎膜上的可換式尾段滑 尺座3,所述可換式尾段滑尺座3的滑座中設(shè)置在胎膜徑向上有直尺刻度的尾段滑尺4;所述 尾段滑尺4上設(shè)置相對(duì)所述可換式尾段滑尺座3固定且以電子讀數(shù)方式的第一數(shù)顯模塊98; 所述尾段滑尺4的外端通過(guò)銷軸固定第二數(shù)顯模塊97,所述第二數(shù)顯模塊設(shè)置于有直尺刻 度的首段滑尺2上，所述首段滑尺2設(shè)置于可換式首段滑尺座1的滑座中，所述可換式首段滑 尺座1設(shè)置有用于卡在待彎直管彎曲部位外端的環(huán)形卡箍;E和H分別通過(guò)第一數(shù)顯模塊98 和第二數(shù)顯模塊97確定。
[0108] 實(shí)施例1:
[0109] 圖紙要求制作管子Φ 114 X 6-根。$1 = 500111111,(^ = 45°，F(xiàn)l = 500mm，R = 350mm，Ci = C2 = 6mm，如圖 17。）
[0110] Sl、選用管子Φ114Χ6(爐批號(hào)：11-200842)進(jìn)行彎曲并測(cè)量數(shù)據(jù)：
[0111] θ1 = 92.655〇 ,α1 = 90° ^ Δ Li = 24.61mm^Xi = 27.631mm^Yi = 24.258mm；
[0112] 02 = 22.968°，a2 = 22°、Δ Li = 8.44mm、X2 = 2.043mm、Y2 = 8.689mm。
[0113] S2、代入模型，確定模型HI
[0114] ki = 1.0247,k2 = 〇. 4265,k3 = 〇. 2378, k4 = 3.2085,k5 = 〇. 0030,ke = 〇. 0200, k? = -0.0017，k8 = 0.4167。
[0115] 得到具體的數(shù)學(xué)模型
[0116] 彎曲角 θ = 1·〇247Χα+〇·4265 (模型 I)
[0117] 延伸值 AL = 0.2378Xa+3.2085 (模型 2)
[0118] 尾增X = O .0030 X Θ2+0.0200 X Θ (模型3)
[0119] 首減 Υ = -0·0017ΧΘ2+0·4167ΧΘ (模型 4)
[0120] S3、將圖紙要求 <^ = 45° 代入模型求出 Δ L1 = ISJOgmma1 = TjS^mJ1 = ISJTlmmJ1 = Ae-SSS0。
[0121] S4、將求出的Χι、Υι及已知的R = 350mm代入公式5、6求出對(duì)應(yīng)的Ai = 132.192mm、Bi =168·OOlmm0
[0122] S5、進(jìn)行管子無(wú)余量下料計(jì)算:將Ai = 132 · 192mm、Bi = 168 · 001mm、θι = 46 · 538° (Gi =2jtR9/360 = 284 · 286mm)、Δ Li = 13 · 909mm代入公式7:
[0123] Di = 500-132.192-6 = 361.808mm
[0124] Dl = 500-168.001-13.909-6 = 312.09mm
[0125] L = 361.808+284.286+312.09 = 958.184mm
[0126] 管子無(wú)余量下料總長(zhǎng)958.184mm。
[0127] 無(wú)余量計(jì)算管子總長(zhǎng)為958.184mm，原設(shè)計(jì)近似有余量下料計(jì)算管子總長(zhǎng)為 962_，兩者差值3.816_。
[0128] 實(shí)施例2:
[0129] 圖紙要求制作管子Φ 114X6-根。（Fi = 845mm，ai = 90°，F(xiàn)2= 1015mm，a2 = 70°，F(xiàn)l = 745mm，R = 350mm，Ci = C2 = 6mm，如圖 18〇)
[0130] S1、S2 同實(shí)例 1。
[0131] S3、將圖紙要求 Q1 = 90° 代入模型求出 Δ L1 = 24.61mm ,X1 = 27.63 Imm ,Y1 = 24.258mm,θ1 = 92.655° 〇
[0132] 將圖紙要求α2 = 70° 代入模型求出 AL2=19.92mm，X2=17.078mm，Y2 = 21.364mm，92 = 72.159° 〇
[0133] S4、將求出的X1 J1J2J2及已知的R = 350mm代入公式5、6求出對(duì)應(yīng)的A1 = 341 · 95mm、Bi = 377 · 26mm，A2 = 235 · 61mm、B2 = 269 · 66mm。
[0134] S5、進(jìn)行管子無(wú)余量下料計(jì)算：將Ai = 341 · 95mm、Bi = 377 · 26mm、θι = 92 · 655°、Δ Li =24 · 61mm，Α2 = 235 · 61mm、B2 = 269 · 66mm、02 = 46 · 538°、Δ L2 = 19 · 92mm(Gi = 2jtR0/36O = 566mm、G2 = 2jtR0/36O = 440 · 79mm)代入公式 7:
[0135] Di = 845-341.95-6 = 497.05mm
[0136] D2= 1015-377 · 26-235.61-24.61 = 377 · 52mm
[0137] Dl = 745-269 · 66-19 · 92-6 = 449 · 42mm
[0138] L = 497.05+566.00+377.52+440.79+449.42 = 2330.78mm
[0139] 管子無(wú)余量下料總長(zhǎng)2330.78mm。
[0140] 無(wú)余量計(jì)算管子總長(zhǎng)為2330.78mm，原設(shè)計(jì)近似有余量下料計(jì)算管子總長(zhǎng)為 2343mm，兩者差值12.34mm。
[0141] 綜上，本發(fā)明涉及測(cè)量管子彎曲回彈前后起彎點(diǎn)在兩個(gè)切線方向的位移數(shù)據(jù)和延 伸值的測(cè)量用設(shè)備，更具體地說(shuō)，是通過(guò)管子彎曲過(guò)程中集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、精確計(jì)算 結(jié)果于一體的測(cè)量計(jì)算系統(tǒng)。
[0142] 本發(fā)明數(shù)顯式管子彎曲延伸值及測(cè)量起彎點(diǎn)在兩個(gè)切線方向位移量的測(cè)量系統(tǒng) 主要由以下幾部分組成:可換式首段滑尺座1、首段滑尺2、可換式尾段滑尺座3、尾段滑尺4、 第二數(shù)顯模塊97、第一數(shù)顯模塊98、彎管機(jī)胎膜刻度顯示盤(pán)99。具體說(shuō)明：
[0143] 可換式首段滑尺座，主要是將首段滑尺緊固在彎管的首段直管段上，當(dāng)管子彎曲 時(shí)，能保證首段滑尺隨著首段直管段運(yùn)動(dòng)；
[0144] 首段滑尺，主要由滑尺、重錘組成。當(dāng)管子回彈時(shí)，首段滑尺跟隨首段直管段彎曲 回彈進(jìn)行圓弧運(yùn)動(dòng)，滑尺在第二數(shù)顯模塊中向切線交點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。第二數(shù)顯模塊可以顯示起彎 點(diǎn)向切線交點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)距離，利用這個(gè)移動(dòng)距離可以計(jì)算出起彎點(diǎn)在徑向（Y方向）的坐 標(biāo)數(shù)值。
[0145]可換式尾段滑尺座，主要是將尾段滑尺固定在彎管的胎膜上，當(dāng)管子彎曲時(shí)，能保 證尾段滑尺隨著胎膜轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0146] 尾段滑尺，當(dāng)管子回彈時(shí)，其由首段直管段拉動(dòng)在第一數(shù)顯模塊中向切線交點(diǎn)運(yùn) 動(dòng)，第一數(shù)顯模塊可以顯示起彎點(diǎn)向切線交點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)距離，利用這個(gè)移動(dòng)距離可以計(jì) 算出起彎點(diǎn)在軸向(X方向）的坐標(biāo)數(shù)值。
[0147] 彎管機(jī)胎膜刻度顯示盤(pán)固定在胎膜上，利用這個(gè)顯示盤(pán)上的刻度可以精確的確定 彎管切點(diǎn)位置，在沒(méi)有卸載的情況下，可在線直接精確測(cè)量出末端直管段的尺寸，計(jì)算出管 子設(shè)定彎曲角度時(shí)的延伸值。
[0148] 測(cè)量過(guò)程主要如下：
[0149] 管子彎曲前將以上部件安裝到胎膜，管子上。調(diào)整首段滑尺水平使尾端重錘處于 垂直位置，此時(shí)首段滑尺位置垂直于管中心。首、尾段滑尺連接處連接好，確定為90°后，兩 個(gè)數(shù)顯模塊清零。在管子上標(biāo)識(shí)起彎點(diǎn)(將胎膜上彎曲角度尺〇度刻度位置平移標(biāo)識(shí)到管子 上)。
[0150] 管子彎曲，首段滑尺隨著首段直管段運(yùn)動(dòng)，尾段滑尺隨著胎膜轉(zhuǎn)動(dòng)，直到設(shè)定彎曲 角度后停止。在管子上標(biāo)識(shí)切點(diǎn)位置(將胎膜上彎曲角度尺設(shè)定的彎曲角度刻度位置平移 標(biāo)識(shí)到管子上）。
[0151]松開(kāi)前卡，管子回彈。此時(shí)首段滑尺在數(shù)顯模塊中做向切線交點(diǎn)做徑向運(yùn)動(dòng)，同時(shí) 拉動(dòng)尾段滑尺在數(shù)顯模塊中向切線交點(diǎn)做軸向運(yùn)動(dòng)，并顯示徑向和軸向這兩個(gè)位移的數(shù) 據(jù)。將最大彎曲角度和最小彎曲角度時(shí)所測(cè)得數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)學(xué)模型，就可以精確的計(jì)算出這 種爐批號(hào)、規(guī)格管子在設(shè)定的最大彎曲角度和最小彎曲角度范圍內(nèi)任意彎曲角度時(shí)相應(yīng)的 兩個(gè)方向不對(duì)稱的切線值。
[0152] 通過(guò)兩個(gè)數(shù)顯模塊顯示的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)學(xué)模型可以計(jì)算出起彎點(diǎn)坐標(biāo)位置，通過(guò)記錄 切點(diǎn)位置，可以計(jì)算出彎曲延伸值。
[0153] 本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)顯式測(cè)量管子彎曲回彈前后起彎點(diǎn)位移和延伸值測(cè)量系統(tǒng)， 包括可換式尾段滑尺座3;可換式尾段滑尺座3上鑲嵌第一數(shù)顯模塊98，尾段滑尺4套在第一 數(shù)顯模塊98中；首段滑尺2的滑尺上套著第二數(shù)顯模塊97,第二數(shù)顯模塊97端部的圓孔套在 尾段滑尺的端部連接軸上;首段滑尺2安裝在可換式首段滑尺座1上;彎管機(jī)胎膜刻度顯示 盤(pán)99固定在彎管機(jī)胎膜上。
[0154] 本發(fā)明可在線測(cè)量管子彎曲回彈后在兩個(gè)切線方向起彎點(diǎn)位移量數(shù)據(jù)，通過(guò)采集 兩組數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)學(xué)模型計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)設(shè)定的最大彎曲成形角度和最小彎曲成形角度范圍內(nèi)任 意角度彎曲后精確的切線值計(jì)算和延伸值計(jì)算。打破目前國(guó)內(nèi)同行業(yè)管子彎曲后雙向切線 近似相等的計(jì)算方法。再輔以彎曲回彈角計(jì)算，使原有的管子彎曲有余量下料計(jì)算變成精 確的無(wú)余量下料計(jì)算，實(shí)現(xiàn)管子彎曲精確加工。特別是利用這些數(shù)據(jù)輔以法蘭預(yù)轉(zhuǎn)角計(jì)算 就可實(shí)現(xiàn)管子先焊后彎無(wú)余量下料計(jì)算進(jìn)而實(shí)現(xiàn)管子先焊后彎加工。本發(fā)明可以從根本上 解決目前國(guó)內(nèi)管件加工企業(yè)管子彎曲加工等比近似有余量下料方法，實(shí)現(xiàn)管子彎曲加工精 確無(wú)余量下料計(jì)算。同時(shí)由于進(jìn)行數(shù)字化測(cè)量設(shè)備直接連接計(jì)算機(jī)、彎管機(jī)信息終端，可實(shí) 現(xiàn)管子彎曲參數(shù)測(cè)量和應(yīng)用的數(shù)字化、信息化及加工自動(dòng)化。
[0155]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其 發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于獲得彎曲管的直管精確無(wú)余量下料長(zhǎng)度確認(rèn)方法， 對(duì)于同一規(guī)格直管SM，經(jīng)彎管機(jī)彎曲0角后管形變?yōu)镾M'，卸載后管子回彈至a角管形變 為SM"，此過(guò)程中定義如下： 管子彎曲半徑為R; 管子彎曲前輸入的彎曲角為9; 管子彎曲后卸載，測(cè)量管子回彈后成形角為a; 彎曲后產(chǎn)生延伸值為A L = SM〃長(zhǎng)度-SM長(zhǎng)度； M'與M"點(diǎn)之間水平X向和豎向Y向的變化長(zhǎng)度:尾部增量X，首部減量Y; 彎曲段末端切線與彎曲段首端切線的交點(diǎn)，分別與彎曲段末端切點(diǎn)、彎曲段首端起點(diǎn) 的距離為A和B; 其特征在于，包括如下步驟： 51、 首先設(shè)定兩個(gè)彎曲角度，分別設(shè)定和實(shí)驗(yàn)測(cè)量如下參數(shù)： 彎曲設(shè)定的最大角度91【9〇<01彡95】，測(cè)量對(duì)應(yīng)成形角(11，測(cè)量延伸八1^，彎曲設(shè)定的最 小角度92【22<02<25】，測(cè)量對(duì)應(yīng)成形角<12，測(cè)量延伸AL 2;同時(shí)通過(guò)測(cè)量和/或計(jì)算獲得Xi、 YhXhYh 52、 根據(jù)步驟S1的數(shù)值，建立如下數(shù)學(xué)模型：53、 根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙管子的彎曲段數(shù)n，以及每一段彎管的成形角為ai、a2......an，再按 上述模型1~4,可以得出如下參數(shù)A U、A L2......ALn,Xi,X2……XnAA……Yn。 54、 根據(jù)如下公式5和6,分別輸入XhX2……XwYhY〗……Yn，確定AhA2………… Bn;B = R sin9+X-[R(l-cos9)-Y]/tana (公式6) 55、 針對(duì)連續(xù)n個(gè)彎曲段的一根同規(guī)格管件，n> = 2,相應(yīng)參數(shù)加角標(biāo)1......n表示，并通 過(guò)設(shè)計(jì)和測(cè)量得如下參數(shù)值： 首直管段長(zhǎng)Di、第二段直管段長(zhǎng)D2、......第n段直管段長(zhǎng)Dn、......尾直管段長(zhǎng)Dl ; 第一彎曲角弧長(zhǎng)Gi、第二彎曲角弧長(zhǎng)G2、......第n彎曲角弧長(zhǎng)Gn; 根據(jù)設(shè)計(jì)情況，獲得設(shè)計(jì)圖紙中的首段封閉尺寸Fi、第二段封閉尺寸F2、……第n段封閉 尺寸Fn、……尾段封閉尺寸fy 兩端帶有法蘭的情況，首法蘭內(nèi)角焊縫值Ci，尾法蘭內(nèi)角焊縫值C2，管件下料總長(zhǎng)L; 根據(jù)如下公式7,以及之前確定的參數(shù)，確定管子下料總長(zhǎng)，以及每一段直管段長(zhǎng)度： Di = Fi-Ai-Ci； D2 = F2-Bi-A2_ A Li ； Dn = Fn_Bn-l_An_ A Ln-1; DL = FL-Bn_ A Ln_C2 ； L = Dl+Gl+D2+G2+……+Dn+Gn+……+Dl (公式7)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于獲得彎曲管的直管精確無(wú)余量下料長(zhǎng)度確認(rèn)方法，其特征 在于， 步驟S1中，通過(guò)測(cè)量?jī)啥伍L(zhǎng)度E、H，確認(rèn)Xi、Yi、X2、Y2;其中， E表示管子彎曲卸載回彈前后，通過(guò)原起彎點(diǎn)處半徑方向上的行程； H表示管子彎曲卸載回彈前后，首段直管段方向上的行程； 當(dāng)a = 90°時(shí) X = E cos(9-a) (公式8) Y = H_E sin(9-a) (公式9) 當(dāng) 22°<a〈90° 時(shí)3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于獲得彎曲管的直管精確無(wú)余量下料長(zhǎng)度確認(rèn)方法，其特征 在于，為了獲取E、H設(shè)計(jì)一套用于彎管機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)： 設(shè)定于彎管機(jī)圓盤(pán)狀胎膜彎曲管子處設(shè)置的弧形刻度盤(pán)99,以及固定于胎膜上的可換 式尾段滑尺座3,所述可換式尾段滑尺座3的滑座中設(shè)置在胎膜徑向上有直尺刻度的尾段滑 尺4; 所述尾段滑尺4上設(shè)置相對(duì)所述可換式尾段滑尺座3固定且以電子讀數(shù)方式的第一數(shù) 顯模塊98;所述尾段滑尺4的外端通過(guò)銷軸固定第二數(shù)顯模塊97,所述第二數(shù)顯模塊設(shè)置于 有直尺刻度的首段滑尺2上，所述首段滑尺2設(shè)置于可換式首段滑尺座1的滑座中，所述可換 式首段滑尺座1設(shè)置有用于卡在待彎直管彎曲部位外端的環(huán)形卡箍； E和H分別通過(guò)第一數(shù)顯模塊98和第二數(shù)顯模塊97確定。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK106055822SQ201610412163
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】邵國(guó)慶, 趙剛, 孫志良, 唐凱, 李向軍, 李軍, 劉偉, 孟秀文, 亢國(guó), 李沖健, 王亮, 姜云瑞, 宮麗彥, 趙寅妮, 劉海仁, 朱金銅
【申請(qǐng)人】大連船舶重工集團(tuán)有限公司