基于台达20PM运动控制器的渐开线数控弯管
中达电通股份有限公司PLC产品处 朱小建
摘 要： 主要是应用到20PM的圆弧插补功能，因为在折弯机弯一些短管时，控制不好，可能会将铜管压扁。虽说PLC也支持圆弧插补，但是在使用上有诸多的限制。在此设备上，使用20PM控制悬臂上的前后和上下两轴，设备通过悬臂拉住铜管做圆弧插补将铜管弯曲成形。后来在调试中，根据实际要求，将圆弧改成渐开线，以期有更好的弯管效果。
关键词： 圆弧插补 弯管模式 渐开线坐标计算
1 引言
管材塑性加工是以管材作毛坯,通过塑性加工手段,制造管材零件的加工技术 。管材塑性加工由于容易满足塑性成形产品轻量化、强韧化和低耗高效、精确制造等方面的要求,已成为先进塑性加工技术面向21 世纪研究与发展的一个重要方向。
2 数控弯管
2.1 弯管工艺
实践中有许多不同的弯管工艺,从不同的角度出发可以有多种不同的分类。工程中通常按弯曲时加热与否可分为冷弯和热弯,根据弯曲时有无填充物可分为有芯弯管和无芯弯管。 无模弯曲成形是指管材弯曲变形区不直接受到模具的作用,最终的形状由工具和工件的相对运动决定,属于高度灵活的柔性加工手段。有模弯曲成形是指通过刚性模具直接作用于弯曲变形区而进行的管材弯曲,要求此刚性模具作用部分尺寸可以补偿制件卸载后发生的弯曲回弹,属于可重复性高而且快速的加工手段。管材弯曲的几种新工艺包括热应力弯曲；基于工具运动控制的无模弯曲；叠加法弯曲；数控机床绕弯等等。
2.2 数控弯管
数控弯管将管材夹紧在弯曲模上,随弯曲模一起转动,当管材被拉过压块时,压块即将管材绕弯在弯曲管上,属于成形模弯曲工艺。传统绕弯工艺多是手工绕弯,效率低,质量难以保证。随着数控机床业的发展,采用先进的数控弯管机床实现绕弯工艺,可以大大地提高生产效率,保证产品的质量。由于可以方便地调节工艺参数,因此数控弯管机可以既准确又稳定地完成弯曲、送进、转角等动作,保证了管制件的弯曲准确度。数控弯管机可以自动连续地成形不同曲率半径的空间弯曲件。结合相应的数据库软件系统,控制程序还可以预先修正弯曲回弹量。但是该工艺的模具结构(见图7) 比较复杂,制件质量对工艺参数敏感,要求有充分的前期准备和试制工作。尤其是对于弯制薄壁管制件的情况,如果工艺参数选择不当,则很容易出现起皱现象导致零件甚至是模具的报废。如何高效准确地获取这些工艺参数,充分保证弯管产品质量,是数控绕弯工艺的研究热点。
3 数控弯管系统
3.1系统组成
基于台达机电一体化平台的数控弯管设备共有六个运动轴系，工艺要求其中两轴需要直线插补，两轴需要圆弧插补，其它两轴没有特别的要求。PLC控制器选择的是32EH00T2和20PM00D，显示部分选择的是10.4寸触摸屏DOP-AE10THTD1，如表1所示。
表1 数控弯管系统配置
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名称
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型号
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数量
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触摸屏人机界面
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DOP-AE10THTD1
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1
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PLC
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DVP-32EH00T2
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