至德钢业不锈钢弯管弯曲成形装备总体方案设计

 随着不锈钢弯管弯曲成形技术的发展，将现代设计方法、理论研究及有限元法广泛的应用于各种产品设计研发，极大的提高了设计研发效率以及企业的生产效率。将现代设计中的模块化理念应用于弯管机的研发设计中，并且减少弯管机的研发成本和周期，提高企业的效率和竞争力。浙江至德钢业有限公司依据合作企业所提出的要求，该装备须具有高自动化的管材弯曲成形装备，具备全自动上下料、自动弯曲成形等功能，装备采用模块化设计，并将操作人员人数由原先的6人降为2人，管材生产效率由原先的5根每分钟提升至8根每分钟，降低工艺设计人员的工作量。经过多次讨论研究后总体方案设计，如图所示。

  但对于企业来讲，完成高自动化的不锈钢弯管弯曲成形装备还存在以下困难：

  1. 现有的弯管机技术大多沿用传统技术，并且为了维护装备运行的可靠性，企业在机构重新设计上，不愿尝试新的设计；

  2. 全自动化设计水平较低，尤其对于多私服动作的多轴控制难度较大；

  3. 运用数字化仿真技术的应用，如：有限元技术等，新的研究方式本身较为复杂，对于没有相关基础和学习经验的人员来说是较难掌握的；

  4. 目前的管材专用成形过程分析软件大多都是国外企业开发的，所有的操作界面和分析流程全部是英文的，一般技术人员难以掌握，也不一定符合企业的实际要求。

 为此，浙江至德钢业有限公司技术人员分析研究并尝试解决相关问题，旨在为装备设计以及提高不锈钢弯管成形质量方面提供指导性建议，从而提高社会经济效益，节约社会劳动力，提高企业研发及生产效率。

一、管材自动弯曲成形装备结构设计

 1. 自动装送料结构设计

 装送料系统的功能：实现装料自动化和精度可视化，送料机构定位的半自动化。该系统由管材输送机构、定长机构，切割机构、上料机构定位装置等部分组成，管材自动输送机构。

  其工作原理为：原料定长管材放置在落料仓内，通过导料槽中单件阀将单件管材送入到V型输送带上，在经过带回转编码器的滚轮对原料定长管材进行定长，经定长后切割装置工作，定长圆管在重力的作用下落入料仓，单件阀送出定长圆管，气动手臂夹取定长圆管，双联气缸将夹在气动手臂上的定长圆管送至管材弯管机夹钳上。

 2. 自动弯曲结构设计

  成形系统的功能：实现全自动化不锈钢弯管弯曲成形加工。该系统由弯曲机构、轮模机构、装夹机构、助推机构、机头、床身等部分组成，如图所示为弯管机构。其工作原理为：在气动手臂将定长圆管的送至管材弯管机夹钳上，夹钳夹紧管材，弯管机各机构复位，装有夹钳的小车移动至预定位置，内外两个轮模相对转动一定角度迫使管材产生一定角度的弯曲，实现异型管材的预弯，再通过伺服电机以及丝杠的驱动，驱动小车将管材向前强行推行，完成管材推弯成形。

 3. 自动卸料结构设计

 管材自动卸料系统的功能：实现卸料自动化，减少人员劳动量。该系统由取料机构与输送机构等部分组成。

 其工作原理为：在弯管机除小车外其余部件都回至零位后，机械手臂工作加紧成形后的管材，夹钳松开小车及其部件回至零位准备下一周期工作，气动手臂夹有成形管材并回撤，这运输机构的上方松开，成形管材落到运输机构上，当运送至预定位置时，由工作人员检验、去毛刺最后装箱。