专利名称：使用激光及plc控制系统对pvc型材进行弯折的制作方法
技术领域：
本发明是拱形PVC细木工技术的重要组成部分，并涉及使用在现有的用于铝和PVC型材的弯折机上设置的激光以及PLC控制系统对PVC型材进行弯折的工艺。题述专利是管路(pipes)、型材(profiles)或者管材(tubes)的弯折技术的一部分；更精确来讲，是通过使型材穿过塑料辊之间，利用激光和PLC控制系统来执行PVC型材的弯折，由此实现对称、而且几何上精确且准确的弯折。该弯折领域依据特定对象而调整。该专利的MKP标记为:21D7/08、B21D9/10、B29C53/08、53/84、E06B1/28、B29K27/06。技术问题本发明完全实现了使用在现有的用于PVC和铝型材的弯折机上安装的激光和PLC控制系统对PVC型材进行弯折的新的自动化弯折工艺。与通常的人工操作的弯折工艺相t匕，PLC控制系统连同激光系统一起提供了已弯折PVC型材的最大几何准确度和精确度。
背景技术：
到目前为止，已使用下述方法来执行PVC型材的弯折:-利用甘油的弯折是昂贵且缓慢的，因为在这种弯折工艺期间，使用了大量的输出和输入履带，并且需要依据每种不同的直径而重新调整模具。这种技术也是复杂的，并且从生态学的意义上来讲是不健康的，因为甘油蒸气会影响直接参与这种弯折工艺的工人的健康。-使用加热室中的热空气的PVC型材弯折与上述的弯折技术相似，所不同的是使用加热室中的热空气的PVC型材弯折不存在甘油蒸气，但仍然需要人工直接参与到非常复杂的弯折工艺中。具有加热器和辊的PVC型材弯折机对PVC型材进行弯折，但仍然需要人工直接参与到该弯折工艺中，手动操作机器，使用控制按钮，因而无法获得已弯折PVC型材的准确的、且几何精确的形状，因为人为误差因素是不可避免的。
发明内容
激光和PLC控制系统独立地、并且不需人为介入地控制PVC型材的整个弯折工艺，因而实现了 PVC型材的对称的、且几何精确的弯曲。在现有的弯折技术中，人对机器进行手动操作，并直接参与到PVC型材弯折工艺中，从而潜在的人为误差因素是不可避免的，而且最终产品可能会产生不对称的、几何不精确的PVC拱形。激光和PLC控制系统由以下元件构成:-塑料箱，在该塑料箱中放置激光发射器和从型材接收反射的激光束的光电二极管。激光和光电二极管的作用是当型材的中间处于工艺期间时，将信息发送至PLC单元。以这种方式，对型材中间点的位置进行检测，并由此对测量型材的X轴移动的编码器滚轮的任何可能误差进行校正。在弯折工艺期间不使用激光束会导致型材在中间点的左侧和右侧发生不对称弯折。-PLC单元，在该PLC单元中设置了用于处理所有数据的程序。-编码器，该编码器用于测量中间辊在Y轴上的直向移动，所述中间辊设置在滚珠螺杆的端部。该编码器将中间辊在弯折工艺期间移动了多少的信息发送到PLC单元。-依靠在PVC型材上的具有滚轮的编码器的唯一目的是将型材在弯折工艺期间在X轴上移动了多少的信息发送到PLC单元-终端，即触摸屏，在该终端处输入用于弯折的所有必要参数。这些参数被发送到PLC单元以供处理，从而使PLC能够管理该机器上的自动PVC型材弯折工艺。-频率调节器，该频率调节器对该机器上的后辊的绕圈数目进行调整，并将与此相关的信息发送到PLC单元。
本发明完全实现了利用在现有的用于铝和PVC型材的弯折机上设置的激光和PLC控制系统来管理的自动化PVC型材弯折工艺，并在以下附图中详细示出:图1示出弯折机上的PVC型材弯折工艺的起始位置。图2示出弯折机上的PVC型材弯折工艺的中间位置。图3示出弯折机上的PVC型材弯折工艺的结束位置。图4示出在弯折之前标记PVC型材的方式。图5示出输入用于计算拱形部分的长度所需要的全部拱形尺寸的第一屏幕。图6示出输入直接影响该机器上的PVC型材的弯折工艺的全部弯折参数的第二屏眷。图7示出设置用于启动和结束机器上的自动化弯折工艺的按钮和其它部分的第
三工作屏幕。图8不出在该机器上设置的激光和PLC控制系统的工作方案。
具体实施例方式图1、2和3示出使用激光和PLC控制系统的PVC型材弯折工艺，其在不需人为介入弯折工艺的情况下，独立地管理机器上的PVC型材的自动化弯折工艺。图1、2和3上示出的PVC型材(10)位于机器的起始、中间和结束位置，并被设置在成型塑料辊I和2之间，该成型塑料棍I和2的运动由减速电动机(motoreductor) X4.1和减速电动机Y6.1来设定。后辊的速度由频率调节器41控制。具有热鼓风机9的箱体的作用是加热、即软化PVC型材，其中，通过均匀加热，PVC型材达到50-70°C的温度，该温度足够进行塑性变形以及启动PVC弯折工艺。在启动自动化弯折工作周期之前，利用按钮1.1,1.2,2.1、和2.2操作机器。图4示出PVC型材的标记步骤，该标记步骤为站在机器旁边的人员提供了一种跟进并控制机器上的自动化弯折工艺的更容易的方式。对型材进行标记的步骤起始于使用毡头笔对型材的中间进行标记，并将切割成7x7毫米大小的镜面箔(mirror foil)以自粘合胶带粘合的方式设置在该点上。镜面箔的作用是接收激光束，并将激光束反射回塑料箱中设置的光电二极管，所述塑料箱将这些部件都组合为激光系统，所述激光系统通过具有滚轮的编码器来控制型材长度的测量。然后，在PVC型材的两侧对称地标记拱形部分L的总长度的端点。在型材的两侧，均标记了从拱形部分L的端点开始、并朝型材的中间行进的所谓“X区” 15，该“X区” 15由八个相等的区域构成，具有200毫米的总长度，或者由间距为25mm的9条线构成。具有200毫米长度的X区始终被标记在型材的左侧和右侧。型材Lul2的总长度表示该拱形长度与在型材两侧设置的技术性附加物10.1的总和，所述技术性附加物在一侧具有最小长度250-300毫米。“Dx”间距表示相对于拱形部分L的端点，在每次对称地经过两侧时，型材的移动路径所缩短的长度。在“X区”的9条线之间设置的“dx”间距的长度取决于PLC系统中的程序、从终端7接收的由操作者输入的工艺参数。用于输入弯折所需的全部数据的终端7包括三个不同的屏幕，如图5、6和7所示。第一屏幕(图5)是用于数据输入的屏幕，其中区域17对应于拱形宽度，区域18对应于拱形高度，并且通过按下按钮21，自动计算拱形部分L的长度，并将其显示在区域13.1中。还可通过在输入拱形半径的区域19和输入拱形角度的区域22中输入参数，来数学计算拱形部分L的长度。按钮16用于擦除所有不正确的参数，按钮23用于在显示器上选择语言。按钮20用于从屏幕一切换到屏幕二。在第二屏幕(图6)上，输入对型材进行弯折所需要的参数，这些参数对型材的自动化弯折工艺的方式具有直接影响。在区域1.1中，输入工具I和工具2的直径，并且该直径的范围通常为120毫米至140毫米。在称为“Y步长”的区域27中，输入中间辊2朝向PVC型材的期望移动长度，该值以毫米为单位，范围通常为0.8到1.2毫米。称为“X经过次数”的按钮26表示在型材每一次、每两次或每三次从左到右移动或反向移动期间，中间辊在Y轴上朝向型材移动了多少次。在称为“2xX区”的区域15.1中，输入两侧的X区的期望长度的总和。称为“校正”的按钮25对应于校正次数，该校正次数对称为“给定Ny”的区域28中的结果具有直接影响，所述称为“给定Ny”的区域28示出中间辊在Y轴上朝向型材平移的给定次数，更精确来讲，是示出了在弯折工艺期间，在型材每次从左至右经过时中间辊朝向该型材平移了多少次。按钮20用于从屏幕二向屏幕一切换，而按钮24用于从屏幕二向屏幕三切换。第三屏幕是工作屏幕(图7)，在该屏幕中设置了称为“Ny”的区域40，该区域40示出了在弯折工艺期间，中间辊的剩余平移次数。称为“X坐标”的区域38示出在X轴上的增量数，更精确来讲，是示出在型材从左至右移动期间的每一时刻的型材位置。称为“Y坐标”的区域37示出在Y轴上的增量数，并且示出在中间辊朝向型材平移以及平移离开型材期间的每一时刻的中间辊位置。这些区域用作中间辊和型材的精确定位的信息，并且对于PLC单元中设置的程序而言是必需的。标记为“服务”的按钮29仅仅用于维护，以便服务供应商能够在弯折工艺期间检查机器的操作过程，其中给出了以增量方式示出的数值。称为“激光开启”的指示灯39的目的是以短促闪光的方式，在每次经过时向操作者告知激光系统工作正常，并且向操作者告知在型材经过其长度中心的那个时刻PLC单元从光电二极管接收到信息。称为“激光关闭”的指示灯39的目的是以短促闪光的方式，在每次经过时向操作者警告光电二极管未接收到反射的激光束，并且向操作者警告PLC单元未对由于编码器滚轮与型材的不一致性导致的误差进行校正。在该情况下，检查介于激光束和光电二极管之间的在型材上设置的镜面箔是否正常是十分重要的。在弯折工艺期间首次按下“PVC”按钮36可允许操作者随时停止正向工具朝向型材的移动，以便执行PVC型材的再次交叉(re-crossing)，这是为了抑制在弯折工艺期间倾向于使型材变直的作用力而建议进行的。指示灯36.1的闪烁警示在该时刻正在进行PVC型材的重新交叉的工艺。通过再次按下“PVC按钮”，先前的自动化弯折工艺通过正面工具朝向型材的平缓移动而继续进行。仅仅除了在区域“Ny完成”28中已经不再剩下任何可进行的平移的时候，否则按下按钮“Ny+Ι”会启动正面工具朝向型材的额外移动，该额外移动将移动在区域“Y步长”27中输入的长度。按钮“启动” 32开启PVC型材的弯折工艺。通过在弯折工艺启动之后立即按下按钮“系列”34，如果期望的拱形尺寸是相同的，则能够执行已对前一型材执行过的相同弯折工艺。按钮“暂停”用于在必要的时候，暂时停止弯折工艺。再次按下同一按钮，则恢复自动化弯折工艺。按钮“停止”33用于彻底终止弯折工艺，并表示该弯折型材的工作周期结束。图8中示出了激光和PLC控制系统的工作方案，该图示出了塑料箱3，在该塑料箱3中设置了如下元件:激光发射器3.1和光电二极管3.2，光电二极管3.2接收来自在PVC型材10的中间设置的镜面箔14的反射光束，如图4中所示。当在弯折工艺期间，型材位于其长度的中间时，激光束从发射器经由镜面箔而传送到塑料箱中设置的光电二极管，由此向PLC单元告知:该型材此时位于其路径的中间。利用该信息，PLC单元能够校正编码器的任何可能误差，这是因为如果编码器滚轮未与型材适配，则编码器滚轮可能遗漏计数，由此破坏计数的正确性，即，破坏对在弯折工艺期间PVC型材在X轴经过的距离进行测量的正确性。不使用在塑料箱中设置的激光系统将会导致型材发生不对称弯曲，其结果是将在PVC型材的左侧和右侧产生不一致的半径。PLC控制单元包括具有滚轮4的编码器，所述滚轮4是在金属座5上设置的，所述金属座5通过螺丝夹附装到滑板8上。具有滚轮的编码器依靠在PVC型材的背侧，使得它能够向PLC单元42发送有关马达X4.1的转速的信息。马达X的转速仅仅使用频率调节器41来控制，该频率调节器41是以双向连接方式与PLC单元连接的，从而使得它能够与PLC单元交换有关机器上的后辊的转速的信息。对于执行使正向辊朝向型材的平移的减速电动机6.1，对该减速电动机6.1的转速的测量是通过编码器6来完成的。编码器以单向信号的方式，向PLC单元发送有关正向辊朝向型材的平移速度的信息，以供进一步处理。终端7也使用双向连接连接到PLC单元，PLC单元利用该终端7来交换先前由操作者输入的所有必要信息。
权利要求
1.使用激光和PLC控制系统来弯折PVC型材是完全自动执行的，由此使该工艺排除了任何可能的人为误差，这是因为所述系统是非常精确和可靠的，并且以绝对精确性管理机器上的整个弯折工艺，其中，在具有三个辊的现有机器上附加安装PLC控制系统，该PLC控制系统包括具有滚轮的编码器X (4)和编码器Y (6)，上述编码器将与马达X (4.1)和Y(6.1)的转速有关的信息发送到PLC单元，其中，马达X的转速是使用频率调节器(41)控制的，所述频率调节器(41)与终端(7)—样，是使用双向连接连接到PLC单元的。
2.使用激光和PLC控制系统对PVC型材进行弯折，从而获得了具有完全的几何精确度和对称精确度的已弯折PVC型材，其中，在具有三个辊的现有机器上附加安装在塑料箱(3)中设置的激光系统，所述的在塑料箱(3)中设置的激光系统包括与所述PLC单元相连接的激光发射器(3.1)和光电二极管(3.2)，所述激光系统持续地针对型材的中间点进行校正，这是由于具有滚轮的编码器所产生的遗漏会在弯折工艺期间降低型材长度的测量精确度。
全文摘要
使用激光和PLC控制系统进行的PVC型材弯折是拱形PVC细木工技术的一部分，其中PVC型材的弯折是完全自动化的，从而去除了因手动操作机器而导致的任何可能的人为误差。PLC控制系统包括具有滚轮的编码器X(4)和编码器Y(6)，上述编码器将与马达X(4.1)和Y(6.1)的转速有关的信息发送到PLC单元，其中，马达X的转速是使用频率调节器(41)控制的，频率调节器(41)与端子(7)一样，是使用双向连接而连接到PLC单元的。在塑料箱(3)中设置的激光系统包括激光发射器(3.1)，光束被型材(10)上设置的镜面(14)反射回到与PLC单元相连接的光电二极管(3.2)，所述激光系统持续地针对型材的中点进行校正，这是由于具有滚轮的编码器所产生的遗漏会在弯折工艺期间降低型材长度的测量精确度。
文档编号G05B19/19GK103153585SQ201080068685
公开日2013年6月12日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年8月23日
发明者屋罗斯·杜兰强尼 申请人:屋罗斯·杜兰强尼