[發明專利]化工管道工廠化加工系統

在審

• 申請號: 202011499219.2
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112835327A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 劉群林;黎明;韓立志;熊斌;高學利;桂軍文
• 申請（專利權）人: 中國化學工程第六建設有限公司
• 主分類號: G05B19/408
• 分類號: G05B19/408
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 劉藝瑋

本發明涉及管道加工技術領域，具體涉及一種化工管道工廠化加工系統，利用料軸伺服電機帶動送料絲桿，送入合適的成品長度后，開料夾緊模和推料夾緊模夾緊管件，切割刀旋轉完成開料加工，然后由彎管取料機械手送入彎管成型裝置中進行彎管成型加工，在管件彎曲之前由彎管旋轉軸伺服電機帶動彎管旋轉夾緊模旋轉需要的角度完成管件的旋轉，實現化工管件三維立體彎曲。伺服電機采用三相混合式步進電機，伺服驅動控制系統由PLC輸出口給定使能信號和脈沖運行信號進行控制。本發明對管道的開料、彎曲、管端成型、分料卸料等管件的加工工序進行研究并優化，實現管件的一體化數控加工或任意組合加工，加工工序較優、自動化程度高、節約勞動力。

技術領域

本發明涉及管道加工技術領域，具體涉及一種化工管道工廠化加工系統。

背景技術

化工管主要材料是超高分子量聚乙烯，超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)是由乙烯、丁二烯單體在催化劑的作用下，聚合而成的平均分子量大于200萬的熱塑性工程塑料。綜合性能優越，耐磨損、耐低溫、耐腐蝕、自身潤滑、抗沖擊性能在所有塑料中為最高值，耐磨性能優于聚四氟乙烯、尼龍、碳鋼等材料，可長期在-269度至+80度條件下工作，被稱為“令人驚異的塑料”，是一種理想的管材。主要應用在化工、染料、醫藥、農藥、冶金、稀土、機械、電力、電子、環保、紡織、釀造、食品、給排水、石油、冶煉、造紙等行業輸送腐蝕性介質。

研究一種高效的化工管道一體化數控加工方式，對管道的開料、彎曲、管端成型、分料卸料等管件的加工工序進行研究并優化，實現管件的一體化數控加工或任意組合加工，加工工序較優、自動化程度高、節約勞動力，對提高管道的加工成型質量和降低企業成本均具有重要的意義。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明公開了一種化工管道工廠化加工系統，用于實現化工管件的一體化數控加工或任意組合加工，加工工序較優、自動化程度高、節約勞動力，提高管道的加工成型質量和降低企業成本。

本發明通過以下技術方案予以實現：

本發明公開了一種化工管道工廠化加工系統，設有管料盤，將管件經校直與校圓機構進行校直、校圓處理，利用料軸伺服電機帶動送料絲桿，送入合適的成品長度后，開料夾緊模和推料夾緊模夾緊管件，切割刀旋轉完成開料加工，然后由彎管取料機械手送入彎管成型裝置中進行彎管成型加工，設置彎曲軸電機驅動夾模實現管件向左或向右彎曲，在管件彎曲之前由彎管旋轉軸伺服電機帶動彎管旋轉夾緊模旋轉需要的角度完成管件的旋轉，實現化工管件三維立體彎曲。

更進一步的，所述系統根據給定和反饋計算出參考軌跡，依據控制對象的數學模型確定控制輸入輸出形式，并建立預測模型計算預測值，然后利用上個時刻的預測誤差對預測值進行反饋校正,最后依據參考軌跡和代價函數進行滾動優化得到控制量。

更進一步的，所述系統中，為避免輸入輸出產生劇烈變化，希望系統輸出沿一條期望的軌跡，光滑地過渡到參考值，參考軌跡多取一階指數變化的形式來計算參考軌跡，其表達式為:

y_r(k+1)＝ax(k)+(1-a)x_r(k)

式中，x(k)為第k個時刻的實際的反饋，x_r(k)為第k個時刻的參考給定，a＝e^-T/r，T為控制器的采樣周期，r為參考軌跡時間常數。

更進一步的，所述系統中，所述系統的伺服電機控制包括電機軸的速度、位置控制及啟停控制，其中速度及位置控制有CNC控制相應的伺服驅動器的方式實現。

更進一步的，所述系統中，開料送料、彎管送料、機械手卸料機構作直線往復運動時，送料零點、送料正限位、送料負限位包括到位與未到位兩種狀態，其使用一個數字輸入量的高低電平狀態進行控制。