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折弯机角度测量精确

在折弯时,材料波动、不同的零件长度和材料回弹通常会导致角度偏差。MLSL1xxS50 系列 2D/3D 轮廓传感器可在整个折弯过程实现连续的在线角度测量。

在线测量和回弹量测量
通过光学角度测量,可以在折弯过程或回弹位置精确地测量板材角度。
与 PLC 集成简便
集成的数据处理功能可以通过以太网直接集成到几乎任何 PLC 中。
可靠的材料检测
高达 99% 的金属板材无需对传感器进行重新校准即可被可靠地检测到。
根据模具自动调整
PLC 会根据所选的模具和模具组合自动调整测量作业。
结构形式图标 白色
结构紧凑,可灵活集成

由于结构紧凑、重量轻,传感器可以轻松地集成到不同的机器结构中。

折弯角度为何会产生偏差?

折弯时,弯曲角度对工件的质量和配合精度至关重要。即使与目标角度之间存在最小偏差,也可能导致部件无法正确配合,或需要返工。在工业环境中,许多因素都会影响折弯过程。最常见的影响因素包括:

  • 材料波动:板材厚度、合金成分、抗拉强度、轧制方向或镀层差异,均可能导致回弹量变化。

  • 机床变形:在高压压力下,上梁和下梁会发生轻微弯曲。若折弯机未设置预拱补偿,沿板材长度方向会出现折弯角度不均。预拱补偿可抵消横梁挠曲,确保角度均匀分布。温度波动——季节更替等因素引起的温度变化,同样会影响机床几何精度,从而进一步改变角度精度。

  • 日益提升的质量要求:严苛的公差要求、完整的可追溯性及 100% 全检,均要求稳定的加工工艺和精确的偏差补偿(包括材料波动和机床变形)。

手动角度检查与自动角度检查

与自动弯曲角度监控相比,手动抽查弯曲角度存在一些风险。由于角度测量仪只能在弯曲过程后检测到角度偏差,会导致较高的废品率和额外的返工。相比之下,使用 2D/3D 轮廓传感器进行在线测量时,弯曲角度直接在运行过程进行测量,无需中断生产。由此可以及早发现回弹效应和角度偏差(例如由于材料波动),并自动进行补偿。因此,光学在线角度测量能够确保可重复的结果、所有生产批次的零件质量稳定,同时简化了折弯机的操作。

手动角度检查

中断生产过程:每次检测都会耗费时间并降低处理量。
有限的说服力:各个抽样仅涵盖生产的一小部分,因此可能不会发现错误。
操作人员的影响:不同的操作人员测量的准确性不同,这会降低过程可靠性。
返工和报废:如果不能及时发现偏差,通常会生产出多个不合格的零件。

使用 2D/3D 轮廓传感器进行在线测量

实时结果:与目标角度的偏差会立即被识别,机器可以实时重调。
持续监控:自动监控每个折弯过程。
稳定的结果:无论材料批次、零件长度或操作人员如何,弯曲角度的精度始终保持不变。
自动修正:角度修正会自动传输到冲压机控制系统,并相应调整冲压参数。

如何使用 2D/3D 轮廓传感器进行在线角度测量?

为了能在使用折弯机的折弯过程确保一致和精确的折弯角度,使用光学在线角度测量方法。2D/3D 轮廓传感器位于板材下方,在定义的位置从下方测量弯曲角度。测量的基础是激光三角测量原理:传感器将激光线发射到板材上。反射回的激光线以固定角度投射到摄像头芯片上,由摄像头进行采集和分析。测量数据实时传输给机器控制系统,立即识别角度偏差并相应地重调折弯过程。

自动角度测量的优点

角度测量精确边长 10 mm 起

当工件的板材弯边超出下模外侧边缘至少 10 mm 时,即可进行角度测量。即使是紧凑型部件也能可靠地进行监控并集成到生产过程中。无论工件大小如何,用户都能从高度的灵活性和精确的角度检查中获益。

在整个弯曲范围内产生稳定的轮廓

2D/3D 轮廓传感器可在整个弯曲范围内提供稳定和可分析的轮廓 – 从平缓角度直至最大 85 度的极限范围。即使在接近 0 度的角度下,板材和模具之间的反射导致测量困难,传感器仍能确保取得可靠的测量数据。

重复精度高

自动角度测量可确保可重复的测量结果,并确保每个工件的弯曲角度始终精确。

角度监控覆盖整个零件长度

为了精确监控整个零件长度的弯曲角度,可以沿着冲压机移动传感器。如此可在零件的不同位置检查角度。这对于长型零件尤其有利。通过多传感器并行工作,还能对整个加工过程进行全程无隙监控,从而提高生产效率。

回弹补偿

角度自动测量功能可在折弯过程直接检测材料的实际回弹量。这样就可以精确确定所需的过度折弯量,从而即使在材料和材料批次变化时也能可靠地达到所需的目标角度。

测量范围大,灵活性高

这些传感器具有较大的测量范围,适用于不同模具和板材厚度 – 从非常窄小低矮的模具到更大更高的模具,从V4 到 V80 乃至更大规格。因此,无需更换传感器或额外的系统即可实现多功能和灵活的使用。传感器对板材的观测区域可以自动调整。

集成到许多控制系统中

MLSL1xxS50 传感器采用基于以太网的开放式接口,可快速简便地集成到现有控制系统或几乎任何其他控制环境中。在相应控制系统中激活 “角度测量” 选项后,对传感器进行无缝集成,在匹配 IP 地址后即可立即投入运行。对于倍福(Beckhoff)、西门子(Siemens)和罗克韦尔(Rockwell)控制系统,均提供预设功能块,让调试工作更加轻松高效。

我们在折弯机控制系统领域的合作伙伴

调试和诊断简便

完成机械和电气集成后,只需将传感器和机器控制系统的 IP 地址相互匹配。可以直接通过集成的 OLED 显示屏设置传感器的 IP 地址。然后,设置完成,可以开始测量角度。

(1) 向上按钮
(2) Enter 键
(3) 向下按钮
(4) 显示屏

  • 可以直接访问集成的 Web 界面进行调试、参数设置和故障排除。
  • Web 界面提供了所有相关设备和测量数据的快速概览。
  • 轮廓采集可以实时可视化。

使用智能轮廓传感器实现最高的板材加工精度

MLSL1xxS50 传感器设有即插即用功能以及预设的 “智能轮廓传感器” 运行模式和 uniVision 软件,包括用于角度测量的完成参数设置的模块,因此可立即投入使用,无需繁琐的编程或参数设置。分析直接在传感器的 uniVision 软件中完成 – 无需外部工业 PC。

Die Darstellung zeigt drei Icons, die mit gestrichelten Linien verbunden sind. DAs obere Icon stellt die Winkelmessung dar, das Icon rechts unten zeigt einen Winkel und das Icon links unten zeigt eine Steuerung.
  1. 轮廓采集:
    轮廓线由传感器采集。
  2. 通过 uniVision 分析和计算数据:
    数据由传感器上的 uniVision 软件分析,并精确计算角度。
  3. 数据传输和重调:
    角度直接传送给机器控制系统,以便冲压机可以自动重调并调整折弯过程。这样可以及早识别角度偏差,即使在不断变化的生产条件下也能确保可重复的结果。

两种角度计算方法

可以使用不同的参考系计算角度。此时可以直接在板材上参照已知的传感器位置计算角度,也可以在板材和下模之间计算角度。

    在板材上进行测量

    仅在板材弯边上测量角度时,会考虑传感器的安装位置。由此可以利用传感器的整个测量范围来采集板材轮廓。模具的状态对测量结果没有影响。

    在板材与模具之间进行测量

    模具作为附加参考值纳入角度计算中。这样,无论传感器的安装位置如何,都可以计算角度。

    光学角度测量适用于哪些材料?

    板材材料和表面的多样性需要具备可靠的表面检测能力。弯曲角度监控用 2D/3D 轮廓传感器专为满足这些要求而设计,可在典型的板材表面完成精确的角度测量 – 包括铝箔、高亮或拉丝铝板以及多孔板、凹槽钢板或不锈钢板。采集的角度信息根据工艺直接传输到集成式控制系统,以精确控制折弯机。

    光亮

    Glänzende Metalloberflächen stellen in der Blechbearbeitung besondere Anforderungen an Sensoren.

    锈红色

    Rostige Metalloberflächen besitzen häufig ein mattes, rötliches Muster .

    黄铜

    Glatte, goldfarbene Messingoberfläche mit leichter Reflexion.

    拉丝

    Gebürstete Oberflächen erzeugen feine Linienstrukturen, die die Messung erschweren können.

    经拉丝处理,旋转 90 度

    Auch bei um 90 Grad gedrehter Bürstrichtung liefert der MLSL123S50 konstante Messergebnisse.

    已贴膜

    Auch bei folierten Metalloberflächen liefern die MLSL1xxS50-Sensoren konstante Messergebnisse.

    多孔板

    Lochbleche besitzen Aussparungen in regelmäßig angeordneten Abständen.

    网纹板

    Riffelbleche besitzen erhabene Muster für Rutschfestigkeit, was die optische Erfassung erschwert.

    实例:不锈钢与铁板的比较

    以下示例表明,MLSL123S50 2D/3D 轮廓传感器在相同的设下,能够在不同材料和表面上提供可靠的测量结果。

    带保护膜的不锈钢

    轮廓采集既不受不同亮度级别的影响,也不受表面结构的影响。

    锈蚀的铁板

    即使是深色或生锈的表面也能通过相同的传感器设置可靠地检测。

    在要求苛刻的表面精确地测量角度

    激光三角测量系统使用精细的激光线,可以精确测量物体的几何形状,在本例中是板材的弯曲角度。由此可以更可靠地检测和测量铝板或不锈钢板。选择 MLSL123S50 和 MLSL133S50 取决于所用的材料、表面以及最终客户的相应测量作业。

    角度测量根据模具和板材几何形状自动适配

    每次更换模具时,模具几何形状和测量区域的位置都会发生变化。为了继续精确测量弯曲角度,控制系统会根据所选的模具模具组合自动调整传感器的应用。操作者选择的作业和模具,决定了有效测量区域的位置,折弯过程中板材正是在这些区域内移动。

    由于采用从下测量原理,激光辅助弯曲角度测量可灵活用于不同的模具和模具组合。输入传感器的安装位置(与折弯机 y 轴的高度、距离和角度)后,测量区域将被精确定位。因此,无论模具的状态和脏污程度如何,都可以精确确定所需的角度。

    如何确保角度测量的测量精度?

    为了能在控制系统正确计算出两个传感器的角度,必须在控制系统中存储每个传感器的精确角度。测量区域的高度与距离虽然可以根据每项折弯作业单独调节,但只有当传感器的空间位置被精确获知时,这些参数才能被准确定位。

    为了确保最高的过程可靠性,MLSL1xxS50 装有 “校准” 应用程序。它与定义的校准对象一起确定三个相关参数。所记录的数值可以通过 uniVision 软件直接从传感器上读取或在网络可视化界面中显示。它们可以固定存储在控制系统中,并在需要时用于修正测得的角度。这样可以随时检查测量系统,并快速可靠地验证正确的传感器位置。

    通过补充配件实现多样化应用

    防护片保持器和防护片

    借助防护片保持器和更换式防护片,折弯机上的传感器得到最佳保护,以防受到污物、结垢、碎屑或不当清洗剂的影响。这样,激光和测量窗口就不会损坏。

    电缆

    此外,wenglor 还提供广泛的直型或弯型电缆产品系列。其中包括专为超长使用寿命和灵活安装而设计的拖链电缆。

    用于板材加工中角度精确测量的应用

    在对角度精度、工艺可靠性和零件质量有严格要求的场合,都会使用在线角度测量。在板材和金属加工以及机械制造中,弯曲角度自动测量可以直接在生产过程实现可靠的质量监控。通过连续角度检查,可以及早发现材料波动、回弹效应和角度偏差,并自动进行补偿。

    应用示例

    板材和金属加工

    在板材和金属加工中,必须以高的角度精度加工零件。通过自动测量弯曲角度,确保在折弯过程持续进行质量控制。

    机械制造
    在机械制造中,精确的弯曲角度对于组件和部件的配合精度至关重要。通过在线角度测量,即使在材料变化的情况下也能确保可重复的生产质量。
    汽车行业
    在汽车行业中,必须以严格的公差和高的过程可靠性加工结构和车身部件。角度连续测量有助于稳定的批量生产。
    航空航天
    在航空航天领域,对尺寸精度、文档和零件质量有特别高的要求。在线角度测量可确保符合严格的质量标准。
    委托加工
    对于订单频繁变化的委托加工厂而言,缩短装调时间和取得可重复的结果至关重要。自动角度检查功能减少了人工检查,并缩短了新折弯工艺的调整时间。

    相关应用

    实例:Gasparini 折弯机的角度测量

    观看视频,了解 Gasparini Industries 在加工不锈钢和高亮抛光板材时如何使用 MLSL1xxS50 系列的 2D/3D 轮廓传感器进行精确的角度测量。

    常见问题解答

    角度测量基于光学激光三角测量原理:激光线投射到弯曲的板材上。2D/3D 轮廓传感器采集工件轮廓,并由此计算当前弯曲角度。该传感器可连续监测弯曲过程并实时提供测量值。通过自动角度检测,可以对材料波动、回弹和模具公差进行补偿。测得的角度值可以直接传输到冲压机控制系统,以便其可以自动重调折弯过程。

    回弹是指弯曲后板材部分返回到其初始形状的效应。在弯曲过程中,材料会承受塑性和弹性应力。如果卸除压紧力,弹性部分会恢复,弯曲角度会稍微张开。为了可靠地达到所需的目标角度,必须对回弹进行补偿。其高度受多种影响因素决定,包括材料(例如铝、钢、铜或钛)、合金、轧制方向、板材厚度、弯曲半径以及所用模具的状况。通过在线测量,可以快速简便地进行二次折弯,因为通过预设的角度和回弹量可以精确确定所需的过度折弯值。

    wenglor 的 2D/3D 轮廓传感器可在不同的板材和表面上进行精确的角度测量。其中包括铝箔、高亮和拉丝铝板、多孔板、网纹板以及不锈钢板。对于要求特别苛刻、反射强烈的表面,可提供采用蓝色激光的传感器型号。

    可以,前提是传感器具有 Delem、Esa 和 Cybelec 控制系统供应商的最新系统。只有在与折弯机和控制系统制造商协商后才能进行改装。

    产品概览

    MLSL123S50 MLSL133S50
    Z 轴工作范围 90…280 mm 90…280 mm
    Z 轴测量范围 190 mm 190 mm
    X 轴测量范围 62…145 mm 62…145 mm
    Z 轴分辨率 9.4…49 µm 9.4…49 µm
    X 轴分辨率 54…123 µm 54…123 µm
    激光等级 / 光源类型 2M / 激光,红色 2 / 激光,蓝色
    MLSL123S50
    Z 轴工作范围
    90…280 mm
    Z 轴测量范围
    190 mm
    X 轴测量范围
    62…145 mm
    Z 轴分辨率
    9.4…49 µm
    X 轴分辨率
    54…123 µm
    激光等级 / 光源类型
    2M / 激光,红色
    MLSL133S50
    Z 轴工作范围
    90…280 mm
    Z 轴测量范围
    190 mm
    X 轴测量范围
    62…145 mm
    Z 轴分辨率
    9.4…49 µm
    X 轴分辨率
    54…123 µm
    激光等级 / 光源类型
    2 / 激光,蓝色
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