南車株洲電力機車有限公司2005年購買的數控彎管機(SB-40×4A-2s)，因軟件上的缺陷，操作很不方便，彎制出來的管子質量不達標，需要人為再加工，造成制造成本增加。為了滿足生產的需要，迫切需要解決數控彎管機自帶程序的缺陷，提高管道彎制產品的質量，以期提高生產的效率，方便工人和工藝員的操作。本文在機車管道彎制的工藝分析基礎上著重介紹了管道彎制的算法設計及新數控軟件的功能及操作界面。

1 數控彎管機原程序的缺陷

　　1)數控軟件存在算法缺陷，沒有考慮管道實際彎制過程的反彈和延伸因素的影響，對其理論數據不能自動修正，每彎制一根管子都要先試彎再對數據進行人工修正；同時在計算下料長度時沒有考慮延伸因素的影響，下料長度偏長，彎制過后需要再切割，造成人力和材料的浪費。

　　2)軟件程序中，只可顯示算，x，y，z數據和Y，B，C數據，不能顯示修正的Y，B，C數據，而且數據查看不夠直觀，不能進行可彎曲性的初步判斷和基本處理。

　　3)不能對管子的下料長度進行匯總分析，不能對管道彎制的數據進行儲存并調用數據直接彎制，每次彎制管道都需輸入數據，很不方便；同時數據文件的編輯頁面與加工執行頁面之間無法直接切換，無法同時工作。

2 管道彎制的算法

　　2.1 管道彎制的工藝分析

　　數控彎管機彎管過程一般都可以分為進給、旋轉、彎曲三種運動過程，其中進給的距離其實就是管子的直線段的長度值，即Y值；彎曲角度是兩個相鄰的直線段的夾角的補角，即B值；旋轉角度其實就是上一個加工面(彎曲平面)和下一個加工面(彎曲平面)的夾角，即C值。管道彎制零件圖上標注的是線形尺寸和角度尺寸，需要一定的數據轉換和計算，轉換為各個節點(中心線的交叉點)的絕對坐標(xi'，yi'，zi')或相對坐標(xi，yi，zi)，然后利用坐標數據信息計算出管道彎制數據(Y，B，C)，即(進給，旋轉，彎曲)的值。其中絕對坐標指的是各個節點相對于一個固定點(一般是首端)的坐標值，而相對坐標指的是各個節點相對于上一個節點的坐標值。

　　2.2 管道設計數據的采集　　首先需要知道各個節點的相對坐標缸xi，yi，zi(i=1-n)或者絕對坐標xi，yi，zi(i=0-n)；管子的總段數，l(或者拐角的個數)；管子的彎曲半徑尺。其中絕對坐標和相對坐標的相互轉換關系為：

3 數控軟件功能及流程

　　針對管道制作的特點及管道彎制的算法，我們對數控彎管機的數控軟件作了改進，改進后的數控軟件具有以下功能。

　　3.1 自動分析計算功能

　　能夠自動根據x，y，z坐標計算出理論的Y，B，C，并根據設置的修正參數自動的計算出Y，B，C的補償值和修正值，以及計算出展開長度和實際下料長度。而且在計算分析過程中，能夠自動判斷出因中間直線段太短而無法彎制的管子。

　　3.2 管子標志信息以及數據信息的編輯和顯示功能

　　可以在該程序中編輯和顯示管子標志信息，如圖號、名稱、臺量、規格、車型、編號、備注等；可以編輯和顯示數據信息，如絕對x，y，z，相對x，y，z，理論Y，B，C，修正Y，B，C，修正參數等等。

　　3.3 數據庫功能

　　所有的數據都可以保存在數據庫中，記錄管子的加工數據，在數據庫中可以查詢到自己想要的管子，并可以獲得相應的數據，在數據庫操作中可以把相應的管子數據導入本程序、生成文本文件、進行批量修正、批量生成文本文件、自動編號、查看數據、刪除管子、進行管子下料匯總明細等操作。

　　3.4 數控軟件流程

　　改進后的數控彎管機解決了自帶數控軟件的缺陷的同時，也滿足了工藝應用的實用性和方便性。在提高管道彎制產品質量的同時也方便了管理，提高了生產效率，減少了人力和物力的浪費。它的功能非常豐富，具體的數控軟件流程圖如圖1所示。

圖1 數控軟件流程示意圖

4 結束語

　　改進后數控軟件所生成的文本文件數據可以被數控彎管機直接調用執行；經過對回彈和延伸進行修正，按其數據加工出來的管子符合產品質量要求；程序自動分析計算出的數控彎管機參數設置數據正確，切實可行的，操作工基本上不需要再進行任何設置。改進后的數控彎管機方便了操作工和工藝員的操作，節約了制造成本。