折弯机是板料折弯的专用装备,由于其操作简单、工艺通用性好,在钣金加工行业中应用广泛。目前,基于伺服电机直接驱动的折弯机,受限于大功率伺服电机及其驱动器的成本,仅在小吨位折弯机上有一些应用案例,数控液压板料折弯机在国内市场仍占据着绝对的优势。随着用户对折弯件精度、装备自动化程度的要求越来越高,研究高精度柔性数控液压板料折弯机控制技术有着重要的现实意义。本文围绕上述问题展开研究,内容包括滑块高精度双轴定位算法、柔性辅助系统控制、专用数控系统和角度全闭环控制等方面。目前,数控液压板料折弯机的同步系统和定位方式普遍采用电液伺服同步系统和全闭环定位控制,由于电液伺服同步系统属于非线性、时变时滞系统,因此滑块的高精度双轴定位成为影响折弯件精度的关键问题,也是数控系统最核心、最基本的功能之一。本文首先建立阀控非对称液压缸系统传递函数模型,在此基础上提出一种滑块的高精度双轴定位算法。该算法针对Y轴折弯数据中的特征点和特征参数,通过S曲线加减速控制算法插补得到位移和速度的目标指令数组,对于5个不同的折弯工步,采用分段PID+速度前馈的控制策略,尤其对于工进工步由位移-时间曲线切换成速度-位移曲线从而保证下死点定位精度,滑块运动全程采用交叉耦合控制算法保证双轴同步精度。测试结果表明,该算法稳健性强,满足板料折弯的要求。针对“3+1”轴标准配置的数控板料折弯机,本文首先分别建立折弯力、后挡料定位、工作台及滑块挠度补偿的计算模型,然后分别给出具体的控制方法。此外,针对不同折弯机厂商个性化的需求,对数控系统的柔性提出很高的要求,同时要求组态配置的过程尽量简单。本文提出了一种通过软件PLC增强系统柔性的方法,该方法基于1套自定义的语法规则,采用配置文件和近似于C语言的功能描述文件,实现数控系统运行时的柔性。在钣金加工车间,数控液压板料折弯机一般与剪板机、激光切割机,构成“剪-冲-折”生产线,因此工作环境比较恶劣,必须研究稳定可靠的专用数控系统。本文研究并实现了一种基于PC的开放式折弯机数控系统。该系统硬件平台基于华中数控公司的华中8型系统,采用模块化设计思想,具有良好的可扩展性。控制系统软件运行在Windows NT操作系统平台下,人机交互界面和工艺规划计算模块等采用C++语言开发运行在操作系统的用户态,核心控制算法基于WDM(Windows Driver Model)设备驱动程序开发运行在其内核态。实际使用表明,该系统操作简单、自动化程度高、可扩展性强。回弹是钣金加工中的常见现象,是影响折弯机精度的一个关键问题。目前折弯机折弯角度的控制主要采取半闭环方式,即调整凸模进入凹模的下压量来控制折弯角度,然而折弯角度与诸多因素相关,数控系统只能控制凸模进入凹模的下压量,对环外因素所造成的误差无能为力。本章提出一种角度全闭环控制策略：首先研究V型自由折弯几何模型情况下,卸载前滑块下压量计算方法,在此基础上基于实验室自主研发的激光角度在线测量系统,数控系统根据测得回弹后的角度,计算出滑块为达到目标角度尚需移动的距离,从而调整编程位置值,对板料进行再次折弯加工,实现“一次试折”得到目标角度。本文的全部研究成果已应用于与武汉华中数控股份有限公司合作研发的HNC-SPB60折弯机数控系统,并在湖北三环锻压设备有限公司和江苏金方圆数控机床有限公司的数控液压板料折弯机上得到实际应用,相同性能的数控系统价格仅为进口产品的1/3至1/2,填补了国内在高端折弯机数控系统领域的空白,起到替代进口的作用,目前处于商品化推广阶段。