CN107262567A - 一种智能控制四辊卷板机 - Google Patents

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Abstract

一种智能控制四辊卷板机，包括卷板机、送料对料装置和专用数控系统，其特征在于：卷板机由底座、左机架、右机架、翻倒装置、连接梁、平衡装置、上辊装置、下辊装置和侧辊装置组成；送料对料装置由主架体、送料辊、基准辊、对料辊和对料轨道组成；专用数控系统由工业控制计算机、可编程控制器、显示器、继电器、传感器、激光对射仪、外围电路硬件部分和专用控制软件部分组成。本发明的有益效果：卷制工艺过程智能控制，自动计算工艺参数优化工艺过程，不再过分依赖起重设备和工人操作经验，机床几何精度高，可靠稳定，板材对料及卷制过程都是自动完成，工人操作方便，大大减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率和产品质量，是一种高精度、高效率的智能卷板机。

Description

一种智能控制四辊卷板机
技术领域
本发明涉及弯卷成型卷板机技术领域，具体与一种四辊卷板机有关。
背景技术
四辊卷板机由于卷制质量高被越来越多的用户所接受，但目前四辊卷板生产领域大都存在自动化程度低，过分依赖外围设备和操作经验，板材对料及卷制过程都是由操作者手动操作，对工人操作技术要求高，工艺过程复杂繁琐，工艺参数靠经验计算，误差大，产品可靠性差，制品精度主要依靠工人的操作水平，生产效率低，精度差，产品质量参差不齐等现象，在卷制到板头板尾时板材容易脱离上下工作辊，存在较大安全隐患。
发明内容
为了解决现有技术的上述不足，本发明的目的是提供一种智能控制四辊卷板机。该卷板机能够由自主开发的专用软件自动控制，自动计算，自动对料，自动卷制，自动诊断故障和修正，在卷制到板头板尾时设备自动停止旋转，不再过分依赖外围设备和工人的操作经验，机床几何精度高，可靠稳定，大大减轻了工人的劳动强度，提高了制件精度，极大提高了生产效率和产品质量并消除了安全隐患。
本发明的目的是通过以下的方式实现的：
一种智能控制四辊卷板机，包括卷板机、送料对料装置和专用数控系统，其特征在于：
卷板机由底座、左机架、右机架、翻倒装置、连接梁、平衡装置、上辊装置、下辊装置、侧辊装置组成；底座为整个机床的安装基准，左机架及右机架安装在底座上，连接梁连接左机架和右机架，用来增大整体刚度；左机架和右机架上均有用来安装下辊装置的竖直直线轨道和安装侧辊装置的倾斜直线轨道，下辊沿竖直直线轨道做直线运动，两侧辊沿倾斜直线轨道做直线运动；上辊一端由左机架端的倒头架支撑，另一端固定在右机架上；平衡装置安装在右机架上，在卷制完毕时，平衡装置压住上辊的右端，倒头架翻倒到位后取出工件；上辊由液压马达驱动；下辊由一个液压马达驱动行星减速机，然后再由减速机带动下辊转动；下辊装置及侧辊装置上下移动均由两端的油缸提供动力，在下辊装置及侧辊装置两端均设有位移传感器，对油缸伸出距离进行检测，并由位移传感器发出信号给PLC,PLC根据位移传感器发出的信号，判断工作辊的位置，并下达指令给液控系统中的比例伺服阀,比例伺服阀接受到PLC指令后，对各工作辊的各端液压油缸进行油量供应调节，使工作辊迅速达到规定位置，实现下辊及侧辊两端平行；下辊轴端设有编码器，用来检测下辊转动的角位移；微控系统通过对工作辊两端直线位移及下辊角位移的控制来实现自动卷制。
本发明的目的还可以下述方式实现：送料对料装置由主架体、送料辊、基准辊、对料辊、对料轨道组成；送料辊轴端设有链轮，多段链条把各个送料辊连接在一起，由动力装置提供送料动力；基准辊及对料辊均由一对辊轮装置组成，分别安装在两个对料轨道上，基准辊由丝杠丝母副驱动，对料辊由气缸或油缸驱动，基准辊及对料辊均在固定的对料轨道上移动；当板材放到输送装置上时，动力装置带动送料辊转动把板材送入卷板机，板材前端头到达后侧辊时，两基准辊调成一直线并垂直于卷板机工作辊轴线，两对料辊推动板材贴实基准辊从而实现板材对齐；整个送料对料过程均由微控系统自动控制。
专用数控系统由工业控制计算机、可编程控制器、显示器、继电器、传感器、激光对射仪、外围电路硬件部分和专用控制软件部分组成；可编程控制器分别与油缸的位移传感器、压力传感器信号输出端连接，获取其位移及压力状况，计算机专用控制程序通过PLC，获取位移、压力数据和PLC输入输出状态；计算机和PLC综合以上信息，通过智能处理，控制PLC输出，通过中间继电器，控制外围电器、液压设备的运转，同时将压力、位移、报警各种数据信息以图文结合方式显示在计算机屏幕上；专用控制软件根据输入的板材的材质、板厚、板宽及卷制筒径参数自动生成卷制工艺步骤，微控系统根据生成的工艺步骤，将工艺参数值由界面传到PLC,再通过中间继电器控制电机和电磁阀，同时反馈位移和压力值，从而逐步执行工艺步骤，达到自动卷制成型的目的。
底座为分体式底座，分为左连接体、左底座、连接架、右连接体与右底座五部分，采用键与螺栓联接，便于加工制造与运输。
右机架分为上机架和下机架，采用销轴联接，降低加工制造难度。
上辊驱动装置由多个液压马达合流驱动；
在下辊轴承座座两端安装有激光对射光电单元，每次卷板到刚脱离光电信号区时，工作辊停止旋转，表示板头或板位已经到，防止板材脱离上下辊，消除了安全隐患。
本发明的有益效果是：卷制工艺过程智能控制，自动计算工艺参数优化工艺过程，不再过分依赖起重设备和工人操作经验，机床几何精度高，可靠稳定，板材对料及卷制过程都是自动完成，工人操作方便，大大减轻了工人的劳动强度，有效防止了板材脱离上下辊的可能，消除了安全隐患，提高了生产效率和产品质量，是一种高精度、高效率的智能卷板机。
附图说明
图1为本发明结构主视图
图2为本发明结构侧视图
图3为本发明结构俯视图
图4为本发明上辊装置主视图
图5为本发明下辊装置主视图
图6为本发明侧辊装置主视图
图7为本发明左机架主视图
图8为本发明右机架主视图
图9为本发明送料对料装置主视图
图10本发明控制系统构成图
图11本发明控制系统控制界面图
图12本发明激光对射单元示意图
图13本发明激光对射单元检测板头板尾装置示意图
具体实施方式
参见附图，一种智能控制四辊卷板机，主要包括卷板机1、送料对料装置2、专用数控系统3等。
卷板机1包括底座11、左机架12、右机架13、翻倒装置14、连接梁15、平衡装置16、上辊装置17、下辊装置18、侧辊装置19等。底座11为分体式底座，分为左连接体、左底座、连接架、右连接体与右底座五部分，采用键与螺栓联接，便于加工制造与运输，底座为整个机床的安装基准。左机架12及右机架13安装在底座11上，右机架13分为上机架和下机架，采用销轴联接，降低加工制造难度；连接梁15连接左右机架，用来增大整体刚度；左右机架上均有用来安装下辊装置18及侧辊装置19的竖直和倾斜直线轨道，下辊沿竖直轨道做直线运动，两侧辊沿倾斜轨道做直线运动；上辊一端由左机架端的倒头架支撑，另一端固定在右机架上；平衡装置16安装在右机架上，在卷制完毕时，平衡装置16压住上辊的右端，倒头架翻倒到位后取出工件；根据卷制板材所需转矩不同，上辊驱动装置可由一个液压马达驱动或由多个液压马达合流驱动；下辊由一个液压马达驱动行星减速机带动辊子转动，为卷制板材提供辅助转矩。下辊装置18及侧辊装置19上下移动均由两端的油缸提供动力，两端均设有位移传感器对油缸伸出距离进行检测，并输出信号给PLC,PLC根据位移传感器发出的信号，判断工作辊的位置，并下达指令给液控系统中的比例伺服阀阀,比例伺服阀接受到PLC指令后，对各工作辊的各端液压油缸进行油量供应调节，使工作辊迅速达到规定位置，实现下辊及侧辊两端平行。下辊轴端设有编码器，用来检测下辊转动的角位移。微控系统通过对工作辊两端直线位移及下辊角位移的控制来实现自动卷制。
送料对料装置2主要由主架体21、送料辊22、基准辊23、对料辊24、对料轨道25等组成。送料辊21轴端设有链轮，多段链条把各送料辊21连接在一起，由动力装置提供送料动力。基准辊23及对料辊24均由一对辊轮装置组成，分别安装在两个对料轨道25上，基准辊23由丝杠丝母副驱动，对准辊24由气缸或油缸驱动，基准辊23及对料辊24均在固定的对料轨道25上移动。当板材放到输送装置上时，动力装置带动送料辊22转动把板材送入卷板机，板材前端头到达后侧辊时，两基准辊23调成一直线并垂直于卷板机工作辊轴线，两对准辊24推动板材贴实基准辊23从而实现板材对齐。整个送料对料过程均由微控系统自动控制，无需人工干预，从而大大减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率和产品质量。
专用数控系统3主要由工业控制计算机、可编程控制器、显示器、继电器、传感器、激光对射仪、外围电路硬件部分及专用控制软件部分组成。可编程控制器分别与油缸的位移传感器、压力传感器信号输出端连接，获取其位移及压力状况，计算机专用控制程序通过PLC，获取位移、压力等数据和PLC输入输出状态。计算机和PLC综合以上信息，通过智能处理，控制PLC输出，通过中间继电器，控制外围电器、液压设备的运转，同时将压力、位移、报警等各种数据、信息以图文结合方式显示在计算机屏幕上。专用控制软件能根据输入的材质、板厚、板宽及卷制筒径等参数自动生成卷制工艺，微控系统根据生成的工艺步骤，将工艺值由界面传到PLC,再通过中间继电器控制电机和电磁阀，同时反馈位移和压力值，从而逐步执行工艺步骤，达到自动卷制成型的目的。在下辊轴承座座两端安装有激光对射光电单元，每次卷板到刚脱离光电信号区时，工作辊停止旋转，表示板头或板位已经到，防止板材脱离上下辊，消除了安全隐患。

Claims (10)

1.一种智能控制四辊卷板机，包括卷板机(1)、送料对料装置(2)和专用数控系统(3)，其特征在于：
卷板机(1)由底座(11)、左机架(12)、右机架(13)、翻倒装置(14)、连接梁(15)、平衡装置(16)、上辊装置(17)、下辊装置(18)和侧辊装置(19)组成；底座(11)为整个机床的安装基准，左机架(12)及右机架(13)安装在底座(11)上，连接梁(15)连接左机架(12)和右机架(13)，用来增大整体刚度；左机架(12)和右机架(13)上均有用来安装下辊装置(18)的竖直直线轨道和安装侧辊装置(19)的倾斜直线轨道，下辊沿竖直直线轨道做直线运动，两侧辊沿倾斜直线轨道做直线运动；上辊一端由左机架端的倒头架支撑，另一端固定在右机架(13)上；平衡装置(16)安装在右机架(13)上，在卷制完毕时，平衡装置(16)压住上辊的右端，倒头架翻倒到位后取出工件；上辊由液压马达驱动；下辊由一个液压马达驱动行星减速机，然后再由减速机带动下辊转动；下辊装置(18)及侧辊装置(19)上下移动均由两端的油缸提供动力，在下辊装置(18)及侧辊装置(19)两端均设有位移传感器，对油缸伸出距离进行检测，并由位移传感器发出信号给PLC,PLC根据位移传感器发出的信号，判断工作辊的位置，并下达指令给液控系统中的比例伺服阀,比例伺服阀接受到PLC指令后，对各工作辊的各端液压油缸进行油量供应调节，使工作辊迅速达到规定位置，实现下辊及侧辊两端平行；下辊轴端设有编码器，用来检测下辊转动的角位移；微控系统通过对工作辊两端直线位移及下辊角位移的控制来实现自动卷制。
2.根据权利要求1所述的智能控制四辊卷板机，其特征在于：送料对料装置(2)由主架体(21)、送料辊(22)、基准辊(23)、对料辊(24)和对料轨道(25)组成；送料辊(21)轴端设有链轮，多段链条把各个送料辊(21)连接在一起，由动力装置提供送料动力；基准辊(23)及对料辊(24)均由一对辊轮装置组成，分别安装在两个对料轨道(25)上，基准辊(23)由丝杠丝母副驱动，对料辊(24)由气缸或油缸驱动，基准辊(23)及对料辊(24)均在固定的对料轨道(25)上移动；当板材放到输送装置上时，动力装置带动送料辊(22)转动把板材送入卷板机，板材前端头到达后侧辊时，两基准辊(23)调成一直线并垂直于卷板机工作辊轴线，两对料辊(24)推动板材贴实基准辊(23)从而实现板材对齐；整个送料对料过程均由微控系统自动控制。
3.根据权利要求1或2所述的智能控制四辊卷板机，其特征在于：专用数控系统(3)由工业控制计算机、可编程控制器、显示器、继电器、传感器、激光对射仪、外围电路硬件部分和专用控制软件部分组成；可编程控制器分别与油缸的位移传感器、压力传感器信号输出端连接，获取其位移及压力状况，计算机专用控制程序通过PLC，获取位移、压力数据和PLC输入输出状态；计算机和PLC综合以上信息，通过智能处理，控制PLC输出，通过中间继电器，控制外围电器、液压设备的运转，同时将压力、位移、报警各种数据信息以图文结合方式显示在计算机屏幕上；专用控制软件根据输入的板材的材质、板厚、板宽及卷制筒径参数自动生成卷制工艺步骤，微控系统根据生成的工艺步骤，将工艺参数值由界面传到PLC,再通过中间继电器控制电机和电磁阀，同时反馈位移和压力值，从而逐步执行工艺步骤，达到自动卷制成型的目的。
4.根据权利要求3所述的智能控制四辊卷板机，其特征在于：底座(11)为分体式底座，分为左连接体、左底座、连接架、右连接体与右底座五部分，采用键与螺栓联接，便于加工制造与运输。
5.根据权利要求3所述的智能控制四辊卷板机，其特征在于：右机架(13)分为上机架和下机架，采用销轴联接，降低加工制造难度。
6.根据权利要求3、4或5所述的智能控制四辊卷板机，其特征在于：上辊驱动装置由多个液压马达合流驱动；
7.根据权利要求1或2所述的智能控制四辊卷板机，其特征在于：在下辊轴承座座两端安装有激光对射光电单元，每次卷板到刚脱离光电信号区时，工作辊停止旋转，表示板头或板位已经到，防止板材脱离上下辊，消除了安全隐患。
8.根据权利要求3所述的智能控制四辊卷板机，其特征在于：在下辊轴承座座两端安装有激光对射光电单元，每次卷板到刚脱离光电信号区时，工作辊停止旋转，表示板头或板位已经到，防止板材脱离上下辊，消除了安全隐患。
9.根据权利要求4、5所述的智能控制四辊卷板机，其特征在于：在下辊轴承座座两端安装有激光对射光电单元，每次卷板到刚脱离光电信号区时，工作辊停止旋转，表示板头或板位已经到，防止板材脱离上下辊，消除了安全隐患。
10.根据权利要求6所述的智能控制四辊卷板机，其特征在于：在下辊轴承座座两端安装有激光对射光电单元，每次卷板到刚脱离光电信号区时，工作辊停止旋转，表示板头或板位已经到，防止板材脱离上下辊，消除了安全隐患。
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