TWI622435B - 金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構 - Google Patents

Abstract

一種金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構包含橫移基座、伺服馬達、第一齒輪、第二齒輪、角度調整座以及輥輪。橫移基座具有沿水平方向滑動的功能。伺服馬達設置於橫移基座上。第一齒輪固定於伺服馬達之轉軸上。第二齒輪囓合於第一齒輪，且第二齒輪之齒數多於第一齒輪。角度調整座固定於第二齒輪之轉軸。輥輪設於角度調整座上，輥輪之轉軸係垂直於第二齒輪之轉軸。當伺服馬達驅動第一齒輪與第二齒輪轉動時，角度調整座隨第二齒輪之轉動而調整輥輪之輥軋角度。

Description

金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構

本發明是有關於一種回彈補償機構，特別是有關於金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構。

所謂「輥輪成形」是金屬板材經多段輥輪不斷的進行橫向彎曲，以形成特殊斷面型材之成型技術，其用途相當廣泛汽車、鋼管、抽屜滑軌與建築等產業之金屬製品都大量使用輥輪成形方法。

目前輥軋成形回彈之補償方法，其型輥的角度均為固定而無法自由調整，一旦角度預測錯誤就必須重新製作型輥，且高強度鋼材角度回彈大不易精準預測。重新製作型輥不但費時且增加成本。

有鑑於上述的問題，需有能調整角度的型輥才能在線上即時補償回彈的型材。

因此，本發明之一目的是在提供一種金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構，藉以因應即時調整輥軋角度的 回彈補償狀況。

根據本發明之上述目的，提出一種金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構，其包含橫移基座、伺服馬達、第一齒輪、第二齒輪、角度調整座以及輥輪。橫移基座具有沿水平方向滑動的功能。伺服馬達設置於橫移基座上。第一齒輪固定於伺服馬達之轉軸上。第二齒輪囓合於第一齒輪，且第二齒輪之齒數多於第一齒輪。角度調整座固定於第二齒輪之轉軸。輥輪設於角度調整座上，輥輪之轉軸係垂直於第二齒輪之轉軸。當伺服馬達驅動第一齒輪與第二齒輪轉動時，角度調整座隨第二齒輪之轉動而調整輥輪之輥軋角度。

依據本發明之一實施例，金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構更包含一可程式控制器，用以控制該伺服馬達的轉動角度。

依據本發明之一實施例，金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構更包含第一位置感測器，其連接至該可程式控制器，第一位置感測器用以量測金屬板材之曲彎角度。

依據本發明之一實施例，伺服馬達包含一減速機。

依據本發明之一實施例，角度調整座之一端固定於第二齒輪之轉軸，而輥輪設置於角度調整座另一相對端。

依據本發明之一實施例，金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構更包含一可程式控制器，用以控制橫移基座與金屬板材之間的距離。

依據本發明之一實施例，金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構更包含第二位置感測器，其連接至可程式控制器，第二位置感測器用以量測金屬板材的寬度。

應用本發明上述之金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構，即可使金屬板材在線上以伺服馬達驅動改變輥輪角度對成形形材進行角度曲彎，配合位置感測器偵測回彈角度或邊寬，輸入可程式控制器，回授控制曲彎輥輪對回彈進行曲彎而達到型材回彈補償與整直之目的。

50‧‧‧金屬板材

52‧‧‧方向

54‧‧‧輥輪

56‧‧‧輥輪

58‧‧‧輥輪

60‧‧‧輥輪

62‧‧‧輥輪

64‧‧‧側視圖

66‧‧‧側視圖

68‧‧‧側視圖

70‧‧‧側視圖

72‧‧‧側視圖

100‧‧‧板材

102‧‧‧第一位置感測器

104‧‧‧第二位置感測器

112‧‧‧可程式控制器

150‧‧‧方向

160‧‧‧曲彎輥輪

200‧‧‧輥軋回彈補償機構

202‧‧‧橫移基座

204‧‧‧伺服馬達

204a‧‧‧減速機

204b‧‧‧轉軸

206‧‧‧第一齒輪

208‧‧‧第二齒輪

208a‧‧‧轉軸

210‧‧‧角度調整座

212‧‧‧輥輪

212a‧‧‧轉軸

216‧‧‧輥輪

218‧‧‧輥輪

250‧‧‧可程式控制器

260‧‧‧板材

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：[圖1]係繪示根據本發明之一實施例所述之輥軋曲彎成形系統的示意圖；[圖2]係繪示根據本發明之一實施例所述之線上輥軋曲彎成形回彈補償系統的示意圖；[圖3]係繪示根據本發明之一實施例所述之輥軋曲彎成形回彈補償機構的側視示意圖；以及[圖4]係繪示[圖3]其中之可調角度的曲彎輥輪的俯視示意圖。

為解決此上述問題，本發明提供一種金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構，藉以適用於需要即時調整輥軋 角度的回彈補償狀況。

請參照[圖1]，其繪示根據本發明之一實施例所述之輥軋曲彎成形系統的示意圖。此系統包含複數個輥輪54、56、58、60、62，兩個或更多輥輪組成多個站別針對金屬板材50沿方向52進行輥軋曲彎成形。圖中的側視圖64、66、68、70、72係分別繪示輥輪54、56、58、60、62進行輥軋曲彎時的側視狀況。2個輥輪54用以將金屬板材50輥軋平整，而其餘的輥輪(組)56、58、60、62用以將金屬板材50沿方向52漸進的輥軋曲彎成所需的型狀。

在金屬板材50輥軋曲彎成型後，因金屬材質或其機械特性的不同，金屬板材50輥軋曲彎成型後會有不同程度的回彈狀況或角度，而需要後續的補償整直步驟以確保金屬板材50曲彎成所需的標準型狀。一般高強度鋼材角度回彈大不易精準預測，可能還須要多次補償整直步驟，才能達到曲彎成所需的標準型狀。

請參照[圖2]，其繪示根據本發明之一實施例所述之線上即時輥軋曲彎成形回彈補償系統的示意圖。金屬板材100沿產線的方向150輥軋曲彎後，接著進行回彈補償。金屬板材100可以是厚度一致、相同材料的板材外，亦可以是不同厚度的單一金屬板材、不同金屬拼銲的金屬板材或不同厚度且不同金屬拼銲的金屬板材，亦或是曲彎後回彈角度大的高強度鋼材，亦或是厚度一致但寬度不一致金屬板材。

為因應不同形態的金屬板材100，本發明之曲彎成形回彈補償系統應用第一位置感測器102與第二位置 感測器104以量測板材的曲彎角度或寬度(邊寬)，並回傳給可程式控制器112，進而控制曲彎輥輪160作後續的輥軋曲彎回彈補償。在本發明的實施例中，第一位置感測器102用以量測金屬板材100之曲彎角度，第二位置感測器104用以量測金屬板材的寬度或其邊緣與感測器之間的距離，藉以回饋給可程式控制器112。

請同時參照圖3、4，[圖3]係繪示根據本發明之一實施例所述之輥軋曲彎成形回彈補償機構的側視示意圖，[圖4]係繪示[圖3]其中之可調角度的曲彎輥輪的俯視示意圖。

輥軋回彈補償機構200主要包含可調角度的曲彎輥輪以及可程式控制器250。曲彎輥輪包含橫移基座202、伺服馬達204、第一齒輪206、第二齒輪208、角度調整座210以及輥輪212。橫移基座202具有沿水平方向(即圖中橫移基座202下方的雙向箭頭方向)滑動的功能，藉以承載伺服馬達204、第一齒輪206、第二齒輪208、角度調整座210以及輥輪212等元件一起水平滑動。伺服馬達204設置於橫移基座202上。伺服馬達204通常搭配減速機204a達到降低速度及提高扭力之目的。第一齒輪206固定於伺服馬達之轉軸204b上。第二齒輪208囓合於第一齒輪206，角度調整座210固定於第二齒輪208之轉軸208a，且第二齒輪208之齒數多於第一齒輪206之齒數，藉以增加角度調整座210隨第二齒輪208轉動的解析度。輥輪212設於角度調整座210上，輥輪212之轉軸212a係垂直於第二齒輪208之轉 軸208a(連帶的也垂直於伺服馬達204之轉軸204b)。當伺服馬達204驅動第一齒輪206與第二齒輪208轉動時，角度調整座210隨第二齒輪208之轉動而調整輥輪212之輥軋角度。

在本發明的實施例中，角度調整座210之一端固定於第二齒輪之轉軸208a，而輥輪212設置於角度調整座210另一相對端。因此，第二齒輪208被驅動旋轉時，便帶動角度調整座210旋轉(即圖3中標示角度調整座210的弧形雙向箭頭方向)，進而調整輥輪212的輥軋角度。

在第3圖的實施例中，輥輪216與輥輪218共同輥軋金屬板材206的水平部份，輥輪216輥軋上表面，輥輪218輥軋下表面，其側邊就藉輥輪212輥軋來調整曲彎角度(即板材206的側邊直立部份與水平部份的夾角)。可程式控制器250用以控制伺服馬達204的轉動角度，經第一齒輪206與第二齒輪208的傳動，進而調整輥輪212的輥軋角度。可程式控制器250亦可用以控制橫移基座202與金屬板材206之間的距離，藉以因應非等寬度金屬板材的輥軋狀況控制橫移基座202的水平位置。在本實施例中，亦可依需求使用2個可程式控制器，分別控制伺服馬達204與橫移基座202。可程式控制器所需的控制訊後係由量測金屬板材輥軋狀況的位置感測器所回饋(例如圖2的二個位置感測器)。

綜合以上，使用本發明上述之金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構，即可使金屬板材在線上以伺服馬達驅動改變輥輪角度對成形形材進行角度曲彎，配合位置感測器 偵測回彈角度或邊寬，輸入可程式控制器，回授控制曲彎輥輪對回彈進行曲彎而達到型材回彈補償與整直之目的。

雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (7)

1. 一種金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構，包含：一橫移基座，具有沿水平方向滑動的功能；一伺服馬達，設置於該橫移基座上；一第一齒輪，固定於該伺服馬達之轉軸上；一第二齒輪，囓合於該第一齒輪，且該第二齒輪之齒數多於該第一齒輪；一角度調整座，固定於該第二齒輪之轉軸；以及一輥輪，設於該角度調整座上，該輥輪之轉軸係垂直於該第二齒輪之轉軸；一可程式控制器，用以控制該伺服馬達的轉動角度；以及一第一位置感測器，其連接至該可程式控制器，該第一位置感測器用以量測金屬板材之曲彎角度；當該伺服馬達驅動該第一齒輪與該第二齒輪轉動時，該角度調整座隨該第二齒輪之轉動而調整該輥輪之輥軋角度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構，其中該伺服馬達包含一減速機。
3. 如申請專利範圍第1項所述之金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構，其中該角度調整座之一端固定於該第二齒輪之轉軸，而該輥輪設置於該角度調整座另一 相對端。
4. 如申請專利範圍第1項所述之金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構，其中該可程式控制器可進一步用以控制該橫移基座與金屬板材之間的距離。
5. 如申請專利範圍第4項所述之金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構，更包含第二位置感測器，其連接至該可程式控制器，該第二位置感測器用以量測金屬板材的寬度。
6. 如申請專利範圍第4項所述之金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構，其中該伺服馬達包含一減速機。
7. 如申請專利範圍第4項所述之金屬板材輥軋曲彎成形回彈補償機構，其中該角度調整座之一端固定於該第二齒輪之轉軸，而該輥輪設置於該角度調整座另一相對端。