一種數(shù)控三輥式卷圓的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種數(shù)控三輥式卷圓機，包括機架、一個上輥和兩個下輥，兩個下輥中間設(shè)有測試輥，測試輥兩端安裝在機架中，機架設(shè)有與測試輥匹配的腰形槽，且測試輥可沿腰形槽上下移動；腰形槽內(nèi)設(shè)有壓縮彈簧，壓縮彈簧在測試輥的下方且支撐測試輥；壓縮彈簧下設(shè)有壓力傳感器，壓力傳感器的測量面與壓縮彈簧相接觸；機架還設(shè)有數(shù)控箱，數(shù)控箱設(shè)有PLC控制器，PLC控制器與壓力傳感器相連接；上輥可在電機的帶動下作上下移動，電機為伺服電機，伺服電機與PLC控制器連接。該實用新型的一種數(shù)控三輥式卷圓機，能精確的控制卷制后管材的圓度，保證同一批中卷圓的直徑比較一致。
【專利說明】一種數(shù)控三輥式卷圓機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及金屬管材加工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)控三輥式卷圓機。

【背景技術(shù)】
[0002] 在工業(yè)生產(chǎn)及生活中，需要用到大量管材，所以制作管材的設(shè)備也是很多，使用比 較普遍的是卷板機。
[0003] 卷板機最常用的是三輥卷板機，這種卷板機制作簡單，成本低，適合卷制大多數(shù)的 管材。三輥卷板機的結(jié)構(gòu)一般是上輥在兩下輥中央對稱位置作垂直升降運動，兩下輥作旋 轉(zhuǎn)運動，為卷制板材提供扭矩。
[0004] 但在實際使用中有很多問題，尤其在卷制一些比較薄的板材時，常常會造成卷制 的圓不太圓，圓度不夠，或者同一批材料，卷出來的圓，有大有小，不太統(tǒng)一。
[0005] 因此，改進卷板機，能精確的控制卷制后管材的圓度，保證同一批中卷圓的直徑比 較一致，是本領(lǐng)域需要解決的技術(shù)問題。 實用新型內(nèi)容
[0006] 本實用新型要解決的技術(shù)問題：改進卷板機，能精確的控制卷制后管材的圓度，保 證同一批中卷圓的直徑比較一致。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案如下：
[0008] -種數(shù)控三輥式卷圓機，包括機架、一個上輥和兩個下輥，所述兩個下輥中間設(shè)有 測試輥，所述測試輥兩端安裝在所述機架中，所述機架設(shè)有與所述測試輥匹配的腰形槽，且 所述測試輥可沿所述腰形槽上下移動；所述腰形槽內(nèi)設(shè)有壓縮彈簧，所述壓縮彈簧在所述 測試輥的下方且支撐所述測試輥；所述壓縮彈簧下設(shè)有壓力傳感器，所述壓力傳感器的測 量面與所述壓縮彈簧相接觸；所述機架還設(shè)有數(shù)控箱，所述數(shù)控箱設(shè)有PLC控制器，所述 PLC控制器與所述壓力傳感器相連接；所述上輥可在電機的帶動下作上下移動，所述電機 為伺服電機，所述伺服電機與所述PLC控制器連接。
[0009] 優(yōu)選的，所述測試輥為一種鋼芯外包聚氨酯彈性體材料的柔性輥。
[0010] 優(yōu)選的，所述壓力傳感器是一種霍爾式壓力傳感器。
[0011] 優(yōu)選的，所述上輥通過絲桿絲母實現(xiàn)上下移動，所述絲桿通過渦輪蝸桿連接到伺 服電機。
[0012] 優(yōu)選的，所述下輥通過可調(diào)速電機驅(qū)動，所述可調(diào)速電機與所述PLC控制器連接。
[0013] 通過上述技術(shù)方案，本實用新型提出的一種數(shù)控三輥式卷圓機，通過在下輥中間 增設(shè)測試輥，測試輥下設(shè)有壓縮彈簧和壓力傳感器，壓力傳感器的壓力值會傳送到PLC控 制器，PLC控制器分析數(shù)據(jù)后，再通過伺服電機調(diào)節(jié)上輥的位置，也就是上輥和下輥的間隙。 其有益效果是：能精確的控制卷制后管材的圓度，保證同一批中卷圓的直徑比較一致。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015] 圖1為本實用新型實施例所公開的一種數(shù)控三輥式卷圓機的示意圖；
[0016] 圖2為本實用新型實施例所公開的一種數(shù)控三輥式卷圓機中上輥、下輥和測試輥 的位置關(guān)系的示意圖；
[0017] 圖3為本實用新型實施例所公開的一種數(shù)控三輥式卷圓機在上料時，上輥、下輥 和測試輥的位置示意圖；
[0018] 圖4為本實用新型實施例所公開的一種數(shù)控三輥式卷圓機在預(yù)壓時，上輥、下輥 和測試輥的位置示意圖；
[0019] 圖5為本實用新型實施例所公開的一種數(shù)控三輥式卷圓機在卷圓時，上輥、下輥 和測試輥的位置示意圖。
[0020] 圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱：
[0021] 1.機架2.上輥3.下輥41.測試輥42.壓縮彈簧5.數(shù)控箱51.PLC控 制器6.壓力傳感器7.可調(diào)速電機8.板材。

【具體實施方式】
[0022] 下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部 的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提 下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0023] 本實用新型的原理是：通過在下輥中間增設(shè)測試輥，測試輥下設(shè)有壓縮彈簧和壓 力傳感器，壓力傳感器的壓力值會傳送到PLC控制器，PLC控制器分析數(shù)據(jù)后，再通過伺服 電機調(diào)節(jié)上輥的位置，也就是上輥和下輥的間隙。
[0024] 實施例：
[0025] 如圖1和圖2所示，一種數(shù)控三輥式卷圓機，包括機架1、一個上輥2和兩個下輥 3,所述兩個下輥3中間設(shè)有測試輥41，所述測試輥兩端安裝在所述機架1中，所述機架1設(shè) 有與所述測試輥41匹配的腰形槽，且所述測試輥41可沿所述腰形槽上下移動；所述腰形槽 內(nèi)設(shè)有壓縮彈簧42,所述壓縮彈簧42在所述測試輥41的下方且支撐所述測試輥41 ;所述 壓縮彈簧42下設(shè)有壓力傳感器6,所述壓力傳感器6的測量面與所述壓縮彈簧42相接觸； 所述機架1還設(shè)有數(shù)控箱5,所述數(shù)控箱5設(shè)有PLC控制器51，所述PLC控制器51與所述 壓力傳感器6相連接；所述上輥2可在電機的帶動下作上下移動，所述電機為伺服電機，所 述伺服電機與所述PLC控制器51連接（伺服電機為在圖中示出）。
[0026] 測試輥41可以在腰形槽內(nèi)上下移動，是不能轉(zhuǎn)動的，之所以設(shè)計成圓形，是因為 圓形的與被卷制材料（板材8)的接觸面積小，不會阻礙板材8的運動，也不會對板材8造 成傷害。
[0027] 數(shù)控箱5內(nèi)設(shè)有PLC控制器51，PLC控制器51是數(shù)控系統(tǒng)的核心，一方面接收傳 感器的數(shù)據(jù)，另一方面控制其它運動部件（電機等）的動作。當然傳感器還有位移傳感器、 速度傳感器等，需要PLC控制的還有潤滑系統(tǒng)等等，在此不作詳述。
[0028] 上輥2可在電機的帶動下作上下移動，這里面需要用到將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成直線運動， 這也是機械領(lǐng)域里很常用的方式，有很多種，不作具體限定。
[0029] 如圖3-5所示，卷圓的過程大致可分成三部分，圖3的上料、圖4的預(yù)壓和圖5的卷 制，其中在預(yù)壓時，壓縮彈簧會壓縮，根據(jù)力的平衡，會有一個反彈力，反彈力在兩端都有， 而壓力傳感器就能精確的捕捉到這種反彈力，并傳送給PLC控制器51，然后PLC控制器51 根據(jù)壓力值的大小，發(fā)出指令給伺服電機，調(diào)整上輥的位置，使上輥和下輥的間隙為最佳狀 態(tài)，這就能保證卷出的圓是很圓的，圓度很好。
[0030] 而且這種調(diào)整是動態(tài)和實時的，如果在卷制的過程中，壓力發(fā)生變化，上輥2的位 置也是實時變動的，因為即使是同一批材料，其力學性能也會有差別，其板材厚度也會有偏 差，甚至同一張板材，其每個部位的力學性能（如硬度、韌性等）也有差別，由此導致卷出 的圓的直徑大小不一致，或者說不能合攏（過大的合攏有缺口，過小的合攏多余）。一般來 說，材料偏軟的，其卷出的圓的直徑偏小，而直徑偏小的對壓縮彈簧42會產(chǎn)生更大的壓縮， 由此，PLC控制器51會上移上輥的位置，使圓的直徑趨向一致。
[0031] 本實施例中，測試輥41為一種鋼芯外包聚氨酯彈性體材料的柔性輥。采用柔性輥 主要是為了保護板材，其實采用鋼材做的測試輥也是完全可以的，因為本身是圓的，對板材 也不會有什么傷害。
[0032] 本實施例中，所述壓力傳感器6是一種霍爾式壓力傳感器。霍爾式壓力傳感器比 較適合與測量固體壓力，其是基于霍爾效應(yīng)的原理而將進行測量的。
[0033] 本實施例中，上輥2通過絲桿絲母實現(xiàn)上下移動，所述絲桿通過渦輪蝸桿連接到 伺服電機。絲桿絲母的精度比較高，可精確的控制上輥的位置，一般車床的進給就是采用絲 桿絲母的，而采用蝸輪蝸桿則是有電機位置布局的考慮，也有渦輪蝸桿有自鎖性能，可以保 持上輥的位置不會變動。其它的方式也有很多，如齒輪齒條等，也是可以的，在此不作詳述 (伺服電機、渦輪蝸桿和絲桿絲母都是機械領(lǐng)域常見的部件，其連接方式也是公知的，因此 未在圖中具體示出）。
[0034] 本實施例中，所述下輥3通過可調(diào)速電機7驅(qū)動，所述可調(diào)速電機與所述PLC控制 器51連接。可調(diào)速電機有很多種，具體不作限定，下輥3的轉(zhuǎn)速和卷制的圓的圓度及直徑 的一致性也是很有關(guān)系的，一般材料比較硬，卷制速度就不能過快。
[0035] 在上述實施例中，本實用新型提出的一種數(shù)控三輥式卷圓機，通過在下輥中間增 設(shè)測試輥，測試輥下設(shè)有壓縮彈簧和壓力傳感器，壓力傳感器的壓力值會傳送到PLC控制 器，PLC控制器分析數(shù)據(jù)后，再通過伺服電機調(diào)節(jié)上輥的位置，也就是上輥和下輥的間隙。其 有益效果是：能精確的控制卷制后管材的圓度，保證同一批中卷圓的直徑比較一致。
[0036] 以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬 于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種數(shù)控三輥式卷圓機，包括機架、一個上輥和兩個下輥，其特征在于，所述兩個下 輥中間設(shè)有測試輥，所述測試輥兩端安裝在所述機架中，所述機架設(shè)有與所述測試輥匹配 的腰形槽，且所述測試輥可沿所述腰形槽上下移動；所述腰形槽內(nèi)設(shè)有壓縮彈簧，所述壓縮 彈簧在所述測試輥的下方且支撐所述測試輥；所述壓縮彈簧下設(shè)有壓力傳感器，所述壓力 傳感器的測量面與所述壓縮彈簧相接觸；所述機架還設(shè)有數(shù)控箱，所述數(shù)控箱設(shè)有PLC控 制器，所述PLC控制器與所述壓力傳感器相連接；所述上輥可在電機的帶動下作上下移動， 所述電機為伺服電機，所述伺服電機與所述PLC控制器連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控三輥式卷圓機，其特征在于，所述測試輥為一種鋼 芯外包聚氨酯彈性體材料的柔性輥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控三輥式卷圓機，其特征在于，所述壓力傳感器是一 種霍爾式壓力傳感器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控三輥式卷圓機，其特征在于，所述上輥通過絲桿絲 母實現(xiàn)上下移動，所述絲桿通過渦輪蝸桿連接到伺服電機。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的一種數(shù)控三輥式卷圓機，其特征在于，所述下輥通 過可調(diào)速電機驅(qū)動，所述可調(diào)速電機與所述PLC控制器連接。
【文檔編號】B21D5/14GK203875157SQ201420274187
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】潘建陵 申請人:溧陽市德力信通用設(shè)備有限公司