一種智能控制四輥卷板機的製作方法
2023-10-24 22:28:34
本發明涉及彎捲成型卷板機技術領域，具體與一種四輥卷板機有關。
背景技術：
四輥卷板機由於卷制質量高被越來越多的用戶所接受，但目前四輥卷板生產領域大都存在自動化程度低，過分依賴外圍設備和操作經驗，板材對料及卷制過程都是由操作者手動操作，對工人操作技術要求高，工藝過程複雜繁瑣，工藝參數靠經驗計算，誤差大，產品可靠性差，製品精度主要依靠工人的操作水平，生產效率低，精度差，產品質量參差不齊等現象，在卷制到板頭板尾時板材容易脫離上下工作輥，存在較大安全隱患。
技術實現要素：
為了解決現有技術的上述不足，本發明的目的是提供一種智能控制四輥卷板機。該卷板機能夠由自主開發的專用軟體自動控制，自動計算，自動對料，自動卷制，自動診斷故障和修正，在卷制到板頭板尾時設備自動停止旋轉，不再過分依賴外圍設備和工人的操作經驗，工具機幾何精度高，可靠穩定，大大減輕了工人的勞動強度，提高了製件精度，極大提高了生產效率和產品質量並消除了安全隱患。
本發明的目的是通過以下的方式實現的：
一種智能控制四輥卷板機，包括卷板機、送料對料裝置和專用數控系統，其特徵在於：
卷板機由底座、左機架、右機架、翻倒裝置、連接梁、平衡裝置、上輥裝置、下輥裝置、側輥裝置組成；底座為整個工具機的安裝基準，左機架及右機架安裝在底座上，連接梁連接左機架和右機架，用來增大整體剛度；左機架和右機架上均有用來安裝下輥裝置的豎直直線軌道和安裝側輥裝置的傾斜直線軌道，下輥沿豎直直線軌道做直線運動，兩側輥沿傾斜直線軌道做直線運動；上輥一端由左機架端的倒頭架支撐，另一端固定在右機架上；平衡裝置安裝在右機架上，在卷制完畢時，平衡裝置壓住上輥的右端，倒頭架翻倒到位後取出工件；上輥由液壓馬達驅動；下輥由一個液壓馬達驅動行星減速機，然後再由減速機帶動下輥轉動；下輥裝置及側輥裝置上下移動均由兩端的油缸提供動力，在下輥裝置及側輥裝置兩端均設有位移傳感器，對油缸伸出距離進行檢測，並由位移傳感器發出信號給plc,plc根據位移傳感器發出的信號，判斷工作輥的位置，並下達指令給液控系統中的比例伺服閥,比例伺服閥接受到plc指令後，對各工作輥的各端液壓油缸進行油量供應調節，使工作輥迅速達到規定位置，實現下輥及側輥兩端平行；下輥軸端設有編碼器，用來檢測下輥轉動的角位移；微控系統通過對工作輥兩端直線位移及下輥角位移的控制來實現自動卷制。
本發明的目的還可以下述方式實現：送料對料裝置由主架體、送料輥、基準輥、對料輥、對料軌道組成；送料輥軸端設有鏈輪，多段鏈條把各個送料輥連接在一起，由動力裝置提供送料動力；基準輥及對料輥均由一對輥輪裝置組成，分別安裝在兩個對料軌道上，基準輥由絲槓絲母副驅動，對料輥由氣缸或油缸驅動，基準輥及對料輥均在固定的對料軌道上移動；當板材放到輸送裝置上時，動力裝置帶動送料輥轉動把板材送入卷板機，板材前端頭到達後側輥時，兩基準輥調成一直線並垂直於卷板機工作輥軸線，兩對料輥推動板材貼實基準輥從而實現板材對齊；整個送料對料過程均由微控系統自動控制。
專用數控系統由工業控制計算機、可編程控制器、顯示器、繼電器、傳感器、雷射對射儀、外圍電路硬體部分和專用控制軟體部分組成；可編程控制器分別與油缸的位移傳感器、壓力傳感器信號輸出端連接，獲取其位移及壓力狀況，計算機專用控制程序通過plc，獲取位移、壓力數據和plc輸入輸出狀態；計算機和plc綜合以上信息，通過智能處理，控制plc輸出，通過中間繼電器，控制外圍電器、液壓設備的運轉，同時將壓力、位移、報警各種數據信息以圖文結合方式顯示在計算機屏幕上；專用控制軟體根據輸入的板材的材質、板厚、板寬及卷制筒徑參數自動生成卷制工藝步驟，微控系統根據生成的工藝步驟，將工藝參數值由界面傳到plc,再通過中間繼電器控制電機和電磁閥，同時反饋位移和壓力值，從而逐步執行工藝步驟，達到自動卷製成型的目的。
底座為分體式底座，分為左連接體、左底座、連接架、右連接體與右底座五部分，採用鍵與螺栓聯接，便於加工製造與運輸。
右機架分為上機架和下機架，採用銷軸聯接，降低加工製造難度。
上輥驅動裝置由多個液壓馬達合流驅動；
在下輥軸承座座兩端安裝有雷射對射光電單元，每次卷板到剛脫離光電信號區時，工作輥停止旋轉，表示板頭或板位已經到，防止板材脫離上下輥，消除了安全隱患。
本發明的有益效果是：卷制工藝過程智能控制，自動計算工藝參數優化工藝過程，不再過分依賴起重設備和工人操作經驗，工具機幾何精度高，可靠穩定，板材對料及卷制過程都是自動完成，工人操作方便，大大減輕了工人的勞動強度，有效防止了板材脫離上下輥的可能，消除了安全隱患，提高了生產效率和產品質量，是一種高精度、高效率的智能卷板機。
附圖說明
圖1為本發明結構主視圖
圖2為本發明結構側視圖
圖3為本發明結構俯視圖
圖4為本發明上輥裝置主視圖
圖5為本發明下輥裝置主視圖
圖6為本發明側輥裝置主視圖
圖7為本發明左機架主視圖
圖8為本發明右機架主視圖
圖9為本發明送料對料裝置主視圖
圖10本發明控制系統構成圖
圖11本發明控制系統控制界面圖
圖12本發明雷射對射單元示意圖
圖13本發明雷射對射單元檢測板頭板尾裝置示意圖
具體實施方式
參見附圖，一種智能控制四輥卷板機，主要包括卷板機1、送料對料裝置2、專用數控系統3等。
卷板機1包括底座11、左機架12、右機架13、翻倒裝置14、連接梁15、平衡裝置16、上輥裝置17、下輥裝置18、側輥裝置19等。底座11為分體式底座，分為左連接體、左底座、連接架、右連接體與右底座五部分，採用鍵與螺栓聯接，便於加工製造與運輸，底座為整個工具機的安裝基準。左機架12及右機架13安裝在底座11上，右機架13分為上機架和下機架，採用銷軸聯接，降低加工製造難度；連接梁15連接左右機架，用來增大整體剛度；左右機架上均有用來安裝下輥裝置18及側輥裝置19的豎直和傾斜直線軌道，下輥沿豎直軌道做直線運動，兩側輥沿傾斜軌道做直線運動；上輥一端由左機架端的倒頭架支撐，另一端固定在右機架上；平衡裝置16安裝在右機架上，在卷制完畢時，平衡裝置16壓住上輥的右端，倒頭架翻倒到位後取出工件；根據卷制板材所需轉矩不同，上輥驅動裝置可由一個液壓馬達驅動或由多個液壓馬達合流驅動；下輥由一個液壓馬達驅動行星減速機帶動輥子轉動，為卷制板材提供輔助轉矩。下輥裝置18及側輥裝置19上下移動均由兩端的油缸提供動力，兩端均設有位移傳感器對油缸伸出距離進行檢測，並輸出信號給plc,plc根據位移傳感器發出的信號，判斷工作輥的位置，並下達指令給液控系統中的比例伺服閥閥,比例伺服閥接受到plc指令後，對各工作輥的各端液壓油缸進行油量供應調節，使工作輥迅速達到規定位置，實現下輥及側輥兩端平行。下輥軸端設有編碼器，用來檢測下輥轉動的角位移。微控系統通過對工作輥兩端直線位移及下輥角位移的控制來實現自動卷制。
送料對料裝置2主要由主架體21、送料輥22、基準輥23、對料輥24、對料軌道25等組成。送料輥21軸端設有鏈輪，多段鏈條把各送料輥21連接在一起，由動力裝置提供送料動力。基準輥23及對料輥24均由一對輥輪裝置組成，分別安裝在兩個對料軌道25上，基準輥23由絲槓絲母副驅動，對準輥24由氣缸或油缸驅動，基準輥23及對料輥24均在固定的對料軌道25上移動。當板材放到輸送裝置上時，動力裝置帶動送料輥22轉動把板材送入卷板機，板材前端頭到達後側輥時，兩基準輥23調成一直線並垂直於卷板機工作輥軸線，兩對準輥24推動板材貼實基準輥23從而實現板材對齊。整個送料對料過程均由微控系統自動控制，無需人工幹預，從而大大減輕了工人的勞動強度，提高了生產效率和產品質量。
專用數控系統3主要由工業控制計算機、可編程控制器、顯示器、繼電器、傳感器、雷射對射儀、外圍電路硬體部分及專用控制軟體部分組成。可編程控制器分別與油缸的位移傳感器、壓力傳感器信號輸出端連接，獲取其位移及壓力狀況，計算機專用控制程序通過plc，獲取位移、壓力等數據和plc輸入輸出狀態。計算機和plc綜合以上信息，通過智能處理，控制plc輸出，通過中間繼電器，控制外圍電器、液壓設備的運轉，同時將壓力、位移、報警等各種數據、信息以圖文結合方式顯示在計算機屏幕上。專用控制軟體能根據輸入的材質、板厚、板寬及卷制筒徑等參數自動生成卷制工藝，微控系統根據生成的工藝步驟，將工藝值由界面傳到plc,再通過中間繼電器控制電機和電磁閥，同時反饋位移和壓力值，從而逐步執行工藝步驟，達到自動卷製成型的目的。在下輥軸承座座兩端安裝有雷射對射光電單元，每次卷板到剛脫離光電信號區時，工作輥停止旋轉，表示板頭或板位已經到，防止板材脫離上下輥，消除了安全隱患。