一种数控三辊式卷圆的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种数控三辊式卷圆机，包括机架、一个上辊和两个下辊，两个下辊中间设有测试辊，测试辊两端安装在机架中，机架设有与测试辊匹配的腰形槽，且测试辊可沿腰形槽上下移动；腰形槽内设有压缩弹簧，压缩弹簧在测试辊的下方且支撑测试辊；压缩弹簧下设有压力传感器，压力传感器的测量面与压缩弹簧相接触；机架还设有数控箱，数控箱设有PLC控制器，PLC控制器与压力传感器相连接；上辊可在电机的带动下作上下移动，电机为伺服电机，伺服电机与PLC控制器连接。该实用新型的一种数控三辊式卷圆机，能精确的控制卷制后管材的圆度，保证同一批中卷圆的直径比较一致。
【专利说明】一种数控三辊式卷圆机
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及金属管材加工设备领域，具体涉及一种数控三辊式卷圆机。
【背景技术】
[0002] 在工业生产及生活中，需要用到大量管材，所以制作管材的设备也是很多，使用比 较普遍的是卷板机。
[0003] 卷板机最常用的是三辊卷板机，这种卷板机制作简单，成本低，适合卷制大多数的 管材。三辊卷板机的结构一般是上辊在两下辊中央对称位置作垂直升降运动，两下辊作旋 转运动，为卷制板材提供扭矩。
[0004] 但在实际使用中有很多问题，尤其在卷制一些比较薄的板材时，常常会造成卷制 的圆不太圆，圆度不够，或者同一批材料，卷出来的圆，有大有小，不太统一。
[0005] 因此，改进卷板机，能精确的控制卷制后管材的圆度，保证同一批中卷圆的直径比 较一致，是本领域需要解决的技术问题。 实用新型内容
[0006] 本实用新型要解决的技术问题：改进卷板机，能精确的控制卷制后管材的圆度，保 证同一批中卷圆的直径比较一致。
[0007] 为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
[0008] -种数控三辊式卷圆机，包括机架、一个上辊和两个下辊，所述两个下辊中间设有 测试辊，所述测试辊两端安装在所述机架中，所述机架设有与所述测试辊匹配的腰形槽，且 所述测试辊可沿所述腰形槽上下移动；所述腰形槽内设有压缩弹簧，所述压缩弹簧在所述 测试辊的下方且支撑所述测试辊；所述压缩弹簧下设有压力传感器，所述压力传感器的测 量面与所述压缩弹簧相接触；所述机架还设有数控箱，所述数控箱设有PLC控制器，所述 PLC控制器与所述压力传感器相连接；所述上辊可在电机的带动下作上下移动，所述电机 为伺服电机，所述伺服电机与所述PLC控制器连接。
[0009] 优选的，所述测试辊为一种钢芯外包聚氨酯弹性体材料的柔性辊。
[0010] 优选的，所述压力传感器是一种霍尔式压力传感器。
[0011] 优选的，所述上辊通过丝杆丝母实现上下移动，所述丝杆通过涡轮蜗杆连接到伺 服电机。
[0012] 优选的，所述下辊通过可调速电机驱动，所述可调速电机与所述PLC控制器连接。
[0013] 通过上述技术方案，本实用新型提出的一种数控三辊式卷圆机，通过在下辊中间 增设测试辊，测试辊下设有压缩弹簧和压力传感器，压力传感器的压力值会传送到PLC控 制器，PLC控制器分析数据后，再通过伺服电机调节上辊的位置，也就是上辊和下辊的间隙。 其有益效果是：能精确的控制卷制后管材的圆度，保证同一批中卷圆的直径比较一致。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015] 图1为本实用新型实施例所公开的一种数控三辊式卷圆机的示意图；
[0016] 图2为本实用新型实施例所公开的一种数控三辊式卷圆机中上辊、下辊和测试辊 的位置关系的示意图；
[0017] 图3为本实用新型实施例所公开的一种数控三辊式卷圆机在上料时，上辊、下辊 和测试辊的位置示意图；
[0018] 图4为本实用新型实施例所公开的一种数控三辊式卷圆机在预压时，上辊、下辊 和测试辊的位置示意图；
[0019] 图5为本实用新型实施例所公开的一种数控三辊式卷圆机在卷圆时，上辊、下辊 和测试辊的位置示意图。
[0020] 图中数字和字母所表示的相应部件名称：
[0021] 1.机架2.上辊3.下辊41.测试辊42.压缩弹簧5.数控箱51.PLC控 制器6.压力传感器7.可调速电机8.板材。
【具体实施方式】
[0022] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部 的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0023] 本实用新型的原理是：通过在下辊中间增设测试辊，测试辊下设有压缩弹簧和压 力传感器，压力传感器的压力值会传送到PLC控制器，PLC控制器分析数据后，再通过伺服 电机调节上辊的位置，也就是上辊和下辊的间隙。
[0024] 实施例：
[0025] 如图1和图2所示，一种数控三辊式卷圆机，包括机架1、一个上辊2和两个下辊 3,所述两个下辊3中间设有测试辊41，所述测试辊两端安装在所述机架1中，所述机架1设 有与所述测试辊41匹配的腰形槽，且所述测试辊41可沿所述腰形槽上下移动；所述腰形槽 内设有压缩弹簧42,所述压缩弹簧42在所述测试辊41的下方且支撑所述测试辊41 ;所述 压缩弹簧42下设有压力传感器6,所述压力传感器6的测量面与所述压缩弹簧42相接触； 所述机架1还设有数控箱5,所述数控箱5设有PLC控制器51，所述PLC控制器51与所述 压力传感器6相连接；所述上辊2可在电机的带动下作上下移动，所述电机为伺服电机，所 述伺服电机与所述PLC控制器51连接（伺服电机为在图中示出）。
[0026] 测试辊41可以在腰形槽内上下移动，是不能转动的，之所以设计成圆形，是因为 圆形的与被卷制材料（板材8)的接触面积小，不会阻碍板材8的运动，也不会对板材8造 成伤害。
[0027] 数控箱5内设有PLC控制器51，PLC控制器51是数控系统的核心，一方面接收传 感器的数据，另一方面控制其它运动部件（电机等）的动作。当然传感器还有位移传感器、 速度传感器等，需要PLC控制的还有润滑系统等等，在此不作详述。
[0028] 上辊2可在电机的带动下作上下移动，这里面需要用到将转动转换成直线运动， 这也是机械领域里很常用的方式，有很多种，不作具体限定。
[0029] 如图3-5所示，卷圆的过程大致可分成三部分，图3的上料、图4的预压和图5的卷 制，其中在预压时，压缩弹簧会压缩，根据力的平衡，会有一个反弹力，反弹力在两端都有， 而压力传感器就能精确的捕捉到这种反弹力，并传送给PLC控制器51，然后PLC控制器51 根据压力值的大小，发出指令给伺服电机，调整上辊的位置，使上辊和下辊的间隙为最佳状 态，这就能保证卷出的圆是很圆的，圆度很好。
[0030] 而且这种调整是动态和实时的，如果在卷制的过程中，压力发生变化，上辊2的位 置也是实时变动的，因为即使是同一批材料，其力学性能也会有差别，其板材厚度也会有偏 差，甚至同一张板材，其每个部位的力学性能（如硬度、韧性等）也有差别，由此导致卷出 的圆的直径大小不一致，或者说不能合拢（过大的合拢有缺口，过小的合拢多余）。一般来 说，材料偏软的，其卷出的圆的直径偏小，而直径偏小的对压缩弹簧42会产生更大的压缩， 由此，PLC控制器51会上移上辊的位置，使圆的直径趋向一致。
[0031] 本实施例中，测试辊41为一种钢芯外包聚氨酯弹性体材料的柔性辊。采用柔性辊 主要是为了保护板材，其实采用钢材做的测试辊也是完全可以的，因为本身是圆的，对板材 也不会有什么伤害。
[0032] 本实施例中，所述压力传感器6是一种霍尔式压力传感器。霍尔式压力传感器比 较适合与测量固体压力，其是基于霍尔效应的原理而将进行测量的。
[0033] 本实施例中，上辊2通过丝杆丝母实现上下移动，所述丝杆通过涡轮蜗杆连接到 伺服电机。丝杆丝母的精度比较高，可精确的控制上辊的位置，一般车床的进给就是采用丝 杆丝母的，而采用蜗轮蜗杆则是有电机位置布局的考虑，也有涡轮蜗杆有自锁性能，可以保 持上辊的位置不会变动。其它的方式也有很多，如齿轮齿条等，也是可以的，在此不作详述 (伺服电机、涡轮蜗杆和丝杆丝母都是机械领域常见的部件，其连接方式也是公知的，因此 未在图中具体示出）。
[0034] 本实施例中，所述下辊3通过可调速电机7驱动，所述可调速电机与所述PLC控制 器51连接。可调速电机有很多种，具体不作限定，下辊3的转速和卷制的圆的圆度及直径 的一致性也是很有关系的，一般材料比较硬，卷制速度就不能过快。
[0035] 在上述实施例中，本实用新型提出的一种数控三辊式卷圆机，通过在下辊中间增 设测试辊，测试辊下设有压缩弹簧和压力传感器，压力传感器的压力值会传送到PLC控制 器，PLC控制器分析数据后，再通过伺服电机调节上辊的位置，也就是上辊和下辊的间隙。其 有益效果是：能精确的控制卷制后管材的圆度，保证同一批中卷圆的直径比较一致。
[0036] 以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属 于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1. 一种数控三辊式卷圆机，包括机架、一个上辊和两个下辊，其特征在于，所述两个下 辊中间设有测试辊，所述测试辊两端安装在所述机架中，所述机架设有与所述测试辊匹配 的腰形槽，且所述测试辊可沿所述腰形槽上下移动；所述腰形槽内设有压缩弹簧，所述压缩 弹簧在所述测试辊的下方且支撑所述测试辊；所述压缩弹簧下设有压力传感器，所述压力 传感器的测量面与所述压缩弹簧相接触；所述机架还设有数控箱，所述数控箱设有PLC控 制器，所述PLC控制器与所述压力传感器相连接；所述上辊可在电机的带动下作上下移动， 所述电机为伺服电机，所述伺服电机与所述PLC控制器连接。
2. 根据权利要求1所述的一种数控三辊式卷圆机，其特征在于，所述测试辊为一种钢 芯外包聚氨酯弹性体材料的柔性辊。
3. 根据权利要求1所述的一种数控三辊式卷圆机，其特征在于，所述压力传感器是一 种霍尔式压力传感器。
4. 根据权利要求1所述的一种数控三辊式卷圆机，其特征在于，所述上辊通过丝杆丝 母实现上下移动，所述丝杆通过涡轮蜗杆连接到伺服电机。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的一种数控三辊式卷圆机，其特征在于，所述下辊通 过可调速电机驱动，所述可调速电机与所述PLC控制器连接。
【文档编号】B21D5/14GK203875157SQ201420274187
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】潘建陵 申请人:溧阳市德力信通用设备有限公司