三辊联动可调数控四辊卷板机的制作方法

本实用新型涉及卷板机领域，尤其涉及具有金属板材成形产品精度高、品质好，且易于实现椭圆形、方形等异形薄壁筒体工件的卷制的三辊联动可调数控四辊卷板机。

背景技术：

随着国防和民用工业的快速发展，各类圆形筒体零件的市场需求越来越大。四辊卷板机以其卷制精度高、效率快、板端直边量较小而越来越受到用户的青睐与肯定。传统的四辊卷板机，按侧辊的升降方式不同，可分为直线式和弧线式四辊卷板机。

如中国专利CN204108046U公开了倒置式液压推动侧辊油缸的四辊卷板机，它的支架墙板的上端设置有上辊，上辊的下方设置有下辊，且上辊的一端连接有驱动马达，下辊的两侧对称设置有侧辊，其特征在于侧辊升降油缸缸体安装在支架墙板上的导轨中，且侧辊升降油缸缸体的外侧安装有传感器，侧辊升降油缸缸体、驱动马达、传感器均与电器控制系统连接；侧辊与侧辊升降油缸缸体的上端连接，侧辊升降油缸缸体的下端设置有油缸活塞杆，侧辊升降油缸的缸体在上，油缸活塞杆在下的倒置形式，侧辊升降油缸缸体与液压系统连接。

又如中国专利CN203991812U公开了直线推动侧辊弧线运动的四辊卷板机，包含上辊、下辊、侧辊、转臂、侧辊油缸、安装支架、转臂支点、底座、电器控制系统、液压系统、下辊油缸、传感器，底座的上部固定安装有安装支架，安装支架上水平安装有上辊，上辊的端部连接有液压马达；上辊的下方水平安装有下辊，下辊的下方设置有下辊油缸，下辊的两侧均通过转臂支点连接有侧辊，侧辊通过转臂与侧辊油缸的上部连接，侧辊油缸的下端与底座固定连接，侧辊油缸、下辊油缸均与液压系统连接，转臂上连接有传感器，传感器、上辊端部的液压马达均与电器控制系统连接。

无论是直线式还是弧线式四辊卷板机，其前侧辊和后侧辊的升降都具有各自的运动的独立性，即单升单降或双升双降，因此，在板材卷制圆筒体成形过程中，一般分为5个步骤，即：对中、预弯、预弯段卷制、工作辊切换、卷制。由此可知，传统四辊卷板机的缺点主要有两个方面：

一、侧辊升降的运动精度和精准定位相对较差；

二、在筒体卷制过程中，需要不断的切换工作辊的动作，操作相对繁琐和缓慢。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供了三辊联动可调数控四辊卷板机，其运行稳定，效率高、精准定位可控性好，且易于实现椭圆形、方形等异形薄壁筒体工件的卷制，成形产品精度高、品质好。

本实用新型提供的三辊联动可调数控四辊卷板机，包括：底座、位于底座上的两座支架及位于两座支架之间上辊、下辊、第一侧辊及第二侧辊，上辊、下辊、第一侧辊及第二侧辊平行设置，下辊位于上辊正下方，第一侧辊及第二侧辊分别位于下辊两侧，其中，上辊安装于支架上，与支架转动连接，上辊通过上辊伺服驱动装置驱动转动，下辊、第一侧辊及第二侧辊两端分别安装于两侧侧辊联动机构，其相对位置保持不变，两侧侧辊联动机构分别通过升降机构连接于支架及底座，两组侧辊联动机构两组升降机构对称设置。

在一些实施方式中，侧辊联动机构包括侧辊联动机构本体，侧辊联动机构本体上开设圆形下辊座、第一侧辊座及第二侧辊座，下辊座、第一侧辊座及第二侧辊座的圆心位于同一直线上，下辊、第一侧辊及第二侧辊两端分别安装于下辊座、第一侧辊座及第二侧辊座内。

在一些实施方式中，侧辊联动机构包括侧辊联动机构本体，侧辊联动机构本体上开设圆形下辊座、第一侧辊座及第二侧辊座，第一侧辊座及第二侧辊座位于下辊座两侧，第一侧辊座圆心至下辊座圆心的连线与第二侧辊座圆心至下辊座圆心的连线成一夹角，形成一“V”形，下辊、第一侧辊及第二侧辊两端分别安装于下辊座、第一侧辊座及第二侧辊座内。

在一些实施方式中，侧辊联动机构包括侧辊联动机构本体，侧辊联动机构本体包括凸形第一联动臂及凹形第二联动臂，第一联动臂的突出部卡设于第二联动臂的凹槽内，第一联动臂的突出部与第二联动臂的凹槽两侧重叠部位开设圆形支承孔，圆形支承孔为下辊座，下辊两端安装于下辊座内，第一联动臂及第二联动臂以下辊为轴心转动，调节联动臂及第二联动臂间的角度，第一侧辊两端安装于第一联动臂上，第二侧辊两端安装于第二联动臂上。

在一些实施方式中，第一联动臂及第二联动臂上分别开设第一移动腔位及第二移动腔位，第一移动腔位及第二移动腔位内分别嵌设有第一移动座及第二移动座，第一移动座及第二移动座上分别开设圆形第一侧辊座及第二侧辊座，第一侧辊及第二侧辊两端分别安装于第一侧辊座及第二侧辊座内。

在一些实施方式中，每组升降机构均包括下辊升降机构及侧辊升降机构，下辊升降机构固定于侧辊联动机构下方，位于下辊座正下方，侧辊升降机构连接于侧辊联动机构的第一侧辊座或第二侧辊座端，侧辊升降机构与侧辊联动机构转动连接。

在一些实施方式中，下辊升降机构包括下辊伺服驱动装置及下辊传动丝杆，下辊传动丝杆连接于下辊伺服驱动装置，通过下辊伺服驱动装置驱动转动，下辊传动丝杆竖直设置，且顶端固定于侧辊联动机构的下辊座正下方，下辊伺服驱动装置连接于支架，通过下辊伺服驱动装置驱动下辊传动丝杆正转或反转，继而带动侧辊联动机构升降。

在一些实施方式中，侧辊升降机构包括侧辊伺服驱动装置及侧辊传动丝杆，侧辊传动丝杆连接于侧辊伺服驱动装置，通过侧辊伺服驱动装置驱动转动，侧辊传动丝杆顶端连接于侧辊联动机构的第一侧辊座或第二侧辊座端，侧辊伺服驱动装置驱动侧辊传动丝杆正转或反转，继而驱动侧辊联动机构以下辊为轴心升降位移。

在一些实施方式中，下辊伺服驱动装置内置有第一传感器，侧辊伺服驱动装置内置有第二传感器，上辊伺服驱动装置内置有第三传感器。

在一些实施方式中，下辊伺服驱动装置、侧辊伺服驱动装置及上辊伺服驱动装置均连接于PLC控制柜，PLC控制柜连接控制台，PLC控制柜设有底座上。PLC控制柜，内置PLC数字控制运行程序，运行程序计算主要与板材厚度、材质、屈服强度、板宽以及曲率大小等因素有关。

与现有技术相比，本实用新型提供的三辊联动可调数控四辊卷板机与现有技术相比具有以下优点：

一、下辊、第一侧辊及第二侧辊均安装在侧辊联动机构上，结构紧凑、稳定可靠，下辊、第一侧辊及第二侧辊整体升降、运行稳定性能好。

二、采用优化的侧辊联动机构，实现第一侧辊及第二侧辊前后方向和上下方向可调，进一步增强了设备的灵活性、适应性和通用性。

三、下辊、前侧辊、后侧辊-的升降位移运动和上辊主驱动均采用伺服驱动装置，有利于提高四个工作辊轴的调速范围、定位精度、稳速精度、动态响应和运行稳定性等。

基于上述优点，本实用新型披露的三辊联动可调数控四辊卷板机，在工作运行中稳定性好，效率高、精准定位可控性好，更有利于提高卷制的自动化程度，且易于实现椭圆形、方形等异形薄壁筒体工件的卷制，成形产品精度高、品质好。

附图说明

图1为本实用新型提供的三辊联动可调数控四辊卷板机的结构示意图；

图2为本实用新型提供的三辊联动可调数控四辊卷板机的侧视图；

图3为本实用新型第一种实施方式提供的三辊联动可调数控四辊卷板机中侧辊联动机构的结构示意图；

图4为本实用新型第一种实施方式提供的三辊联动可调数控四辊卷板中第一侧辊及第二侧辊运动的工作原理图；

图5为本实用新型第二种实施方式提供的三辊联动可调数控四辊卷板机中侧辊联动机构的结构示意图；

图6为本实用新型第三种实施方式提供的三辊联动可调数控四辊卷板机中侧辊联动机构的结构示意图；

图7为图6所示的侧辊联动机构的俯视图；

图8为图6所示的侧辊联动机构实现第一侧辊及第二侧辊在水平方向上调节的原理图；

图9为图6所示的侧辊联动机构实现第一侧辊及第二侧辊在竖直方向上调节的原理图；

图10至图13为本实用新型提供的三辊联动可调数控四辊卷板机实施圆形筒体卷制成形的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

图1至图4示意性地显示了根据本实用新型第一种实施方式的三辊联动可调数控四辊卷板机。

如图1和图2所示，本实用新型披露的三辊联动可调数控四辊卷板机，包括一水平设置的底座4，底座4上方固定有两座支架1，两座支架1垂直于底座4，两座支架1之间固定有四根辊轴2，四根辊轴2平行设置。如图1所示，两支架1分别为固定侧支架11及翻倒侧支架12，四根辊轴分别为上辊21、下辊22、第一侧辊23及第二侧辊24，如图1所示，上辊21、下辊22、第一侧辊23及第二侧辊24位于固定侧支架11及翻倒侧支架12之间，且均与固定侧支架11及翻倒侧支架12垂直，如图2所示，下辊22位于上辊21正下方，第一侧辊23及第二侧辊24分别位于下辊22两侧。

作为优选的，如图1至图3所示，上辊21的其中一端与固定侧支架11定位且转动连接，下辊22、第一侧辊23及第二侧辊24两端分别安装于两侧侧辊联动机构3，即包括两个侧辊联动机构3，两个侧辊联动机构3分别位于下辊22、第一侧辊23及第二侧辊24两端，使卷制过程中，下辊22、第一侧辊23及第二侧辊24的相对位置保持不变。两个侧辊联动机构3分别通过升降机构5与固定侧支架11及翻倒侧支架12连接，两侧侧辊联动机构3及升降机构5对称设置，由此，形成下调式卷板机结构。在本实用新型的此实施方式中，下辊22、第一侧辊23及第二侧辊24均安装在侧辊联动机构3上，结构紧凑、稳定可靠，下辊22、第一侧辊23及第二侧辊24整体升降、运行稳定性能好。

如图3所示，在本实用新型此实施方式中，侧辊联动机构3包括侧辊联动机构本体31，侧辊联动机构本体31上开设三个圆形安装孔，分别为下辊座312、第一侧辊座313及第二侧辊座314，如图3所示，第一侧辊座313及第二侧辊座314分别位于下辊座312两侧，作为优选的，下辊座312、第一侧辊座313及第二侧辊座314的圆心位于同一直线上，而作为进一步优选的，第一侧辊座313至下辊座312的距离与第二侧辊座314至下辊座312的距离相等，下辊22、第一侧辊23及第二侧辊24两端分别安装于下辊座312、第一侧辊座313及第二侧辊座314内。

如图1和图2所示，每组升降机构5分别包括下辊升降机构51及侧辊升降机构52，两个侧辊联动机构3分别与两个下辊升降机构51连接，两个侧辊联动机构3分别位于两个下辊升降机构51上方，且使下辊22位于两个下辊升降机构51正上方。如图2和图3所示，侧辊升降机构52连接于侧辊联动机构3一端端部，即连接于第一侧辊座313端或连接于第二侧辊座314端，在本实用新型此实施方式中，侧辊升降机构52连接于第一侧辊座313端下方，当然，并不限制于仅连接于第一侧辊座313端，如图3所示，侧辊升降机构52与侧辊联动机构3通过连接件6连接，连接件6与侧辊联动机构3固定连接，连接件6上设有连接孔61，侧辊升降机构52连接于连接孔61内，侧辊升降机构52与连接件6转动连接。

如图1和图2所示，每个下辊升降机构51分别包括下辊伺服驱动装置511及下辊传动丝杆512，作为优选的，如图1所示，在本实用新型的此实施方式中，固定侧支架11及翻倒侧支架12中部对应位置处开设有供下辊伺服驱动装置511安装的驱动装置安装位5111，下辊伺服驱动装置511固定于驱动装置安装位5111内。如图2所示，下辊传动丝杆512连接于下辊伺服驱动装置511，通过下辊伺服驱动装置511驱动转动，下辊传动丝杆512竖直设置，且顶端连接于侧辊联动机构3的下辊座312正下方，通过下辊伺服驱动装置511驱动下辊传动丝杆512正转或反转，从而驱动安装有下辊22、第一侧辊23及第二侧辊24的侧辊联动机构3整体升降，安装有下辊22、第一侧辊23及第二侧辊24的侧辊联动机构3整体上升，使下辊22与上辊21共同作用夹持板材。作为进一步优选的，下辊伺服驱动装置511内置第一传感器，以测定和反馈下辊22与上辊21之间的位移量，以利于更好地夹持板材。

如图1和图2所示，每个侧辊升降机构52分别包括侧辊伺服驱动装置521及侧辊传动丝杆522，如图2所示，侧辊传动丝杆522连接于侧辊伺服驱动装置521，通过侧辊伺服驱动装置521驱动转动，侧辊传动丝杆522顶端连接于连接件6上的连接孔61内。如图2和图4所示，通过侧辊伺服驱动装置521驱动侧辊传动丝杆522正转或反转，从而推拉侧辊联动机构3，继而驱动安装有下辊22、第一侧辊23及第二侧辊24的侧辊联动机构3以下辊22为轴心上下升降位移，即以下辊22为圆心，当第一侧辊23上升时，则第二侧辊24下降；反之当第一侧辊23下降时，则第二侧辊24上升，第一侧辊23及第二侧辊24上升位移的高度，决定板材成形曲率的大小。作为进一步优选的，侧辊伺服驱动装置521内置第二传感器，以测量和反馈第一侧辊23及第二侧辊24上升或者下降的位移量，以实现预定的板材成形曲率。

作为优选的，还包括下辊同步轴53及侧辊同步轴54，下辊同步轴53连接两个下辊伺服驱动装置511，侧辊同步轴54连接两个侧辊伺服驱动装置521，下辊同步轴53及侧辊同步轴54均与四根辊轴2平行，从而实现两侧下辊伺服驱动装置511及侧辊伺服驱动装置521同步运动，继而驱动下辊22、第一侧辊23及第二侧辊24整体两端同步升降，及驱动两个侧辊联动机构3同步升降位移。

如图1所示，还包括上辊伺服驱动装置8，在本实用新型的此实施方式中，上辊伺服驱动装置8位于固定侧支架11，固定于固定侧支架11外侧，上辊伺服驱动装置8做主传动，驱动上辊21转动。作为优选的，上辊伺服驱动装置8内置第三传感器，以测量和反馈上辊21的旋转位移量。

如图1所示，翻倒侧支架12包括：位于下方，与底座4固定连接固定部121，及连接于固定部121上方的翻倒部122，翻倒部122与固定部121位于同一平面，翻倒部122与固定部121通过转轴123转动连接，且转轴123位于翻倒侧支架12平面内。如图1所示，另外还包括一翻转驱动缸124，翻转驱动缸124位于翻倒侧支架12外侧，翻转驱动缸124一端与翻倒部122连接，另一端与底座4连接，以驱动翻倒部122绕转轴123实现翻转。翻倒部122中部开设辊孔125，辊孔125与上辊21位置一致，当翻倒部122翻转至竖直平面时，上辊21端部位于辊孔125内。设置翻倒侧支架12，在翻倒部122翻转至水平平面时，方便从上辊21轴端取出卷曲成形的成品工件。

如图1和图2所示，还包括PLC控制柜9及控制台7，下辊伺服驱动装置511、侧辊伺服驱动装置521、上辊伺服驱动装置8及翻转驱动缸124均连接于PLC控制柜9，PLC控制柜9与控制台7连接，PLC控制柜9固定于底座4上，PLC控制柜9内置PLC数字控制运行程序，运行程序计算主要与板材厚度、材质、屈服强度、板宽以及曲率大小等因素有关，运行程序包括自动卷制模式及手动控制模式，PLC控制柜9控制下辊伺服驱动装置511、侧辊伺服驱动装置521、上辊伺服驱动装置8及翻转驱动缸124配合工作。在本实用新型的此实施方式中，下辊伺服驱动装置511、侧辊伺服驱动装置521、上辊伺服驱动装置8均采用伺服驱动装置，提高了四根辊轴2的调速范围、定位精度、稳速精度、动态响应和运行稳定性等。

实施例2

图1、图2及图5示意性地显示了根据本实用新型第二种实施方式的三辊联动可调数控四辊卷板机。

如图1、图2及图5所示，本实用新型第二种实施方式提供的三辊联动可调数控四辊卷板机，其结构与实施例1中基本相同，其不同之处在于侧辊联动机构3的结构。

如图5所示，侧辊联动机构3包括侧辊联动机构本体31，侧辊联动机构本体31上开设三个圆形安装孔，分别为下辊座312、第一侧辊座313及第二侧辊座314，如图5所示，第一侧辊座313及第二侧辊座314分别位于下辊座312两侧，作为优选的，在本实用新型的此实施方式中，第一侧辊座313圆心至下辊座312圆心的连线与第二侧辊座314圆心至下辊座312圆心的连线成一定的夹角，形成一“V”形，而作为进一步优选的，第一侧辊座313至下辊座312的距离与第二侧辊座314至下辊座312的距离相等，下辊22、第一侧辊23及第二侧辊24两端分别安装于下辊座312、第一侧辊座313及第二侧辊座314内。此结构的侧辊联动机构3稳定性好、运行精度高。

实施例3

图1、图2及图6至图9示意性地显示了根据本实用新型第三种实施方式的三辊联动可调数控四辊卷板机。

如图1、图2及图6至图9所示，本实用新型第三种实施方式提供的三辊联动可调数控四辊卷板机，其结构与实施例1中基本相同，其不同之处在于侧辊联动机构3的结构。

如图6和图7所示，侧辊联动机构3包括侧辊联动机构本体31，侧辊联动机构本体31包括凸形第一联动臂3101及凹形第二联动臂3102，如图7所示，凸形第一联动臂3101的突出部卡设于凹形第二联动臂3102的凹槽内。如图6所示，作为优选的，第一联动臂3101及第二联动臂3102上分别开设第一移动腔位3103及第二移动腔位3104，如图6所示，作为进一步优选的，第一移动腔位3103及第二移动腔位3104为矩形腔，第一移动腔位3103及第二移动腔位3104内分别嵌设有矩形第一移动座3105及矩形第二移动座3106，第一移动腔位3103及第二移动腔位3104分别沿对应的第一联动臂3101及第二联动臂3102轴向上的长度大于第一移动座3105及第二移动座3106的长度，因此，嵌设有第一移动座3105及第二移动座3106后的第一移动腔位3103及第二移动腔位3104内存在可移位的空隙，以利于第一移动座3105、第二移动座3106在第一移动腔位3103及第二移动腔位3104内做前后移动。而将第一移动腔位3103、第二移动腔位3104、第一移动座3105及第二移动座3106均设置成矩形，提高了位移精度。如图6所示，第一移动座3105上开设圆形安装孔，即为第一侧辊座313，第二移动座3106上开设圆形安装孔，即为第二侧辊座314，第一侧辊23及第二侧辊24两端分别安装于第一侧辊座313及第二侧辊座314内，由此，如图8所示，可通过调节第一移动座3105及第二移动座3106在第一移动腔位3103及第二移动腔位3104内的位置，实现第一侧辊23及第二侧辊24在水平方向上的调整。

如图7所示，第一联动臂3101的突出部与第二联动臂3102的凹槽两侧重叠部位开设圆形支承孔，即为下辊座312，如图1、图2、图6及图7所示，下辊22两端安装于下辊座312内，由此，第一联动臂3101及第二联动臂3102可以下辊22为轴心转动，如图9所示，从而方便调节第一联动臂3101及第二联动臂3102间的角度。

上述结构的侧辊联动机构3，可以使第一侧辊23、第二侧辊24四根据不同需要，实现前后方向、上下方向的调节。增强了侧辊联动机构3的灵活性、适应性和通用性，因此，该实施方式中，可通过调节第一移动座3105及第二移动座3106的位置，以调节第一侧辊23及第二侧辊24间的距离，通过调节第一联动臂3101及第二联动臂3102间的角度，调节第一侧辊23及第二侧辊24上升的位移量。第一侧辊23及第二侧辊24的升降位移量决定了板材成形曲率的大小，因此，该实施方式提供的侧辊联动机构3有利于目标曲率更好的实现，从而扩大了卷板机的成形曲率的范围，扩大了卷板机的适用范围，针对特定筒体形状，如椭圆形、方形或异形筒体工件等，均可通过本实用新型披露的三辊联动可调数控四辊卷板机卷制。

本实用新型上述实施例披露的三辊联动可调数控四辊卷板机的操作步骤为：

1、打开控制台7的电源，PLC控制柜9运行程序，进入自动卷制模式，当然，亦可切换到手动模式操作；

2、如图10所示，将板材从第一侧辊23侧进料，置于上辊21与下辊22之间；

3、如图10所示，PLC程序发出指令，使下辊升降机构51的下辊伺服驱动装置511运行，驱动下辊传动丝杆512上升，带动侧辊联动机构3上升，从而使下辊22与上辊21共同作用夹持板材进料端的端部；

4、如图11所示，启动侧辊升降机构52，侧辊伺服驱动装置521带动侧辊升降丝杆522上升，使第一侧辊23通过第二传感器的测量与反馈，位移到形成板材要求曲率所需的预定位置。

5、启动上辊伺服驱动装置8，在摩擦力的作用下，使上辊21带动板材与下辊22共同给进，板材在给进的过程中即产生预定曲率的形变，通过第三传感器反馈给PLC的数据，确定板材给进的位移量，即完成板端预弯。

6、如图12所示，PLC指令侧辊伺服驱动装置521带动侧辊升降丝杆522下降，第一侧辊23也随之下降，第二侧辊24上升到预定位置，上辊21继续旋转，板材继续给进，如图13所示，板材在继续给进的过程中完成剩余板材卷制。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。