专利名称：在线冲孔的辊压成型加工方法和生产线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种板料的辊压成型加工方法和设备，特别涉及一种需在板料上冲孔 的辊压成型加工方法和设备。
背景技术：
现有技术中，有一种辊压成型生产线，其主要包括有依次设置的放料架、喂料校平 机构、辊压成型机、切断装置和落料装置，其工作时，卷板板料装入放料架上，板料端头送入 校平机构校平，然后板料依次进入辊压成型机成型，成型后经切断装置切断，再落在落料装 置上，这些成型的板料进行冲孔加工时，需要另外在冲孔或钻孔的设备上进行加工，由于板 料已经变形，给冲孔加工带来一定的困难；由于板料在切断之前是连续的，板料成型加工 时，其运动方向是水平的，冲孔加工是垂直于板料加工的，两者的运动是相互干涉的，因此， 不能实现同步的在线加工；现有技术中也有一些在线加工设备，但其工作是间歇式的，例 如，在水平运动加工时，间隙停顿一段时间，进行垂直方向的加工，然后再进行水平方向的 运动；其不足之处在于这种加工方式速度慢，有停顿，制动频繁，能耗高。目前没有一种设 备能在板料水平运动的同时，进行垂直方向的同步冲孔加工。
发明内容
本发明针对现有技术加工速度慢的缺陷，提供一种在线冲孔的辊压成型加工方法 及利用该方法辊压成型的生产线，使其能提高加工速度，同时可实现高精度加工。为解决上述技术问题，本发明所述的在线冲孔的辊压成型加工方法，依次包括放 料、校平、冲孔、辊压成型、切断和落料步骤，所述冲孔步骤依次由如下分步骤组成1)检测板料直线运动的实时位移信号；2)根据实时位移信号驱动冲孔机构加速运动，沿板料的运动方向，追赶板料，直至 到达设定的冲孔位置；3)驱动冲孔机构跟踪卷板的直线运动，保持与板料同步运动；4)在保持与板料同步运动的过程中，冲孔机构在板料上的设定位置冲裁出孔；5)冲孔机构退回初始位置。本发明还提供了一种利用上述方法实现在线冲孔的辊压成型生产线，该生产线包 括依次设置的放料架、喂料校平机构、冲孔装置、辊压成型机、切断装置和落料装置，所述冲 孔装置包括机架，机架上沿生产线的长度方向设有两根相互平行的导轨，导轨上配合设置 有滑块，滑块固定在工作台的底面上，工作台上设有下模座，工作台侧面连接有经伺服电机 带动的滚珠丝杠，滚珠丝杠的丝杠螺母固定在工作台下侧，滚珠丝杠的丝杠两端可转动地 安装在机架上；工作台上方呈矩形分布有四根导柱，四根导柱之间滑动连接有上模座，所述 四根导柱的顶部固定连接有上固定架，上固定架中心固定有油缸，油缸的活塞杆穿过上固 定架向下伸出，活塞杆的伸出端与上模座固定连接；该装置还包括有检测所加工的板料实 时位移信号的编码器，编码器的信号输出端连接PLC，PLC 一路双向信号经控制器连接至伺服电机，另一路输出控制信号连接至驱动油缸活塞动作的电磁阀，位于工作台的左侧设有 用于控制伺服电机换向的左侧行程开关，位于工作台的右侧设有控制伺服电机停止的右侧 行程开关，右侧行程开关和左侧行程开关的信号分别连接至PLC的信号输入端。本发明通过伺服电机动工作台运动，对直线运动中的板料进行定位、跟踪，在同步 运动中进行冲孔加工，避免了垂直于板料方向上的冲孔加工和板料水平运动之间的干涉， 其有益效果在于可提高板料的冲孔精度和加工速度，该装置主要用于固定截面的型材加 工，例如，生产高速公路两侧的护栏。为保证校平后的板料稳定地穿过工作台上方，以便于冲裁出高精度的孔，所述工 作台右侧和左侧分别设有水平导向滚轮组，右侧的水平导向滚轮组的右侧还设有防跑偏滚 轮组。水平导向辊轮组起稳定作用，避免板料运动中跳动，防跑偏滚轮组可从前后方向定位 板料，避免跑偏。为保证上模座和导柱之间运动顺畅，所述导柱与上模座之间经滑套和直线轴承相 连接，滑套固定在上模座上，直线轴承配合设置在上模座和导柱之间。为保证编码器能准确地提供给PLC实时位移信号，所述编码器设置在辊压成型机 的右侧上部。其尽量靠近所述工作台设置，可减少积累误差，同时，可避免与运动的工作台 相干涉。为避免撞击，同时，为工作台的制动提供安全保障，所述导轨的左右两端分别设有 缓冲器。为保证同步运动，提高控制精度，所述伺服电机和丝杠之间经同步带轮和同步带 传动连接。为了方便收集冲裁下的废料，所述机架上设定的冲孔位置相对应设有废料小车。
图1为本发明在线冲孔的辊压成型生产线的结构示意图；图2为图1中冲孔装置的结构示意图；图3为图2的俯视图；图4为图2的左视图；图5为本发明在线冲孔的辊压成型生产线的电气原理图；图6为本发明在线冲孔的辊压成型加工方法的逻辑图。其中，1放料架，2喂料校平机构，3冲孔装置，4编码器，5辊压成型机，6切断装置， 7落料装置，8板料，9、26缓冲器，10导轨，11滑块，12、19水平导向滚轮组，13下模座，14导 柱，15上模座，16活塞杆，17上固定架，18油缸，20防跑偏滚轮组，21工作台，22同步带轮， 23触杆，24、25行程开关架，27伺服电机，28同步带，29丝杠，30丝杠座，31机架，32丝杠螺 母，33直线轴承，34滑套，35废料小车。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明在线冲孔的辊压成型加工方法，依次包括放料、校平、冲孔、辊压成型、切断和落料 步骤，上述步骤中，放料、校平、辊压成型、切断和落料步骤均可和现有技术中板料辊压成型的工作方式相同，所不同的为冲孔步骤，该冲孔步骤依次由如下分步骤组成1)检测板料直线运动的实时位移信号；2)根据实时位移信号驱动冲孔机构加速运动，沿板料的运动方向，追赶板料，直至 到达设定的冲孔位置；3)驱动冲孔机构跟踪卷板的直线运动，保持与板料同步运动；4)在保持与板料同步运动的过程中，冲孔机构在板料上的设定位置冲裁出孔；5)冲孔机构退回初始位置。为实现上述方法，本发明提供一种在线冲孔的辊压成型生产线的技术方案，具体 可如图所示1-6所示，该生产线由依次设置的放料架1、喂料校平机构2、冲孔装置3、辊压成 型机5、切断装置6和落料装置7组成，冲孔装置3包括机架31，机架31上沿生产线的长度 方向设有两根相互平行的导轨10，导轨10的左右两端分别设有缓冲器9、26 ；导轨10上配 合设置有滑块11，滑块11固定在工作台21的底面上，工作台21上设有下模座13，工作台 21侧面连接有经伺服电机27带动的滚珠丝杠，滚珠丝杠有丝杠29、丝杠螺母32和丝杠座 30组成；伺服电机27和滚珠丝杠的丝杠29之间经同步带轮22和同步带28传动连接，丝 杠螺母32固定在工作台21下侧，丝杠29两端可转动地安装在丝杠座30内，丝杠座30固 定在机架31上；工作台21上方呈矩形分布有四根导柱14，四根导柱14之间滑动连接有上 模座15，导柱14与上模座15之间经滑套34和直线轴承33相连接，滑套34固定在上模座 15上，直线轴承33配合设置在上模座15和导柱14之间；四根导柱14的顶部固定连接有 上固定架17，上固定架17中心固定有油缸18，油缸18的活塞杆16穿过上固定架17向下 伸出，活塞杆16的伸出端与上模座15固定连接；工作台21右侧和左侧分别设有水平导向 滚轮组12、19，右侧的水平导向滚轮组19的右侧还设有防跑偏滚轮组20 ；机架上与设定的 冲孔位置相对应设有废料小车35。该装置还包括有检测所加工的板料实时位移信号的编码 器4，编码器4设置在辊压成型机5的右侧上部，该编码器4的滚轮贴靠在板料8上，板料8 运动时，滚轮转动，编码器4根据转动量和时间量得出板料的实时位移信号，编码器4的信 号输出端连接PLC，PLC —路双向信号经控制器连接至伺服电机27，另一路输出控制信号连 接至驱动油缸活塞动作的电磁阀，位于工作台21的左侧设有用于控制伺服电机换向的左 侧行程开关，位于工作台21的右侧设有控制伺服电机停止的右侧行程开关，右侧行程开关 和左侧行程开关的信号分别连接至PLC的信号输入端，左侧行程开关和右侧行程开关分别 安装在行程开关架24、25上，工作台侧面设有触杆23，工作台带动触杆23左右运动时，触杆 23可触发左侧行程开关和右侧行程开关动作。其工作时，如图7所示，卷板板料首先安装在放料架1上，板料8的端头可以抽出， 送入喂料校平机构2校平，然后经过冲孔装置进行冲孔，再进入辊压成型机5辊压成型，辊 压成型机5上设有多组耦合的滚轮，板料8从滚轮之间经过，可将板料辊压成连续的断面相 同的形状，断面形状可以是波浪形、弧形、折线形等形状，然后进过切断装置6按需求的长 度将其切断并落入落料装置7内。进行冲孔加工时，冲孔的位置可以通过PLC进行设定，在 板料8经过辊压成型机5时，编码器4检测到板料8的实时位移信号，该信号包括有位移量 和时间量，这样可以得到板料8的运行速度，以便驱使工作台21跟踪板料8，PLC将得到的 信号与设定信号进行比较，并在特定的时间发出控制信号，经控制器传递给伺服电机27，驱 使伺服电机27驱动工作台21加速运动到需冲孔的位置，伺服电机27与PLC之间的信号传递是双向的，可以将实时转动信号反馈给PLC，PLC再将反馈信号与控制量进行对比，调整 伺服电机27的转速，使工滑台直线运动的速度与板料8运动速度相等，以保证冲孔位置相 对固定，在同步跟踪板料8的过程中，油缸18的电磁阀控制油缸18动作，活塞杆下行，推动 上模座15上安装的上模下行，上模和下模座13上的下模合模，在板料8上冲裁出孔，这些 孔可用来定位安装成型后的工件；冲裁完成后，电磁阀换向，使油缸18活塞复位，工作台21 继续运动，直至左侧行程开关动作，工作台21刹车，伺服电机27再反向转动，驱使工作台21 退回，在触杆触碰到右侧行程开关后，伺服电机27停止，工作台21回到其初始位置，为下一 次冲孔动作作好准备。在工作台21运动到导轨10两端的极限位置时，触碰缓冲器9、26，可 帮助其刹车，由于板料8冲孔是在线加工，不影响板料8运行速度，冲孔位置也相对固定，因 此，其加工精度高、速度快，极大提高了生产效率。 本发明并不局限于上述实施例，作为本领域内的技术人员，可以在上述技术方案 的基础上作出一些变形和替代，这些变形和替代的技术方案也均落入本发明的保护范围 内。
权利要求
在线冲孔的辊压成型加工方法，其特征在于依次包括放料、校平、冲孔、辊压成型、切断和落料步骤，所述冲孔步骤依次由如下分步骤组成1)检测板料直线运动的实时位移信号；2)根据实时位移信号驱动冲孔机构加速运动，沿板料的运动方向，追赶板料，直至到达设定的冲孔位置；3)驱动冲孔机构跟踪卷板的直线运动，保持与板料同步运动；4)在保持与板料同步运动的过程中，冲孔机构在板料上的设定位置冲裁出孔；5)冲孔机构退回初始位置。
2.一种在线冲孔的辊压成型生产线，其特征在于包括依次设置的放料架、喂料校平 机构、冲孔装置、辊压成型机、切断装置和落料装置，所述冲孔装置包括机架，机架上沿生产 线的长度方向设有两根相互平行的导轨，导轨上配合设置有滑块，滑块固定在工作台的底 面上，工作台上设有下模座，工作台侧面连接有经伺服电机带动的滚珠丝杠，滚珠丝杠的丝 杠螺母固定在工作台下侧，滚珠丝杠的丝杠两端可转动地安装在机架上；工作台上方呈矩 形分布有四根导柱，四根导柱之间滑动连接有上模座，所述四根导柱的顶部固定连接有上 固定架，上固定架中心固定有油缸，油缸的活塞杆穿过上固定架向下伸出，活塞杆的伸出端 与上模座固定连接；该装置还包括有检测所加工的板料实时位移信号的编码器，编码器的 信号输出端连接PLC，PLC 一路双向信号经控制器连接至伺服电机，另一路输出控制信号连 接至驱动油缸活塞动作的电磁阀，位于工作台的左侧设有用于控制伺服电机换向的左侧行 程开关，位于工作台的右侧设有控制伺服电机停止的右侧行程开关，右侧行程开关和左侧 行程开关的信号分别连接至PLC的信号输入端。
3.根据权利要求2所述的在线冲孔的辊压成型生产线，其特征在于所述工作台右侧 和左侧分别设有水平导向滚轮组，右侧的水平导向滚轮组的右侧还设有防跑偏滚轮组。
4.根据权利要求2或3所述的在线冲孔的辊压成型生产线，其特征在于所述导柱与 上模座之间经滑套和直线轴承相连接，滑套固定在上模座上，直线轴承配合设置在上模座 和导柱之间。
5.根据权利要求2或3所述的在线冲孔的辊压成型生产线，其特征在于所述编码器 设置在辊压成型机的右侧上部。
6.根据权利要求2或3所述的在线冲孔的辊压成型生产线，其特征在于所述导轨的 左右两端分别设有缓冲器。
7.根据权利要求2或3所述的在线冲孔的辊压成型生产线，其特征在于所述伺服电 机和丝杠之间经同步带轮和同步带传动连接。
8.根据权利要求2或3所述的在线冲孔的辊压成型生产线，其特征在于所述机架上 设定的冲孔位置相对应设有废料小车。
全文摘要
本发明涉及板料辊压成型技术领域内的在线冲孔的辊压成型加工方法及生产线，其方法依次包括放料、校平、冲孔、辊压成型、切断和落料步骤，冲孔步骤依次由如下分步骤组成先检测板料直线运动的实时位移信号；根据位移信号驱动冲孔机构加速运动，沿板料的运动方向，追赶板料，直至到达设定的冲孔位置；再驱动冲孔机构跟踪卷板的直线运动，保持与板料同步运动；在保持与板料同步运动的过程中，冲孔机构在板料上的设定位置冲裁出孔；冲孔机构退回初始位置。本发明还提供了实现上述方法的生产线，通过PLC控制的伺服电机带动工作台跟踪板料，再进行冲孔。本发明可提高板料加工精度和速度，其可用于截面形状固定的板料的成型和冲孔加工。
文档编号B21D28/36GK101934318SQ201010272320
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者王正田, 颜兴林 申请人:江苏省南扬机械制造有限公司