技术领域
本发明涉及一种辊轧成型系统用电磁脉冲成型装置及其控制方法，更为详细地涉及一种利用电磁力成型加强用卷边部的辊轧成型系统用电磁脉冲成型装置及其控制方法。
背景技术：
一般来说，直线型横梁通过辊轧成型系统来生产，该辊轧成型系统是由上辊与下辊作为一对来构成的多级辊轧成型机配置成一排，并将所供给的卷料按各种形状折弯成型的系统。
图1是常规辊轧成型系统及按步骤的工艺示意图。
参照图1，上述辊轧成型系统及其工艺如下：首先，在工艺线的前方设置有开卷所供给的卷材210的开卷机201，用于供给卷材(S110)。
在所述开卷机201的后方设置有将从所述开卷机201开卷出来的所述卷材210矫直成平板状面板220的矫直机203，用于实施矫直(straightening)(S120)。
而且在所述矫直机203的后方设置有压弯机(brakepress)205，对从所述矫直机203供给的所述面板220加工用于组装即将成型的横梁的各种用途的孔，用于实施冲孔(piercing)(S130)。
在所述压弯机205的后方设置有由多级辊轧成型机(R1～R7；以七级辊轧成型机为例)构成的辊轧成型单元(rollformingunit)207，依次折弯经由所述开卷机201、矫直机203以及压弯机205而供给的所述面板220，从而按所需成型梁230的形状进行辊轧(S140)。
此外，在所述辊轧成型单元207的后方设置有弯圆机(roundbender)209，使所述成型梁230以预定的曲率半径通过，从而弯曲成型为具有规定曲率的成型梁240(S150)。
此外，在所述弯圆机209的后方设置有按规定的规格冲切所述成型梁240的冲切机(cuttingpress)211，用于实施按预定的规格冲切所述成型梁240的冲切工序(S160)。
作为通过如此的辊轧成型系统及其工艺而生产的成型梁240的一例，在图2中示出沿长度方向按照开放型的规定形状折弯成型的车辆用保险杠梁300。
然而在如上的保险杠梁300中，相比通过保险杠托架与车体连接的支点即两侧端部，中央部对冲击能量的刚性较弱，尤其在车辆的正面冲撞时，保险杠梁300的中央部的变形及破损较为严重。
为了加强这种保险杠梁的中央部的刚性，大多数的保险杠梁在其中央部额外地设置加强件，或者另行适用额外的支承梁，但这需要额外的工艺，且具有重量及费用增加的缺点。
因此，最近亟待要求开发在辊轧成型工艺中能够最大限度地减少重量及费用，且对成型梁局部地加强刚性的技术。
技术实现要素：
本发明实施例的目的是提供一种辊轧成型系统用电磁脉冲成型装置及其控制方法，在辊轧成型工艺中，能够在不影响辊轧成型工艺周期的情况下在经过辊轧成型的成型梁上实时地成型用于加强刚性的特定的形状。
特别是，本发明实施例的目的是提供一种辊轧成型系统用电磁脉冲成型装置及其控制方法，在辊轧成型单元的后方同步于辊轧成型的成型速度，并利用电磁力局部地在成型梁上成型加强用的卷边部。
本发明的一个或多个实施例的辊轧成型系统用电磁脉冲成型装置，可包括：前方导向辊装置及后方导向辊装置，彼此间具有规定间隔地设置在基座上，用于导向成型梁的移动；导引装置，包括设置在所述前方导向辊装置及后方导向辊装置之间的所述基座上的多个导轨及以能够沿所述导轨移动的方式设置的多个导向支架；电磁脉冲成型装置，包括：上板，与所述成型梁的上表面对应且将所述多个导向支架的上端相互连接；线圈壳，被组装于所述上板；以及线圈，设置在所述线圈壳的内部，与脉冲发生器电连接且通过被输入的电流产生磁场；移动量感测装置，感测所述成型梁的移动量；同步装置，包括：沿所述基座设置的丝杠；与所述丝杠连接以使所述丝杠旋转的同步电机；及螺杆箱，与所述丝杠相啮合，且通过所述丝杠的旋转，使所述多个导向支架同所述成型梁一起沿工艺方向同步移动；以及成型模具，与所述电磁脉冲成型装置对应而通过升降缸设置在所述螺杆箱的上侧，且具有成型面，所述成型面用于支承所述成型梁的下表面并通过由所述线圈所产生的电磁力在所述成型梁上成型规定的形状。
所述前方导向辊装置及后方导向辊装置可包括：辊支架，设置在所述基座上；下导向辊，通过滑座设置在所述辊支架上，用于滚动支承所述成型梁的下表面；及上导向辊，通过滑座设置在所述辊支架上，用于滚动支承所述成型梁的上表面。
所述导引装置可进一步包括多个滑块，分别可滑动地设置在两侧的所述导轨上，且供所述导向支架竖立结合。
所述电磁脉冲成型装置可进一步包括磁场造型器，与所述线圈相邻而结合在所述线圈壳，且与所述成型梁的上表面对应而集中磁场。
在所述磁场造型器上可形成有对所述成型梁的成型部集中磁场的突出端。
所述移动量感测装置可包括：旋转轮，与所述成型梁接触并随着所述成型梁的移动而进行旋转；及编码器，检测所述旋转轮的旋转并将其旋转信号输出至控制器。
所述旋转轮可由橡胶材料构成。
所述同步装置可进一步包括复位开关，设置在所述导轨的一端，用于感测所述导向支架的移动并向所述控制器输出复位信号。
所述同步电机可由能够控制正反旋转的伺服电机构成。
所述升降缸可由将液压作为工作压力的液压缸构成，且所述成型模具设置在通过所述升降缸的操作进行升降的操作杆的前端。
可在所述两侧导向支架上沿上下方向形成有导槽，且可在所述成型模具上设置有沿所述导槽被导向的导向端。
可在所述成型面上与所述成型梁的下表面对应而形成有规定形状的成型槽。
另外，本发明的一个或多个实施例的辊轧成型系统用电磁脉冲成型装置的控制方法可包括以下步骤：从编码器检测通过成型梁的移动而产生的旋转轮的旋转速度信号，并从复位开关检测复位信号；计算所述旋转轮的旋转速度信号，以计算成型梁的移动速度；判断是否为所述成型梁的成型区；若判断为所述成型梁的成型区，则使升降缸前进驱动以使成型模具上升驱动，并且控制同步电机正向驱动，以使电磁脉冲成型装置同所述成型模具一起同步于所述成型梁的移动速度；控制所述电磁脉冲成型装置的脉冲发生器放电以形成磁场，并且利用所形成的磁场及所述成型模具电磁脉冲成型所述成型梁；判断是否从所述复位开关感测到复位信号；以及若感测到所述复位信号，则使所述升降缸下降驱动以使所述成型模具下降驱动，并且控制同步电机反向驱动，以使电磁脉冲成型装置同所述成型模具一起返回到起始位置。
所述电磁脉冲成型装置可包括：脉冲发生器，一齐放电充电于内部电容器的高电压电以产生脉冲电流；线圈壳，与所述成型梁的上表面对应而配置；线圈，设置在所述线圈壳的内侧，并与所述脉冲发生器电连接，且通过放电从所述脉冲发生器被输入的脉冲电流以形成磁场；以及磁场造型器，与所述线圈相邻而结合于所述线圈壳，并与所述成型梁的上表面对应而集中磁场。
所述编码器可感测同所述成型梁接触并与所述成型梁的移动成比例而旋转的旋转轮的旋转，并将所述旋转轮的旋转速度信号输出至控制器。
在控制所述同步电机进行正向驱动时，所述同步电机可被控制为使得所述电磁脉冲成型装置和所述成型模具与成型梁的移动速度同步。
所述同步电机可由能够控制正反旋转的伺服电机构成。
所述升降缸可由将液压作为工作压力的液压缸构成。
本发明的实施例在辊轧成型工序的后方，电磁脉冲成型装置和成型模具同步于经过辊轧成型的成型梁而移动，从而在不影响辊轧成型工艺周期的情况下，通过电磁脉冲成型实时地在成型梁的一侧局部成型用于加强刚性的特定形状。
附图说明
图1是常规辊轧成型系统及按步骤的工艺示意图。
图2是利用常规辊轧成型系统及工艺制造出的一例车辆用保险杠梁的立体图。
图3是适用本发明实施例的电磁脉冲成型装置的辊轧成型系统及按步骤的工艺图。
图4是本发明实施例的电磁脉冲成型装置的侧视图。
图5是图4的A-A向剖视图。
图6是本发明实施例的电磁脉冲成型装置的控制方块图。
图7是本发明实施例的电磁脉冲成型装置的工作状态图。
图8是本发明实施例的电磁脉冲成型装置控制方法的控制流程图。
图9是利用适用本发明实施例的电磁脉冲成型装置的辊轧成型系统制造出的成型品的立体图。
符号说明
1：开卷机2：矫直机
3：压弯机4：辊轧成型单元
5：电磁脉冲成型装置6：弯圆机
7：冲切机9：基座
10：卷材20：面板
30、40、50、60：成型梁110、120：导向辊装置
130：导引装置140：电磁脉冲成型装置
150：移动量感测装置160：同步装置
170：成型模具111、121：辊支架
113、123、117、127：滑座115、125、119、129：导向辊
131：导轨133：滑块
135：导向支架137：上板
141：脉冲发生器143：线圈壳
145：线圈147：磁场造型器
151：旋转轮153：编码器
161：螺杆箱163：连接托架
165：丝杠167：同步电机
169：复位开关171：升降缸
175：导槽177：导向端
V：移动速度C：控制器
具体实施方式
下面，参照附图详细地说明本发明的实施例。
需要说明的是，为了清楚地说明本发明的实施例，省略了与说明无关的部分，图中所示的各结构的尺寸及厚度是为了便于说明而任意表示的，因此本发明并不一定局限于图中所示的内容。
图3是适用本发明实施例的电磁脉冲成型装置的辊轧成型系统及按步骤的工艺图，图4是本发明实施例的电磁脉冲成型装置的侧视图，图5是图4的A-A向剖视图。
参照图3，本发明实施例的电磁脉冲成型装置5设置在由多级辊轧成型机(rollformer)R1、R2、R3、......R6、R7构成在基座9上的辊轧成型单元(rollformingunit)4的后方，用于在经过辊轧成型的成型梁30上电磁脉冲成型特定的形状。
首先，适用本发明实施例的电磁脉冲成型装置(magneticpulseformingdevice)5的辊轧成型系统(rollformingsystem)在工艺线前方设置有开卷机(uncoiler)1，用于供给卷材10。
在所述开卷机1的后方设置有矫直机(straightener)2，用于将由开卷机1供给的卷材10矫直(straightening)成平板状的面板(panel)20。
此外，在所述矫直机2的后方设置有压弯机(brakepress)3，用于在由所述矫直机2供给的面板20形成用于组装即将成型的横梁的各种用途的孔。
在所述压弯机3的后方设置有辊轧成型单元4，用于依次折弯经由所述矫直机2和压弯机3而供给的面板20，从而辊轧成型为具有规定形状的成型梁30。
上述辊轧成型单元4由多级辊轧成型机R1、R2、R3、......R6、R7配置成一排而设置。
此外，如图4所示，在所述辊轧成型单元4的后方设置有本发明实施例的电磁脉冲成型装置5，用于对所述成型梁30的一侧局部地进行电磁脉冲成型(magneticpulseforming)。
在这种电磁脉冲成型装置5的后方设置有由多个曲率成型辊(curvaturebendingroll)构成的弯圆机(roundbender)6，用于按规定的曲率成型经过电磁脉冲成型工序的成型梁(shapedbeam)40。
此外，在所述弯圆机6的后方设置有冲切机(cuttingpress)7，用于按规定的规格冲切经过曲率成型的成型梁50。
参照图4和图5，适用于如上结构的辊轧成型系统上的电磁脉冲成型装置5包括前方导向辊装置110及后方导向辊装置120、导引装置130、电磁脉冲成型装置140、移动量感测装置150、同步装置160及成型模具170。
首先，所述前方导向辊装置110及后方导向辊装置120彼此间隔开规定间隔地分别设置在所述辊轧成型单元4中的最后端辊轧成型机(即图3中的R7)和其后方的弯圆机6之间的基座9上，用于导向成型梁30的移动。
在此，所述前方导向辊装置110及后方导向辊装置120构成为具有相同的功能及形状，包括设置在所述基座9上的辊支架111、121。
在所述辊支架111、121的下部通过滑座113、123可旋转地设置有用于导向所述成型梁30的下表面的下导向辊115、125。
而且，在所述辊支架111、121的上部同样地通过滑座117、127可旋转地设置有用于导向所述成型梁30的上表面的上导向辊119、129。
这些前方导向辊装置110及后方导向辊装置120通过上导向辊119、129及下导向辊115、125，从辊轧成型单元4滚动支承并按规定的速度导向经过辊轧成型的成型梁30。
所述上导向辊119、129及下导向辊115、125缓解在辊轧成型过程中残留在成型梁30中的残留应力所引起的弹性后效(springback)，从而在通过所述电磁脉冲成型装置5进行电磁脉冲成型时，防止成型梁30的两端被扭曲。
此外，所述导引装置130沿工艺方向设置在所述前方导向辊装置110及后方导向辊装置120之间的所述基座9上。
即，所述导引装置130包括沿工艺方向设置的多个导轨131。
在每个所述导轨131上分别可滑动地设置有滑块133，在每个所述滑块133上分别竖立设置有导向支架135。
而且，两侧的所述导向支架135的上端通过上板137相互连接。
此外，所述电磁脉冲成型装置140对应于所述成型梁30的上表面而设置在所述上板137，且通过由脉冲发生器141输入的高电压电流产生电磁力，并利用该电磁力电磁脉冲成型成型梁30的一侧。
所述电磁脉冲成型装置140包括一齐放电充电于内部电容器(未图示)中的高电压电，以产生脉冲电流的脉冲发生器141。
而且，在所述上板137的底面固定有线圈壳143，且在所述线圈壳143的内侧设置有线圈145。
所述线圈145是与所述脉冲发生器141电连接，且放电由所述脉冲发生器141输入的脉冲电流以形成磁场的感应线圈。
此外，在所述线圈壳143的内部，与线圈145相邻设置有磁场造型器(fieldshaper)147，所述磁场造型器147对应于成型梁30的上表面集中磁场从而施以通过电磁力所进行的成型。
在这种磁场造型器147上一体形成有对所述成型梁30的成型部集中磁场的突出端149。
此外，所述移动量感测装置150为了能够计算所述成型梁30上的成型区及成型梁的移动速度，感测成型梁30的移动。
所述移动量感测装置150包括：旋转轮151，与所述成型梁30接触并随所述成型梁30的移动而旋转；及编码器(encoder)153，检测所述旋转轮151的旋转，并输出其旋转信号。
所述编码器153向控制器C输出由成型梁30的移动所产生的所述旋转轮151的旋转速度信号，从而使控制器C能够计算所述成型梁30上的成型区及成型梁30的移动速度。
其中，所述旋转轮151由橡胶材料的滚轮或硅酮等树脂材料的滚轮构成，从而能够保持接触力。
此外，所述同步装置(synchronizingmeans)160构成在所述基座9上的多个导轨131之间，以配合成型梁30的移动速度，使所述多个导向支架135向工艺方向同步驱动。
所述同步装置160包括配置在所述多个导向支架135之间的螺杆箱161，所述螺杆箱161通过连接托架163与所述多个导向支架135连接。
所述螺杆箱161与丝杠165结合，所述丝杠165的两端可旋转地设置在所述基座9上的多个轴承单元BU上。
而且，在所述多个轴承单元BU中，其中任一个轴承单元BU设置有同步电机167，所述同步电机167的旋转轴与所述丝杠165连接，从而驱动所述丝杠165。
在此，所述同步电机167可由能够控制正反旋转的伺服电机构成。
此外，在所述导轨131的后端部设置有复位开关169，用于感测所述导向支架135并向所述控制器C输出复位信号。
此外，所述成型模具170与电磁脉冲成型装置140的磁场造型器147相对而设置在配置于所述螺杆箱161上侧的升降缸171的上面。
其中，所述升降缸171由液压缸构成，该液压缸以通过液压管线L上的电磁阀SV的操作控制供给的液压作为工作压力。
即，所述成型模具170设置在所述升降缸171的操作杆173的前端，并通过所述升降缸171的驱动，在两侧的导向支架135之间进行升降。
这种成型模具170具有成型面F，用于支承成型梁30的下表面，并通过由所述线圈145产生的电磁力在所述成型梁30上成型规定的形状，在所述成型面F上与成型梁30的下表面对应而形成有规定形状的成型槽G。
在所述导向支架135上沿上下方向形成有导槽175，且在所述成型模具170的两侧面上形成有沿所述导向槽175被导向的导向端177。
如图6所示，当所述控制器C被输入从编码器153与复位开关169输出的旋转轮151的旋转速度信号及复位信号时，所述控制器由所述旋转轮151的旋转速度信号实时计算成型梁30上的成型区及成型梁30的移动速度V，且由所述复位信号判断同步复位时间点。
此外，所述控制器C通过控制同步电机167的输出，控制电磁脉冲成型装置140的同步速度，并通过控制所述脉冲发生器141的放电，控制电磁脉冲成型时间点，且通过控制所述电磁阀SV的接通(ON)及断开(OFF)，控制升降缸171的驱动。
下面，参照图3说明如上所述本发明实施例的电磁脉冲成型装置5的控制操作。
首先，在工艺线的前方，开卷机1供给卷材10(开卷步骤；S1)。
接着所述开卷步骤S1，在所述开卷机1的后方通过矫直机2将所述卷材10矫直成平板状的面板20(矫直步骤；S2)。
接下来，在所述矫直机2的后方利用所述压弯机3对从所述矫直步骤S2供给的面板20成型用于组装即将成型的横梁的各种用途的孔(冲孔步骤；S3)。
然后，在所述压弯机3的后方由多级辊轧成型机R1、R2、R3、......R6、R7构成的辊轧成型单元4分别依次折弯从所述冲孔步骤S3供给的面板20，从而按所需成型梁30的形状进行成型(辊轧成型步骤；S4)。
在所述辊轧成型单元4的后方，如图4及图5所示，由本发明实施例的电磁脉冲成型装置5按照图8所示的电磁脉冲成型装置的控制方法，同步于所移动的成型梁30电磁脉冲成型用于加强刚性的卷边部61(电磁脉冲成型步骤；S5)。
此外，在所述电磁脉冲成型装置5的后方，所述弯圆机6按照需要成型的规定的曲率成型从所述电磁脉冲成型步骤S5供给的成型梁40(弯曲步骤；S6)。
在所述弯圆机6的后方，所述冲切机7按规定的规格冲切从所述弯曲步骤S6供给的成型梁50(冲切步骤；S7)。据此如图9所示，生产出在中央部具有一定区域的刚性加强用卷边部61的成型梁60。
下面，通过图8具体说明本发明实施例的电磁脉冲成型装置5的控制方法。
首先，控制器C从编码器153检测出由所述成型梁30的移动所产生的所述旋转轮151的旋转速度信号，并从复位开关169检测出复位信号(ST1)。
接下来，所述控制器C由所述旋转轮151的旋转速度信号计算成型梁30的移动速度，并由所述复位信号计算同步复位时间点(ST2)。
所述控制器C由所述计算判断是否为成型梁30的成型区(ST3)。
此时，若判断为不是成型梁30的成型区，则所述控制器C返回上位步骤ST1。
反之，若判断为成型梁30的成型区，则所述控制器C控制所述电磁阀SV而控制液压供给，以使所述升降缸171前进驱动，并使成型模具170上升驱动，同时控制同步电机167正向驱动，以使电磁脉冲成型装置140与所述成型模具170一起同步于所述成型梁30的移动速度V(ST4)。
那么如图7所示，所述成型模具170上升并成为与成型梁30的下表面接触的状态，并且所述电磁脉冲成型装置140同所述成型模具170一起，同步于成型梁30的移动速度V，沿工艺方向移动。
在此状态下，所述控制器C控制所述电磁脉冲成型装置140中的脉冲发生器141进行放电，并通过线圈145放电充电于内部电容器(未图示)中的高电压电。
那么如图7所示，此时所形成的磁场通过磁场造型器147集中于所述成型梁30的成型区，以进行电磁脉冲成型(ST5)。
然后，控制器C判断是否从所述复位开关169感测到复位信号(ST6)。
若感测到复位信号，则所述控制器C通过所述电磁阀SV控制液压供给以使升降缸171下降驱动，从而使成型模具170下降驱动，同时控制同步电机167进行反向驱动，以使电磁脉冲成型黄纸140同所述成型模具170一起返回到起始位置。
那么如所述图5所示，所述成型模具170再次下降而从成型梁30的下表面分离，并且如图4所示，电磁脉冲成型装置140同所述成型模具170一起沿工艺方向的反方向移动并返回到起始位置。
以上说明了本发明的一实施例，但本发明并不限于上述实施例，包括本发明所属技术领域的普通技术人员从本发明的实施例容易变更并被认定为等同的范围内的所有变更。