圈圆机及圈圆方法与流程

本发明涉及轮辋加工技术领域，尤其是涉及一种圈圆机及圈圆方法。

背景技术：

以专利申请号为cn201120270673.0的一种用于制备定音鼓托圈的卷圆机为例，上压轮的下边缘位于承载轮和主动轮的上表面之下，板料放置在承载轮和主动轮的上方，上压轮的作用在板料的上方，当板料通过上压轮、承载轮和主动轮时，能够被压弯并呈圆弧状结构。由于板材需要由承载轮和主动轮共同承载，上压轮对板材的压力不仅影响板材的弯曲度，而且会影响板材对主动轮的压力，进而影响板材与主动轮之间的摩擦力，从而影响板材的传动稳定性。由于上压轮、承载轮和主动轮对板材的挤压力影响板材的传动稳定，通过上压轮、承载轮和主动轮对板材进行压弯作业时，为确保板材传输顺畅，板材所受压力必须在一定范围内，不仅需要避免摩擦力不足板材滑动，而且需要防止板材受夹持力作用运动卡滞，因此缩小了卷圆机对板材施加的弯曲应力范围，导致圈圆加工的径向尺寸范围较小。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种圈圆机及圈圆方法，以缓解现有技术中圈圆加工的径向尺寸范围较小的技术问题。

第一方面，本发明提供的圈圆机包括：机架、主动辊、顶升组件、第一抵推组件和第二抵推组件，所述顶升组件用于推挤板料抵接所述主动辊；所述主动辊转动连接于所述机架，并由动力组件驱动，用于驱动所述板料；所述第一抵推组件用于弯折所述板料，所述第二抵推组件用于使弯折后的所述板料形成圈板。

进一步的，所述顶升组件位于所述第一抵推组件和所述第二抵推组件之间，且所述顶升组件与所述主动辊间隔设置。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述机架上连接支撑件，所述支撑件位于所述主动辊背离所述顶升组件的一侧，所述支撑件用于抵接所述圈板的内圈。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述动力组件包括：电动机和减速器，所述电动机与所述减速器传动连接，所述减速器的输出轴与所述主动辊传动连接。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述机架上连接卸料组件，所述卸料组件用于驱动所述圈板沿所述主动辊的轴线方向运动，以使所述圈板与所述主动辊分离。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述机架上连接有角度传感器，所述角度传感器用于检测所述主动辊绕所述主动辊的轴线旋转的角度。

第二方面，本发明提供的圈圆方法，包括：控制顶升组件推挤板料，将所述板料挤压在顶升组件和主动辊之间；控制第一抵推组件动作，使所述板料产生弯曲；控制主动辊旋转驱动板料，并控制第二抵推组件动作，使所述板料向靠近所述主动辊的轴线方向弯曲形成圈板。

结合第二方面，本发明提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，在所述控制第二抵推组件动作，使所述板料向靠近所述主动辊的轴线方向弯曲形成圈板的步骤中，所述圈板的曲率大于预设曲率。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述圈圆方法包括：将支撑件抵接于所述圈板的内圈，以使所述圈板的曲率趋近等于所述预设曲率。

结合第二方面，本发明提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述圈圆方法包括：在所述控制主动辊旋转驱动板料的步骤前，控制所述第一抵推组件与所述板料分离。

结合第二方面，本发明提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述圈圆方法包括：检测所述主动辊的旋转角度，当所述主动辊旋转角度等于预设角度时，控制所述主动辊停止旋转；控制卸料组件动作，使所述圈板沿所述主动辊的轴线方向移动至与所述主动辊分离。

本发明带来了以下有益效果：采用顶升组件用于推挤板料抵接主动辊；主动辊转动连接于机架，用于驱动板料；第一抵推组件用于弯折板料，第二抵推组件用于使弯折后的板料形成圈板的方式，通过顶升组件和主动辊夹持板料，并通过主动辊驱动输送板料，第一抵推组件和第二抵推组件对板料施加弯曲应力，从而对板料进行圈圆加工，板料所受的弯曲应力对板料传输稳定性的影响较小，因此增大了对板料施加弯曲应力的范围，能够增大圈圆加工的径向尺寸范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例提供的圈圆机的示意图；

图2为本发明实施例提供的圈圆机的主视图；

图3为本发明实施例提供的圈圆机的左视图；

图4为本发明实施例提供的圈圆机的俯视图。

图标：1-机架；2-主动辊；3-顶升组件；4-第一抵推组件；5-第二抵推组件；6-支撑件；7-动力组件；71-电动机；72-减速器；8-卸料组件；9-角度传感器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1和图2所示，本发明实施例提供的圈圆机，包括：机架1、主动辊2、顶升组件3、第一抵推组件4和第二抵推组件5，顶升组件3用于推挤板料抵接主动辊2；主动辊2转动连接于机架1，并由动力组件7驱动，用于驱动板料；第一抵推组件4用于弯折板料，第二抵推组件5用于使弯折后的板料形成圈板。

具体地，顶升组件3能够将板料推挤至抵接主动辊2，从而使主动辊2和顶升组件3夹持板料，主动辊2绕轴线旋转从而驱动板料自靠近第一抵推组件4的一侧向靠近第二抵推组件5的一侧输送。当第一抵推组件4的顶部位置高于顶升组件3的顶部位置时，板料在被主动辊2和顶升组件3夹持的同时承受来自第一抵推组件4的作用力，从而通过第一抵推组件4对板料进行初步弯曲加工。若所需加工的圈板径向尺寸较小，第二抵推组件5的顶部位置和顶升组件3的顶部位置之间的高度差较大，平直的板料抵接第二抵推组件5时极易发成运动卡滞，通过第一抵推组件4对板料进行初步弯曲加工，从而能够使板料的弯曲端插入主动辊2和第二抵推组件5之间，并在第二抵推组件5的作用下进一步向靠近主动辊2的方向弯曲。经过二次弯曲加工的板料，可以形成工径向尺寸更小的圈板，可以有效防止由第二抵推组件5作用于平直板材，在加工大曲率圈板时产生卡滞的技术问题，因此能够增大圈圆加工的尺寸范围。

进一步的，顶升组件3位于第一抵推组件4和第二抵推组件5之间，且顶升组件3与主动辊2间隔设置。具体地，顶升组件3包括顶升驱动缸和顶升辊子，顶升辊子转动连接在顶升驱动缸的活动端，且顶升辊子的轴线与主动辊2的轴线平行，顶升驱动缸用于驱动顶升辊子靠近或者远离主动辊2。当板料被放置在顶升辊子和主动辊2之间时，顶升驱动缸驱动顶升辊子向靠近主动辊2的方向运动，从而使板料被夹紧在顶升辊子和主动辊2之间；当主动辊2旋转驱动板料传输时，顶升辊子在板料的摩擦力作用下旋转，从而降低板料输送的摩擦阻力。

需要说明的是，为了确保第一抵推组件4和第二抵推组件5能够有足够的安装空间，以主动辊2的轴线和顶升组件3的轴线确定的平面为中平面，第一抵推组件4设置在中平面的一侧，第二抵推组件5设置在中平面的另一侧。当第一抵推组件4驱动板料弯曲时，顶升组件3和第二抵推组件5均抵接板料；当第二抵推组件5进行圈圆加工时，顶升组件3和第一抵推组件4均抵接板料。当第一抵推组件4对板料完成初步弯曲加工后，控制第一抵推组件4向远离主动辊2的方向动作，从而使位于第一抵推组件4上方的板料在第二抵推组件5的作用下降落，主动辊2运转驱动板料向靠近第二抵推组件5的方向运动，板料靠近第二抵推组件5的一端向靠近主动辊2的方向弯曲，从而可以避免板料的端部与第二抵推组件5产生碰撞或卡滞。

在本发明实施例中，机架1上连接支撑件6，支撑件6位于主动辊2背离顶升组件3的一侧，支撑件6用于抵接圈板的内圈。其中，支撑件6与机架1可拆卸连接，且位置可调。机架1上设有多个间隔设置的通孔，支撑件6可通过连接件配合连接通孔，从而实现位置调节。调节支撑件6向靠近主动辊2的方向移动，从而可以缩小圈圆加工的径向尺寸；调节支撑件6向背离主动辊2的方向移动，可以增大圈圆加工的径向尺寸。支撑件6具有能够引导板料端部向背离主动辊2方向偏斜的弧形端面，经第二抵推组件5作用弯曲的板料输送至抵接支撑件6，从而在支撑件6的作用下对板料内圈端面进行支撑，进而避免径向尺寸过大的圈板在重力作用下造成曲率过大，从而适用于大径向尺寸的圈板加工。为了提高对圈板的支撑作用，支撑件6可设置多个，多个支撑件6沿圈板的圆周间隔设置，从而保证弯曲板料的稳定性。

此外，第二抵推组件5使板料向靠近主动辊2的轴线方向弯曲的曲率大于预设曲率，经支撑件6作用后的板料弯曲的曲率小于等于预设曲率，由此可以使板料经过较大的弯曲变形，再变形至预设弯曲的曲率状态，从而使板料产生轻微疲劳损伤，以确保加工的圈板形状稳定。

进一步的，支撑件6与机架1可拆卸连接，机架1上设有多个间隔设置的安装部，且安装部与支撑件6相适配。其中，支撑件6包括支撑轴和导向辊，支撑轴通过轴端螺栓或者卡环固定于机架1上的通孔或轴座，导向辊套设于支撑轴，并可绕支撑轴旋转。当板料的端部抵接导向辊时，导向辊绕支撑轴旋转，从而使板料向远离主动辊2的方向偏斜；当板料继续输送时，导向辊抵接板料的内圈，板料与支撑件6之间产生滚动摩擦，从而降低摩擦阻力。

如图1和图3所示，动力组件7包括：电动机71和减速器72，电动机71的传动轴与减速器72的输入轴传动连接，减速器72的输出轴与主动辊2传动连接。其中，电动机71通过带传动驱动减速器72，减速器72起到降速增扭的作用，并通过联轴器连接主动辊2，从而驱动主动辊2旋转。

如图3所示，机架1上连接卸料组件8，卸料组件8用于驱动圈板沿主动辊2的轴线方向运动，以使圈板与主动辊2分离。其中，卸料组件8包括卸料驱动缸和推料架，卸料驱动缸的固定端与机架1连接，推料架与卸料驱动缸的活动端连接。当圈圆加工完成时，板料形成圈板，卸料驱动缸驱动推料架推动圈板，从而使圈板沿主动辊2的轴线方向运动，直至圈板与主动辊2分离，从而完成卸料。

如图4所示，机架1上连接有角度传感器9，角度传感器9用于检测主动辊2绕主动辊2的轴线旋转的角度。其中，角度传感器9与减速器72的输出轴同轴，且通过联轴器连接。角度传感器9可采用旋转编码器，旋转编码器和计数器分别与控制器相连接，编码器的转轴与减速器72的输出轴通过齿轮传动，控制器根据一定时间内编码器产生的脉冲数计算减速器72的输出轴的旋转速度，从而计算得到主动辊2在运转时间内旋转的角度，当主动辊2旋转角度等于预设角度时，控制电动机71停止运行，此时板料经弯曲形成圈板，板料的两个端部之间形成接缝，并被夹紧在主动辊2和顶升组件3之间。通过主动辊2和顶升组件3的夹持作用，从而可以使两个端部之间的接缝平齐，避免端部出现重叠，确保圈板的曲率沿圆周方向均匀分布。

进一步的，第一抵推组件4包括第一驱动缸和第一辊子，第一驱动缸的活动端连接第一轴架，第一辊子转动连接于第一轴架，且第一辊子的轴线与主动辊2的轴线平行，第一驱动缸用于驱动第一辊子靠近或远离主动辊2。圈圆加工时，平整的板料被主动辊2和顶升组件3夹紧时，通过主动辊2的轴线和顶升组件3的轴线的平面垂直于板料的顶面，当第一驱动缸驱动第一辊子挤压板料时，板料在第一辊子的压力作用下产生弯曲。板料弯曲后，第一驱动缸驱动第一辊子向远离主动辊2的方向运动，同时主动辊2旋转，驱动板料向靠近第二抵推组件5的方向运动。由此使板料的弯曲部位由主动辊2和顶升组件3之间移动到主动辊2和第二抵推组件5之间，通过板料的弯曲部位确保板料朝向第二抵推组件5的一端能够沿第二抵推组件5滑动，从而避免板料与第二抵推组件5产生碰撞或卡滞。

进一步的，第二抵推组件5包括第二驱动缸和第二辊子，第二驱动缸的活动端连接第二轴架，第二辊子转动连接于第二轴架，且第二辊子的轴线与主动辊2的轴线平行，第二驱动缸用于驱动第二辊子靠近或者远离主动辊2。当第二驱动缸驱动第二辊子靠近主动辊2时，第二辊子抵接在板料背离主动辊2的一侧，从而使板料向靠近主动辊2的方向弯曲，板料受主动辊2的摩擦力作用进行输送，同时板料摩擦第二辊子，从而驱动第二辊子转动，进而减小板料输送过程中的摩擦阻力。

进一步的，主动辊2的轴线、顶升驱动缸的轴线和顶升辊子的轴线均位于中平面内，第二驱动缸的轴线与中平面的夹角大于0度，且小于90度，第二驱动缸驱动第二辊子抵接板料，从而能够使板料弯曲的直径缩小至趋近等于主动辊2的直径。

实施例二

本发明实施例提供的圈圆方法，包括：控制顶升组件3推挤板料，将板料挤压在顶升组件3和主动辊2之间；控制第一抵推组件4动作，使板料产生弯曲；控制主动辊2旋转驱动板料，并控制第二抵推组件5动作，使板料向靠近主动辊2的轴线方向弯曲形成圈板。

具体地，板料采用传送带或机械手输送至顶升组件3和主动辊2之间，顶升组件3向靠近主动辊2的方向动作，从而将板料夹紧。加工前，顶升组件3的顶部、第一抵推组件4的顶部和第二抵推组件5的顶部均位于第一承载平面内，且通过主动辊2的轴线和顶升组件3的轴线的中平面垂直于第一承载平面，顶升组件3的顶部、第一抵推组件4的顶部和第二抵推组件5的顶部共同作用承载板料。加工时，第一抵推组件4顶升板料，从而使板料以主动辊2为支撑产生弯曲，随后第一抵推组件4的顶部回位至第一承载平面。此时使主动辊2运转，驱动板料向靠近第二抵推组件5的方向输送，使位于顶升组件3和第一抵推组件4之间的弯曲部移动至顶升组件3和第二抵推组件5之间，位于第一抵推组件4上方的板料在重力作用下降落至抵接第一抵推组件4，位于第二抵推组件5上方的板料向上翘起，从而与第二抵推组件5分离。控制第二抵推组件5动作，从而使第二抵推组件5再次抵接板料，并使主动辊2继续运转，板料背离主动辊2的一侧抵接第二抵推组件5滑动，在第二抵推组件5的推力作用下产生曲率均匀的弯曲变形从而形成圈板。

在本发明实施例中，在控制第二抵推组件5动作，使板料向靠近主动辊2的轴线方向弯曲形成圈板的步骤中，圈板的曲率大于预设曲率。其中，采用施加弯矩的方式加工圈板，由于板料具备一定的弹性变形性能，当弯矩消除时，板料会出现少量回弹。为此第二抵推组件5动作使圈板曲率大于预设曲率，加工完成时，第二抵推组件5与圈板分离，圈板在弹性作用下达到预设曲率，从而可以提高圈圆加工精度。

进一步的，圈圆方法包括：将支撑件6抵接于圈板的内圈，以使圈板的曲率趋近等于预设曲率。采用支撑件6对直径较大的圈板进行支撑，从而在圈板达到较大曲率后进行减小曲率的加工，进而能够使板材产生轻微的疲劳损坏，从而使圈圆加工的圈板形状稳定。

进一步的，圈圆方法包括：在控制主动辊2旋转驱动板料的步骤前，控制第一抵推组件4与板料分离，当主动辊2驱动板料的弯曲部移动至主动辊2和第二抵推组件5之间时，在重力的作用下，位于第一抵推组件4上方的板料将再次抵接第一抵推组件4，从而使位于第二抵推组件5上方的板料向上翘起，以便第二抵推组件5向靠近主动辊2的轴线方向推挤板料，从而获得更大的加工弯曲度。

进一步的，圈圆方法包括：检测主动辊2的旋转角度，当主动辊2旋转角度等于预设角度时，控制主动辊2停止旋转；控制卸料组件8动作，使圈板沿主动辊2的轴线方向移动至与主动辊2分离。当主动辊2旋转角度等于预设角度时，板料的两个端部形成的接缝处位于主动辊2和顶升组件3之间，在主动辊2和顶升组件3的压力作用下能够确保接缝平齐。为确保圈板卸料顺畅，可先控制顶升组件3动作，从而消除主动辊2和顶升组件3对圈板的挤压作用，再通过卸料组件8驱动圈板沿主动辊2的轴线方向运动，从而将圈板与主动辊2分离。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。