RU2518019C2

RU2518019C2 - Roller shaping machine

Info

Publication number: RU2518019C2
Application number: RU2011111188/02A
Authority: RU
Inventors: Хосе Мария ВАЛЛЕ КАЙОН
Original assignee: Валле перфиладорас и линеас эспесьялес, С.Л.
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2014-06-10
Also published as: WO2010072857A1; EP2191906B1; KR20110097756A; JP5588456B2; US20110226030A1; RU2011111188A; ES2358629T3; JP2012510370A; ATE492358T1; EP2191906A1; CA2736934A1; CN102186610A; CN102186610B; DE602008004175D1; WO2010072857A8; BRPI0921954A2

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to metal forming, particularly, to shaping of metal sections. Several forming devices form gradually the material unless a preset section with cross-section varying over its length is produced. Every forming device is arranged at the head including at least first and second drives of horizontal translation in direction perpendicular to section displacement and those of rotation. Said head is arranged at the angle to horizontal to avoid collision between formed material and rollers. Besides, it has at least one horizontal wheel to support formed material extending from roller line and to support register formed material displacement and circulation speed. Note here that said displacement is timed and transmitted to appropriate measuring device. Data from measuring device and first and second drives is fed to set of control means to calculate the position of every head during the entire process of shaping and to adjust the position of every said means.

EFFECT: expanded machining performances.

9 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к роликовой профилирующей машине, содержащей несколько роликовых устройств, расположенных в подвижных головках, и позволяющей изготавливать металлические профили с переменным сечением.The invention relates to a roller profiling machine containing several roller devices located in movable heads, and allowing to produce metal profiles with a variable cross-section.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

Работа профилирующих машин основана на изменении формы металлических листов посредством нескольких роликовых формующих устройств. Формующие устройства обычно образованы парами роликов, установленными на горизонтальных осях, хотя они могут быть расположены иначе. При прохождении листа между роликами в различных формующих устройствах он подвергается деформации, и его форма постепенно изменяется до тех пор, пока не будет получен профиль с требуемым сечением.The operation of profiling machines is based on changing the shape of metal sheets by means of several roller forming devices. Forming devices are usually formed by pairs of rollers mounted on horizontal axes, although they may be arranged differently. When the sheet passes between the rollers in various forming devices, it undergoes deformation, and its shape gradually changes until a profile with the desired cross section is obtained.

Машины такого типа предназначены для крупносерийного производства, поскольку они могут изготавливать профили постоянного сечения в большом количестве. Способность профилирующих машин к переналадке базируется на возможности установки в одной машине нескольких групп роликов. Другим способом достижения эксплуатационной гибкости является использование быстросменных конструкций «кассетного» типа, в которых установлены роликовые устройства. Реже используются машины «револьверного» типа или машины, позволяющие осуществлять автоматизированную замену.Machines of this type are intended for large-scale production, as they can produce profiles of constant cross section in large quantities. The ability of profiling machines to changeover is based on the ability to install several groups of rollers in one machine. Another way to achieve operational flexibility is to use quick-change "cassette" type structures in which roller devices are installed. Less commonly used are “revolving” type machines or machines that allow automated replacement.

Профилирующие машины позволяют вводить в ту же технологическую линию другое оборудование для обработки металла, например для вырубки, штамповки, перфорации, гибки, сварки, резки, клеймения и т.д. Поэтому можно получать в непрерывном процессе требуемый конечный продукт.Profiling machines allow you to enter into the same production line other equipment for metal processing, for example for cutting, stamping, perforation, bending, welding, cutting, stamping, etc. Therefore, the desired end product can be obtained in a continuous process.

Главным образом в автомобилестроении все больше требуются профили, имеющие переменное сечение по всей длине. Такие профили получают другими способами деформирования металла, в основном штамповкой с использованием пресс-формы. Несмотря на то, что это устройство очень хорошо известно и используется в разных отраслях, оно имеет низкую эксплуатационную гибкость, так как для получения другого конечного продукта нужно использовать другой инструмент. Кроме того, преимущество непрерывного изготовления одного и того же профиля обуславливает еще большее ограничение применения профилирующих машин.Mostly in the automotive industry more and more profiles are required that have a variable cross section along the entire length. Such profiles are obtained by other methods of metal deformation, mainly by stamping using a mold. Despite the fact that this device is very well known and used in various industries, it has low operational flexibility, since another tool must be used to obtain another final product. In addition, the advantage of continuous production of the same profile causes an even greater limitation of the use of profiling machines.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION

Роликовая профилирующая машина согласно изобретению предназначена для решений технологической проблемы, связанной с изготовлением металлических профилей переменного сечения по всей длине профиля.The roll forming machine according to the invention is intended to solve a technological problem associated with the manufacture of metal profiles of variable cross-section along the entire length of the profile.

Целью изобретения является изготовление профилей с переменным сечением посредством профилирующих роликов. Профилирующая машина содержит несколько головок, установленных с возможностью совершать под управлением сервоприводов движение двух типов: вращение и поступательное движение по горизонтали в направлении, перпендикулярном к направлению перемещения профиля. На каждой головке установлено формующее устройство, снабженное двумя параллельными осями для установки пары формующих роликов. Вращение нижней оси осуществляется от редукторного двигателя и передается на верхнюю ось посредством обычной зубчатой передачи.The aim of the invention is the manufacture of profiles with variable cross-section through profiling rollers. The profiling machine contains several heads installed with the ability to make two types of movement under the control of servos: rotation and translational movement horizontally in a direction perpendicular to the direction of movement of the profile. Each head has a forming device equipped with two parallel axes for mounting a pair of forming rollers. The rotation of the lower axis is carried out from the gear motor and is transmitted to the upper axis by means of a conventional gear transmission.

В каждом формующем устройстве может по выбору использоваться независимая конструкция для установки верхней оси. Эта конструкция выполнена симметричной, чтобы иметь возможность установки двух монтажных устройств, развернутых относительно друг друга на 180°. Поэтому можно установить ось с двусторонним выходом и с каждой стороны установить по верхнему ролику, что дает возможность, например, обрабатывать два материала разной толщины. Это позволяет исключить операции регулировки или установки новых деталей. Головка установлена наклонно к горизонтали во избежание столкновения между роликами и профилируемого материала при вращении. Предусмотрена группа серводвигателей с цифровым управлением, управляющих положением и перемещением каждой головки.Each forming device may optionally use an independent design to mount the upper axis. This design is symmetrical in order to be able to install two mounting devices deployed 180 ° relative to each other. Therefore, it is possible to install an axis with a double-sided output and on each side to install on the upper roller, which makes it possible, for example, to process two materials of different thicknesses. This eliminates the adjustment or installation of new parts. The head is mounted obliquely to the horizontal to avoid collision between the rollers and the profiled material during rotation. There is a group of digitally controlled servomotors that control the position and movement of each head.

Машина также содержит несколько счетных колес, которые контактируют с материалом и регистрируют его перемещение по мере профилирования. Все колеса синхронизируются с помощью ремней, что позволяет машине обрабатывать предварительно нарезанный материал. При обработке непрерывной полосы с рулона достаточно иметь одно счетное колесо. В любом случае движение счетного колеса или счетных колес передается кодеру, который передает информацию на цифровое управляющее устройство.The machine also contains several counting wheels that are in contact with the material and record its movement as it is profiled. All wheels are synchronized using belts, which allows the machine to process pre-cut material. When processing a continuous strip from a roll, it is enough to have one counting wheel. In any case, the movement of the counter wheel or counter wheels is transmitted to the encoder, which transmits information to the digital control device.

При профилировании предварительно нарезанного на куски используется устройство обнаружения начала куска, которое определяет начальную точку переменной траектории.When profiling previously cut into pieces, a device is used to detect the beginning of a piece, which determines the starting point of a variable path.

Слово «содержит» и его производные, употребляемые в описании и формуле изобретения, не исключают наличия, кроме перечисленных за ним, других технических характеристик, дополнительных элементов или операций. Из описания изобретения и, отчасти, из области его применения специалистам очевидны другие его цели, преимущества и особенности. Изобретение не ограничено описанными и представленными на чертежах примерами его осуществления и охватывает все возможные комбинации рассмотренных здесь специфических и предпочтительных вариантов его осуществления.The word “contains” and its derivatives used in the description and claims do not exclude the presence, other than those listed behind it, of other technical characteristics, additional elements or operations. From the description of the invention and, in part, from the scope of its application to specialists, its other objectives, advantages and features are obvious. The invention is not limited to the examples of its implementation described and presented in the drawings, and covers all possible combinations of the specific and preferred embodiments described herein.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фиг.1 показан в аксонометрии узел профилирующей машины для изготовления профилей переменного сечения,Figure 1 shows a perspective view of the node profiling machine for the manufacture of profiles of variable cross-section,

На фиг.2 показана сбоку профилирующая головка со стороны подачи материала иFigure 2 shows the side profile head on the supply side of the material and

На фиг.3 показаны в аксонометрии счетные колеса, используемые при обработке предварительно нарезанного материала.Figure 3 shows in perspective view the counting wheels used in the processing of pre-cut material.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Как показано на фиг.1, роликовая профилирующая машина согласно изобретению содержит по меньшей мере главную станину (1), состоящую из платформы, нескольких тумб и нескольких базовых плит, на которых расположены различные головки (2), несущие различные формующие устройства.As shown in FIG. 1, the roller profiling machine according to the invention comprises at least a main bed (1) consisting of a platform, several pedestals and several base plates on which various heads (2) are provided, carrying various forming devices.

В примере, изображенном на фиг.1, роликовая профилирующая машина содержит одиннадцать независимых головок (2), закрепленных на станине (1) своей нижней стороной. Материал, подлежащий профилированию, перемещается слева направо (на фиг.1), а конечный продукт выходит на правом конце.In the example shown in FIG. 1, the roll forming machine comprises eleven independent heads (2) fixed to the bed (1) with its underside. The material to be profiled moves from left to right (in FIG. 1), and the final product exits at the right end.

В нижней зоне каждой головки (2) расположены серводвигатели (3, 4), предназначенные, соответственно, для обеспечения вращательного движения и поступательного движения по горизонтали, причем поступательное движение происходит в направлении, перпендикулярном к направлению перемещения профиля. Каждый из этих серводвигателей снабжен внутренним кодером и поэтому положение головки (2) всегда известно. На верхней стороне головок (2) имеется редукторный двигатель (5), сообщающий вращательное движение роликам.In the lower zone of each head (2) there are servomotors (3, 4) designed, respectively, to provide rotational motion and translational movement horizontally, and translational motion occurs in a direction perpendicular to the direction of movement of the profile. Each of these servomotors is equipped with an internal encoder and therefore the position of the head (2) is always known. On the upper side of the heads (2) there is a gear motor (5), which informs the rotational movement of the rollers.

На фиг.2 показана установленная на станине (1) головка (2) с обеспечивающим поступательное движение серводвигателем (4), закрепленным на базовой плите главной станины и передающим через вал прямолинейное движение плите (14) (в направлении слева направо на фиг.2), на которой стоит головка. Эта плита (14) установлена на линейных направляющих (10). Кроме того, опорная плита (14) содержит поворотную цапфу (9), имеющую в нижней части червячное колесо и приводимую во вращение серводвигателем (3). К цапфе прикреплена вращающаяся плита (15), которая является опорой для формующего устройства. Формующее устройство расположено с наклоном относительно горизонтали, чтобы избежать столкновения формующих роликов с профилируемым материалом. Такое столкновение может произойти, когда нужно повернуть профиль в направлении, перпендикулярном к заданной траектории.Figure 2 shows the head (2) mounted on the frame (1) with a translational drive servomotor (4) mounted on the base plate of the main frame and transmitting the plate (14) in a straight line through the shaft (from left to right in figure 2) on which stands the head. This plate (14) is mounted on linear guides (10). In addition, the base plate (14) contains a pivot pin (9) having a worm wheel in the lower part and driven by a servomotor (3). A rotating plate (15) is attached to the trunnion, which is a support for the forming device. The forming device is inclined relative to the horizontal to avoid collision of the forming rollers with the profiled material. Such a collision can occur when it is necessary to rotate the profile in a direction perpendicular to a given path.

Формующее устройство состоит из двух конструкций, в первой из которых установлена ось нижнего ролика (8). Эта ось вращается редукторным двигателем (5), чтобы профилируемый материал циркулировал через ролики. Каждый редукторный двигатель управляется преобразователем частоты. Во второй конструкции, находящейся над первой, установлена ось верхнего ролика. Вращение нижней оси передается верхней оси зубчатыми колесами (11).The forming device consists of two designs, the first of which has the lower roller axis (8). This axis is rotated by a gear motor (5) so that the material being profiled circulates through the rollers. Each gear motor is controlled by a frequency converter. In the second structure, located above the first, the axis of the upper roller is installed. The rotation of the lower axis is transmitted to the upper axis by gears (11).

Особенностью верхней конструкции, представленной на фиг.2, является ее симметричность относительно зубчатого колеса (11) и гнезд. Это позволяет установить два крепежных устройства, развернутых относительно друг друга на 180°. Благодаря этому и путем установки верхней оси с двусторонним боковым выходом можно установить два верхних ролика (6, 7). Таким образом, можно придать машине способность профилировать материалы с двумя разными значениями толщины путем установки того или другого верхнего ролика согласно конкретным потребностям. Верхняя и нижняя конструкции соединены друг с другом с помощью нескольких быстросоединяющихся фланцев.A feature of the upper structure shown in FIG. 2 is its symmetry with respect to the gear (11) and sockets. This allows you to install two mounting devices deployed relative to each other through 180 °. Due to this, and by installing the upper axis with two-sided lateral output, two upper rollers can be installed (6, 7). Thus, it is possible to give the machine the ability to profile materials with two different thicknesses by installing one or the other upper roller according to specific needs. The upper and lower structures are connected to each other using several quick-connect flanges.

На фиг.3 показана начальная часть профилирующей машины, где видна система счетных колес (13), в данном случае три счетных колеса (13). Первая формующая головка представлена дискретным контуром, т.е. она как бы прозрачна. Наличие нескольких счетных колес необходимо для профилирования предварительно нарезанных кусков материала по их длине.Figure 3 shows the initial part of the profiling machine, where the system of counting wheels (13) is visible, in this case three counting wheels (13). The first forming head is represented by a discrete contour, i.e. it is as if transparent. The presence of several counting wheels is necessary for profiling pre-cut pieces of material along their length.

Эти колеса выполняют двойную функцию, так как, с одной стороны, они поддерживают формуемый материал, выступающий с профилирующих роликов, а с другой стороны, регистрируют движение формуемого материала в машине. Материал регулируют одним или несколькими роликами, чтобы исключить скольжение между ним и счетными колесами. Имеется возможность установить столько колес, сколько представляется необходимым для получения надежной регистрации куска материала с момента, когда его передний конец попадает на первое формующее устройство, до момента, когда его задний конец выходит из последнего формующего устройства. Счетные колеса установлены на боковой конструкции (16), обращенной к формующим устройствам. На противоположной стороне боковой конструкции, сзади, если смотреть на фиг.3, имеется система шкивов, выполненных интегрально с соответствующими колесами и синхронизированных ремнями. В то же время эта система ремней передает движение кодеру, который посылает сигнал о скорости и положении цифровому устройству управления. Точность этого измерения важна для обеспечения требуемой точности регулировки траектории каждой головки.These wheels have a dual function, since, on the one hand, they support the moldable material protruding from the profiling rollers, and on the other hand, they record the movement of the moldable material in the machine. The material is adjusted with one or more rollers to prevent slipping between it and the counting wheels. It is possible to install as many wheels as it seems necessary to obtain reliable registration of a piece of material from the moment when its front end falls on the first forming device, until the moment when its rear end leaves the last forming device. The counting wheels are mounted on a side structure (16) facing the forming devices. On the opposite side of the side structure, at the rear, as viewed in FIG. 3, there is a system of pulleys made integrally with the respective wheels and synchronized with belts. At the same time, this belt system transmits movement to an encoder, which sends a signal about the speed and position to the digital control device. The accuracy of this measurement is important to ensure the required accuracy in adjusting the trajectory of each head.

При профилировании непрерывного материала, например подаваемого с рулона, достаточно иметь одно счетное колесо, непосредственно связанное с кодером.When profiling continuous material, for example fed from a roll, it is sufficient to have one counting wheel directly connected to the encoder.

Машина согласно изобретению может использоваться самостоятельно или в составе технологической линии, где формуемый материал подвергается другим операциям. Кроме того, она может работать как питатель, который осуществляет подачу материала и останавливает операции, чтобы другие инструменты, расположенные перед машиной или за ней, могли выполнять другие операции.The machine according to the invention can be used independently or as part of a production line, where the material being molded is subjected to other operations. In addition, it can act as a feeder that feeds and stops operations so that other tools in front of or behind the machine can perform other operations.

Claims

1. Roller profiling machine containing several forming devices that gradually mold the material until a predetermined profile with a variable cross section along its entire length is obtained, characterized in that each forming device is located on the head (2) containing at least least
- the first means for providing translational movement horizontally in a direction perpendicular to the direction of movement of the profile, and
- second means for providing rotational motion,
the head (2) is installed at an angle (α) to the horizontal, and
the machine is equipped with at least one horizontal wheel (13) mounted in a side structure facing the forming devices (2), for supporting the moldable material protruding from the roller line, and recording movement and speed of circulation of the moldable material, said movement being synchronized and transmitted its measuring tool
and the information from the measuring means and from the first and second means of providing movement enters the group of control means for calculating the position of each head (2) during the entire profiling process and for adjusting the position of each of these means.

2. The machine according to claim 1, characterized in that the first means for providing translational movement horizontally in a direction perpendicular to the direction of movement of the profile contains a first drive (3), which transmits its movement to the base plate (14) mounted on a set of linear guides (10).

3. The machine according to claim 1 or 2, characterized in that the second means for providing rotational movement comprises a second drive (4), which transmits its movement to the pivot pin (9), on which the base plate (15) is mounted.

4. The machine according to claim 1 or 2, characterized in that the heads (2) are located on the base plate (15).

5. The machine according to claim 1 or 2, characterized in that the head (2) contains axes installed in independent structures, the lower of which has a drive (5) for driving the lower axis, and the upper structure contains the upper axis and is made with the possibility of placing in it at least two different mounting devices, in which, in turn, can be located many of the upper rollers.

6. The machine according to claim 5, characterized in that each of the upper rollers (6, 7) is used for profiling materials significantly different in thickness, and the position of each of which can be adjusted in accordance with each thickness.

7. The machine according to claim 5, characterized in that the upper structure is connected to the lower structure using a quick fastening flange device in order to reduce the setup time of the machine.

8. The machine according to claim 1 or 2, characterized in that it is equipped with a plurality of wheels (13) for processing the moldable material, previously cut along its entire length.

9. The machine according to claim 1 or 2, characterized in that it is equipped with one wheel (13) for continuous processing of the molded material from a roll.