金属形材辊轧与加工设备及其网络控制系统技术方案

金属形材辊轧与加工设备包括：伺服送料机构，用以输送被加工金属形材；激光加工机构，对被加工金属形材的复杂形状进行激光加工；冲孔机构，对被加工金属形材的固定孔形进行冲孔加工；截断机构，对经冲孔加工后的被加工金属形材进行截断加工；辊轧成形机构，将经截断加工后的被加工金属形材辊轧成需要的截面形状；冲压机构，对经辊轧成形后的被加工金属形材进行冲压加工，使其收缩到特定的截面宽度，控制系统，用以控制电机系统的启动、停止和运动轨迹以及所述各机构的操作。因此，本发明专利技术提供的金属形材辊轧与加工设备具有良好的加工柔性和加工精度。采用网络控制系统，设备可以实时和远程主机通信，反馈设备信息和接收控制指令。

Rolling and processing equipment for metal shaped material and network control system thereof

Metal material rolling and processing equipment includes a servo feeding mechanism for transporting the processed metal material; laser processing, laser processing of complex shape processing metal shapes; the fixing hole punching mechanism, processing metal shapes shape punching processing; truncation mechanism, the punching processed metal material cut processing; roll forming mechanism, the truncated processed metal material roll into the desired cross-sectional shape; punching mechanism, the roll forming after processing metal stamping shaped material processing, make it shrink to the width of the cross section, specific the control system used to control the motor start stop system and trajectory and the mechanism of operation. Therefore, the metal shaped roll rolling and processing equipment provided by the invention has good processing flexibility and machining accuracy. Using a network control system, the device can communicate with the remote host in real time, feedback the equipment information and receive the control instruction.

【技术实现步骤摘要】

5 本专利技术涉及金属形材加工领域，尤其涉及一种金属形材辊轧与加工设备以及由多台金属形材辊轧与加工设备组网而成的网络控制系统。
技术介绍
金属辊轧成形技术是一种通过在行进方向上辊轧条状或带状金属材料 10以形成合适的截面形状(例如C形、Z形等)的加工技术。该成形技术由于 其在金属材料连续成形工艺上的高效性而广泛使用于各种工业领域，用于 各种成形部件的制造，例如，结构梁、轨道、房屋结构等。例如在轻钢房屋制造领域，金属辊轧成形技术也广泛使用于将钢带冷 弯轧制成合适截面形状的形材。在这些辊轧设备上，通常都集成了孔形加 15工功能和截断功能，以满足轻钢房屋制造上的装配和房屋功能需求。例如， 用于框架装配的铆钉孔和用于在墙内布置水电系统的各种辅助功能孔形 等。通常，这些辊轧设备上的这些功能都是通过液压冲压模具机构来实现 的，其模具的数量和可更换性决定了可加工孔形的类型尺寸。当需要加工不同尺寸的孔形时，必需更换相应工位上的模具，这大大增加了设备的投 20资成本。同时这种更换需要一定的时间和人工，使设备的生产效率大大下 降，同时也增加了生产的人工成本。随着预制轻钢框架结构房屋平板化技术(Pre-Fab Panelized Light Gauge Steel Frame House Technique)的出现与发展，使工业化预制全功 能、全装修的个性化房屋成为现实。但是预制房屋的结构非常复杂，在金 25属形材(钢、铝、铜等)上需要加工的功能孔形或组合各种功能附件的需 求越来越迫切。而随着国际市场对个性化房屋的需求迅速扩大，对金属形 材组合件的技术要求难以预料。因此，常用的这些轻钢冷弯轧制设备就不 能够完全满足生产这些个性化房屋的需求了。这些典型的常用设备可以通过现有公开的专利查到，例如，美国专利US6604397、 US5970764和 US5829295等。在使用金属辊轧成形技术的设备中通常都集成有C認技术，利用计算 机系统或相应的嵌入式系统来控制设备的成形和加工过程，例如美国专利 5 US7111481和US6272447。但这些计算机系统往往都缺乏相应的网络通信和 控制功能，不利于设备的组网运行，使得设备不能得到充分得利用，造成 生产能力的浪费。
技术实现思路
10 针对上述现有技术存在的不足，本专利技术提供一种新型的金属形材辊轧与加工设备及其网络控制系统。根据本专利技术的一个方面，提供一种金属形材辊轧与加工设备，包括 伺服送料机构，用以输送被加工金属形材； 激光加工机构，对被加工金属形材的复杂形状进行激光加工； 15 冲孔机构，对被加工金属形材的固定孔形进行冲孔加工；截断机构，对经冲孔加工后的被加工金属形材进行截断加工； 辊轧成形机构，将经截断加工后的被加工金属形材辊轧成需要的截面形状；冲压机构，对经辊轧成形后的被加工金属形材进行冲压加工，使其收縮 20到特定的截面宽度，以及控制系统，包括运动控制模块，用以控制电机系统的启动、停止和运动 轨迹以及所述各机构的操作。上述金属形材辊轧与加工设备还包括整形机构，用以对经冲孔和冲压加工 后的被加工金属形材进行整形加工，以校正所述冲孔和冲压加工中导致的截面 25形变。上述金属形材辊轧与加工设备，还包括喷码机构，用以在被加工金属形材 上喷上相应的字符。上述金属形材辊轧与加工设备，其中的激光加工机构包括激光器，对激光器发射的激光束进行聚焦的聚焦镜筒或振镜组件，将激光束从激光器反射到聚 焦镜筒或振镜组件的反射镜以及由伺服电机驱动带动聚焦镜筒或振镜组件运 动的丝杆导轨拖板。上述金属形材辊轧与加工设备，其中的激光加工机构还包括对由激光器经 5反射镜到达聚焦镜筒或振镜组件的光路进行密封的外套波纹管的铝管套筒，所 述铝管套筒内通以净化气体。上述金属形材辊轧与加工设备，其中的伺服送料机构包括释放所述被加工 金属形材的放巻机构，用以检测和控制放巻机构送料状态的位置侦测机构，用 以测量所述被加工金属形材的送料距离的测量装置，根据测量装置的测量值 10和控制策略在被加工金属形材的适当位置上做标记的标记装置以及根据所 述标记检测所述被加工金属形材的输送误差的检测装置。上述金属形材辊轧与加工设备，其中的控制系统包括人机交互模块，提供 用于人机交互的GUI界面，收集用户操作指令并生成相应的数据送入运动 控制模块，或从运动控制模块读取数据并向用户显示相应的信息。。15 上述金属形材辊轧与加工设备，其中的控制系统还包括远程通信模块，用于通信数据的收发和通信链路的维护。上述金属形材辊轧与加工设备，其中的控制系统还包括用于运动控制模 块、人机交互模块和远程通信模块之间的数据交换和信息共享的数据缓冲模 块。20 根据本专利技术的另一方面，提供一种金属形材辊轧与加工设备的网络控制系统，包括连接到生产网络交换设备上的中央服务器以及多台上述的金属形材辊 轧与加工设备。采用本专利技术的金属形材辊轧与加工设备，伺服送料机构采用闭环伺服控 制，送料精度远优于常用的变频送料机构。设备引入激光加工机构后，使25得加工灵活性和柔性远大于通常的单纯采用液压冲压机构的类似设备。同 时，控制系统中集成了实时在线校正系统，可以自动实时在线调整设备由 于磨损、打滑等引起的输送误差。釆用本专利技术的网络控制系统，设备可以 实时和远程主机通信，反馈设备信息和接收控制指令。因此，本专利技术提供的金属形材辊轧与加工设备具有良好的加工柔性和加工精度，既可以单机 使用，也可以多机组网使用。附图说明图1是表示根据本专利技术的金属形材辊轧与加工设备的系统结构示意图2A至2C是表示图l所示的伺服送料机构的结构示意图； 图3A和3B是表示图1所示的激光加工机构的结构示意10 图4是表示图1所示的冲孔机构的结构示意图5是表示图1所示的截断机构的结构示意图； 图6是表示图1所示的辊轧成形机构的结构示意图； 图7是表示图l所示的冲压机构的结构示意图； 图8是表示图1所示的控制系统的结构示意15 图9是表示图8所示的控制系统中一个人机交互模块的操作流程图IO是表示图8所示的控制系统中一个运动控制模块的操作流程图； 图11是表示图8所示的控制系统中一个远程通信模块的操作流程图； 图12是表示根据本专利技术的金属形材辊轧与加工设备的网络控制系统的 结构示意图。20具体实施例方式参见图i，本专利技术的金属形材辊轧与加工设备例如由伺服送料机构ioi、激光加工机构103、冲孔机构104、截断机构105、辊轧成形机构106、冲 压机构107和控制系统109组成。较佳地，金属形材辊轧与加工设备还可 25 以包括整形机构108和喷码机构110。当被加工的金属形材102从送料机构 101送出后，激光加工机构103在控制系统109的控制下实现不同的加工任 务，如加工出所需要的各种孔形、或虚线式半切割。同时， 一些加工数量 较多的固定孔形则由液压冲孔机构104完成加工。这样即保证了加工的柔性又保证了一定的生产速度。加工好的形材经截断机构105截断后通过辊 轧成形机构106辊轧为需要的截面形状，例如，C形或Z形，然后进入冲压 机构107。冲压机构107在控制系统109的控制下对形材特定部位进行冲压， 使得其收縮到特定的截面宽度。然后形材进入整形机构108进行整形，校 5正前述冲孔、冲压操作中可能导致的截面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属形材辊轧与加工设备，包括：　伺服送料机构，用以输送被加工金属形材；　激光加工机构，对被加工金属形材的复杂形状进行激光加工；　冲孔机构，对被加工金属形材的固定孔形进行冲孔加工；　截断机构，对经冲孔加工后的被加工 金属形材进行截断加工；　辊轧成形机构，将经截断加工后的被加工金属形材辊轧成需要的截面形状；　冲压机构，对经辊轧成形后的被加工金属形材进行冲压加工，使其收缩到特定的截面宽度，以及　控制系统，包括运动控制模块，用以控制电机系统 的启动、停止和运动轨迹以及所述各机构的操作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晓跃，张跃跃，
申请(专利权)人：上海品瑞房屋制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]