[发明专利]一种卷板机预弯板材的方法

摘要

一种卷板机预弯板材的方法，卷板机设有上辊和两个下辊，两个下辊分别为左下辊和右下辊，对板材两端需要预弯的部分构造虚拟圆，通过板材长度计算出板材预弯的最大预弯半圆弧角和最大预弯半圆弧长，在预弯过程中根据预弯时间实时计算出卷板机上辊移动的动态位置，使得上辊始终沿着虚拟圆预弯板材，从而得到符合要求的圆弧。本发明通过板材长度计算出板材预弯的最大角度及圆弧长度构造虚拟圆，在预弯过程中根据预弯时间实时计算出上辊移动的动态位置，使得上辊始终沿着虚拟圆预弯板材，从而得到满意的预弯效果。

主权项

一种卷板机预弯板材的方法，卷板机设有上辊和两个下辊，两个下辊分别为左下辊和右下辊，其特征是对板材两端需要预弯的部分构造虚拟圆，通过板材长度计算出板材预弯的最大预弯半圆弧角和最大预弯半圆弧长，在预弯过程中根据预弯时间实时计算出卷板机上辊移动的动态位置，使得上辊始终沿着虚拟圆预弯板材，从而得到符合要求的圆弧，包括以下步骤：1)计算虚拟圆的半径：根据板材的长度计算出虚拟圆的理论半径R，根据板材厚度修正虚拟圆半径：R＝L/2π+0.5T；其中，L为板材长度，T为板材厚度；2)计算最大预弯半圆弧角和最大预弯半圆弧长：取上辊在上位时的最下端点为坐标原点O，水平向右为X轴正方向，垂直向下为Y轴正方向，建立上位直角坐标系，计算预弯过程中最大预弯半圆弧角a和最大预弯半圆弧长Yw，即卷板机上辊与虚拟圆内切且卷板机下辊与虚拟圆外切时时的圆弧：根据卷板机的结构推导得到公式：sin(a)＝Ld/(R+R1)；则最大预弯半圆弧角：a＝arcsin(Ld/(R+R1))；最大预弯半圆弧长：Yw＝2πR*a/360；其中，Ld为两个下辊的中心距长度的一半，R1为下辊半径；3)计算上辊最大下压量：当上辊从下辊上边沿开始，居中下压板材到达虚拟圆时，将产生上辊最大下压量Ad，Ad是预弯开始时的最大下压量，也是正常滚圆的下压量：根据步骤1)和2)，得到(R+R1)2＝Ld2+(R‑Ad+R1)2；则最大下压量： Ad = R + R 1 - ( R + R 1 ) 2 - Ld 2 ; 最大下压量时，上辊在Y轴最大坐标Ymax＝Ad+H；其中：H为圆点高度，即上辊处于上位时，上辊下边沿距离下辊上边沿的距离，也是坐标原点O到下辊上边沿的垂直距离；4)计算预弯过程中任意点时上辊的位移量：取上辊在上位时的最下端点为坐标原点O，水平向右为X轴正方向，垂直向下为Y轴正方向，建立预弯过程直角坐标系，计算预弯过程中任意点时上辊的位移量，虚拟圆上已预弯圆弧长度：Yw_L＝S*t，S为下辊表面转动线速度，t为预弯时间；虚拟圆上已预弯圆弧角度：Yw_a＝S*t/2πR*360预弯过程中，根据三角函数，上辊移动的x轴坐标：X＝‑Sin(Yw_a)*(R‑R2)，R2为上辊半径；DI＝Cos(Yw_a)*(R‑R2)；IO＝AO‑AI＝(H+Ad)‑(R‑DI)；其中，DI为虚拟圆的圆心D到t时刻上辊圆心J的垂直距离；IO为坐标圆点O到t时刻上辊圆心J的垂直距离；上辊移动的y轴坐标：Y＝IO+R2＝(H+Ad)‑(R‑DI)+R2；将Ad及DI代入，则Y＝H+Ad‑(R‑Cos(Yw_a)*(R‑R2))+R2；简化得到：Y＝H+Ad‑(R‑R2)*(1‑Cos(Yw_a))；预弯时，将板材置于下辊上，板材预弯长度为2倍最大预弯半圆弧长。预弯板材右端的步骤为：板材右端距离两下辊中心的距离为2*Yw，即2倍最大预弯半圆弧长，板材右端预弯动作开始时，上辊下压，并下压至最大下压量，到达最大下压坐标A点(0，Ymax)；接着，两下辊逆时针转动，板材向左走动，同时上辊沿计算得到的虚拟圆轨迹向右移动，上辊根据预弯时间t计算出任意点时上辊的位移量，进行逐点预弯，直至到达预弯结束位置，之后，下辊顺时钟转动，带动板材右移，同时，上辊沿虚拟圆向左移动，实时计算上辊的位移坐标，直至上辊回最大下压量处，重新到达A点；上辊保持不动，下辊继续顺时钟转动，进行滚圆操作，直至板材左端剩余长度为2*Yw，即2倍最大预弯半圆弧长时，开始左端预弯；左端预弯方法与右端预弯步骤相同；右端预弯与左端预弯的先后顺序任意。