一种滚圆机及其控制方法与流程

本发明涉及滚圆机，尤其涉及一种滚圆机及其控制方法。

背景技术：

1、滚圆机是金属型材弯曲成型的核心加工设备，广泛应用于建筑钢结构、管道工程、五金灯饰、汽车零部件等领域，用于将方管、圆管等型材连续滚弯成设定弧度的圆弧构件。随着制造业向高精度、高一致性方向升级，型材弯曲的弧度精度直接决定了成品的装配质量与使用性能，行业对滚圆机的成型控制精度提出了更高要求。

2、传统滚圆机多采用开环式控制模式，依靠人工经验调整起弧滚轮的径向位移量，预先设定滚轮工位后完成滚弯加工。该类设备无法对弯曲成型后的型材实际弧度进行在线检测，加工过程中缺乏实时数据反馈，受金属型材回弹特性、滚轮长期磨损、进料速度波动、型材壁厚偏差等多重因素影响，实际弯曲弧度与目标设计值往往存在较大偏差，需要停机后人工测量并反复返修调整，生产效率低下，且批量加工时成品一致性差，难以满足高精度生产需求。

3、综上，现有滚圆机普遍存在弯曲后弧度无法精准在线检测、检测精度易受结构与表面因素干扰、成型控制缺乏闭环反馈机制、弧度调控精度不足等技术问题，制约了型材滚弯成型的质量提升与生产效率优化。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有滚圆机多采用开环控制模式，无法实现弯曲后型材弧度的高精度在线检测与闭环反馈调控，成型精度与生产效率均难以满足高精度加工需求的问题，而提出的一种滚圆机及其控制方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种滚圆机，包括机台，所述机台的顶部设有多滚轮传送组件，所述多滚轮传送组件的内部设有方管，所述机台的顶部一侧设有检测组件；

4、所述多滚轮传送组件包括第二驱动滚轮、第三驱动滚轮和起弧滚轮，通过所述起弧滚轮的位置变化来改变方管的弯曲弧度；

5、所述检测组件包括转台，所述转台的底部设有角度传感器，所述转台的内部滑动连接有滑杆，所述转台的内部设有位移传感器，所述滑杆的端部设有盒体，所述盒体的内部设有横杆，所述横杆的内部设有两个限位块，所述限位块的一侧均滑动连接有滑轨，两个所述限位块的另一侧分别设有第二滚轮和第三滚轮，所述盒体的一侧滑动连接有移动盒，所述移动盒的内部设有刮板，所述横杆的底部设有距离传感器。

6、在一些实施例中，所述第二驱动滚轮、第三驱动滚轮和起弧滚轮与机台顶部转动连接，所述转台的底部与机台转动连接，两个所述限位块以横杆的中心线为对称轴呈对称排布，两个所述限位块与横杆滑动连接，两个所述滑轨位于盒体的内侧壁。

7、在一些实施例中，所述多滚轮传送组件还包括多个第一驱动滚轮，多个所述第一驱动滚轮呈四角排布，所述第一驱动滚轮的底部与机台转动连接，所述机台的顶部一侧设有来料检测接近开关，所述机台的顶部中间设有调节架，所述调节架的端部连接有编码器，所述编码器的侧边设有起弧接近开关。

8、在一些实施例中，所述起弧滚轮的底部转动连接有滑台，所述滑台与机台滑动连接，所述滑台的侧边设有移动接近开关，所述移动接近开关与机台的顶部滑动连接，所述转台的底部固定连接有第一卷簧，所述第一卷簧的另一端与机台的顶部固定连接，所述滑杆的端部设有第一滚轮，所述第一滚轮可与方管的顶部互相抵触，所述转台的顶部固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧的另一侧与滑杆顶部固定连接。

9、在一些实施例中，所述转台的底部转动连接有第一连杆，所述第一连杆的另一端转动连接有第二连杆，所述第二连杆的另一端固定连接有圆柱杆，所述圆柱杆的顶部与盒体固定连接，所述圆柱杆贯穿滑杆的端部。

10、在一些实施例中，所述盒体的内部固定连接有电动推杆，所述电动推杆的底部与横杆转动连接，所述横杆远离电动推杆的一侧固定连接有第二卷簧，所述第二卷簧的中部与电动推杆的底部铰接轴固定连接，所述电动推杆的伸缩端固定连接有弯杆，所述弯杆贯穿盒体的侧壁，所述弯杆与移动盒侧壁固定连接。

11、在一些实施例中，所述移动盒的内部滑动连接有滑块，所述滑块的顶部设有第二弹簧，所述第二弹簧的顶部与移动盒侧壁固定连接，所述滑块的凸起部位滑动连接有框体，所述框体与移动盒内侧壁滑动连接，所述滑块的凸起部位与刮板固定连接。

12、在一些实施例中，所述框体的底部固定连接有套杆，所述套杆的端部滑动连接有竖杆，所述竖杆与盒体的侧壁滑动连接，所述竖杆的端部固定连接有拉杆，所述拉杆的端部固定连接有控制杆，所述控制杆的外侧套接有转动块，所述转动块的一侧转动连接有摆动杆。

13、在一些实施例中，所述摆动杆的中部转动连接有伸缩杆，所述伸缩杆与盒体内壁固定连接，所述摆动杆靠近伸缩杆的一侧设有第一凸杆和第二凸杆，所述第一凸杆和第二凸杆位于摆动杆的两端，所述第一凸杆和第二凸杆与横杆互相配合，所述横杆与电动推杆的铰接轴的外侧套接有齿圈，所述齿圈的外侧设有电磁插销，所述电磁插销与电动推杆固定连接。

14、一种滚圆机的控制方法，包括如下步骤：

15、s1：通过多滚轮传送组件将方管沿进料方向输送至成型工位，驱动滑台移动以调整起弧滚轮的初始位置，设定目标弯曲半径r；

16、s2：根据公式计算得到起弧滚轮的目标径向移动量，控制起弧滚轮移动至对应位置，完成方管弯曲弧度的预控，其中a为滚轮移动距离，b为起弧滚轮与第三驱动滚轮间距，r为滚轮半径，d为方管的管壁厚度；

17、s3：根据公式计算得到实际弯曲半径r’，其中l为滑杆的移动距离，e为第二驱动滚轮的圆心点到转台的圆心的横向距离，h为转台的圆心与方管上边缘的纵向距离，β为转台的旋转角度；

18、s4：将实际弯曲半径r’与目标弯曲半径r进行对比，若存在偏差则向滑台驱动单元输出修正信号，调整起弧滚轮的径向位置，实现弯曲弧度的闭环反馈控制。

19、与现有技术相比，本发明提供了一种滚圆机及其控制方法，具备以下有益效果。

20、1、本发明，通过转台、滑杆配合角度传感器、位移传感器构成的单点式弧度随动检测结构，可实时采集型材弯曲的角度与位移参数并解算实际弯曲半径，与起弧滚轮驱动机构形成闭环反馈逻辑，自动补偿金属型材回弹、滚轮长期磨损、型材壁厚波动等因素带来的弧度偏差，替代传统开环人工调整模式，有效降低成型误差，提升成品弧度精度与批量加工的尺寸一致性。

21、2、本发明，通过双滚轮固定弦长配合弦高实时检测的几何计算原理，直接基于圆弧几何定义计算弯曲半径，从原理上消除了单点偏转式检测存在的安装偏心系统误差；双点位同步采样更能完整表征型材的实际弯曲形态，避免单点采样数据片面的缺陷，检测数据更严谨、准确度更高。

22、3、本发明，通过滑杆连杆的配合带动盒体随型材曲率同步偏转，使双滚轮贴合面自动匹配圆弧切线方向；配合电动推杆驱动的滚轮间距可调结构，可针对大弯曲半径工况放大间距以提升检测分辨率，针对小弯曲半径工况缩小间距以保证有效贴合，通过间距匹配获得最优检测精度，避免固定间距在极端曲率下的精度劣化，拓宽了设备的曲率与管径适配范围。

23、4、本发明，通过前置弹性刮板结构先于检测滚轮刮除管壁氧化皮、金属碎屑等杂质，避免杂质垫起滚轮引发检测数据跳变；配合第二卷簧对横杆的弹性扭力支撑，可缓冲管壁微小起伏带来的瞬时冲击，持续维持滚轮贴合压力与检测基准稳定，有效提升检测数据的连续性与平稳性。

24、5、本发明，通过刮板回缩触发的套杆、竖杆、摆动杆纯机械联动机构，遇焊点、锌瘤等硬性凸起时自动切换单滚轮支撑模式，实现第二滚轮与第三滚轮的交替抬升避让，避免双滚轮同时受刚性冲击造成轮面损伤、设备卡滞，无需额外检测与驱动元件即可完成越障保护，有效延长检测组件使用寿命，提升设备运行可靠性。

25、6、本发明，通过电动推杆同步调节滚轮检测间距与刮板的相对位置，无需更换检测组件即可适配不同管径、不同曲率规格的型材加工，同时可完成检测基准的标定与补偿，降低设备换型成本与维护难度。

26、本发明的其他优点、目标和特征，在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述；并且在某种程度上，基于对下文的考察研究，对本领域技术人员而言将是显而易见的；或者，可以从本发明的实践中得到教导。