[发明专利]金属形材辊轧与加工设备及其网络控制系统

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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 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 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 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 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CAM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 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。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明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。

根据本发明的一个方面，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；

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。

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 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 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 金属形材的放卷机构，用以检测和控制放卷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 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。