專利名稱：用于成型金屬建筑板的微處理器控制設備和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及從片狀材料構造具有拱形部分的金屬建筑板的設備和方法的改進。連接這些建筑板就可形成在相鄰板之間對接的自支撐建筑物。
背景技術：
和現(xiàn)有技術把相鄰的成型金屬建筑板加工成拱形或圓形、并且并排裝配和對接起來從而構成金屬建筑物，這在現(xiàn)有技術中是公知的。例如參見代表這些建筑物的Knudson的專利No.3,902,288(1975)，該建筑物的屋頂板完全是拱形或圓形的并且一直延伸到地基。在這樣一些建筑物中，屋頂板一直延續(xù)下去，以此作為建筑物的側壁，從端部觀察時該基本建筑結構呈拱形或半圓形。在Knudson的專利No.3,842,647(1974)中表示出一些制造用于這種建筑物的金屬板的設備，其中的成型板不僅在外表的側邊緣、而且在底部都是波紋狀的，只有這樣才能產(chǎn)生這個曲率。在Knudson的專利No.3,967,430(1976)中公開了通過對接相鄰板構筑這種建筑物的方法。在Knudson的專利No.3,875,642(1975)中公開了一種接縫機，用于在現(xiàn)有的Knudson專利的相鄰板間形成接縫。由Knudson專利代表的現(xiàn)有技術以移動式K-Span機的形式為M.I.C.Industries，Inc.of Reston，Virginia所擁有并已經(jīng)營銷售。
在Howell的專利2,986,193(1961)和3,150,707(1964)中公開了使用手動調(diào)節(jié)方式形成波紋狀建筑板的設備和方法。
壁和屋頂全為拱形的拱形建筑物結構有優(yōu)點，但也受到許多限制。一個限制是沒有豎直壁，這限制了豎直空間的使用。金屬建筑物的用戶經(jīng)常想要豎直壁，一是為了美觀、二是為了能更多地利用建筑物邊緣附近的空間。此外，由于受到設備的限制，所以已知的現(xiàn)有技術設備對成型金屬板所用的鋼的厚度有一個限制。這種金屬建筑物的基本尺寸和強度還受到由國家和整個世界的建筑物規(guī)范(building code)規(guī)定的局部的風力和活荷載的限制。由于這些建筑物規(guī)范標準變得越來越保守，所以建造者完全被限制在只有一定尺寸的建筑物上。必須限制全拱形建筑物的尺寸以防止超負荷，例如由颶風產(chǎn)生的大面積的風負荷可產(chǎn)生這種超負荷。但當將整個屋頂高度降低到整個建筑物寬度的1/5時，由于前向面積減小，強颶風就不會同樣影響該建筑物了。因此，在本領域中就需要一種由連續(xù)的板構成的金屬建筑物，這種板并非完全是拱形的，而是有一些豎直的壁，同時還要能利用現(xiàn)有技術的對接板結構的省料特性。這樣一些豎直壁建筑物可能會滿足在本領域中對空間、經(jīng)濟性、可利用性、以及強度各方面的要求。
除了上述現(xiàn)有技術外，Knudson的專利No.4,039,063(1977)公開了一種處理成型板以產(chǎn)生拱形金屬建筑物的外送設備和方法。如該專利所述，可對輸出輥道進行定位以收集彎折的板。在該領域中還存在一些用于成型和裝配相當寬的拱形金屬建筑物板的其它專利，如Knudson的專利No.4,364,263(1982)、4,505,143(1985)、4,505,084(1985)、以及在Knudson的專利No.4,470,183(1984)中的與上述專利一道使用的接縫機。這些專利屬于M.I.C的Super Span移動式金屬成型設備，并以這種設備的經(jīng)營銷售。在現(xiàn)有技術中，拱的半徑僅由手動裝置調(diào)節(jié)。另外，當設備中無材料時，可將拱的半徑調(diào)節(jié)到期望的曲率。半徑調(diào)節(jié)過程包括調(diào)節(jié)度盤至一個用于成型預定長度的金屬板的基準數(shù)值、然后對金屬進行成型操作，并將其與一個半徑測量計(該半徑測量計必須由膠合模板制成)或類似的半徑測量裝置比較。如果在該設備中插入一塊金屬并將其彎折后半徑變成不正確了，則操作員必須把度盤調(diào)節(jié)到新的一組數(shù)字并憑借經(jīng)常和實驗來協(xié)助他實現(xiàn)正確的半徑。要得到拱形板的正確曲率，彎折該板至錯誤的曲率可能會浪費高達500磅或者更多的金屬材料，這和設備的操作員的技術熟練程度密切相關。因而在該領域內(nèi)需要對曲率半徑進行自動的和可控的調(diào)節(jié)，并且使用機器內(nèi)的材料就應能夠完成這項任務，以便在達到期望的曲率的過程中不會浪費材料。
該現(xiàn)有技術的另一個缺點是，用于控制板的半徑的兩個度盤在板的上側和下側獨立操作。如果沒有能正確調(diào)節(jié)這兩個度盤，則彎折的板就要畸變，產(chǎn)生對建筑使用來說是不可接受的板，這樣的板必然要報廢。有時稱這種畸變?yōu)椤奥菪闻で?。因此，在本領域內(nèi)需要能由半熟練的操作員對板的曲率進行自動的和連續(xù)的調(diào)節(jié)。
現(xiàn)有技術的拱形板成型設備的另一個缺陷是它們不能在同一塊板上產(chǎn)生平直部分和彎折部分。另外，單獨成型的并用作豎直壁的建筑板的平直板在結構上是薄弱的，因為它們未經(jīng)彎折。換句話說，就現(xiàn)行的技術而論，還不可能實現(xiàn)剛好在板的側壁的彎折，當然在本領域中是需要對用作豎直建筑物壁的平直板的側壁進行這種彎折的。
此外，現(xiàn)有技術的產(chǎn)生拱形金屬建筑板的設備具有主彎折滾輪，這些滾輪在調(diào)節(jié)時彼此分開，使齒輪的接觸面積減小，這會導致明顯的齒輪早期磨損。還有，當現(xiàn)有技術的彎折滾輪分開時，如果沒能實際引導齒輪就位，齒輪重新嚙合是極其困難的，這就要求設備操作員在設備部件還在運動的情況下去調(diào)節(jié)設備，這當然是極不安全的。此外，當主滾輪分開并且齒輪的齒尚未嚙合時，齒輪側隙很大，使主彎折滾輪彼此的操作不合拍，導致不可接受的最終產(chǎn)生的板。在本領域中還需要改進可消除上述問題、并且可進行極其平滑的、無故障的、自動彎折操作的主彎折滾輪的傳動輪系。
在現(xiàn)有技術中設備是手動操作的，并且液壓系統(tǒng)是能夠滿足要求的，但期望能夠同時使用這些部件，并且要能夠自動和連續(xù)地調(diào)節(jié)彎折操作，同時還要能夠對板成型部分、剪切刀、和其它的控制器進行液壓控制。因此，在本領域中需要能從一個控制板進行自動控制，使半熟練的操作員就能控制該成型設備，產(chǎn)生包括平直的并且不經(jīng)彎折的部分在內(nèi)的具有任何期望曲率的板。發(fā)明概述本發(fā)明提供一種對構造金屬建筑物的板進行成型操作的微處理器控制設備和方法，其中的板的一部分是彎折的，其曲率是自動控制的。該設備和方法還要產(chǎn)生通過彎折加固的板，該板可以有一個平直部分和一個彎折部分，因此該板可用來構造一種具有拱形屋頂和豎直壁的建筑物。自動控制是通過液壓設備和監(jiān)測該板的成型操作的一個微處理器實現(xiàn)的。板的拱形部分的曲率是由板的底部的彎折程度控制的，并且彎折的程度是由主彎折滾輪的自動控制的間距確定的。然而，這些控制在板的成型操作期間是可以操作的，而且是借助于彎折滾輪中的板來操作的。在對滾輪的傳動齒輪沒有早期磨損或沒有不適當?shù)凝X隙的條件下實現(xiàn)了彎折滾輪的自動定位，也就是說，彎折齒輪的自動定位是借助于極平滑的、無故障的傳動輪系實現(xiàn)的。系統(tǒng)的液壓設備以及電控部件使該設備能由沒有大量經(jīng)驗的半熟練的工作人員操作。圖面說明

圖1是本發(fā)明的設備的頂視平面圖，表示各個部件的總體布局，其中有一些部分被剖開，另外一些位置為簡潔起見僅示意地表示出來。
圖2是本發(fā)明的設備的部分頂視平面圖，其中剖開的一些部分用于說明主彎折滾輪和它們的控制器。
圖3是一個端視圖，表示半熟練的操作員從一個位置控制該設備的控制面板。
圖4是一個示意圖，表示用于整個設備的自動控制的液壓系統(tǒng)和電系統(tǒng)的連接關系。
圖5是本發(fā)明的微處理器控制電路的示意方塊圖。
圖6表示可按本發(fā)明生產(chǎn)的許多建筑板結構中的幾種結構。
圖7是一個流程圖，表示全拱形板的各個生產(chǎn)步驟。
圖8是一個流程圖，表示既具有拱形部分又具有平直部分的板的生產(chǎn)步驟。較佳實施例的詳細描述圖1和2表示按本發(fā)明的用于生產(chǎn)金屬建筑板的設備的總體結構，該金屬建筑板用來構筑建筑物。在先前引用的主申請中詳細地描述過該設備的部件，這里只就本發(fā)明的微處理器控制特征對該設備進行討論。圖4表示自動控制本發(fā)明的液壓和電氣系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在該主申請中詳細討論過。
如圖1所示，片材(片狀材料)由滾輪36自動加入滾輪成型裝置38，成型裝置38將片材制成期望的形狀。這種滾輪成型裝置或平板成型裝置38在本領域中是公知的，該裝置的外觀呈平板形狀。液壓操作的剪切機40將成型的平板切割成期望的度量長度。
然后，將成型的平板P加入一個彎折裝置或彎折成型部分68，彎折成型部分68首先使板的側面彎折，而后使板的底部彎折，從而形成一個拱形的建筑板，這在本領域中是公知的。彎折是通過彎折滾輪中的相關的那些滾輪對完成的，這些滾輪對是可以調(diào)節(jié)的，因而能形成特定的板的尺寸和形狀。和上述手動調(diào)節(jié)彎折裝置并憑經(jīng)驗獲取期望的板形狀的現(xiàn)有技術方法相反，本發(fā)明利用了包括微處理器在內(nèi)的中央控制單元，根據(jù)操作員輸入的數(shù)據(jù)自動控制平板成型裝置和彎折成型裝置。
這種數(shù)據(jù)是通過圖3所示的控制板輸入的，控制板連接到一個微處理器上，微處理器接收來自多個傳感裝置的數(shù)字信號，控制該設備的下面將要討論的各個方面。將操作員輸入的數(shù)據(jù)與預先建立的數(shù)據(jù)庫進行比較，而后微處理器將該設備調(diào)節(jié)到適宜的參數(shù)，以形成期望的建筑板。如以上所述以及在該主申請中所述，該設備能夠生產(chǎn)在整個長度上都呈拱形的板以及既具有平直部分又具有拱形部分的板。
微處理器301與數(shù)據(jù)庫303通信，在數(shù)據(jù)庫303中存貯有和參數(shù)有關的信息，例如金屬厚度、對應各種半徑彎折的彎折裝置位置、特定的建筑規(guī)范，等等。通過安全鍵198來訪問該單元，以便啟動該設備的程序；這個鍵將該設備置成“管理人員方式”，以便在任何時刻都可校準或改變輸入到該單元的數(shù)據(jù)，下面對此再進行討論?，F(xiàn)在，討論系統(tǒng)的校準。
通過輸入最大半徑值和與已輸入的每個指定金屬厚度對應的長度值，把不同范圍的金屬厚度的已知數(shù)據(jù)輸入并存貯在該數(shù)據(jù)庫中。對于每一個金屬厚度，還可以輸入最小半徑。這是該系統(tǒng)自動處理板所用的主要數(shù)據(jù)。例如，對于0.020英寸的金屬厚度，使用這些金屬片材的建筑物的最大半徑可為35英尺。因此，微處理機將不允許厚度為0.020英寸的板構成曲率半徑大于35英尺的板。還要存貯確定各種度量值(如長度和半徑)的容差(即，允許的誤差)范圍的適宜的數(shù)據(jù)。
在該數(shù)據(jù)庫中還要存貯一系列半徑取樣值以及與這樣一些取樣值相應的彎折裝置位置。這種數(shù)據(jù)采取對應的半徑和彎折裝置位置值的一個表格形式。輸入的半徑取樣值的數(shù)目至少為兩個，最好大干兩個，例如為10個。該系統(tǒng)從最大至最小將輸入的對進行排序。將操作員確定的半徑輸入到該系統(tǒng)，并且和預先存入的半徑取樣值進行比較，然后使用內(nèi)插法獲得與操作員確定的半徑相對應的彎折裝置位置。還要存貯成型板可不發(fā)生彎折地通過的彎折裝置70、72的位置，從而可以產(chǎn)生平直的板或有平直部分的板。
本發(fā)明最好和能把各種傳感裝置的讀數(shù)(例如，板距、或測得的彎折裝置位置)轉換成長度和半徑的數(shù)據(jù)庫方法一道使用?？蓪⑦@一信息在開始使用前編程入該系統(tǒng)，用戶可選擇這種數(shù)據(jù)庫處理方法或其它形式的公式處理方法，從傳感器讀數(shù)確定彎折裝置位置。公式處理方法根據(jù)所選的半徑值計算彎折裝置位置，對此下面再來討論。在該數(shù)據(jù)庫中還要存入有關平板成型裝置38和彎折成型裝置68的相應的速度(即，相應循環(huán)開始和結束時所用的較慢速度和在操作期間所用的較快的正常速度)的信息。還可預先將板在成型裝置38和彎折裝置68中運行速度的轉折點設置在一系列英尺距離內(nèi)，或設置在一系列分別來自長度傳感器56和彎折長度傳感器58的電脈沖之內(nèi)。這一數(shù)據(jù)用于調(diào)節(jié)液壓執(zhí)行機構，液壓執(zhí)行機構以準確的速度前、后驅動裝置38、68。當系統(tǒng)處在由鍵198確定的“管理人員方式”時，這一數(shù)據(jù)可由操作員訪問和改變。
還要輸入代表自各個傳感裝置至基準點的距離的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)用于計算成型板對應于所選的長度、曲率半徑、彎折部分的長度等的時間，對此下面還要討論。例如，使用自彎折長度測量編碼器58至彎折滾輪72的中心的距離來電調(diào)節(jié)自該測量編碼器至該彎折滾輪的實際彎折部分的距離。使用測量離開滾輪成型部分38的板的長度的編碼器56的類似校準數(shù)據(jù)來精確控制部分38的液壓驅動裝置，產(chǎn)生板P的選定長度。還要提供有關編碼器82的起始位置的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)用于測定彎折滾輪70、72和編碼器74之間的距離，并且用于測定離開彎折部分68的板的曲率。
多個傳感裝置發(fā)生對應于板的參數(shù)的電脈沖，例如在傳感器發(fā)出3000個脈沖期間形成的板的長度。在微處理器中存貯著確定每個傳感器或編碼器產(chǎn)生的電脈沖數(shù)目和板的長度或半徑之間的關系的數(shù)據(jù)?？墒謩踊蜃詣有势桨宄尚筒糠值膫鞲醒b置56。當系統(tǒng)處在“管理人員方式”時可訪問該系統(tǒng)，并且可直接輸入轉換因子，即脈沖數(shù)與以英尺為單位的長度或半徑之比。還可以訪問一個存貯的程序，微處理器按該程序形成的板的長度對應于3千個脈沖，然后用戶測量并輸入該板的長度(以英尺為單位)，以校準平板成型部分的傳感裝置56。
彎折成型部分的長度傳感裝置58(包括測量加入彎折成型部分的成型平板長度的編碼器80)的校準與平板成型部分的傳感裝置56類似。用戶按下校準半徑長度按鈕，并將金屬板插進該彎折成型部分。然后運行該彎折成型部分，并且將已知的板的長度輸入到準備計算轉換因子的系統(tǒng)。還可以像平板成型部分的長度傳感裝置那樣，直接輸入脈沖/英尺比來手動獲得校準。
彎折成型部分的校準過程以及它們產(chǎn)生的曲率半徑的校準過程如下。即，按照如上所述數(shù)據(jù)庫方法和公式方法，該系統(tǒng)使彎折滾輪70、72定位。這就是說，通過微處理器從存入數(shù)據(jù)庫的表格中的彎折部分/半徑數(shù)據(jù)來計算對于一個選定的半徑的準確彎折位置，或者按另一種方式通過微處理器按照一個預先編程的公式來計算這一位置?？梢允褂孟率龉綇澱畚恢茫狡桨鍙澱畚恢茫?轉換常數(shù)/所選半徑)。轉換常數(shù)是對每一臺設計計算出來的數(shù)，該設備能使公式由所選半徑得到正確的彎折位置。
當準備要校準半徑時，用戶要按壓清除校準鍵193和R按鈕204。該系統(tǒng)首先檢查滾輪的實際位置是否和預置要求的位置相同。若不同，則該系統(tǒng)向用戶詢問是否需要移動彎折成型部分。如果回答是肯定的，則該系統(tǒng)將彎折成型部分自動移向它們的合適位置。
當彎折成型部分就位時，要求用戶使用彎折開始鈕220和彎折停止鈕183彎折一個樣品塊。然后要求用戶將半徑傳感裝置74放在靠緊彎折板的地方，并在調(diào)節(jié)時按壓輸入。如果所測半徑在預先編程的容差內(nèi)，則該系統(tǒng)顯示該半徑已被校準。如果不，則顯示百分數(shù)誤差，并且詢問用戶是否需要重新校準半徑調(diào)整值。
然后，用戶可手動地或使用自動調(diào)節(jié)裝置校準彎折成型部分。通過使用“管理人員方式”(只由指定人員操作的方式)輸入校正值，用戶可以手動地調(diào)節(jié)或檢查系統(tǒng)的校準情況。該設備存貯并使用該校正的半徑/彎折位置，直至用戶改變半徑時為止。一旦用戶改變半徑，該系統(tǒng)或者使用公式方法或者使用數(shù)據(jù)庫方法來計算彎折成型部分的相應位置。就手動校準方法而論，用戶使用R+和R-按鈕來校準彎折成型部分的位置。在“管理人員方式”下，可調(diào)節(jié)該系統(tǒng)，使其能在自動調(diào)整的同時顯示滾輪的“調(diào)整前的”和“調(diào)整后的”位置，從而可使用戶觀察到這些變化。
該系統(tǒng)還可自動檢查彎折成型部分的校準情況。就這種自動調(diào)整特點而論，該系統(tǒng)試圖通過一個正比于所測半徑誤差的量來校正彎折成型部分位置的誤差。為此，使用一個自動調(diào)節(jié)常數(shù)，這個常數(shù)是通過對大量的彎折位置-半徑的讀數(shù)取彎折滾輪位置(由編碼器82測得)/曲率半徑(由傳感裝置74測得)這個比例的平均值計算出來的。該系統(tǒng)而后使用這個常數(shù)來校正滾輪位置。如果認為以上討論的數(shù)據(jù)庫方法和公式方法不夠準確，還可以用此方法把選定的半徑轉化為準確的彎折位置。
如果該系統(tǒng)按“管理人員方式”編程時允許進行顯示，則在進行調(diào)節(jié)的同時將會顯示彎折滾輪位置的“調(diào)節(jié)之前的”和“調(diào)節(jié)之后的”數(shù)值。
還要輸入彎折滾輪70、72的偏移量，以便在調(diào)節(jié)滾輪時能提供一種靠擾移動。這些滾輪自它們的期望位置張開一個設定的量，然后在靠攏移動中返回到該期望位置。這就能保證，彎折滾輪總是能夠?？吭谔菪温菁y(在螺紋之間有間隙的螺紋)的壓力部分上，并且不會停靠在螺紋之間形成的空氣隙上。對于通過期望點移動彎折部分的量(它是彎折部分移入準確位置的速度)要進行預先編程。
如下面將要討論的，還可以存入和幾種“通用”建筑物類型中的任何一種類型有關的數(shù)據(jù)、也就是說可以存入特定的建筑物規(guī)范，因此操作人員只要選定特定的規(guī)范，該系統(tǒng)就能將板成型為與那種類型建筑物相對應的形狀。圖6A-6H描述了幾種建筑物類型，它們包括由豎直垂直部分、豎直傾斜部分、倒圓的角、不同半徑拱形部分的各種組合而成的板。通過輸入特定的規(guī)范，微處理器訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)、適當調(diào)節(jié)成型部分和彎折部分、然后控制它們的操作以產(chǎn)生這樣一些板。
圖5表示本發(fā)明的控制系統(tǒng)的示意圖。鍵盤208連接到微處理器301，用于輸入有關成型操作的數(shù)據(jù)。微處理器301與數(shù)據(jù)庫303相接，數(shù)據(jù)庫303是在本領域中公知的一個ROM(只讀存貯器)。通過RS-232串行端口(圖中未示出)可以訪問數(shù)據(jù)庫303，該RS-232串行端口連接到一個附加設備(例如，計算機)上。微處理器從包括多個監(jiān)測在該主申請中討論過的各個參數(shù)的傳感器在內(nèi)的傳感裝置接收電信號。微處理器響應這些信號，通過功率接口305向執(zhí)行機構234、236、238、240輸出信號。各執(zhí)行機構又控制各個部件(即，平板成型部分、彎折成型部分、等等)的操作。
傳感裝置56為旋轉編碼器形式，用于測量平板成型部分38輸出的板的長度。傳感裝置58為旋轉編碼器形式，通過檢測板穿過彎折成型部分68的側向彎折滾輪運行的長度來測量彎折板的長度。傳感裝置74是線性編碼器形式，用于測量離開彎折成型部分68的彎折板的曲率半徑。傳感裝置82是線性編碼器或電位器形式，用于測量彎折滾輪70、72之間的距離；這個距離決定于板內(nèi)曲率的大小。
通過上述的主申請中討論的液壓發(fā)動機可以移動彎折滾輪70。編碼器82檢測彎折滾輪70的位置，微處理器301從彎折成型部分的這個調(diào)節(jié)值確定出最終的半徑。在生產(chǎn)整個長度方向上都呈拱形的板的過程中，只有傳感裝置56、74、和82產(chǎn)生信號，而在生產(chǎn)既有平直部分又有拱形部分的板的過程才要追加使用傳感裝置58。
從傳感裝置向微處理器301傳送的電信號都要經(jīng)過適當?shù)臑V波和調(diào)節(jié)，這在本領域中是公知的并用標號306表示之。
微處理器301連接到功率接口305，該接口對平板成型部分38和彎折成型部分68的液壓驅動供料進行控制，并且調(diào)節(jié)彎折滾輪70、72的相對位置以實現(xiàn)期望的曲率半徑。首先，根據(jù)收到的傳感裝置輸入對微處理器301的輸出信號進行脈沖寬度調(diào)制處理(用方框332表示)，然后將其送到功率接口305以適當控制前述的平板成型部分和彎折成型部分，對此下面還要作進一步的介紹。
為了便于說明，將由本發(fā)明產(chǎn)生的拱形建筑板分為兩類在整個長度方向上都呈拱形的板，和既有拱形部分又有平直部分的板。當給系統(tǒng)通上電時，在控制板上的顯示屏210要求用戶按下“輸入”鍵以便啟動。然后詢問用戶是否希望改變現(xiàn)行的設定值。若回答是否定的(“no”)，則顯示現(xiàn)行的設定值，例如彎折程序中每一步的金屬厚度、長度、半徑，一次顯示一步，并且用戶可檢查和改變這些設定值。在檢查或改變設定值后，詢問用戶是否想要使用其它的設定值。若回答是肯定的(“yes”)，則該系統(tǒng)繼續(xù)操作。
現(xiàn)在描述在整個長度方向都呈拱形的建筑板的成型過程。在用戶輸入了用于上述設定值的期望值后，該系統(tǒng)通過上述的傳感裝置82檢查現(xiàn)行彎折位置。如果該位置沒有落在該期望值的預先編程的容差內(nèi)，則該系統(tǒng)向用戶詢問是否想要移動彎折部分。在彎折部移到合適位置后，顯示屏返回到它的正常狀態(tài)。
若想開始操作，用戶按壓平板成型部分啟動按鈕212，該啟動按鈕212通過功率接口305啟動平板成型部分電機，并且啟動平板成型部分執(zhí)行機構234。開始時速度較慢，然后加速進行，在該循環(huán)結束時再次慢下來。如以上所述，對特定的速度、以及速度的變化點都要預先編程。傳感裝置56發(fā)出對應于平板成型部分38輸出的成型平板的長度的脈沖。微處理器和功率接口配合動作以便在達到所選平板長度末端時停止平板成型部分的電機驅動。
在緊急情況發(fā)生時，或者在不復位傳感裝置56上的長度讀數(shù)的條件下期望停止該成型部分時，可使用平板成型部分停止按鈕181來停止該成型部分。為了再次啟動該成型部分，可按壓平板成型部分啟動按鈕212。在通過控制剪切執(zhí)行機構236的按鈕224操作液壓剪切機時復位傳感裝置56的平板長度傳感器的讀數(shù)，或者通過按壓平板復位按鈕213來復位這個讀數(shù)。如果在成型部分38已經(jīng)加工完一個平板并且已經(jīng)停止以后還想加工額外的平板，則用戶要按壓改變按鈕199，然后按壓L按鈕206。之后，用戶要輸入新的長度并按壓輸入鍵。復位平板長度傳感裝置56，該過程像先前所述那樣繼續(xù)進行。
假定該系統(tǒng)檢查彎折部分的實際位置，并且這個位置在如以上討論過的所選半徑的預先設定的容差范圍內(nèi)，則使彎折成型部分準備好，然后用戶將該平板送入彎折成型部分68，并且按下彎折部分啟動按鈕220。這樣就快速啟動了彎折成型部分電機。彎折部分停止按鈕183可在任何時刻停止彎折成型部分電機。板在離開彎折成型部分68時，就要隨時準備并排對接在一起。
現(xiàn)在描述用該系統(tǒng)生產(chǎn)既有彎折部分又有平直部分的特殊建筑板。這些特殊的建筑板和整個長度方向上都呈拱形的板不同，它們的長度包含多個部分或區(qū)段，這些區(qū)段或者是平直的，或者彎折成特定的半徑。可以對一系列特殊建筑物規(guī)范進行編程，這些規(guī)范應對應于存貯在數(shù)據(jù)庫中的預先確定的區(qū)段的長度/半徑數(shù)據(jù)，從而允許用戶選擇一個該系統(tǒng)將會自動產(chǎn)生的特殊板型。下面將要討論某些特殊的板型。
在開始操作該系統(tǒng)時，用戶使用按鈕198和鍵盤208輸入特定的建筑物規(guī)范。如果建筑物類型的數(shù)值不是1(類型1是全拱形板)，則顯示器在下方的一行上要顯示出該建筑物類型的數(shù)值。接下去，顯示器顯示出需要彎折成型部分復位并且需要按壓彎折復位按鈕215。在按下按鈕215后，彎折部分就位，顯示器引導用戶按下彎折啟動按鈕230以啟動彎折操作。在每個彎折區(qū)段的開始和結束期間，彎折成型部分慢速運行；而在中間階段則以較快速度運行。這和彎折成型部分連續(xù)快速運行以成型恒定半徑拱形板的情況有所不同。
當折彎成型部分開始操作時，顯示器的較下方的一行將要顯示該現(xiàn)行彎折的區(qū)段，并且一直計數(shù)到最后一個區(qū)段。例如，在對具有5個區(qū)段的板成型時，將要顯示區(qū)段5，其中包括一直計數(shù)到0的區(qū)段5的長度。在該區(qū)段結束時，彎折成型部分停止，并且將彎折滾輪調(diào)節(jié)到下一個區(qū)段的曲率。在完成最后一個區(qū)段后，該系統(tǒng)引導用戶按下彎折停止按鈕183，切斷彎折成型部分的驅動。顯示器而后顯示出需要彎折復位，用戶應像先前那樣按壓彎折復位按鈕215以便處理另一塊板。
下面，參照圖6B所示的第2種建筑物類型來說明一個實例。顯示器顯示的第一個區(qū)段(即，第7區(qū)段)可能是平板部分319，其長度可能顯示為10英尺，其半徑為0(對于平直的區(qū)段)。然后，使彎折成型部分晝移開，該彎折成型部分開始顯示長度計數(shù)，從10英尺一直到0。當區(qū)段319的長度結束時，彎折滾輪可能會自動定位以便和下一區(qū)段(點320)(區(qū)段6)的曲率半徑相對應。然后，彎折成型部分在這一區(qū)段上運行，并像先前那樣顯示該區(qū)段的長度。
彎折滾輪可能要再次移動到分開位置，并且顯示下一個區(qū)段(區(qū)段5)。彎折成型部分可運行25英尺長的板，同時還要像先前那樣計數(shù)該板長度。然后，彎折滾輪復位，以對應下一個區(qū)段(點322)(區(qū)段4)的曲率半徑。在此之后，該系統(tǒng)自動重復區(qū)段5、6和7，以形成該板的對稱的另外一半，其中在每一區(qū)段之前要調(diào)節(jié)彎折成型部分的位置。在所有的區(qū)段都結束時，顯示器將引導用戶按壓彎折停止按鈕，并且顯示出“需要彎折復位”的信息，以便能像先前所述的那樣準備啟動一個新版的操作。
盡管只表示出幾種板的結構形狀，但應該理解，對于任何期望的建筑物類型(即可由平直的和拱形的板區(qū)段(或部分)組合成的任何一種類型)都可編程進入該系統(tǒng)。
圖7和8是按本發(fā)明的拱形板成型設備分別針對全長度拱形板和特殊建筑物規(guī)范板的逐步操作流程圖。如圖7所示，用戶在步驟400按壓輸入鍵，該系統(tǒng)向用戶詢問是否要改變設定值，即長度、半徑、和厚度?？梢愿淖冊O定值，如步驟410所示；或者保留該設定值，而后在步驟420該設備檢查彎折成型部分的位置，以確定該位置是否對應于所選的半徑，這是通過將該位置和先前討論過的包含在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)表進行比較實現(xiàn)的。如果該位置不正確，則該設備自動移動彎折部分至正確位置，如步驟430所示。
這時，用戶最好如以上所述校準平板長度成型部分和/或板彎折成型部分，如分別由步驟440和450所示。在正確設定平板成型部分和彎折成型部分后，用戶按壓成型部分啟動鍵(460步)，以產(chǎn)生所選長度的板。然后操作液壓剪切機(470步)，切斷該長度的板。圖7表示出在操作彎折成型部分之前并且在驅動剪切機之后再次按壓平板成型部分啟動鍵(460步)的情況。這對應于用戶首先成型所有的平板而后彎折所有的平板的過程。應該認識到，圖7中描述的過程只是典型的情況；用戶可先成型一個板而后彎折這塊板、并有同時成型第二塊板，從而可同時操作平板成型部分和彎折成型部分。在板(一個或多個)成型后，用戶按壓彎折部分啟動鍵(480步)，按壓一次用于慢速編程運行，按壓兩次用于快速編程運行。在該板已彎折后，按壓彎折部分復位按鈕(490步)，以便為彎折下一塊板作好準備。
圖8表示對應于先前提到過的特殊建筑物規(guī)范的板的各個相繼的生產(chǎn)步驟，其中用相同的數(shù)字表示參照圖7討論過的那些步驟。用戶在如圖7所示按壓輸入鍵(步驟400)后可改變設定值，但這里的設定值包括建筑物類型、金屬厚度、以及特殊建筑物類型的每一個區(qū)段的長度和半徑。在這些設定值都設定正確后，和圖7相同，該設備在步驟420檢查彎折部分的位置，如有必要則自動移動它們。用戶然后像參照圖7討論過的那樣在步驟440和450校準平板成型部分和彎折成型部分。
在校準平板成型部分和彎折成型部分后，按壓平板成型部分啟動鍵460步)以開始平板的成型操作。如先前參照圖7所述，可以首先運行平板成型部分以成型所有的平板而后再彎折所有的平板，或者可以同時操作平板成型部分和彎折成型部分。然后在步驟480按壓彎折部分啟動鍵，并且如先前曾討論過的在步驟482該彎折成型部分要相繼彎折該特殊建筑物類型的每一個區(qū)段(從最后一個區(qū)段開始彎折)。在完成一個特殊建筑板后，用戶按壓彎折成型部分復位鍵(490步)，為另一塊板的彎折做好準備。
于是，本發(fā)明為成型用于構筑易于使用的自支撐建筑物的建筑板提供了一種微處理器自動控制設備和方法，并且在不存在材料浪費的條件下可產(chǎn)生高質(zhì)量的板，而在現(xiàn)有技術的設備中是存在這種材料浪費的。
雖然結合一些優(yōu)選實施例已描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些優(yōu)選實施例。在下述權利要求書范圍內(nèi)的改進對本領域的普通技術人員來說將是顯而易見的。
權利要求
1.一種微處理器控制設備，用于通過連續(xù)監(jiān)測片狀材料的加工過程由片狀材料自動生產(chǎn)建筑板，該建筑板至少一部分是彎折的；該設備包括一個平板成型部分，用于將片狀材料成型為平板，該板具有一個底部和側邊部分；第一信號產(chǎn)生裝置，第一信號對應于平板成型部分輸出的平板的長度；響應于接收的第一信號控制向平板成型部分提供片狀材料以產(chǎn)生所選長度的成型平板的裝置；彎折成型裝置，通過彎折板的底部彎折該成型平板；選擇操作彎折成型部分的預定曲率，以便從所說平板成型部分接收成型的平板，并且彎折該成型的平板的底部以產(chǎn)生至少有一部分是按所說預先選定的曲率彎曲的板的裝置；第二信號產(chǎn)生裝置，第二信號對應于彎折成型部分輸出的板的曲率；以及一個微處理器，按照所說第一信號控制平板成型部分以產(chǎn)生選定長度的成型平板，并且按照所說第二信號控制彎折成型部分以產(chǎn)生至少有一部分是按照所選曲率彎折的板。
2.如權利要求1的設備，其中的第一信號產(chǎn)生裝置包括一個旋轉編碼器，用于確定平板成型部分輸出的平板的長度并且產(chǎn)生對應于這個長度的所說第一信號。
3.如權利要求1的設備，其中用于控制向平板成型部分提供片狀材料的裝置包括微處理器，它接收所說第一信號并由此控制用于向平板成型部分提供片狀材料的裝置的操作。
4.如權利要求1的設備，其中用于選擇預定曲率的裝置包括一個鍵盤，用于輸入有關期望曲率的數(shù)據(jù)。
5.如權利要求4的設備，其中的選擇裝置用于向微處理器傳送曲率數(shù)據(jù)，該曲率數(shù)據(jù)與存貯在微處理器中的數(shù)據(jù)進行比較，以確定彎折滾輪的相應位置，該彎折滾輪至少將板的一部分成型為所選的曲率半徑。
6.如權利要求5的設備，其中用于控制彎折成型部分的裝置包括微處理器，微處理器根據(jù)所說相應數(shù)據(jù)的比較結果來操作彎折成型部分，對成型的平板進行處理以便使輸出的板至少有一部分是按預先選定的曲率彎折的。
7.如權利要求1的設備，其中的第二信號產(chǎn)生裝置包括一個編碼器，用于測量離開彎折成型部分的成型的板的一部分的曲率并且產(chǎn)生與被測的曲率對應的所說第二信號。
8.如權利要求7的設備，其中用于控制彎折成型部分的裝置包括微處理器，它接收第二信號并由此來控制彎折成型部分的操作。
9.如權利要求8的設備，其中用于控制成型的平板彎折裝置包括微處理器，它根據(jù)第二信號控制彎折滾輪，使由滾輪形成的板至少有一部分是按預選的曲率彎折的。
10.如權利要求9的設備，其中用于控制成型的平板彎折的裝置包括一個編碼器，用于測量滾輪的相對位置，并且向微處理器發(fā)送代表該相對位置的第三信號，以便根據(jù)第二和第三信號對滾輪進行調(diào)節(jié)。
11.一種由片狀材料自動成型建筑板的設備，該建筑板至少有一部分是按預先選定的曲率半徑彎折的并且至少有一個平直部分，該設備包括將片狀材料成型為具有側面和一個平直底部的板的裝置；測量已成型為所說板的片狀材料長度并且發(fā)出對應于所測長度的第一信號的裝置；響應所說第一信號控制平板成型裝置以產(chǎn)生所選長度的板的裝置；通過彎折成型的平板的底部彎折從平板成型裝置輸出的成型的平板的一部分，以便按所說選定的曲率半徑彎折該板的一部分的裝置；測量彎折部分的長度和彎折部分的曲率半徑、并且發(fā)出對應于所測長度和曲率的第二和第三信號的裝置；以及響應于所說第二和第三信號控制彎折裝置彎折該板的底部的彎折程度，使板的彎折部分對應于所說長度和曲率的預選值、并使通過彎折裝置的板的另一部分的底部不發(fā)生彎折、從而產(chǎn)生至少具有一個彎曲部分并至少有一個平直部分的建筑板的裝置。
12.一種從片狀材料自動生產(chǎn)建筑板的方法，該板至少有一個經(jīng)過選擇性彎折的部分，該方法包括如下步驟針對將要彎折的板的部分選擇期望的曲率半徑和長度；檢查用于彎折該板的底部的彎折裝置的位置以保證彎折裝置將在板內(nèi)產(chǎn)生期望的曲率半徑，并且如果該彎折裝置的位置沒能產(chǎn)生正確的半徑，則移動彎折裝置至正確位置；向平板成型裝置提供片狀材料，以形成具有一個底部并具有側面的板；當板離開平板成型裝置時測量板的長度，并向一個中央控制單元發(fā)送一個對應于所測長度的第一信號以便根據(jù)所說第一信號控制向平板成型裝置提供的片狀材料；向彎折成型裝置提供成型的平板，以便按預選的曲率半徑有選擇地彎折該板的底部，其中，離開彎折成型裝置的板的部分的曲率對應于所選的曲率半徑；以及剪切至少一部分已由彎折成型裝置有選擇地彎折過的板。
13.如權利要求12的方法，其中向彎折成型裝置提供平板的步驟要彎折板的整個長度。
14.一種對板進行成型的設備，該板至少在它的長度的一部分上是彎折的，該設備包括將片狀材料成型為具有一個底部的板的裝置；剪折成型的板的底部以使板彎折成期望的的曲率半徑的裝置；包含有關各種曲率半徑以及相應的彎折裝置的位置的數(shù)據(jù)的存貯裝置；選擇由彎折裝置彎折成型的平板所用的一個曲率半徑的裝置；以及通過下述方式將彎折裝置定位在正確位置以彎折成型的平板至所選曲率半徑的裝置(i)確定彎折裝置的實際位置；(ii)比較該彎折裝置的實際位置與存貯裝置中有關各曲率半徑以及相應的彎折裝置位置的數(shù)據(jù)，以確定該彎折裝置實際位置是否能產(chǎn)生所選的曲率半徑；和(iii)如果該實際位置和包含在存貯裝置中的位置不相對應，則將彎折裝置移到它的正確位置；借此，用戶可選擇一個曲率半徑，該設備將要把彎折裝置自動定位在它的正確位置上，因此可把成型的板加到彎折裝置中，并且彎折該板的至少一部分長度的底部以產(chǎn)生彎折成期望結構形狀的板。
15.一種自動生產(chǎn)具有預定結構形狀并且至少包括一個彎折的板部分和至少一個平直的板部分的建筑板的設備，該設備包括存貯裝置，用于存貯有關預定的板結構的數(shù)據(jù)，該板結構至少包括一個平直的板部分和一個彎折的板部分，該存貯裝置包含有關平直部分的長度，以及彎折部分的長度和曲率半徑的數(shù)據(jù)；一個與存貯裝置通信的微處理器；輸入裝置，用于選擇出一個要由該設備自動生產(chǎn)的預定的板結構；平板成型裝置，用于把片狀材料成型為具有一個底部并具有側壁的建筑板，該平板成型裝置由微處理器控制以便把片狀材料成型為具有期望長度的平板；以及彎折裝置，用于彎折該成型的平板的一部分的底部，以便將板的一部分長度彎折成期望的曲率半徑，該彎折裝置由微處理器控制，并且定位該彎折裝置以彎折成型的平板的這部分的底部，使這部分彎折的底部能和預先選定的板結構的至少一個彎折部分相對應，并且所說彎折裝置由微處理器控制，并且定位該彎折裝置以留下一部分未經(jīng)彎折的成型平板部分，使這部分未經(jīng)彎折的成型平板部分和預先選定的板結構的至少一個平直部分相對應；借此，用戶可使用輸入裝置選擇具有至少一個平直部分和至少一個彎折部分的預定板結構，并且該設備將自動生產(chǎn)具有所說板結構的建筑板。
全文摘要
一種將片狀材料加工成用于裝配建筑物的建筑板的微處理器控制設備和方法。將片狀材料成型為具有平直的底部和側部的平板，同時監(jiān)測成型的平板的長度以控制成型裝置的操作。然后將板加入彎折成型裝置以彎折至少一部分平板成拱形或圓形。監(jiān)測輸出板的曲率以控制位于彎折成型位置中的可調(diào)彎折滾輪的位置，使板的這部分具有準確的預選曲率。在生產(chǎn)既有平直部分又有彎曲部分的板時要監(jiān)測板的彎折部分的長度，并且彎折滾輪自動復位以形成具有不同曲率半徑的各個部分?？稍跀?shù)據(jù)庫中存貯預定的板的設計方案，在輸入適當數(shù)據(jù)時微處理器可控制該設備自動產(chǎn)生這樣的板結構。
文檔編號E04B1/16GK1122114SQ94191959
公開日1996年5月8日 申請日期1994年4月28日 優(yōu)先權日1993年4月30日
發(fā)明者F·莫雷羅 申請人:M.I.C.工業(yè)有限公司