CN100469669C - 滑槽式型钢自动堆垛机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滑槽式型钢自动堆垛机，属于冶金设备技术领域。该堆垛机由左导板、右导板、摆动导板、移动导板、左导引定位器、右导引定位器、可调定位器、定位挡头、位姿定位器、小车、活动机架和机架组成，左导板、右导板形成固定的上部滑槽，移动导板与左导板形成左下滑槽，移动导板、右导板和摆动导板形成右下滑槽，型钢沿不同滑槽移动自动实现180°翻转与不翻转，导引定位器、可调定位器和位姿定位器等辅助型钢到达堆垛位置并保持其位置不动，移动导板随小车快速移动，型钢下落，即完成型钢堆垛。该堆垛机既适用于磁性材料的型钢，又适用于非磁性材料的型钢或型材，具有节约能源、运行费用低、动作简单、节奏快及工作可靠的特点。

Description

滑槽式型钢自动堆垛机

技术领域：

本发明属于冶金设备领域，具体涉及一种滑槽式型钢自动堆垛机。

背景技术；

型钢自动堆垛机是型钢生产的精整设备。根据型钢生产的工艺要求，定尺的型钢成品需要按规定垛型堆垛成形，以便型钢的打包、存放和运输。常用的型钢品种有角钢、槽钢、工字钢、H型钢、方钢、圆钢等。为了实现常用型钢的自动堆垛，需要采用型钢自动堆垛机。目前常用的型钢自动堆垛机，如中国专利CN92234790.5公开的是一种电磁式的堆垛机，它有两组电磁铁，一组摆动电磁铁将型钢翻转180°堆放，而另一组平移电磁铁实现型钢的不翻转堆放。由于型钢的堆垛动作是由电磁铁来完成的，因而它不适用于非磁性材料的型材堆垛；堆垛过程中，电磁铁需要消耗电能，同时，电磁铁与型钢一起组成的运动质量产生较大的负载力矩，也导致较大的能耗；电磁铁数量多，价格高，需要经常更换。因此，电磁式堆垛机存在堆垛材质单一，能耗大、运行费用高的缺点。

另一种型钢堆垛机，如美国专利US4969313，公开的也是一种电磁式的型钢自动堆垛机，其一组电磁铁既可以随摇臂的公转，也可以绕自身的铰接点自转。电磁铁在不同的位置吸钢后，控制电磁铁的公转与自转来实现型钢的翻转与不翻转堆放。虽然它的电磁铁数量减少了一半，但电磁铁的公转与自转增加了控制系统的复杂性。

发明内容：

为了克服现有电磁式型钢自动堆垛机的堆垛材质有限制、能耗大和运行费用高的不足，本发明提供一种滑槽式型钢自动堆垛机。该堆垛机既能适用于磁性、非磁性材料的型钢堆垛，也能满足定尺和非定尺型钢的堆垛。

本发明所提供的滑槽式型钢自动堆垛机，包括左导板5、右导板6、摆动导板18、移动导板11、左导引定位器4、右导引定位器7、可调定位器2、定位挡头9、位姿定位器10、小车12、活动机架22和机架14，其特征是：左导板5、右导板6固定在机架14上，并左右布置形成一上部滑槽；摆动导板18位于左导板5、右导板6下方，与支撑在机架14上的水平轴固接，摆动到高位时，它与右导板6之间形成一圆弧滑槽；移动导板11位于左导板5、右导板6下面，安装在小车12上，当它位于左极限位置时，与左导板5形成一左下滑槽，而位于右极限位置时，则与右导板6形成一右下滑槽；右导引定位器7位于上部导槽的右侧，支撑在机架14上，型钢下滑时，它托住或推动型钢沿滑槽平行移动；左导引定位器4位于上部导槽的左侧，支撑在活动机架22上，型钢下滑时，它托住或推动型钢沿滑槽平行移动；可调定位器2安装在活动机架22上，它与型钢接触使型钢停留在堆垛位置；定位挡头9固定在右导板6上；位姿定位器10位于移动导板11的一侧，安装在可移动的小车12上；小车12支撑在机架14的水平轨道上，每个小车与汽缸活塞杆铰接，而缸体与一摇臂铰接，摇臂与支承在机架上的轴固接，驱动装置与轴联结。

本装置利用型钢的重力使其沿可切换导槽横向移动，采用两种形状不同的导槽实现型钢的翻转与不翻转动作。左导板5和右导板6左右布置形成一上部导槽，其宽度稍大于型钢的大小，它们的工作轮廓都是由两圆弧和两直线组成。左导板5与移动导板11在上部导槽的下方形成一左下滑的导槽，型钢沿此导槽移动不翻转；右导板(6)、摆动导板(18)和移动导板(11)形成一右下滑的导槽，型钢沿此导槽移动将翻转180°。移动导板(11)的工作轮廓是由一段圆弧和一段直线组成，圆弧和直线相切；摆动导板(18)的工作轮廓是一段圆弧。

左导引定位器4和右导引定位器7可保证型钢沿导槽移动的可靠性和定位的准确性。左导引定位器4由拨爪、轴24和驱动装置组成，至少有两个拨爪与轴24固定联接，驱动装置与其两侧的轴联结，拨爪由两根相对固定的拨杆构成，它们的相位差为90—120°，型钢下滑时，固定在轴24上的多个拨爪同步回转，拨爪的端部与型钢接触，托住或推动型钢沿滑槽平行移动，达到导引型钢下滑和定位型钢的目的。右导引定位器7由拨爪、轴25和驱动装置组成，至少有两个拨爪与轴固定联接，驱动装置与轴联结，拨爪由同一平面上的三根相对固定的拨杆构成，它们的相位差为120°。型钢下滑时，固定在轴25上的多个拨爪同步回转，拨爪的端部与型钢接触，托住或推动型钢沿滑槽平行移动，达到导引型钢下滑和定位型钢的目的。

当型钢沿左下滑的导槽移动时，右导引定位器7的拨爪首先托着型钢下滑，到达指定位置后，左导引定位器4的拨爪开始接触型钢，在型钢重力的作用下开始转动，继续引导型钢下滑。型钢停止移动后，左导引定位器4的拨爪继续转动，后继拨杆推动型钢到达堆垛位置。当型钢沿右下滑的导槽移动时，右导引定位器7的拨杆先托着型钢下滑，型钢停止移动后，后继拨杆推动型钢到达过渡位置。

可调定位器2根据型钢的规格设定型钢到达的左极限或右极限位置。它由摇臂、轴和驱动装置组成，至少有两个摇臂与轴固定联接，驱动装置与其两侧的轴联结，可调定位器2的摇臂在驱动装置的驱动下反复地切换位置，达到因先后两层堆垛的型钢根数不同(分别为n和n-1)，控制型钢不同极限位置的目的。

移动导板11固定在小车12上，小车12的四个承载车轮支承在具有上、下轨面的轨道中，四个导向车轮与轨道的侧面接触，保证小车直线运动。每个小车与一汽缸13的活塞杆铰接，缸体与摇臂16铰接。多组小车上的移动导板11平行布置，均匀地托起型钢。多个摇臂16固定在同一轴28上，可在汽缸15的驱动下同步摆动。当摇臂16静止时，汽缸13可驱动小车单独移动，而摇臂16在汽缸15的作用下摆动时，可使小车集体移动。不翻转堆垛的型钢沿导槽滑动直接到达堆垛位置，可调定位器2和左导引定位器4限制其水平方向移动，位于型钢下面的移动导板11在汽缸13的作用下快速抽动，型钢自由下落堆放在升降台19上。控制移动导板11先后抽动的顺序可防止型钢自由下落过程中发生翻转。

位姿定位器10有一可绕固定轴线回转90°的齿板轴，齿板轴的齿形随型钢的断面形状变化，如角钢采用三角形齿。齿板轴支承在小车上，轴的一端固定一摇臂，汽缸27的活塞杆与其铰接，缸体与小车铰接。在初始状态，齿板平面位于水平面内，且其上表面低于移动导板11的工作面；当齿板轴在汽缸27的作用下转动90°后，处于工作位置，型钢位于齿板轴的齿槽内(说明书附图1所示位置)，可保持型钢位姿在移送过程中不变。

翻转180°堆垛的型钢沿导槽滑动到达上述的过渡位置，位于型钢下面的位姿定位器10工作，保持型钢在小车上的位置和姿态不变，然后，小车12集体同步移动将型钢送达堆垛位置，位姿定位器10复位，重复上述不翻转型钢的堆垛动作，可实现翻转型钢的堆垛。

本发明采用可切换导槽完成了型钢的翻转与不翻转交替变化的堆垛动作，可满足磁性、非磁性材料的型材堆垛。型材滑动过程中，导板是固定的，只有结构简单、运动质量小的导引定位器随型材一起运动，因而大大降低了运行能耗、节省运行费用。由于移动导板的高度较小，型钢自由下落的高度相比电磁式的可以减小很多，因而可减小型钢下落时的冲击噪声。

附图说明：

图1滑槽式型钢自动堆垛机结构示意图。

图2滑槽式型钢自动堆垛机平面布置图。

图中：1.汽缸、2.可调定位器、3.组合汽缸、4.左导引定位器、5.左导板、6右导板、7.右导引定位器、8型钢.、9.定位挡头、10.位姿定位器、11.移动导板、12.小车、13.汽缸、14.机架、15.汽缸、16.摇臂、17.汽缸、18.摆动导板、19.升降台、20.输送辊道、21.油缸、22.活动机架、23.轴、24.轴、25.轴、26.轴、27.汽缸、28.轴、29.链板运输机、30.传动系统、31.轴

具体实施方式

沿型钢的纵向有三块右导板6通过螺栓固定在机架14上，四块左导板5通过螺栓固定在活动机架22上。两组左导板5、右导板6形成一导槽。型钢规格不同时，可更换左导板5、右导板6，保持导槽的宽度适合型钢的大小。

四块移动导板11分别安装在4台小车12，可随小车左右移动。当移动导板位于左极限位置时(说明书附图1中双点划线表示)，它与左导板5、右导板6形成一左下滑的延伸导槽，不翻转堆垛的型钢沿此导槽滑动至堆垛位置。当移动导板位于右极限位置时(图1中实线表示)，它与右导板6和处于上位的摆动导板18形成一右下滑的延伸导槽，翻转180°堆垛的型钢沿此导槽滑动至过渡位置，等待小车移动将型钢送至堆垛位置。

四块摆动导板18分别通过螺栓固定在轴26的摇臂上，轴26支承在机架14上。汽缸17的活塞杆与轴26的中间摇臂铰接，而缸体与机架14铰接，汽缸驱动摆动导板18同步往复摆动。当摆动导板位于上极限位置时，它处于工作状态；位于下极限位置时，处于不工作状态。

可调定位器2和左导引定位器4的轴23和轴24都支承在活动机架22中，活动机架22可绕轴31的轴线回转，以便处理升降台19和运输辊道20的故障。可调定位器2的四个拨杆与轴23固定联结，它直接与型钢接触，挡住快速下滑的型钢停留在堆垛位置，并控制型钢的左极限位置。堆垛过程中，由于先后两层堆垛的型钢宽度不同，拨杆需要在两个位置之间反复切换。汽缸1的的活塞杆与轴23的摇臂铰接，而缸体与活动机架22铰接，汽缸驱动拨杆同步往复摆动可实现其位置切换。

左导引定位器4有四个拨爪，每个拨爪上有两根相对固定的拨杆，它们的相位差为90°～120°，四个拨爪固定在轴24上，可使所有拨杆同步转动。拨杆的最大转角范围为140°～150°，采用链传动和组合汽缸驱动。一链轮与轴24固定联结，另一链轮支承在活动机架22上，在轴23上空套一链轮，构成链传动。组合汽缸3的一端活塞杆与移动滑块铰接，而另一端活塞杆与活动机架22铰接，滑块与传动链连接，组成左导引定位器4的传动系统。拨杆有三个停留位置，即初始位置、前拨杆挡钢位置和后拨杆挡钢位置。在初始位置，前拨杆等待接应下滑的型钢。当型钢接触左导引定位器4的前拨杆时，型钢推动拨杆转动，汽缸3控制拨杆的转速，引导型钢沿导槽水平下滑，型钢停止后，拨杆继续转动，后拨杆推动型钢到达堆垛位置，并保持水平位置不变，此时，称为后拨杆挡钢位置。对于翻转堆垛的型钢，当型钢从过渡位置移送至堆垛位置时，左导引定位器4的拨杆从初始位置开始转动，前拨杆接触型钢时停止，并保持水平位置不变，此时称为前拨杆挡钢位置。组合汽缸3是一个三定位的汽缸，可满足左导引定位器4的工作要求。当堆垛不同规格的型钢时，拨杆的前拨杆挡钢位置和后拨杆挡钢位置是随堆垛型钢宽度变化的，可在拨杆上更换挡块来调整。

右导引定位器7有三个拨爪，每个拨爪由三根相对固定的拨杆组成，相位差为120°。三个拨爪固定在轴25上，以使所有拨杆同步转动。轴25位于输送链的下方，穿过右导板6，支承在机架14上。拨杆的初始状态(图1实线所示位置)位于滑槽的起始端。分组后的型钢由链板运输机29横向移送进入滑槽，三组拨杆同步托着型钢一起运动，可保证型钢水平地下滑，不会产生卡阻现象。对于不翻转堆垛的型钢，拨杆转动120°后停止，此时左导引定位器4的拨杆已处于初始状态，型钢由左导引定位器引导进入堆垛位置。对于翻转堆垛的型钢，右导引定位器7的拨杆转动230°～240°后停止，型钢进入过渡位置。然后，拨杆反转50°～60°后停止，等待型钢平移后，拨杆继续反转回到初始状态。因此，右导引定位器7在堆垛两层型钢的堆垛周期中，有正转和反转，可由传动系统30来控制。三个定位挡头9分别固定在对应的左导板5、右导板6上，保证型钢滑至规定的过渡位置。四个位姿定位器10的齿板轴分别支承在四个小车12中，每个齿板轴的转动由单独的汽缸27驱动。汽缸27的活塞杆与齿板轴的摇臂铰接，而缸体与小车12铰接，汽缸驱动齿板轴可往复摆动90°，齿板轴的齿形与型钢的断面形状吻合。在初始状态，齿板平面位于水平面内，且其上表面低于移动导板11的工作面；当齿板轴在汽缸27的作用下转动90°后，处于工作位置，型钢位于齿板轴的齿槽内(图1所示位置)，可保持型钢位姿在移送过程中不变。

每台小车12的四个承载车轮支承在由槽钢组成的轨道上，四个水平的导向轮压靠在轨道的侧面，保证小车沿直线运动。四台小车分别与四个汽缸13的活塞杆铰接，而缸体又分别与与四个固定在轴28上的摇臂16铰接，轴28通过轴承及轴承座支承在机架14上。一个汽缸15的活塞杆与一摇臂16铰接，而缸体与机架14铰接，组成小车12的传动系统。当摇臂16静止时，汽缸13可驱动小车单独移动，而摇臂16在汽缸15的作用下摆动时，可使小车集体移动。

滑槽式型钢自动堆垛机的主要动作和状态是：堆垛不翻转型钢时，左导引定位器4和右导引定位器7处于初始状态，摆动导板18处于低位，移动导板11位于左极限位置，升降台19接近移动导板11的下表面。分组后的型钢由运输机29送入滑槽，右导引定位器7转动，导引型钢下滑，接着左导引定位器4工作，导引型钢左下滑，并进入堆垛位置；汽缸13活塞杆缩回，移动导板11快速右移，型钢落向升降台19，完成不翻转型钢的堆垛。左导引定位器4复位，调整定位器2的拨杆位置，小车整体右移的同时，汽缸13活塞杆伸出复位，摆动导板18上摆，处于高位，完成翻转180°型钢的堆垛准备。分组后的型钢被送入滑槽，右导引定位器7转动，型钢沿导槽滑动到达过渡位置，接着，位于型钢下面的位姿定位器10工作，与此同时，右导引定位器7反转，然后，小车12集体同步移动将型钢送达堆垛位置，位姿定位器10和右导引定位器7复位，重复上述不翻转型钢的堆垛动作，可实现翻转型钢的堆垛。

Claims (7)

1、滑槽式型钢自动堆垛机，包括左导板(5)、右导板(6)、摆动导板(18)、移动导板(11)、左导引定位器(4)、右导引定位器(7)、可调定位器(2)、定位挡头(9)、位姿定位器(10)、小车(12)、活动机架(22)和机架(14)，其特征在于：左导板(5)、右导板(6)固定在机架(14)上，并左右布置形成一上部滑槽；摆动导板(18)位于左导板(5)、右导板(6)下方，与支撑在机架上的水平轴固接，摆动到高位时，摆动导板(18)与右导板(6)之间形成一圆弧滑槽；移动导板(11)位于左导板(5)、右导板(6)下面，安装在小车(12)上，当移动导板(11)位于左极限位置时，与左导板(5)形成一左下滑槽，而位于右极限位置时，则与右导板(6)形成一右下滑槽；右导引定位器(7)位于上部导槽的右侧，支撑在机架(14)上；左导引定位器(4)位于上部导槽的左侧，支撑在活动机架(22)上；可调定位器(2)安装在活动机架(22)上，它与型钢接触使型钢停留在堆垛位置；定位挡头(9)固定在右导板(6)上；位姿定位器(10)位于移动导板(11)的一侧，安装在可移动的小车(12)上；小车(12)支撑在机架(14)的水平轨道上，每个小车(12)与汽缸活塞杆铰接，而缸体与一摇臂铰接，摇臂与支承在机架(14)上的第一轴(28)固接，第一轴(28)与第一驱动装置联结。

2、根据权利要求1所述的滑槽式型钢自动堆垛机，其特征在于：左导引定位器(4)由拨爪、第二轴(24)和第二驱动装置组成，有两个以上的拨爪与第二轴(24)固定联接，第二驱动装置与第二轴(24)联结，拨爪由两根相对固定的拨杆构成，它们的相位差为90—120°。

3、根据权利要求1所述的滑槽式型钢自动堆垛机，其特征在于：右导引定位器(7)由拨爪、第三轴(25)和第三驱动装置组成，有两个以上的拨爪与第三轴(25)固定联接，第三驱动装置与其两侧的第三轴(25)联结，拨爪由同一平面上的三根相对固定的拨杆构成，它们的相位差为120°。

4、根据权利要求1所述的滑槽式型钢自动堆垛机，其特征在于：可调定位器(2)由摇臂、第四轴(23)和第四驱动装置组成，有两个以上的摇臂与第四轴(23)固定联接，第四驱动装置与第四轴(23)联结使摇臂同步摆动。

5、根据权利要求1所述的滑槽式型钢自动堆垛机，其特征在于：位姿定位器(10)由齿板轴和第五驱动装置构成，第五驱动装置安装在小车(12)上，并与齿板轴的摇臂铰接，摇臂往复摆动90°。

6、根据权利要求1所述的滑槽式型钢自动堆垛机，其特征是：左导板(5)、右导板(6)的工作轮廓是由两圆弧和两直线组成，两块导板固定在同一平面上或不同平面上。

7、根据权利要求1所述的滑槽式型钢自动堆垛机，其特征是：移动导板(11)的工作轮廓是由一段圆弧和一段直线组成，圆弧和直线相切；摆动导板(18)的工作轮廓是一段圆弧。

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