CN101791720B - 智能化物料切断机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能化物料切断机，其包括输送机构、切断机构及控制机构；输送机构包括输送电动机、输送传动单元和多个主动轮，输送电动机经输送传动单元驱动多个主动轮，从而带动容于输送通道的物料移动；在输送通道的入口位置设置速度传感器、出口位置设置用于限制物料摆动的固定块；切断机构包括切断电动机、切断传动单元和冲切刀；控制机构包括相互连接的控制器和人机界面。有益效果是：物料经输送机构输出后，由冲切刀瞬间作用切断，物料被切断成设定长度，该种切断方式保证了物料不变形和物料表面的光泽度；输送机构包括成对的主动轮、从动轮，物料由主动轮与从动轮带着移动，同时具有校直作用；设置了障碍感应器能够有效预防工伤事故，提高操作的安全性。

Description

智能化物料切断机

【技术领域】

本发明涉及金属物料切断技术领域，特别是一种智能化物料切断机。

【背景技术】

现有的具有余热的金属物料，其在切断作业时，由于还未完全冷却，所以柔韧性较强，切断时容易造成物料的变形。特别是表面光泽度较高的物料，现有的切断设备易破坏其表面的光泽度。

例如：铝料的切断作业。铝水在成型铝棒以后，还未完全冷却即切断成设定长度的铝棒。金属铝的特性是：未完全冷却时柔韧性非常强，同时，金属铝本身表面光泽度非常高；现有的切断设备不能对这种具有很强的柔韧性铝材进行加工，亦无法保护其表面的光泽度，甚至会刮伤表面，严重时发生形变。

【发明内容】

为了解决现有的技术问题，本发明提供一种智能化物料切断机，其适用于柔韧性强、表面光泽度高的物料切断作业。

本发明解决现有的技术问题，提供一种智能化物料切断机，其包括输送物料使其顺着输送通道移动的输送机构；切断经过所述输送通道后的物料的切断机构；及控制所述输送机构和所述切断机构动作的控制机构；所述输送机构包括顺序设置的输送电动机、输送传动单元和多个主动轮，所述输送电动机经所述输送传动单元驱动所述多个主动轮，所述多个主动轮转动即带动容于所述输送通道的物料移动；在所述输送通道的入口位置设置速度传感器，在所述输送通道的出口位置设置用于限制物料摆动的固定块；所述切断机构包括顺序相连的切断电动机、切断传动单元和冲切刀，所述切断电动机经所述切断传动单元驱动所述冲切刀垂直于所述输送通道的轴心线移动；所述控制机构包括相互连接的控制器和人机界面；所述控制器分别与所述速度传感器、所述输送电动机和所述切断电动机相连接。

本发明更进一步的改进是：

所述输送机构包括离合器，所述输送电动机、所述离合器、所述输送传动单元和所述多个主动轮顺序相连；所述离合器与所述控制器相连，由所述控制器调节所述离合器的离合/接合状态。

所述主动轮为四个，其垂直于所述输送通道的轴心线；所述输送机构包括与所述四个主动轮一一配合的四个从动轮，物料顺着所述四对主动轮与从动轮之间的间隙移动。

所述固定块包括上固定块和下固定块，所述上固定块、所述下固定块之间包容的区域用于物料穿过。

位于所述出口的外侧并顺着所述输送通道的延伸方向设置一位置传感器，该位置传感器用于检测经过所述输送通道后继续前移的物料位置；所述位置传感器的检测点与所述冲切刀的切点之间的距离即被切物料的长度；所述位置传感器与所述控制器相连。

所述位置传感器顺着所述输送通道的延伸方向自由靠近所述切点或远离所述切点。

位于所述输送通道的延伸方向设置一支撑台，所述支撑台的侧面与所述冲切刀的切点相邻。

所述控制器根据所述速度传感器检测的物料输入速度信号调节所述输送电动机的状态；所述控制器根据所述位置传感器检测的物料位置信号控制所述切断电动机的状态和所述离合器的状态。

靠近所述冲切刀设置一障碍感应器，用于检测冲切刀周围有无障碍物，该障碍感应器与所述控制器相连接。

在所述输送通道的外侧设置一冷却系统，同时在所述输送通道的入口位置设置温度传感器，该冷却系统和温度传感器均与所述控制器相连；所述控制器根据所述温度传感器检测的信号调节所述冲切刀的作用力，或者启动/关闭冷却系统

位于所述冲切刀的下方顺着所述输送通道的延长线方向设置一输送带，用于传送设定长度的被切物料。

相较于现有技术，本发明的有益效果是：物料经输送机构输出以后，由冲切刀瞬间作用力切断，物料被切断成设定长度，该种切断方式保证了物料不变形和物料表面的光泽度；其次，输送机构包括成对的主动轮、从动轮，物料由主动轮与从动轮带着移动，同时物料容于主动轮与从动轮之间的间隙内，该结构能够有效校直物料；最后，设置了障碍感应器，能够有效预防工伤事故，提高操作的安全性。

【附图说明】

图1为本发明智能化物料切断机的结构示意图；

图2为本切断机作业状态的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1和图2所示，一种智能化物料切断机，其包括输送机构、切断机构和控制机构。输送机构用于输送物料11使其顺着输送通道21移动；切断机构用于切断经过所述输送通道21后的物料11；控制机构用于控制所述输送机构和所述切断机构动作，合理的调节物料输送速度和切断速度，从而实现本切断机自动化作业，该控制机构为工控机、单片机或PLC。输送机构位于上游、切断机构位于下游，物料经输送机构有序的输出，切断机构将输出的物料进行有序的切断处理。

所述输送机构包括顺序设置的输送电动机22、输送传动单元24和多个主动轮25，所述输送电动机22经所述输送传动单元24驱动所述多个主动轮25，所述多个主动轮25转动即带动容于所述输送通道21的物料11移动，当输送电动机22的输出功率改变时，由其驱动的输送速度亦相应改变。在所述输送通道21的入口位置设置速度传感器31，该速度传感器31用于检测输送通道21内物料11的进入速度，为了使物料11的进入速度和输送速度相对应，速度传感器31检测物料11的速度信号，并将该信号传送至控制器，由控制器处理后发送指令至输送电动机22，从而调节输送电动机22的输出功率，即改变了输送速度。

在所述输送通道21的出口位置设置用于限制物料摆动的固定块，为了保证被切物料的长度精度要求，物料11在输出后切断时其位置应保持在输送通道的延伸方向上，不能有偏摆，否则会影响其长度值，所以在出口位置设置固定块，起限位作用。

所述切断机构包括顺序相连的切断电动机51、切断传动单元52和冲切刀53，所述切断电动机51经所述切断传动单元52驱动所述冲切刀53垂直于所述输送通道21的轴心线移动，切断时，切断电动机51驱动冲切刀53向着输送通道21的轴心线移动，切断后，切断电动机51驱动冲切刀53远离输送通道21的轴心线复位，冲切得一被切物料，即完成一个切断周期。

所述控制机构包括相互连接的控制器和人机界面62；所述控制器分别与所述速度传感器31、所述输送电动机22和所述切断电动机51相连接，由控制器根据检测的物理信号总控各电动机的动作，使本切断机连续、高效的切断作业。

本发明采用人机界面62，人机界面62是人与控制器之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是控制机构的重要组成部分，其实现了信息的内部形式与操作者能够接受形式之间的转换。本发明的人机界面62经一万向连接件63、一支撑杆64固定于支撑底座65上，支撑底座65安装在本切断机架上，支撑杆64竖直设置固定于支撑底座65上，在支撑杆64的上端安装有万向连接件63，人机界面62与万向连接件63相连。与万向连接件63相连的人机界面62实现了全方位的自由转动，满足操作者从各个角度观察、使用人机界面。支撑杆64一般为长度固定的直杆，亦能够设置成长度可调的活动杆，从而满足操作者从不同高度观察、使用人机界面62。

本发明的所述输送机构包括离合器23，所述输送电动机22、所述离合器23、所述输送传动单元24和所述多个主动轮25顺序相连。所述离合器23其一端与输送电动机22的输出轴相连，另一端与输送传动单元24的输入轴相连，实现了输送电动机22与所述输送传动单元24之间的动力传输和动力分隔。所述输送传动单元24包括本技术领域悉知的减速器、齿轮传动、链条传动、皮带传动或丝杆传动，其传动比与传动方向根据设计而定。所述多个主动轮25分别水平设置，轴心线之间相互平行，轮的最高点在同一直线上，且该直线与输送通道的轴心线相互平行；该多个主动轮25为同向转动，这样位于其上的物料即由其带动而移动。所述离合器23与所述控制器相连，由所述控制器调节所述离合器23的离合/接合状态；当离合器23处于离合状态时，输送电动机22转动而主动轮25静止，则物料停止移动；当离合器处于接合状态时，输送电动机22转动、主动轮25亦转动，物料由主动轮25驱动而移动。

本发明的输送机构能够输送物料，亦能够校直物料，以解决其物料上的形变。优选将所述主动轮25设置为四个，其主动轮25的轴心线垂直于所述输送通道21的轴心线；所述输送机构还包括与所述四个主动轮25一一配合的四个从动轮26，主动轮25与从动轮26为成对设置，优选选择与主动轮25结构一致的从动轮26，主动轮25位于输送通道21的下边缘，从动轮26位于轮送通道21的上边缘，多对主动轮25与从动轮26之间的间隙即构成物料的输送通道。

本发明的主动轮25与从动轮26的对数，亦可为二对、三对、五对或六对。

所述固定块包括上固定块41和下固定块42，所述上固定块41、所述下固定块42之间包容的区域用于物料11穿过。上、下固定块与穿过物料之间接触的面其形状相配合。所述上、下固定块其安装的位置为出口位置。

位于所述出口的外侧并顺着所述输送通道21的延伸方向设置一位置传感器71，该位置传感器71用于检测经过所述输送通道21后继续前移的物料11位置；本发明的物料，从进入输送通道始至被切断前，均保持直线状态，物料的前端经过输送通道21的入口、出口，再经过切点，最后至位置传感器的检测点，接着，冲切刀从切点切断物料，得到从切点至检测点的被切物料，因此所述位置传感器71检测点与所述冲切刀53的切点之间的距离即被切物料的长度，该检测点即被切物料的长度起始点；所述位置传感器71与所述控制器相连，从而启切断信号。

所述位置传感器71顺着所述输送通道21的延伸方向自由靠近所述切点或远离所述切点。被切物料的长度能够调节，当长度缩短时，将位置传感器71靠近切点移动，即缩短检测点与切点之间的距离；反之，当长度加长时，将位置传感器远离所述切点移动，即加长检测点与切点之间的距离。

为了预防冲切刀接触切断物料时，对物料的冲击力造成物料的变形，优选在位于所述输送通道21的延伸方向设置一支撑台81，所述支撑台81的侧面与所述冲切刀53的切点相邻。这样冲切刀53向下切断物料时，与被切物料分割的物料部位由于支撑台81的作用，不会产生向下的形变，从而保证其表面光泽度。支撑台81须避让冲切刀53。

靠近所述冲切刀53设置一障碍感应器91，用于检测冲切刀53周围有无障碍物，该障碍感应器91与所述控制器相连接。障碍感应器91高于输送的物料，以免造成物料对障碍感应器91检测信号的影响。该障碍感应器91经支杆固定于本切断机架上，当检测到感应区域有信号，如操作者的手时，控制器不会发送切断的启动信号。

为了便于被切物料的有序输出，有利于下一工序的操作，位于所述冲切刀的下方顺着所述输送通道21的延长线方向设置一输送带93，用于传送设定长度的被切物料。被切物料经输送带93转移，不会在本切断机位产生堆积。

所述控制器根据所述速度传感器31检测的物料输入速度信号调节所述输送电动机22的状态；所述控制器根据所述位置传感器71检测的物料位置信号控制所述切断电动机51的状态和所述离合器23的状态。

本发明切断机的工作原理如下：

开启输送电动机，待输送电动机正常运行以后，主动轮带着进入输送通道的物料前进。速度传感器检测经过的物料速度信号，并将该速度信号发送至控制器，由控制器处理后发送命令至输送电动机，从而调节输送通道的输送速度，使该输送速度与进入速度相对应。

物料经过多对主动轮与从动轮的作用，将不规则的结构校直、变光滑，然后从出口输出进入切断区域。

当位置传感器检测到物料的位置信号，并将该位置信号发送至控制器，由控制器改变离合器的状态，使物料停止；障碍感应器将感应信号发送至控制器；控制器处理后，若感应到无障碍物，即启动切断信号，若感应到有障碍物，则不启动切断信号。

本发明的切断机可用于切割热料，如200摄氏度以上的铝棒。本切断机还包括温度传感器32和冷却系统(未图示出)，设置在入口附近位置的温度传感器32将检测的物料温度信号传送至控制器，由控制器根据特定材质在特定温度下的塑性和韧性所对应的优选切割力度，调节切断电动机的输出功率，即调节冲切刀的作用力，从而实现高效切断、高品质切断。比如本发明的切断机切割温度范围为200～450摄氏度的铝棒，冲切刀的作用力对应于200～350时为一档次，350～450时又一档次，当检测的温度信号表示该铝棒的温度在450摄氏度以上时，控制器启动冷却系统，对欲输入的物料进行降温处理，以使其位于输送通道的温度在200与450之间。本发明的温度传感器为红外传感器，采用非接触检测方式可避免传感器直接接触高温材料，提高其工作稳定性和使用寿命。

本发明的物料经输送机构输出以后，由冲切刀瞬间作用力切断，物料被切断成设定长度，该种切断方式保证了物料不变形和物料表面的光泽度；其次，输送机构包括成对的主动轮、从动轮，物料由主动轮与从动轮带着移动，同时物料容于主动轮与从动轮之间的间隙内，该结构能够有效校直物料；最后，设置了障碍感应器，能够有效预防工伤事故，提高操作的安全性。本发明解决了现有技术柔韧性强的物料不能生产和加工一体化作业，生产和加工时对操作员身体安全保护不够，高温作业时工作不稳定、效率不高的问题。本发明特别适用于铝钛硼棒材的成型后工序的切断作业。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能化物料切断机，其包括

输送物料使其顺着输送通道移动的输送机构；

切断经过所述输送通道后的物料的切断机构；

及控制所述输送机构和所述切断机构动作的控制机构；

其特征在于：

所述输送机构包括顺序设置的输送电动机、输送传动单元和多个主动轮，所述输送电动机经所述输送传动单元驱动所述多个主动轮，所述多个主动轮转动即带动容于所述输送通道的物料移动；在所述输送通道的入口位置设置速度传感器，在所述输送通道的出口位置设置用于限制物料摆动的固定块；

所述切断机构包括顺序相连的切断电动机、切断传动单元和冲切刀，所述切断电动机经所述切断传动单元驱动所述冲切刀垂直于所述输送通道的轴心线移动；

所述控制机构包括相互连接的控制器和人机界面；所述控制器分别与所述速度传感器、所述输送电动机和所述切断电动机相连接；

在所述输送通道的入口附近位置设置温度传感器；

所述温度传感器将检测的物料温度信号传送至控制器，由控制器根据特定材质在特定温度下的塑性和韧性所对应的优选切割力度，调节冲切刀的作用力。

2.根据权利要求1所述的智能化物料切断机，其特征在于：所述输送机构包括离合器，所述输送电动机、所述离合器、所述输送传动单元和所述多个主动轮顺序相连；所述离合器与所述控制器相连，由所述控制器调节所述离合器的离合/接合状态。

3.根据权利要求2所述的智能化物料切断机，其特征在于：所述主动轮为四个，其垂直于所述输送通道的轴心线；所述输送机构包括与所述四个主动轮一一配合的四个从动轮，物料顺着所述四对主动轮与从动轮之间的间隙移动。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的智能化物料切断机，其特征在于：所述固定块包括上固定块和下固定块，所述上固定块、所述下固定块之间包容的区域用于物料穿过。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的智能化物料切断机，其特征在于：位于所述出口的外侧并顺着所述输送通道的延伸方向设置一位置传感器，该位置传感器用于检测经过所述输送通道后继续前移的物料位置；所述位置传感器的检测点与所述冲切刀的切点之间的距离即被切物料的长度；所述位置传感器与所述控制器相连。

6.根据权利要求5所述的智能化物料切断机，其特征在于：所述位置传感器顺着所述输送通道的延伸方向自由靠近所述切点或远离所述切点。

7.根据权利要求5所述的智能化物料切断机，其特征在于：位于所述输送通道的延伸方向设置一支撑台，所述支撑台的侧面与所述冲切刀的切点相邻。

8.根据权利要求5所述的智能化物料切断机，其特征在于：所述控制器根据所述速度传感器检测的物料输入速度信号调节所述输送电动机的状态；所述控制器根据所述位置传感器检测的物料位置信号控制所述切断电动机的状态和所述离合器的状态。

9.根据权利要求1至3任意一项所述的智能化物料切断机，其特征在于：靠近所述冲切刀设置一障碍感应器，用于检测冲切刀周围有无障碍物，该障碍感应器与所述控制器相连接。

10.根据权利要求1至3任意一项所述的智能化物料切断机，其特征在于：在所述输送通道的入口外侧设置一冷却系统，该冷却系统和温度传感器均与所述控制器相连；所述控制器根据所述温度传感器检测的信号调节所述冲切刀的作用力，或者启动/关闭冷却系统。

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