CN102653054B - 一种短棒料的矫直方法及矫直装置 - Google Patents

Abstract

一种短棒料矫直方法与矫直装置，其方法主要是将离散的短棒料首尾顺次焊接成连续长棒料，由精矫直机构进行矫直，再对矫直后的焊缝前后的棒料进行剪切，即得到经矫直的短棒料。与本发明方法对应的装置则是在常规的辊矫直机构和精矫直机构之间增设喷色及对焊机构，又在精矫直机构后面增设焊缝检测及切断机构。本发明能够有效地提高短棒料的矫直效率和矫直精度。

Description

一种短棒料的矫直方法及矫直装置

技术领域

本发明涉及一种机械加工方法及装置，特别是对短棒料进行矫直的方法及装置。

背景技术

目前，大多数的棒料矫直机都只适用于长直棒料或者盘卷棒料的矫直，而对于短棒料，如果采用普通的转毂矫直机或者平行辊式矫直机进行矫直，每矫直一根短棒料就需要停机调整一次孔模或压辊的压弯量，同时由于棒料的头部和尾部都存在一定的空矫区，因此短棒料的矫直精度及矫直效率都很不理想，不能满足现有短棒料的矫直需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效地提高短棒料的矫直效率和矫直精度的短棒料的矫直方法及矫直装置。本发明的方法主要是将离散的短棒料首尾顺次焊接成连续长棒料，再由精矫直机构进行矫直，再对矫直后的棒料焊缝前后的棒料进行剪切，即得到经矫直的短棒料。与本发明方法对应的装置则是在常规的辊矫直机构和精矫直机构之间增设喷色及对焊机构，又在精矫直机构后面增设焊缝检测及切断机构。

本发明解决其上述技术问题所采用的解决方案是：

一、本发明的方法：

1、先采用预矫直机构对短棒料进行初步矫直；

2、由焊接机构将离散的短棒料焊接成连续的长棒料；

3、焊接结束后，喷色装置对棒料进行喷色，此时喷色位置距焊缝位置为一固定值，即为颜料喷头与靠近固定夹钳的接近开关之间的距离；

4、焊接成的长棒料进入精矫直机构，进行连续矫直；

5、经过焊接和矫直后的长棒料进入焊缝检测及切断机构，由颜色检测装置对涂色区进行检测，并控制剪切机构对焊缝前后的棒料进行剪切，将焊接后的长棒料还原为短棒料，实现短棒料的矫直，剪切后的短棒料由承料机构收集。

二、本发明所采用的装置：

本发明所采用的装置主要包括有预矫直机构、喷色机构、焊接机构、精矫直机构和焊缝检测及切断机构五个主要部分。其中，可将短棒料进行初步矫直的预矫直机构主要包括有常规的转辊矫直机，其前面和后面分别设有前、后两对夹送辊，该夹送辊与PLC变频调速控制机构相连，可实现低、中、高三档变速。在上述预矫直机构后面设有喷色装置，该喷色装置的颜料喷头与夹送辊推出的短棒料相对应，该喷色装置的底座设在焊接底座上。该焊接底座下面设有滚轮，该设在滑道上的滚轮与步进电机相连。在上述焊接底座上还设有焊接机构的两个夹钳，其与喷色机构相邻的为滑动夹钳，该夹钳底部设有由滑块和滑槽构成的滑动副，另一个夹钳为底部固定在焊接底座上的固定夹钳。上述两夹钳上面各设一个夹紧气缸，即滑动夹钳上设后夹紧气缸，固定夹钳上设前夹紧气缸。上述两夹钳之间的两钳体上各设一个接近开关，即滑动夹钳上设后接近开关，固定夹钳上设前接近开关。在上述两夹钳之间设置一个焊接变压器，该变压器的两极分别与两个钳口相连。在上述焊接机构后面设有精矫直机构，该精矫直机构主要包括滑动模转毂矫直机和与其配套的转毂电机，最好在该矫直机前面设有与PLC变频调速控制机构相连的夹送辊。在上述精矫直机构后面设有焊缝检测及切断机构。其中焊缝检测机构主要包括颜色传感器，通过对颜色位置的判断来确定焊缝位置。在上述颜色传感器后面设有切断机构，其主要包括有：剪切气缸、锤头、方刀台、刀架、下切刀和上切刀。下端设在水平滑道上的方刀台朝向颜色传感器的一侧通过滑动副与刀架相连，该刀架上设有与其固定连接的上切刀，两者构成的整体可相对于方刀台上下移动；该方刀台上设有与其固定连接的下切刀，两者构成的整体可以在剪切气缸作用下水平移动；该剪切气缸固定在承料架上，其活塞杆与方刀台连接在一起。在刀架上方设有与其对应的锤头，该锤头与其配合的滑道构成滑动副，该竖直滑道固定在支承板上。

本发明的工作过程大致如下：首先采用预矫直机构将短棒料进行初步矫直的同时也通过夹送辊向整个装置送料，于是短棒料被由后向前推移。当前接近开关检测到前一根短棒料的尾部时发出信号控制前夹紧气缸压下，喷色及焊接机构与前一根短棒料随动，此时预矫直机构的两夹送辊处于高速档，快送第二根短棒料，当第二根短棒料到达后接近开关时，后接近开关发出控制信号，控制后夹紧气缸压紧第二根短棒料，并控制颜料喷头瞬时在距离焊缝的特定长度处对短棒料进行喷色。由变压器向两个短棒料馈电，同时预矫直机构的两夹送辊变速为中速档，推动前后两短棒料的头尾缓慢接触并顶锻，使两短棒焊接在一起。通过时间延时，控制前、后两夹紧气缸上升，在与滚轮相连的步进电机的驱动下，喷色及焊接机构快速回零位，同时控制预矫直机构的两夹送辊变速为低速档，以便保证预矫直与精矫直同速。短棒料经焊接后形成长棒料进入精矫直机构，转毂电机带动转毂高速转动，棒材在交错配置的滑动孔模和旋转的转毂的作用下，发生塑性变形，被连续矫直，一次调整孔模不存在空矫区。焊接并矫直后的短棒料焊接体进入焊缝检测及切断机构，当棒料涂色区通过颜色传感器时（此时焊缝前端将要到达剪刃位置），颜色传感器发出控制信号，剪切气缸拉动方刀台前移，锤头经过曲轴由电机带动做高频的上下运动，当刀架移动到锤头下方时，锤头向下锤击刀架，于是刀架带动上切刀下移，剪切焊缝前端棒料；然后剪切气缸迅速反向运动，推动方刀台复位；短暂延时后，剪切气缸再次拉动方刀台前移，剪切焊缝后端的棒料，剪断后的短棒料即为矫直的短棒料。

本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明采用短棒料头尾顺次焊接技术，再经转毂矫直机构进行矫直，将离散短棒料焊接成连续长棒料，在矫直机构中得到连续矫直，中间不需调整滑动孔模装置，同时将短棒料连接起来再矫直使得空矫区只在第一根短棒料的头部和最后一根长棒料的尾部出现，使未得到有效矫直的棒材所占的比例大为降低，大大提高了矫直精度与矫直效果。

附图说明

图1为本发明短棒料矫直装置的主视示意简图。

图2为图1中A的局部放大示意图。

图3为图1中B的局部放大示意图。

图中序号说明：

1：底座；2：第一夹送辊；3：五辊预矫直；4：第二夹送辊；5：颜料喷头；6：喷头底座；7：后夹紧气缸；8：后接近开关；9：前夹紧气缸；10：第三夹送辊；11：转毂；12：滑动孔模；13：第四夹送辊；14：颜色传感器；15：第五夹送辊；16：喷色区；17：承料架；18：剪切气缸；19：锤头；20：方刀台；21：刀架；22：下切刀；23：上切刀；24：转毂电机；25：焊接底座；26：滚轮；27：固定夹钳；28：前接近开关；29：滑动夹钳；30：滑道；31：变压器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：先采用预矫直机构对短棒料进行初步矫直。在图1所示的本发明短棒料矫直装置的主视示意简图中，预矫直机构主要包括有常规的平行辊矫直机，其前面和后面分别设有前、后两对夹送辊，这两夹送辊与伺服电机相连。在上述预矫直机构后面设有喷色装置，该喷色装置的颜料喷头与夹送辊推出的短棒料相对应，该喷色装置的底座设在焊接底座上。该焊接底座下面设有滚轮，该设在滑道上的滚轮与步进电机相连。在上述焊接底座上还设有焊接机构的两个夹钳，其与喷色机构相邻的为滑动夹钳，该夹钳底部设有由滑块和滑槽构成的滑动副，另一个夹钳为底部固定在焊接底座上的固定夹钳。上述两夹钳上面各设一个夹紧气缸，即滑动夹钳上设后夹紧气缸，固定夹钳上设前夹紧气缸。上述两夹钳之间的两钳体上各设一个接近开关，即滑动夹钳上设后接近开关，固定夹钳上设前接近开关。在上述两夹钳之间设置一个焊接变压器，该变压器的两极分别与两个钳口相连，如图2所示。由焊接机构将离散的短棒料焊接成连续的长棒料。焊接结束后，喷色装置对棒料进行喷色，此时喷色位置距焊缝位置为一固定值，即为颜料喷头与靠近固定夹钳的接近开关之间的距离。该喷色的长棒料进入精矫直机构，进行连续矫直。在上述焊接机构后面设有精矫直机构，该精矫直机构主要包括滑动模转毂矫直机和与其配套的转毂电机，在该矫直机前面设有与伺服电机相连的夹送辊。在上述精矫直机构后面设有焊缝检测及切断机构。经过焊接和矫直后的长棒料进入焊缝检测及切断机构，由颜色检测装置对涂色区进行检测，并控制剪切机构对焊缝前后的棒料进行剪切，将焊接后的长棒料还原为短棒料，实现短棒料的矫直。其中焊缝检测机构主要包括颜色传感器，在上述颜色传感器前面设有与伺服电机相连的夹送辊。在上述颜色传感器后面设有切断机构，其主要包括有：剪切气缸、锤头、方刀台、刀架、下切刀和上切刀。下端设在水平滑道上的方刀台朝向颜色传感器的一侧通过滑动副与刀架相连，该刀架上设有与其固定连接的上切刀，两者构成的整体可相对于方刀台上下移动；该方刀台上设有与其固定连接的下切刀，两者构成的整体可以在剪切气缸作用下水平移动；该剪切气缸固定在承料架上，其活塞杆与方刀台连接在一起。在刀架上方设有与其对应的锤头，该锤头与其配合的滑道构成滑动副，该竖直滑道固定在支承板上。在上述切断机构前面设有与伺服电机相连的夹送辊，如图3所示。剪切后的短棒料由承料机构收集。

Claims (5)

1.一种短棒料的矫直方法，其特征在于：

1）、先采用预矫直机构对短棒料进行初步矫直；

2）、由焊接机构将离散的短棒料焊接成连续的长棒料；

3）、当焊接结束后，喷色装置对棒料进行喷色，此时喷色位置距焊缝位置为一固定值，即为颜料喷头与靠近固定夹钳的接近开关之间的距离；

4）、焊接成的长棒料进入精矫直机构，进行连续矫直；

5）、经过焊接和矫直后的长棒料进入焊缝检测及切断机构，由颜色检测装置对涂色区进行检测，并控制剪切机构对焊缝前后的棒料进行剪切，将焊接后的长棒料还原为短棒料，实现短棒料的矫直。

2.权利要求1的短棒料的矫直装置，其特征在于：

该装置主要包括有预矫直机构、喷色机构、焊接机构、精矫直机构和焊缝检测及切断机构，其中，预矫直机构主要包括有常规的平行辊矫直机构，在其前面、后面分别设有两对夹送辊，该夹送辊与PLC变频调速控制机构相连；在上述预矫直机构后面设有喷色装置，该喷色装置的颜料喷头与夹送辊推出的短棒料相对应，该喷色装置的底座设在焊接底座上，该焊接底座下面设有滚轮，设在滑道上的滚轮与步进电机相连；在上述焊接底座上还设有焊接机构的两个夹钳，其与喷色机构相邻的滑动夹钳底部设有由滑块和滑槽构成的滑动副，另一个夹钳为底部固定在焊接底座上的固定夹钳，上述两夹钳上面各设一个夹紧气缸，上述两夹钳之间的两钳体上各设一个接近开关，即滑动夹钳上设后接近开关，固定夹钳上设前接近开关，在上述两夹钳之间设置一个焊接变压器，该变压器的两极分别与两个钳口相连；在上述焊接机构后面设有精矫直机构，该精矫直机构主要包括滑动模转毂矫直机和与其配套的转毂电机；在上述精矫直机构后面设有焊缝检测及切断机构，其中焊缝检测机构主要包括颜色传感器，在上述颜色传感器后面设有切断机构，其下端设在水平滑道上的方刀台朝向颜色传感器的一侧通过滑动副与刀架相连，该刀架上设有与其固定连接的上切刀，该方刀台上设有与其固定连接的下切刀，剪切气缸固定在承料架上，其活塞杆与方刀台连接在一起，在刀架上方设有与其对应的锤头，该锤头与其配合的竖直滑道构成滑动副，该竖直滑道固定在支承板上。

3.根据权利要求2所述的短棒料的矫直装置，其特征在于：在精矫直机前面设有与PLC变频调速控制机构相连的夹送辊。

4.根据权利要求3所述的短棒料的矫直装置，其特征在于：在颜色传感器和切断机构前面分别设有与PLC变频调速控制机构相连的夹送辊。

5.根据权利要求1所述的短棒料的矫直方法，其特征在于：剪切机构对焊缝前后的棒料进行剪切，先将焊缝前的棒料剪断，短暂延时后，再将焊缝后的棒料剪断。

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