CN102974679B - 一种卷尺自动识别切条机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机械加工切条机，尤其涉及一种用于卷尺的切条机，机架、以及依次设置在机架上的放卷机构、张力机构、送带机构、视觉控制系统、冲切装置、出带装置、分拣装置，所述的送带机构包括上轮一、下轮一、气缸一，所述的气缸一与上轮一连接，所述的上轮一与下轮一上下相切，所述的尺带从上轮一与下轮一之间穿过，自动分拣装置也大大降低了工人的劳动强度，也保证了分拣质量，工人只需要更换料盘，手动引导尺带至送带机构，就可以启动进行全自动尺带切条，大大提高了生产效率，同时也降低了工人的熟练度对产品的质量影响，设备界面简单易学，不需要长期的培训。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械加工切条机，尤其涉及一种用于卷尺的切条机。
背景技术
目前市场上的卷尺切条设备，不仅尺带的冲切精度难以保持一致而且由于设备的
原因无法进行高速运行，存在生产效率低下，产品质量难以控制的问题。由于存在印刷缺陷，尺带涂漆缺陷以及尺带与尺带的焊接头等原因，需要人工对切出来的尺带进行筛检，不仅劳动强度大，而且存在视觉疲劳问题容易漏检，从而影响下一流程的质量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种报废率低，减少成本开支的
卷尺切条机。
本发明的目的是这样实现的：包括机架、以及依次设置在机架上的放卷机构、张力机构、送带机构、视觉控制系统、冲切装置、出带装置、分拣装置，所述的送带机构包括上轮一、下轮一、气缸一，所述的气缸一与上轮一连接，所述的上轮一与下轮一上下相切，所述的尺带从上轮一与下轮一之间穿过 ；
所述的视觉控制系统包括控制器、以及与控制器控制连接的显示屏；
所述的冲切装置包括引导轮组、冲切机，其中引导轮组由引导轮三、引导轮四、引导轮
五构成，其中引导轮三和引导轮四并排布置，引导轮五位于引导轮三和引导轮四上方，所述的尺带从引导轮五与引导轮三、引导轮四之间水平穿过 ；
所述的分拣装置设置在出带装置外侧，所述的分拣装置包括支撑板、气缸四、气动抓，
所述的气缸四、气动抓相互连接，且固定设置在支撑板上。
所述的放卷机构包括料盘，所述的料盘上缠绕有尺带，所述的料盘通过同步带与
伺服电机一连接。
所述的张力机构包括过带轮一、过带轮二、过带轮三、过带轮四、过带轮五，所述的过带轮一、过带轮二、过带轮三位于，所述的过带轮四、过带轮五位于同一水平线的过带轮一、过带轮二、过带轮三正下方，且同一水平线布置，所述的尺带依次通过过带轮一、过带轮五、过带轮二、过带轮四、过带轮三。
所述的张力机构还包括一滑块、导轨一、导轨二、缓冲弹簧一、缓冲弹簧二，其中所述的导轨一、导轨二并排设置在机架上，所述的滑块在导轨一、导轨二上滑动，所述的过带轮四、过带轮五并排固定设置在滑块上，所述的滑块与导轨一、导轨二的下端部之间分别套装有缓冲弹簧一、缓冲弹簧二。
所述的导轨一、导轨二之间靠上部位设置有上限位传感器一，靠下部位设置有下
限位传感器一，所述的导轨一、导轨二的下方的机架上设置有超声波测距传感器。
所述的送带机构还包括引导轮一、引导轮二，所述的引导轮一、引导轮二均布置在上轮一、下轮一下方的机架台面上，且设置在上轮一、下轮一的两侧。
所述的引导轮二一侧设置有激光传感器，该激光传感器与视觉控制系统连接。
所述的从引导轮五与引导轮三、引导轮四之间水平穿过尺带上方设置有摄像头，
所述的摄像头与视觉控制系统连接，所述的冲切装置的冲切机包括一油缸二，所述的油缸二与冲切机之间设置有上限位传感器二，所述的冲切机一侧的尺带上方设置有下限位传感器二，所述的上限位传感器二、下限位传感器二均与视觉控制系统连接。
所述的出带装置包括油缸三、上压轮二和下压轮二，所述的油缸三与上压轮二连接，
所述的尺带从上压轮二和下压轮二之间穿过。
本发明具有如下的优点 ：
由于大量采用了自动控制技术和视觉控制系统，设备可以高速运行，同时视觉控制系统可以保
证冲切的精度，使得报废率降低，减少了成本开支。自动分拣装置也大大降低了工人的劳动强度，也保证了分拣质量，工人只需要更换料盘，手动引导尺带至送带机构，就可以启动进行全自动尺带切条，大大提高了生产效率，同时也降低了工人的熟练度对产品的质量影响，设备界面简单易学，不需要长期的培训。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为分拣装置的结构示意图。
具体实施方式
如图 1、2 所示，一种卷尺切条机，其特征在于 ：包括机架 1、以及依次设置在机架 1上的放卷机构 2、张力机构 3、送带机构 4、视觉控制系统 5、冲切装置 6、出带装置 7、分拣装置8，所述的送带机构4包括上轮一4-1、下轮一4-2、气缸一4-5，所述的气缸一4-5与上轮一 4-1 连接，所述的上轮一 4-1 与下轮一 4-2 上下相切，所述的尺带 10 从上轮一 4-1 与下轮一 4-2之间穿过 ；所述的视觉控制系统 5 包括控制器 5-2、以及与控制器 5-2 控制连接的显示屏 5-1 ；
所述的冲切装置 6 包括引导轮组、冲切机，其中引导轮组由引导轮三 6-4、引导轮四
6-5、引导轮五6-6构成，其中引导轮三6-4和引导轮四6-5并排布置，引导轮五6-6位于引导轮三6-4和引导轮四6-5上方，所述的尺带10从引导轮五6-6与引导轮三6-4、引导轮四6-5 之间水平穿过 ；
所述的分拣装置8设置在出带装置7外侧，所述的分拣装置8包括支撑板8-3、气缸四
8-1、气动抓 8-2，所述的气缸四 8-1、气动抓 8-2 相互连接，且固定设置在支撑板8-3上。
所述的放卷机构 2 包括料盘 2-1，所述的料盘 2-1 上缠绕有尺带 10，所述的料盘2-1 通过同步带2-3 与伺服电机一 2-2 连接。
所述的张力机构3包括过带轮一3-1、过带轮二3-2、过带轮三3-3、过带轮四3-4、
过带轮五 3-5，所述的过带轮一 3-1、过带轮二 3-2、过带轮三 3-3 位于，所述的过带轮四3-4、过带轮五3-5位于同一水平线的过带轮一3-1、过带轮二3-2、过带轮三3-3正下方，且同一水平线布置，所述的尺带10依次通过过带轮一3-1、过带轮五3-5、过带轮二3-2、过带轮四 3-4、过带轮三 3-3。
所述的张力机构 3 还包括一滑块 3-8、导轨一 3-6、导轨二 3-7、缓冲弹簧一 3-12、缓冲弹簧二3-13，其中所述的导轨一3-6、导轨二3-7并排设置在机架1上，所述的滑块3-8在导轨一 3-6、导轨二 3-7 上滑动，所述的过带轮四 3-4、过带轮五 3-5 并排固定设置在滑块3-8上，所述的滑块3-8与导轨一3-6、导轨二3-7的下端部之间分别套装有缓冲弹簧一3-12、缓冲弹簧二 3-13。
所述的导轨一 3-6、导轨二 3-7 之间靠上部位设置有上限位传感器一 3-9，靠下部位设置有下限位传感器一3-10，所述的导轨一3-6、导轨二3-7的下方的机架1上设置有超声波测距传感器 3-11。
所述的送带机构4还包括引导轮一4-3、引导轮二4-4，所述的引导轮一4-3、引导轮二4-4均布置在上轮一4-1、下轮一4-2下方的机架1台面上，且设置在上轮一4-1、下轮一 4-2 的两侧。
所述的引导轮二4-4一侧设置有激光传感器5-4，该激光传感器5-4与视觉控制系统 5 连接。
所述的从引导轮五6-6与引导轮三6-4、引导轮四6-5之间水平穿过尺带10上方
设置有摄像头5-3，所述的摄像头5-3与视觉控制系统5连接，所述的冲切装置6的冲切机包括一油缸二 6-1，所述的油缸二 6-1 与冲切机之间设置有上限位传感器二 6-2，所述的冲切机一侧的尺带10上方设置有下限位传感器二6-3，所述的上限位传感器二6-2、下限位传感器二 6-3均与视觉控制系统 5 连接。
所述的出带装置 7 包括油缸三 7-1、上压轮二 7-2 和下压轮二 7-3，所述的油缸三7-1与上压轮二7-2 连接，所述的尺带 10从上压轮二 7-2 和下压轮二 7-3 之间穿过。
工作原理 ：当送料上轮一4-1压下尺带10，被伺服电机驱动的引导轮一4-3则开始运行所设定的长度，此时放卷伺服电机一 2-2 为刹车状态，料盘 2-1 无法转动，由于送料电机已经开始运行，张力架上的滑块 3-8 开始上升，当滑块 3-8 离开下限位传感器一 3-10 时放卷伺服电机一 2-2 刹车状态解除，超声波测距传感器 3-11 工作，并把滑块 3-8 的上升距离转换为信号输入控制器5-2，控制器5-2得到的电压信号经过程序运算来控制放卷伺服电机一2-2的转速，从而使整个送带系统和放卷系统联动起来，保持张力的匀称。
尺带在被送出的同时，视觉控制系统 5 中的激光传感器 5-4 和摄像头 5-3 分别检测尺带的背面与正面，当送料伺服电机运行设定长度完成时，摄像头5-3经控制器5-2控制转换为获取尺带冲切标志，此时送料伺服电机进入短距匀速状态，根据摄像头 5-3 传回来的信息，控制器5-2对设定的标志与尺带上的冲切标志进行匹配，匹配成功则控制冲切装置6冲切尺带，然后进入下一流程。如果送料伺服电机短距匀速状态下运行完毕仍然没有匹配成功，则系统停机报警指示。
冲切装置 6的冲切行程则由两个传感器控制分别是 ：可调节的冲切行程上限位传感器二 6-2，可调节的冲切行程下限位传感器二 6-3，调换冲切模具时把冲切行程调大，从而方便操作。在正常运行时，把冲切行程调小，从而保证冲切速度，由于采用液压冲切，保证了切口质量光滑无毛刺，延长了模具寿命。
冲切完毕后，出带装置运行，由出带伺服电机驱动的外圆包胶下轮二 7-3 运行，同时下压气缸三7-1 运行带动外圆包胶的上压轮二 7-2 下压，尺带被送出。
尺带送出后分拣装置 8 由控制器 5-2 来决定尺带是否为次品，合格产品则分拣装置8不动作，尺带进入下一流程。如果尺带为次品则伸出气缸四8-1开始工作，伸出气缸四8-1动作伸出，此时气动爪8-2为张开状态，在冲切完毕，尺带10送出后，气动爪8-2闭合，伸出气缸四8-1动作缩回，伸出气缸四8-1缩回到位后气动爪8-2张开，次品尺带被拣出。至此一个尺带的切条完成，系统根据控制器5-2 的控制模式来决定是否进入自动状态，否则为单次工作模式。
当控制器 5-2 设定为手动模式时，通过按钮可以分别调试各个气缸和伺服电机的运行。当控制器5-2为分步运行模式时，每运行一步系统自动暂停，需要再次按运行按钮进入下一步流程。
参考图 1 放卷机构 2 由可放置一卷卷尺尺带的放卷轮构成。尺带 10 依次穿过固定在机架 1 和滑块 3-8 上容尺带 10 通过的五个过带轮，然后进入送带机构 4，其中包括用于引导尺带10走向的容尺带通过的引导轮一4-3、引导轮二4-4，进入与外圆包胶的上轮一4-1 相切并且有伺服电机驱动的外圆包胶下轮一 4-2，再引导尺带 10 至冲切装置 6 中的冲切的引导轮三6-4、引导轮四6-5、引导轮五6-6，然后手动控制送带机构4中的上轮压带的气缸一 4-5 下压带动外圆包胶的上轮一4-1 压紧尺带 10。
此时选择单次运行模式，启动设备，观察设备是否正常运行，单次运行完毕后设备运行正常选择自动模式被伺服电机驱动的引导轮一 4-3 开始运行所设定的长度，此时放卷伺服电机一 2-2 为刹车状态，料盘 2-1 无法转动，由于送料电机已经开始运行，张力架上的滑块3-8开始上升，当滑块3-8离开下限位传感器一3-10时放卷伺服电机一2-2刹车状态解除，超声波测距传感器3-11工作，并把滑块3-8的上升距离转换为信号输入控制器5-2，控制器 5-2 得到的电压信号经过程序运算来控制放卷伺服电机一 2-2 的转速，从而使整个送带系统和放卷系统联动起来，保持张力的匀称。当滑块 3-8 到达固定在机架 1 上端的上限位传感器3-9时，控制器5-2则控制放卷伺服电机以设定的高转速运行。降低了送带机构4中的伺服电机高速运行对尺带的拉伤。尺带在被送出的同时，视觉控制系统 5 中的激光传感器5-4和摄像头5-3分别检测尺带的背面与正面，当送料伺服电机运行设定长度完成时，摄像头5-3经控制器5-2控制转换为获取尺带冲切标志，此时送料伺服电机进入短距匀速状态，根据摄像头5-3传回来的信息，控制器5-2对设定的标志与尺带上的冲切标志进行匹配，匹配成功则控制冲切装置 6 冲切尺带，然后进入下一流程。如果送料伺服电机短距匀速状态下运行完毕仍然没有匹配成功，则系统停机报警指示。冲切完毕后，出带装置运行，由出带伺服电机驱动的外圆包胶下轮二 7-3 运行，同时下压气缸三 7-1 运行带动外圆包胶的上压轮二7-2下压，尺带被送出。尺带送出后分拣装置8由控制器5-2来决定尺带是否为次品，合格产品则分拣装置 8 不动作，尺带进入下一流程。如果尺带为次品则伸出气缸四8-1 开始工作，伸出气缸四8-1动作伸出，此时气动爪8-2为张开状态，在冲切完毕，尺带10送出后，气动爪 8-2 闭合，伸出气缸 四8-1 动作缩回，伸出气缸四 8-1 缩回到位后气动爪 8-2 张开，次品尺带被拣出。至此一个尺带的切条完成，系统进入下一个循环。
Claims (4)
1.一种卷尺自动识别切条机，其特征在于 ：包括机架（1）、以及依次设置在机架（1）上的放卷机构（2）、张力机构（3）、送带机构（4）、视觉控制系统（5）、冲切装置（6）、出带装置（7）、分拣装置（8），所述的送带机构（4）包括上轮一（4-1）、下轮一（4-2）、气缸一（4-5），所述的气缸一（4-5）与上轮一（4-1）连接，所述的上轮一（4-1）与下轮一（4-2）上下相切，所述的上轮一（4-1）与下轮一（4-2）之间穿过一尺带（10）；
所述的视觉控制系统（5）包括控制器（5-2）、以及与控制器（5-2）控制连接的显示屏（5-1）；
所述的冲切装置（6）包括引导轮组、冲切机，其中引导轮组由引导轮三（6-4）、引导轮四（6-5）、引导轮五（6-6）构成，其中引导轮三（6-4）和引导轮四（6-5）并排布置，引导轮五（6-6）位于引导轮三（6-4）和引导轮四（6-5）上方，所述的尺带（10）从引导轮五（6-6）与引导轮三（6-4）、引导轮四（6-5）之间水平穿过 ；
所述的分拣装置（8）设置在出带装置（7）外侧，所述的分拣装置（8）包括支撑板（8-3）、
气缸四（8-1）、气动抓（8-2），所述的气缸四（8-1）、气动抓（8-2）相互连接，且固定设置在支撑板（8-3）上；
所述的放卷机构（2）包括料盘（2-1），所述的料盘（2-1）上缠绕有尺带（10），所述的料盘（2-1）通过同步带（2-3）与伺服电机一（2-2）连接；
所述的张力机构（3）包括过带轮一（3-1）、过带轮二（3-2）、过带轮三（3-3）、过带轮四（3-4）、过带轮五（3-5），所述的过带轮四（3-4）、过带轮五（3-5）位于同一水平线的过带轮一（3-1）、过带轮二（3-2）、过带轮三（3-3）正下方，且同一水平线布置，所述的尺带（10）依次通过过带轮一（3-1）、过带轮五（3-5）、过带轮二（3-2）、过带轮四（3-4）、过带轮三（3-3）；
所述的张力机构（3）还包括一滑块（3-8）、导轨一（3-6）、导轨二（3-7）、缓冲弹簧一（3-12）、缓冲弹簧二（3-13），其中所述的导轨一（3-6）、导轨二（3-7）并排设置在机架（1）上，所述的滑块（3-8）在导轨一（3-6）、导轨二（3-7）上滑动，所述的过带轮四（3-4）、过带轮五（3-5）并排固定设置在滑块（3-8）上，所述的滑块（3-8）与导轨一（3-6）、导轨二（3-7）的下端部之间分别套装有缓冲弹簧一（3-12）、缓冲弹簧二（3-13）。
2.根据权利要求 1 所述的一种卷尺自动识别切条机，其特征在于 ：所述的导轨一
（3-6）、导轨二（3-7）之间靠上部位设置有上限位传感器一（3-9），靠下部位设置有下限位传感器一（3-10），所述的导轨一（3-6）、导轨二（3-7）的下方的机架（1）上设置有超声波测距传感器（3-11）。
3.根据权利要求1所述的一种卷尺自动识别切条机，其特征在于：所述的送带机构（4）
还包括引导轮一（4-3）、引导轮二（4-4），所述的引导轮一（4-3）、引导轮二（4-4）均布置在上轮一（4-1）、下轮一（4-2）下方的机架（1）台面上，且设置在上轮一（4-1）、下轮一（4-2）的两侧；所述的引导轮二（4-4）一侧设置有激光传感器（5-4），该激光传感器（5-4）与视觉控制系统（5）连接。
4.根据权利要求 1 所述的一种卷尺自动识别切条机，其特征在于：所述的从引导轮五
（6-6）与引导轮三（6-4）、引导轮四（6-5）之间水平穿过的尺带（10）上方设置有摄像头（5-3），所述的摄像头（5-3）与视觉控制系统（5）连接，所述的冲切装置（6）的冲切机包括一油缸二（6-1），所述的油缸二（6-1）与冲切机之间设置有上限位传感器二（6-2），所述的冲切机一侧的尺带（10）上方设置有下限位传感器二（6-3），所述的上限位传感器二（6-2）、下限位传感器二（6-3）均与视觉控制系统（5）连接。
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