CN103157738A - 一种金属线材精密调直切断装置及方法 - Google Patents

一种金属线材精密调直切断装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金属线材精密调直切断装置及方法,其装置包括双层机架,双层机架的上层顶部设置有前端导引筒、旋转调直筒、牵引机构、后端导引筒、切割机构和机械定尺机构;旋转调直筒包括旋转调直筒支座、调直导引筒、多个调直模块和保护罩;牵引机构包括牵引机构支座、伺服电机、主动摩擦轮和被动摩擦轮;切割机构包括切割轮支架、气缸、切割轮电机和薄片式切割轮;机械定尺机构包括水平刻度板、压力传感器、红外发射传感器和红外接收传感器;其方法包括步骤:金属线材通过前端导引筒进入旋转调直筒,调直,牵引,切割和准备进入下一个工作循环。本发明自动化程度高,切割的金属线段的形状及尺寸精度高,切口平整无毛边、无劈裂,实用性强。

Description

一种金属线材精密调直切断装置及方法技术领域[0001] 本发明涉及金属线材加工机械技术领域,尤其是涉及一种金属线材精密调直切断装置及方法。背景技术[0002] 现有的金属线材的调直切断方法主要处理的是钢筋及其他较大直径的金属线材,而且所处理材料硬度较小,韧性较好,切断长度较长,切断方法采用刀刃冲断式,因此导致切口有斜边,对于硬脆性金属丝,刀刃冲断式极易导致切口裂纹,而且截断长度误差较大,切口需要后期平整处理,工艺复杂,成本高,且无法满足精密零件行业要求。发明内容[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种结构简单、设计新颖合理、加工制作方便、实现成本低、自动化程度高、使用操作便捷的金属线材精密调直切断装置。[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种金属线材精密调直切断装置,其特征在于:包括设置有上层放置平面和下层放置平面的双层机架,所述双层机架的上层放置平面顶部从前到后依次设置有前端导引筒、旋转调直筒、牵引机构、后端导引筒、切割机构和机械定尺机构;所述旋转调直筒包括安装在双层机架的上层放置平面顶部的旋转调直筒支座以及安装在旋转调直筒支座顶部的第一轴承座和第二轴承座,所述第一轴承座和第二轴承座上安装有调直导弓I筒,所述调直导弓I筒上安装有多个调直模块和用于罩住多个所述调直模块的保护罩,所述调直导引筒的端部安装有第一皮带轮;所述牵引机构包括安装在双层机架的上层放置平面顶部的牵引机构支座和安装在牵引机构支座顶部的伺服电机,所述伺服电机的输出轴上安装有主动摩擦轮,所述牵引机构支座上设置有位于所述主动摩擦轮下方且与所述主动摩擦轮相配合牵引金属线材运动的被动摩擦轮;所述切割机构包括安装在所述后端导引筒顶部的切割轮支架和安装在所述切割轮支架上的气缸,所述气缸活塞杆的端部连接有切割轮电机,所述切割轮电机的输出轴上连接有用于切断金属线材的薄片式切割轮,所述气缸上连接有电磁换向阀;所述机械定尺机构包括安装在双层机架的上层放置平面顶部的水平刻度板,所述水平刻度板的起始刻度位于所述薄片式切割轮的正下方,所述水平刻度板上设置有卡槽,所述卡槽中设置有能够在卡槽中前后移动的水平滑块,所述水平滑块的顶部设置有与所述水平刻度板相垂直的第一竖直定尺板,所述第一竖直定尺板的上部靠近所述薄片式切割轮的侧面设置有与所述后端导引筒的侧面相对设置的第二竖直定尺板,所述第二竖直定尺板靠近所述薄片式切割轮的侧面安装有用于检测金属线材线头位置的压力传感器和用于检测薄片式切割轮位置的红外发射传感器,所述红外发射传感器位于所述压力传感器的下方,所述后端导引筒的侧面安装有与所述红外发射传感器相对设置且配合的红外接收传感器;所述双层机架的上层放置平面上嵌入安装有位于所述薄片式切割轮下方的料槽,所述料槽的底部设置有接料盒;所述双层机架的下层放置平面顶部设置有控制柜和用于带动所述旋转调直筒调直的变频电机,所述控制柜内设置有用于采集压力传感器、红外发射传感器和红外接收传感器检测到的信号并用于对变频电机、伺服电机、电磁换向阀和切割轮电机进行控制的控制器,所述压力传感器和红外接收传感器均与所述控制器的信号输入端连接,所述变频电机、伺服电机、电磁换向阀和切割轮电机均与所述控制器的信号输出端连接,所述变频电机的输出轴上安装有位于所述第一皮带轮下方的第二皮带轮,所述第一皮带轮和第二皮带轮上连接有皮带。[0005] 上述的一种金属线材精密调直切断装置,其特征在于:所述控制器包括主控制器模块和为控制器中各用电模块供电的电源模块,所述主控制器模块的输入端接有用于输入控制参数的参数设置电路模块,所述主控制器模块的输出端接有显示屏和变频器,所述变频电机与所述变频器的输出端相接,所述压力传感器和红外接收传感器均与所述主控制器模块的信号输入端连接,所述伺服电机、电磁换向阀和切割轮电机均与所述主控制器模块的输出端相接;所述参数设置电路模块和显示屏均外露在所述控制柜的外表面上。[0006] 上述的一种金属线材精密调直切断装置,其特征在于:所述压力传感器为陶瓷压力传感器。[0007] 上述的一种金属线材精密调直切断装置,其特征在于:所述主控制器模块为PLC模块。[0008] 上述的一种金属线材精密调直切断装置,其特征在于:所述调直模块由安装在调直导引筒上的圆盘固定座和螺纹连接在所述圆盘固定座内的调直芯体构成,所述调直芯体的几何中心设置有供金属线材穿过的十字导引孔。[0009] 上述的一种金属线材精密调直切断装置,其特征在于:所述调直模块的数量为五个,所述调直芯体为T字型,五个所述调直模块中调直芯体在圆盘固定座内的位置各不相同,使得金属线材在五个十字导引孔内呈正弦曲线分布。[0010] 上述的一种金属线材精密调直切断装置,其特征在于:五个所述调直模块分别为从前到后依次排列的第一调直模块、第二调直模块、第三调直模块、第四调直模块和第五调直模块,所述第一调直模块和第五调直模块中的T字型调直芯体均安装在所述圆盘固定座内中间位置处,所述第二调直模块和第四调直模块中的T字型调直芯体均安装在所述圆盘固定座内上部,所述第三调直模块中的T字型调直芯体倒置安装在所述圆盘固定座内下部。[0011] 上述的一种金属线材精密调直切断装置,其特征在于:所述主动摩擦轮和被动摩擦轮均为外圆周面覆裹有耐磨橡胶或尼龙的钢轮。[0012] 本发明还提供了一种实现方便、切割的金属线段的形状及尺寸精度高、切口平整无毛边、无劈裂、缩减了后续加工成本、实用性强,推广应用价值高的金属线材精密调直切断方法,其特征在于该方法包括以下步骤:[0013] 步骤一、盘绕的金属线材通过前端导引筒进入旋转调直筒;[0014] 步骤二、金属线材调直:控制器控制变频电机转动,变频电机带动第二皮带轮转动,第二皮带轮通过皮带带动第一皮带轮转动,第一皮带轮带动调直导引筒转动,调直导引筒带动多个调直模块旋转,盘绕的金属线材在调直模块旋转的作用下消除弯曲应力,进行调直;[0015] 步骤三、金属线材牵引:控制器控制伺服电机旋转,伺服电机带动主动摩擦轮旋转,主动摩擦轮驱动被动摩擦轮旋转,主动摩擦轮和被动摩擦轮相配合,通过摩擦力牵引调直后的金属线材通过后端导引筒进入到薄片式切割轮工作区域内;当伺服电机的旋转角位移达到预先通过操作参数设置电路模块设定好的旋转角位移时,控制器控制伺服电机停止旋转,主动摩擦轮和被动摩擦轮停止牵引金属线材;同时,控制器实时采集压力传感器检测到的信号,当此时压力传感器有压力信号输出时,说明金属线材的线头已接触到了压力传感器,即金属线材已牵引到了通过操作所述机械定尺机构设定好的截断长度处,执行步骤四;否则,当此时压力传感器没有压力信号输出时,说明金属线材的线头未接触到压力传感器,即金属线材未牵引到通过操作所述机械定尺机构设定好的截断长度处,此时,控制器控制显示屏发出报警信号,提醒用户进行检修;[0016] 步骤四、金属线材切割:控制器控制伺服电机停止旋转的同时,控制器通过控制电磁换向阀动作,控制气缸带动切割轮电机和薄片式切割轮下行,控制器控制切割轮电机转动,切割轮电机带动薄片式切割轮转动,转动的薄片式切割轮下行到金属线材所在位置处时,切断金属线材,合格长度的金属线段通过料槽落入接料盒内;[0017] 步骤五、控制器实时采集红外接收传感器检测到的信号,当红外接收传感器接收不到红外信号时,说明薄片式切割轮挡住了红外发射传感器与红外接收传感器之间的红外线传输线路,即薄片式切割轮已下行到位,此时,控制器通过控制电磁换向阀动作,控制气缸带动切割轮电机和薄片式切割轮上行到一定位置处,准备进入下一个工作循环。[0018] 本发明与现有技术相比具有以下优点:[0019] 1、本发明金属线材精密调直切断装置的结构简单,设计新颖合理,加工制作方便且实现成本低。[0020] 2、本发明金属线材精密调直切断装置的自动化程度高,使用操作便捷,无需经过专业培训即可操作。[0021] 3、本发明金属线材精密调直切断方法的实现方便,控制器控制伺服电机驱动主动摩擦轮和被动摩擦轮牵引一定长度的金属线材,同时通过机械定尺机构检验金属线材是否精确到位,双重精确定尺的方式保证了金属线材切断的精度。[0022] 4、本发明旋转调直筒的结构紧凑,体积小,通过五个调直模块的巧妙设置,使得金属线材在五个调直芯体的五个十字导引孔内呈正弦曲线分布,能够很好地消除弯曲金属线材的弯曲应力,对弯曲的金属线材进行有效调直。[0023] 5、本发明切割机构中采用高速旋转的薄片式切割轮对金属线材旋转切断,特别适合处理硬脆性、线径较细且长度要求短的金属线材零件,而且切口平整无毛边,无劈裂。[0024] 6、本发明切割的金属线段的形状及尺寸精度高,长度公差小,切口不需后续加工,缩减了后续加工成本,满足高精密零配件加工行业的质量需求。[0025] 7、本发明的实用性强,推广应用价值高。[0026] 综上所述,本发明设计新颖合理,自动化程度高,实现方便,切割的金属线段的形状及尺寸精度高,切口平整无毛边、无劈裂,缩减了后续加工成本,避免了传统调直切断装置和方法切断长度较长、切口不平、尺寸精度差的缺陷和不足,实用性强,推广应用价值高。[0027] 下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。附图说明[0028] 图1为本发明金属线材精密调直切断装置的结构示意图。[0029] 图2为本发明旋转调直筒的结构示意图。[0030] 图3为本发明控制器的电路原理框图。[0031] 图4为本发明金属线材精密调直切断方法的方法流程图。[0032] 附图标记说明:[0033] I 一双层机架; 2—前端导引筒; 3—旋转调直筒;[0034] 3-1一旋转调直筒支座;3-2—第一轴承座; 3-3—第二轴承座;[0035] 3~4一调直导引筒; 3-51—圆盘固定座; 3-52—调直芯体;[0036] 3-53一十字导引孔; 3_6—保护罩; 4_1一牵引机构支座;[0037] 4-2—伺服电机; 4-3—主动摩擦轮; 4-4一被动摩擦轮;[0038] 5一后端导引筒; 6-1—切割轮支架; 6-2—气缸;[0039] 6-3—切割轮电机; 6-4—薄片式切割轮; 6_5 —电磁换向阀;[0040] 7-1—水平刻度板; 7-2—水平滑块; 7-3—第一竖直定尺板;[0041] 7-4—第二竖直定尺板;7-5—压力传感器; 7-6—红外发射传感器;[0042] 7-7一红外接收传感器;8—料槽; 9一接料盒;[0043] 10一控制柜; 11 一变频电机; 12-1—主控制器模块;[0044] 12-2—电源模块; 12-3—参数设置电路模块;[0045] 12-4一显不屏; 12-5—变频器; 13—第二皮带轮;[0046] 14一皮带; 15—第一皮带轮; 16—金属线段;[0047] 17—金属线材。具体实施方式[0048] 如图1和图2所示,本发明所述的金属线材精密调直切断装置,包括设置有上层放置平面和下层放置平面的双层机架1,所述双层机架I的上层放置平面顶部从前到后依次设置有前端导引筒2、旋转调直筒3、牵引机构、后端导引筒5、切割机构和机械定尺机构;所述旋转调直筒3包括安装在双层机架I的上层放置平面顶部的旋转调直筒支座3-1以及安装在旋转调直筒支座3-1顶部的第一轴承座3-2和第二轴承座3-3,所述第一轴承座3-2和第二轴承座3-3上安装有调直导引筒3-4,所述调直导引筒3-4上安装有多个调直模块和用于罩住多个所述调直模块的保护罩3-6,所述调直导引筒3-4的端部安装有第一皮带轮15 ;所述牵引机构包括安装在双层机架I的上层放置平面顶部的牵引机构支座4-1和安装在牵引机构支座4-1顶部的伺服电机4-2,所述伺服电机4-2的输出轴上安装有主动摩擦轮4-3,所述牵弓I机构支座4-1上设置有位于所述主动摩擦轮4-3下方且与所述主动摩擦轮4-3相配合牵引金属线材17运动的被动摩擦轮4-4 ;所述切割机构包括安装在所述后端导引筒5顶部的切割轮支架6-1和安装在所述切割轮支架6-1上的气缸6-2,所述气缸6-2活塞杆的端部连接有切割轮电机6-3,所述切割轮电机6-3的输出轴上连接有用于切断金属线材17的薄片式切割轮6-4,所述气缸6-2上连接有电磁换向阀6-5 ;所述机械定尺机构包括安装在双层机架I的上层放置平面顶部的水平刻度板7-1,所述水平刻度板7-1的起始刻度位于所述薄片式切割轮6-4的正下方,所述水平刻度板7-1上设置有卡槽,所述卡槽中设置有能够在卡槽中前后移动的水平滑块7-2,所述水平滑块7-2的顶部设置有与所述水平刻度板7-1相垂直的第一竖直定尺板7-3,所述第一竖直定尺板7-3的上部靠近所述薄片式切割轮6-4的侧面设置有与所述后端导引筒5的侧面相对设置的第二竖直定尺板7-4,所述第二竖直定尺板7-4靠近所述薄片式切割轮6-4的侧面安装有用于检测金属线材17线头位置的压力传感器7-5和用于检测薄片式切割轮6-4位置的红外发射传感器7-6,所述红外发射传感器7-6位于所述压力传感器7-5的下方,所述后端导引筒5的侧面安装有与所述红外发射传感器7-6相对设置且配合的红外接收传感器7-7 ;所述双层机架I的上层放置平面上嵌入安装有位于所述薄片式切割轮6-4下方的料槽8,所述料槽8的底部设置有接料盒9 ;所述双层机架I的下层放置平面顶部设置有控制柜10和用于带动所述旋转调直筒3调直的变频电机11,所述控制柜10内设置有用于采集压力传感器7-5、红外发射传感器7-6和红外接收传感器7-7检测到的信号并用于对变频电机11、伺服电机4-2、电磁换向阀6-5和切割轮电机6-3进行控制的控制器,所述压力传感器7-5和红外接收传感器7-7均与所述控制器的信号输入端连接,所述变频电机11、伺服电机4-2、电磁换向阀6-5和切割轮电机6-3均与所述控制器的信号输出端连接,所述变频电机11的输出轴上安装有位于所述第一皮带轮15下方的第二皮带轮13,所述第一皮带轮15和第二皮带轮13上连接有皮带14。[0049] 结合图3,本实施例中,所述控制器包括主控制器模块12-1和为控制器中各用电模块供电的电源模块12-2,所述主控制器模块12-1的输入端接有用于输入控制参数的参数设置电路模块12-3,所述主控制器模块12-1的输出端接有显示屏12-4和变频器12_5,所述变频电机11与所述变频器12-5的输出端相接,所述压力传感器7-5和红外接收传感器7-7均与所述主控制器模块12-1的信号输入端连接,所述伺服电机4-2、电磁换向阀6-5和切割轮电机6-3均与所述主控制器模块12-1的输出端相接;所述参数设置电路模块12-3和显示屏12-4均外露在所述控制柜10的外表面上。[0050] 本实施例中,所述压力传感器7-5为陶瓷压力传感器。所述主控制器模块12-1为PLC模块。[0051 ] 如图2所示,本实施例中,所述调直模块由安装在调直导弓丨筒3-4上的圆盘固定座3-51和螺纹连接在所述圆盘固定座3-51内的调直芯体3-52构成,所述调直芯体3-52的几何中心设置有供金属线材17穿过的十字导引孔3-53。调直芯体3-52由加带有外螺纹的模具钢构成。所述调直模块的数量为五个,所述调直芯体3-52为T字型,五个所述调直模块中调直芯体3-52在圆盘固定座3-51内的位置各不相同,使得金属线材17在五个十字导引孔3-53内呈正弦曲线分布。具体实施时,五个所述调直模块分别为从前到后依次排列的第一调直模块、第二调直模块、第三调直模块、第四调直模块和第五调直模块,所述第一调直模块和第五调直模块中的T字型调直芯体3-52均安装在所述圆盘固定座3-51内中间位置处,所述第二调直模块和第四调直模块中的T字型调直芯体3-52均安装在所述圆盘固定座3-51内上部,所述第三调直模块中的T字型调直芯体3-52倒置安装在所述圆盘固定座3-51内下部。[0052] 本实施例中,所述主动摩擦轮4-3和被动摩擦轮4-4均为外圆周面覆裹有耐磨橡胶或尼龙的钢轮,有足够的摩擦力及耐磨性。[0053] 本实施例中,切割轮电机6-3和薄片式切割轮6-4是由气缸6_2和连接在气缸6_2上的电磁换向阀6-5控制上行和下行的,具体实施时,切割轮电机6-3和薄片式切割轮6-4也可以由丝杠或齿条机构带动上行和下行。[0054] 如图4所示,本发明所述的金属线材精密调直切断方法,包括以下步骤:[0055] 步骤一、盘绕的金属线材17通过前端导引筒2进入旋转调直筒3 ;[0056] 步骤二、金属线材17调直:控制器控制变频电机11转动,变频电机11带动第二皮带轮13转动,第二皮带轮13通过皮带14带动第一皮带轮15转动,第一皮带轮15带动调直导引筒3-4转动,调直导引筒3-4带动多个调直模块旋转,盘绕的金属线材17在调直模块旋转的作用下消除弯曲应力,进行调直;[0057] 步骤三、金属线材17牵引:控制器控制伺服电机4-2旋转,伺服电机4-2带动主动摩擦轮4-3旋转,主动摩擦轮4-3驱动被动摩擦轮4-4旋转,主动摩擦轮4-3和被动摩擦轮4-4相配合,通过摩擦力牵引调直后的金属线材17通过后端导引筒5进入到薄片式切割轮6-4工作区域内;当伺服电机4-2的旋转角位移达到预先通过操作参数设置电路模块12-3设定好的旋转角位移时,控制器控制伺服电机4-2停止旋转,主动摩擦轮4-3和被动摩擦轮4-4停止牵引金属线材17 ;同时,控制器实时采集压力传感器7-5检测到的信号,当此时压力传感器7-5有压力信号输出时,说明金属线材17的线头已接触到了压力传感器7-5,即金属线材17已牵引到了通过操作所述机械定尺机构设定好的截断长度处,执行步骤四;否贝U,当此时压力传感器7-5没有压力信号输出时,说明金属线材17的线头未接触到压力传感器7-5,即金属线材17未牵引到通过操作所述机械定尺机构设定好的截断长度处,此时,控制器控制显示屏12-4发出报警信号,提醒用户进行检修;其中,控制器是发出脉冲信号控制伺服电机4-2旋转的;通过操作所述机械定尺机构设定截断长度时,具体是通过移动卡槽中的水平滑块7-2来实现的,使得水平刻度板7-1的起始刻度与压力传感器7-5的端面之间的距离正好为金属线材17的截断长度;压力传感器7-5反馈的压力信号可作为判断主动摩擦轮4-3和被动摩擦轮4-4的摩擦力是否可靠的参考,即判断摩擦力牵引的金属线材17是否能够精确到位;预先通过操作参数设置电路模块12-3设定好的伺服电机4-2的旋转角位移与通过操作所述机械定尺机构设定的金属线材17的截断长度相对应;[0058] 步骤四、金属线材17切割:控制器控制伺服电机4-2停止旋转的同时,控制器通过控制电磁换向阀6-5动作,控制气缸6-2带动切割轮电机6-3和薄片式切割轮6-4下行,控制器控制切割轮电机6-3转动,切割轮电机6-3带动薄片式切割轮6-4转动,转动的薄片式切割轮6-4下行到金属线材17所在位置处时,切断金属线材17,合格长度的金属线段16通过料槽8落入接料盒9内;[0059] 步骤五、控制器实时采集红外接收传感器7-7检测到的信号,当红外接收传感器7-7接收不到红外信号时,说明薄片式切割轮6-4挡住了红外发射传感器7-6与红外接收传感器7-7之间的红外线传输线路,即薄片式切割轮6-4已下行到位,此时,控制器通过控制电磁换向阀6-5动作,控制气缸6-2带动切割轮电机6-3和薄片式切割轮6-4上行到一定位置处,准备进入下一个工作循环。具体实施时,用户可以通过操作参数设置电路模块12-3设置进入下一个工作选好的间隔时间,间隔时间到达后,控制器开始启动变频电机11和伺服电机4-2,金属线材精密调直切断装置自动进入下一个工作循环。[0060] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种金属线材精密调直切断装置,其特征在于:包括设置有上层放置平面和下层放置平面的双层机架(I),所述双层机架(I)的上层放置平面顶部从前到后依次设置有前端导引筒(2)、旋转调直筒(3)、牵引机构、后端导引筒(5)、切割机构和机械定尺机构;所述旋转调直筒(3)包括安装在双层机架(I)的上层放置平面顶部的旋转调直筒支座(3-1)以及安装在旋转调直筒支座(3-1)顶部的第一轴承座(3-2)和第二轴承座(3-3),所述第一轴承座(3-2)和第二轴承座(3-3)上安装有调直导引筒(3-4),所述调直导引筒(3-4)上安装有多个调直模块和用于罩住多个所述调直模块的保护罩(3-6),所述调直导引筒(3-4)的端部安装有第一皮带轮(15);所述牵引机构包括安装在双层机架(I)的上层放置平面顶部的牵引机构支座(4-1)和安装在牵引机构支座(4-1)顶部的伺服电机(4-2),所述伺服电机(4-2)的输出轴上安装有主动摩擦轮(4-3),所述牵引机构支座(4-1)上设置有位于所述主动摩擦轮(4-3)下方且与所述主动摩擦轮(4-3)相配合牵引金属线材(17)运动的被动摩擦轮(4-4);所述切割机构包括安装在所述后端导引筒(5)顶部的切割轮支架(6-1)和安装在所述切割轮支架(6-1)上的气缸(6-2),所述气缸(6-2)活塞杆的端部连接有切割轮电机(6-3),所述切割轮电机(6-3)的输出轴上连接有用于切断金属线材(17)的薄片式切割轮(6-4),所述气缸(6-2)上连接有电磁换向阀(6-5);所述机械定尺机构包括安装在双层机架(O的上层放置平面顶部的水平刻度板(7-1),所述水平刻度板(7-1)的起始刻度位于所述薄片式切割轮(6-4)的正下方,所述水平刻度板(7-1)上设置有卡槽,所述卡槽中设置有能够在卡槽中前后移动的水平滑块(7-2),所述水平滑块(7-2)的顶部设置有与所述水平刻度板(7-1)相垂直的第一竖直定尺板(7-3 ),所述第一竖直定尺板(7-3 )的上部靠近所述薄片式切割轮(6-4)的侧面设置有与所述后端导引筒(5)的侧面相对设置的第二竖直定尺板(7-4),所述第二竖直定尺板(7-4)靠 近所述薄片式切割轮(6-4)的侧面安装有用于检测金属线材(17)线头位置的压力传感器(7-5)和用于检测薄片式切割轮(6-4)位置的红外发射传感器(7-6),所述红外发射传感器(7-6)位于所述压力传感器(7-5)的下方,所述后端导引筒(5)的侧面安装有与所述红外发射传感器(7-6)相对设置且配合的红外接收传感器(7-7);所述双层机架(I)的上层放置平面上嵌入安装有位于所述薄片式切割轮(6-4)下方的料槽(8 ),所述料槽(8 )的底部设置有接料盒(9 );所述双层机架(I)的下层放置平面顶部设置有控制柜(10)和用于带动所述旋转调直筒(3)调直的变频电机(11),所述控制柜(10)内设置有用于采集压力传感器(7-5 )、红外发射传感器(7-6 )和红外接收传感器(7-7 )检测到的信号并用于对变频电机(11 )、伺服电机(4-2 )、电磁换向阀(6-5 )和切割轮电机(6-3 )进行控制的控制器,所述压力传感器(7-5)和红外接收传感器(7-7)均与所述控制器的信号输入端连接,所述变频电机(11)、伺服电机(4-2 )、电磁换向阀(6-5 )和切割轮电机(6-3 )均与所述控制器的信号输出端连接,所述变频电机(11)的输出轴上安装有位于所述第一皮带轮(15)下方的第二皮带轮(13),所述第一皮带轮(15)和第二皮带轮(13)上连接有皮带(14)。
2.按照权利要求1所述的一种金属线材精密调直切断装置,其特征在于:所述控制器包括主控制器模块(12-1)和为控制器中各用电模块供电的电源模块(12-2),所述主控制器模块(12-1)的输入端接有用于输入控制参数的参数设置电路模块(12-3),所述主控制器模块(12-1)的输出端接有显示屏(12-4)和变频器(12-5),所述变频电机(11)与所述变频器(12-5)的输出端相接,所述压力传感器(7-5)和红外接收传感器(7-7)均与所述主控制器模块(12-1)的信号输入端连接,所述伺服电机(4-2 )、电磁换向阀(6-5 )和切割轮电机(6-3)均与所述主控制器模块(12-1)的输出端相接;所述参数设置电路模块(12-3)和显示屏(12-4)均外露在所述控制柜(10)的外表面上。
3.按照权利要求1或2所述的一种金属线材精密调直切断装置,其特征在于:所述压力传感器(7-5)为陶瓷压力传感器。
4.按照权利要求2所述的一种金属线材精密调直切断装置,其特征在于:所述主控制器模块(12-1)为PLC模块。
5.按照权利要求1所述的一种金属线材精密调直切断装置,其特征在于:所述调直模块由安装在调直导引筒(3-4)上的圆盘固定座(3-51)和螺纹连接在所述圆盘固定座(3-51)内的调直芯体(3-52)构成,所述调直芯体(3-52)的几何中心设置有供金属线材(17)穿过的十字导引孔(3-53)。
6.按照权利要求5所述的一种金属线材精密调直切断装置,其特征在于:所述调直模块的数量为五个,所述调直芯体(3-52)为T字型,五个所述调直模块中调直芯体(3-52)在圆盘固定座(3-51)内的位置各不相同,使得金属线材(17)在五个十字导引孔(3-53)内呈正弦曲线分布。
7.按照权利要求6所述的一种金属线材精密调直切断装置,其特征在于:五个所述调直模块分别为从前到后依次排列的第一调直模块、第二调直模块、第三调直模块、第四调直模块和第五调直模块,所述第一调直模块和第五调直模块中的T字型调直芯体(3-52)均安装在所述圆盘固定座(3-51)内中间位置处,所述第二调直模块和第四调直模块中的T字型调直芯体(3-52)均安装在所述圆盘固定座(3-51)内上部,所述第三调直模块中的T字型调直芯体(3-52)倒置安装在所述圆盘固定座(3-51)内下部。
8.按照权利要求1所述的一种金属线材精密调直切断装置,其特征在于:所述主动摩擦轮(4-3)和被动摩擦轮(4-4)均为外圆周面覆裹有耐磨橡胶或尼龙的钢轮。
9.一种利用如权利要求1所述装置的金属线材精密调直切断方法,其特征在于该方法包括以下步骤: 步骤一、盘绕的金属线材(17)通过前端导引筒(2)进入旋转调直筒(3); 步骤二、金属线材(17 )调直:控制器控制变频电机(11)转动,变频电机(11)带动第二皮带轮(13)转动,第二皮带轮(13)通过皮带(14)带动第一皮带轮(15)转动,第一皮带轮(15)带动调直导引筒(3-4)转动,调直导引筒(3-4)带动多个调直模块旋转,盘绕的金属线材(17)在调直模块旋转的作用下消除弯曲应力,进行调直; 步骤三、金属线材(17)牵引:控制器控制伺服电机(4-2)旋转,伺服电机(4-2)带动主动摩擦轮(4-3 )旋转,主动摩擦轮(4-3 )驱动被动摩擦轮(4-4 )旋转,主动摩擦轮(4-3 )和被动摩擦轮(4-4)相配合,通过摩擦力牵引调直后的金属线材(17)通过后端导引筒(5)进入到薄片式切割轮(6-4)工作区域内;当伺服电机(4-2)的旋转角位移达到预先通过操作参数设置电路模块(12-3)设定好的旋转角位移时,控制器控制伺服电机(4-2)停止旋转,主动摩擦轮(4-3)和被动摩擦轮(4-4)停止牵引金属线材(17);同时,控制器实时采集压力传感器(7-5)检测到的信号,当此时压力传感器(7-5)有压力信号输出时,说明金属线材(17)的线头已接触到了压力传感器(7-5),即金属线材(17)已牵引到了通过操作所述机械定尺机构设定好的截断长度处,执行步骤四;否则,当此时压力传感器(7-5)没有压力信号输出时,说明金属线材(17)的线头未接触到压力传感器(7-5),即金属线材(17)未牵引到通过操作所述机械定尺机构设定好的截断长度处,此时,控制器控制显示屏(12-4)发出报警信号,提醒用户进行检修; 步骤四、金属线材(17)切割:控制器控制伺服电机(4-2)停止旋转的同时,控制器通过控制电磁换向阀(6-5)动作,控制气缸(6-2)带动切割轮电机(6-3)和薄片式切割轮(6-4)下行,控制器控制切割轮电机(6-3)转动,切割轮电机(6-3)带动薄片式切割轮(6-4)转动,转动的薄片式切割轮(6-4)下行到金属线材(17)所在位置处时,切断金属线材(17),合格长度的金属线段(16)通过料槽(8)落入接料盒(9)内; 步骤五、控制器实时采集红外接收传感器(7-7)检测到的信号,当红外接收传感器(7-7 )接收不到红外信号时,说明薄片式切割轮(6-4)挡住了红外发射传感器(7-6 )与红外接收传感器(7-7)之间的红外线传输线路,即薄片式切割轮(6-4)已下行到位,此时,控制器通过控制电磁换向阀(6-5)动作,控制气缸(6-2)带动切割轮电机(6-3)和薄片式切割轮(6-4)上行到一定位置处, 准备进入下一个工作循环。
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