CN103357963B - 精密钢带刮边机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密钢带刮边机，包括放线装置、薄料校直装置、刮刀装置、滤液压带装置、测量装置、辊轮导向装置、收线装置、控制系统和报警装置，测量装置包括支架和安装在支架上的长度测量器，钢带经刮刀装置刮边后穿过长度测量器的测量区域，长度测量器可测量钢带宽度，刮刀装置的伺服电机驱动刀头的移动，收线装置中的伺服电机驱动收线筒的旋转与直线移动，控制系统可处理测量装置的测量结果，并可控制报警装置，也可控制伺服电机的转动状态，该刮边设备可通过测量钢带宽度检测刀头的磨损，一台设备上可实现粗刮和精刮，并且匀速刮边，刮边后钢带被有序、致密地缠绕在收线筒内。

Description

精密钢带刮边机

技术领域

本发明涉及一种钢带自动刮边设备。

背景技术

刮边工序是平面涡卷弹簧加工中的必需工序，刮边的目的是保证用于制备弹簧的钢带侧边形状以及宽度尺寸。现有的刮边设备主要包括：放线装置，薄料校直装置，刮刀装置，滤液压带装置，辊轮导向装置，收线装置等，现有的刮刀装置是手动调节刮刀的进刀量，通过试切、测量切后钢带尺寸，再调整进刀量，如此反复调整，操作麻烦，并且退刀穿料时，需要重新调整；现有收线装置采用三相异步电机驱动，电机转速恒定，但收料筒收料后的直径随着收料的增加，不断增大，致使料筒外径的线速度不断上升，刮边切削线速度也上升，导致刀具磨损加剧，切削精度不稳定；另外，受进刀量控制精度、刀具磨损等因素的影响，钢带的刮边精度低，为了保证加工精度，将刮边工序分成粗刮与精刮两道工序，两道工序需要两条生产线，现有刮边设备的这些不足致使加工设备占地面积大，生产成本高，劳动强度大等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种精密钢带刮边机，可以在一台设备上实现匀速地粗刮和精刮，刀头定位简便，并可监测刀头磨损情况。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：精密钢带刮边机，包括依次设置的放线装置、薄料校直装置、刮刀装置、滤液压带装置、辊轮导向装置、收线装置，还包括测量装置，测量装置包括支架和安装在支架上的非接触式长度测量器，钢带经刮刀装置刮边后穿过长度测量器的测量区域，长度测量器可测量钢带宽度。

更好地，所述长度测量器为非接触式的激光长度测量仪。

更好地，所述刮刀装置包括伺服电机Ⅰ、联轴器、滚珠丝杆Ⅰ、固定板Ⅰ、刀头Ⅰ，还包括手轮、滚珠丝杆Ⅱ、固定板Ⅱ、刀头Ⅱ；伺服电机Ⅰ的转轴通过联轴器连接滚珠丝杆Ⅰ中丝杆的一端，滚珠丝杆Ⅰ与固定板Ⅰ连接，固定板Ⅰ上固定有刀头Ⅰ，伺服电机Ⅰ转轴旋转运动通过滚珠丝杠Ⅰ转化为固定板Ⅰ的直线运动；手轮连接滚珠丝杆Ⅱ中丝杆的一端，滚珠丝杆Ⅱ与固定板Ⅱ连接，固定板Ⅱ上固定有刀头Ⅱ，手轮的旋转运动可通过滚珠丝杠Ⅱ转化为固定板Ⅱ的直线移动，刀头Ⅰ和刀头Ⅱ均凸伸出固定板，两刀头在同一直线上的移动，并且两刀头的刀口相对。

更好地，所述刮刀装置可设置两套，钢带先后从两套刮刀装置中的刀头Ⅰ和刀头Ⅱ的中间穿过，在一台设备上实现粗刮和精刮。

更好地，所述测量装置也可设置两套，钢带依次穿过刮刀装置、测量装置、刮刀装置、测量装置，分别测量粗刮和精刮后的钢带宽度。

更好地，所述收线装置包括：收线筒、伺服电机Ⅱ、托板、滚珠丝杆Ⅲ、伺服电机Ⅲ；伺服电机Ⅱ和收线筒位于托板上，伺服电机Ⅱ转轴与收线筒的转轴通过皮带传动，伺服电机Ⅱ的转轴旋转可带动收线筒旋转；滚珠丝杆Ⅲ、伺服电机Ⅲ位于托板下，伺服电机Ⅲ的转轴连接在滚珠丝杆Ⅲ中丝杆的一端，滚珠丝杠Ⅲ与托板底部连接，伺服电机Ⅲ的转轴旋转可带动托板直线移动，伺服电机Ⅱ和收线筒也随托板直线移动。

更好地，所述精密钢带刮边机还包括控制系统，控制系统包括人机界面、处理器、电磁开关及必要的连接线路，控制系统与测量装置、伺服电机Ⅰ、伺服电机Ⅱ和伺服电机Ⅲ连接，通过人机界面设定指令程序，处理器处理指令程序或根据长度测量器的测量结果，通过电磁开关控制伺服电机Ⅰ、伺服电机Ⅱ和伺服电机Ⅲ。

更好地，通过人机界面还可以输入钢带尺寸、收线筒尺寸、收线筒已排绕的钢带层数等参数，处理器可根据输入的参数，通过计算处理后，控制伺服电机Ⅱ的旋转速度。

更好地，所述的精密钢带刮边机还包括报警装置，报警装置与控制系统连接，处理器可比较分析长度测量器的测量结果，并控制报警装置的启闭。

与现有技术相比，本发明的优点在于：1、在精密钢带刮边机的增加控制系统和测量装置，其中的长度测量器可测量刮边后的钢带宽度，通过监测钢带宽度的变化分析刀头刮边时的切削量的变化，可得到刀具的磨损情况，便于及时调整或更换刀头，确保钢带宽度一致，提高加工精度，并且增加报警装置，控制系统通过比较预先设定值和长度测量器测出的钢带宽度，可启动报警装置，提示操作者钢带宽度发生了变化；2、可通过控制系统输入脉冲，处理器处理后控制伺服电机的转动，通过滚珠丝杠进一步控制刀头的位移，控制进刀量，也就是切削量，输入脉冲即可调整刀头位置，调整精度高，并且可实现重复定位，更换钢带规格或退刀穿料时，刀头定位更便捷；3、刮边设备中设置两套刮刀装置，可在一台设备上实现钢带的粗刮与精刮，节省了工序，提高了效率；4、收线装置中的伺服电机驱动收线筒旋转和移动，通过调整伺服电机的转速，可调整收线筒的转动的角速度，可以保持收线筒缠绕的钢带后的线速度恒定，以便钢带匀速的穿过刮刀装置，减少速度变化对刀头产生的磨损。

附图说明

图1是本发明整体结构的主视图。

图2是本发明整体结构的俯视图。

图3是本发明测量装置的示意图。

图4是本发明刮刀装置的主视图。

图5是本发明刮刀装置的俯视图。

图6是图4中A—A向的剖面图。

图7是本发明收线装置的主视图。

图8是本发明收线装置的俯视图。

图中：1、放线装置，2、辊轮导向装置，3、薄料校直装置，4、刮刀装置，5、滤液压带装置，6、测量装置，7、收线装置，8、人机界面，9、钢带；61、支架，62、长度测量器，401、固定板Ⅰ，402、刀头Ⅰ，403、连接板Ⅰ，404、滚珠丝杆Ⅰ，405、联轴器，406、伺服电机Ⅰ，411、固定板Ⅱ，412、刀头Ⅱ，413、连接板Ⅱ，414、滚珠丝杆Ⅱ，415、手轮；71、底座，72、滚珠丝杆Ⅲ，73、伺服电机Ⅲ，74、托板，75、伺服电机Ⅱ，76、转轴，77，收线筒。

具体实施方式

下面结合附图、实施例对本发明进一步说明。

实施例，如图1、图2所示的精密钢带刮边机，收线装置7的拖拽作用下，钢带9被从放线装置1内拉出并依次穿过辊轮导向装置2、薄料校直装置3、刮刀装置4、滤液压带装置5、辊轮导向装置2、刮刀装置4、滤液压带装置5、测量装置6、辊轮导向装置2，最后由收线装置7将钢带9缠绕成盘，钢带穿过刮刀装置4时，钢带9的侧边被切削掉。

测量装置6的结构如图3所示，测量装置6包括支架61和安装在支架上的长度测量器62，优选的长度测量器62为非接触激光长度测量仪，钢带9经刮刀装置刮边后穿过长度测量器62的测量区域，长度测量器62可测量钢带9的宽度。如果刮刀装置4在刮边时的切削量发生变化，那么刮边后钢带9的宽度也会相应变化，所以，长度测量器62测量得到刮边后钢带9的宽度，就可推算出切削量的变化，判断刀头的磨损程度，为操作者调整或更换刀头提供参考。

刮刀装置4的结构如图4至图6所示，刮刀装置4包括两个刀头，刀头Ⅰ402和刀头Ⅱ412，两个刀头的刀口相对，钢带9从两个刀口之间穿过，并且两个刀头可以沿同一直线往复移动，两刀头接触钢带9后，钢带9相对刀头移动即可刮边。

刀头Ⅰ402固定在固定板Ⅰ401上，固定板Ⅰ401连接连接板Ⅰ403，连接板Ⅰ503与滚珠丝杆Ⅰ404传动配合，滚珠丝杆Ⅰ404中的丝杆的一端通过联轴器405与伺服电机Ⅰ406的转轴连接，这样，伺服电机Ⅰ406的转轴转动，通过滚珠丝杆Ⅰ405将旋转运动转换为连接板Ⅰ403、固定板Ⅰ401、刀头Ⅰ402的直线运动。刀头Ⅱ412固定在固定板Ⅱ411上，固定板Ⅱ411连接连接板Ⅱ413，连接板Ⅱ413与滚珠丝杆Ⅱ414传动配合，滚珠丝杆Ⅱ414中的丝杆的一端连接手轮415，这样，转动手轮415，通过滚珠丝杆Ⅱ414将旋转运动转换为连接板Ⅱ413、固定板Ⅱ411、刀头Ⅱ412的直线运动。

在刮边设备上设置两套上述刮刀装置4，是为了在一台设备上实现粗刮和精刮。显然也可以设置多套刮刀装置4，可以进行多道刮削加工。

上述测量装置6可以为一套，设置在刮刀装置4之后，也就是钢带粗刮或精刮后测量钢带的宽度，也可以设置两套测量装置6，分别测量粗刮和精刮后的钢带宽度，钢带依次穿过刮刀装置、测量装置、刮刀装置、测量装置。

收线装置7的结构如图7、图8所示，收线装置7包括收线筒77、伺服电机Ⅱ75、托板74、滚珠丝杆Ⅲ72、伺服电机Ⅲ73、底座71；伺服电机Ⅱ75和收线筒77位于托板上，伺服电机Ⅱ75固定在托板74上，伺服电机Ⅱ75的转轴与收线筒转轴76通过皮带传动，伺服电机Ⅱ75的转轴旋转可带动收线筒77旋转；滚珠丝杆Ⅲ72、伺服电机Ⅲ位73于托板74下，伺服电机Ⅲ73和滚珠丝杆Ⅲ72固定在底座71上，伺服电机Ⅲ73的转轴连接在滚珠丝杆Ⅲ72中丝杆的一端，滚珠丝杠Ⅲ72与托板74底部传动配合，伺服电机Ⅲ73的转轴旋转可带动托板74直线移动，伺服电机Ⅱ75和收线筒77也随托板74直线移动，这样在伺服电机Ⅱ75和伺服电机Ⅲ73的驱动下，收线筒77旋转的同时，也可以做直线往复移动，使缠绕的钢带9有序排列。

刮边设备还包括控制系统，控制系统包括人机界面8、处理器、电磁开关及必要的连接线路，控制系统与测量装置6、伺服电机Ⅰ406、伺服电机Ⅱ75和伺服电机Ⅲ73连接，通过人机界面8设定指令程序，处理器处理指令程序或长度测量器的测量结果，并通过电磁开关调整伺服电机Ⅰ406、伺服电机Ⅱ75和伺服电机Ⅲ73的工作状态。

如果伺服电机Ⅱ75的旋转速度不变，带动收线筒77收线后其直径会越来越大，收线时外圆的旋转线速度会随之变大，影响刮边效果，因此为保持收线速度恒定，必须调整伺服电机Ⅱ75的旋转速度，可通过控制系统中的人机界面8输入钢带的厚度、宽度等尺寸，输入收线筒77的基圆（收线段圆柱的截面）尺寸、收线筒77可排绕的宽度等尺寸，还可输入收线筒77已排绕的钢带层数等参数，处理器可根据输入的参数，通过计算处理后，控制伺服电机Ⅱ75的旋转速度，在收线的过程中伺服Ⅱ75的旋转速度越来越小，以保证收线筒77的外圆在收线时的线速度恒定。

刮边设备还包括报警装置，报警装置可以是可鸣响的装置或闪烁灯光的装置，报警装置与控制系统连接，处理器通过比较设定值和长度测量器的测量结果，控制报警装置鸣响或灯光的启闭。

放线装置、辊轮导向装置、薄料校直装置、滤液压带装置、长度测量器、处理器、人机界面、报警装置、伺服电机及滚珠丝杠已由现有技术公开，不再赘述。

刮边设备的工作过程如下：

首次使用时，先将钢带9依次穿过各装置，并将钢9一端固定在收线筒77内，通过手轮415、人机界面8调整两个刀头的距离，确定切削量，并将刀头位置参数存储入处理器，再通过人机界面8预设刮边后钢带9的宽度，通过人机界面8输入钢带的宽度、厚度、收线筒77的基圆尺寸、已排绕收线的层数，然后启动设备，钢带9在收线装置7的拉拽作用下，依次穿过各装置，穿过刮刀装置4时进行刮边处理，刮边后的钢带9穿过测量装置6，长度测量器62会定时测量刮边后钢带9的宽度，处理器对比测量值和预设值，如果相差较大，控制系统则启动报警装置，提醒操作者刮刀装置切削量发生变化或者刀头已磨损严重，为保证刮边质量，应暂停设备，通过控制系统调整伺服电机Ⅰ406，改变刀头Ⅰ402和刀头Ⅱ412的距离，或者卸下刀头进行修理或更换，重新安装刀头后，只需通过人机界面8调出原来存储的刀头位置信息即可迅速定位刀头。之后再启动设备，继续工作。

最终加工完成的钢带9，会缠绕在收线筒77上，随着钢带9的增多，收线后的收线筒77直径会越来越大，为避免缠绕的线速度增加，可通过控制系统使伺服电机Ⅱ75转动角速度越来越小，保持收线筒77旋转线速度不变，可保证钢带9有序、致密的缠绕在收线筒77上，匀速拉动钢带，也可避免刀头过快磨损。

Claims (10)

1.精密钢带刮边机，包括依次设置的放线装置、薄料校直装置、刮刀装置、滤液压带装置、辊轮导向装置、收线装置，其特征在于：所述刮边设备还包括测量装置，测量装置包括支架和安装在支架上的非接触式长度测量器，钢带经刮刀装置刮边后穿过长度测量器的测量区域，长度测量器可测量钢带宽度,所述刮刀装置包括伺服电机Ⅰ、联轴器、滚珠丝杠Ⅰ、固定板Ⅰ、刀头Ⅰ，还包括手轮、滚珠丝杠Ⅱ、固定板Ⅱ、刀头Ⅱ；伺服电机Ⅰ的转轴通过联轴器连接滚珠丝杠Ⅰ中丝杠的一端，滚珠丝杠Ⅰ与固定板Ⅰ连接，固定板Ⅰ上固定有刀头Ⅰ，伺服电机Ⅰ转轴旋转运动通过滚珠丝杠Ⅰ转化为固定板Ⅰ的直线运动；手轮连接滚珠丝杠Ⅱ中丝杠的一端，滚珠丝杠Ⅱ与固定板Ⅱ连接，固定板Ⅱ上固定有刀头Ⅱ，手轮的旋转运动可通过滚珠丝杠Ⅱ转化为固定板Ⅱ的直线移动，刀头Ⅰ和刀头Ⅱ均凸伸出固定板，两刀头在同一直线上的移动，并且两刀头的刀口相对。

2.根据权利要求1所述的精密钢带刮边机，其特征在于：所述长度测量器为非接触式的激光长度测量仪。

3.根据权利要求1或2所述的精密钢带刮边机，其特征在于：所述刮刀装置为两套，钢带先后从两套刮刀装置中的刀头Ⅰ和刀头Ⅱ的中间穿过。

4.根据权利要求1或2所述的精密钢带刮边机，其特征在于： 所述测量装置为两套，钢带依次穿过刮刀装置、测量装置、刮刀装置、测量装置。

5.根据权利要求1或2所述的精密钢带刮边机，其特征在于： 所述收线装置包括：收线筒、伺服电机Ⅱ、托板、滚珠丝杠Ⅲ、伺服电机Ⅲ；伺服电机Ⅱ和收线筒位于托板上，伺服电机Ⅱ转轴与收线筒的转轴通过皮带传动，伺服电机Ⅱ的转轴旋转可带动收线筒旋转；滚珠丝杠Ⅲ、伺服电机Ⅲ位于托板下，伺服电机Ⅲ的转轴连接在滚珠丝杠Ⅲ中丝杠的一端，滚珠丝杠Ⅲ与托板底部连接，伺服电机Ⅲ的转轴旋转可带动托板直线移动，伺服电机Ⅱ和收线筒也随托板直线移动。

6.根据权利要求1或2所述的精密钢带刮边机，其特征在于：还包括控制系统，控制系统包括人机界面、处理器、电磁开关及连接线路，控制系统与测量装置、伺服电机Ⅰ、伺服电机Ⅱ和伺服电机Ⅲ连接，通过人机界面设定指令程序，处理器处理指令程序或根据长度测量器的测量结果，通过电磁开关控制伺服电机Ⅰ、伺服电机Ⅱ和伺服电机Ⅲ。

7.根据权利要求3所述的精密钢带刮边机，其特征在于：还包括控制系统，控制系统包括人机界面、处理器、电磁开关及连接线路，控制系统与测量装置、伺服电机Ⅰ、伺服电机Ⅱ和伺服电机Ⅲ连接，通过人机界面设定指令程序，处理器处理指令程序或根据长度测量器的测量结果，通过电磁开关控制伺服电机Ⅰ、伺服电机Ⅱ和伺服电机Ⅲ。

8.根据权利要求7所述的精密钢带刮边机，其特征在于：通过人机界面可输入钢带尺寸、收线筒尺寸、收线筒已排绕的钢带层数参数，处理器可根据输入的参数，通过计算处理后，控制伺服电机Ⅱ的旋转速度。

9.根据权利要求1或2所述的精密钢带刮边机，其特征在于：还包括报警装置，报警装置与控制系统连接，处理器可比较分析长度测量器的测量结果，并控制报警装置的启闭。

10.根据权利要求8所述的精密钢带刮边机，其特征在于：还包括报警装置，报警装置与控制系统连接，处理器可比较分析长度测量器的测量结果，并控制报警装置的启闭。