CN103522063B - 铜棒连续自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铜棒连续自动化生产线，实现铜棒的无心车削、压光矫直，最终完成自动卸料，车床与压光矫直机之间通过转料设备连接，转料设备包括接收车床加工后的铜料的接料槽和将该铜料送入压光矫直机的送料槽，压光矫直机后接收料平台及低于收料平台承接铜棒的成品收料架，所有设备均与PLC控制器相连并由PLC控制器控制。车床与压光矫直机通过转料设备连接后形成一体的自动化生产线，降低劳动强度，提高工作效率，通过转料设备连接车床与压光矫直机，减少了工序转换，缩短了物料转运的时间。

Description

铜棒连续自动化生产线

技术领域

本发明涉及一种生产线结构，尤其是一种省去制头并直接去皮能够连续生产的铜棒连续自动化生产线。

背景技术

铜合金具有导电、导热、耐蚀、耐磨、抑菌、可镀、装饰、易加工等一系列优异特性，广泛用于电力、电子、通讯、化工、机械、交通运输、海洋工程、航天航空、建筑、装饰等领域，在人类生活和国民经济中发挥着巨大的作用。我国是世界上重要的铜材生产、消费和贸易大国，产量已经跃居世界第一。随着需求的加大，铜产品品种不断增加，产品质量逐年提高，工艺技术创新十分活跃，但我国铜加工业大而不强，存在资源短缺，生产技术及装备先进与落后并存等问题。

未来二十年，中国铜加工工业将稳步向做大、做强、做精方向推进，铜加工技术向低碳、节能、环保方向发展，铜加工产品向高精尖、环保方向推进，铜加工装备将进一步向实用化、高性价比、节能环保方向发展，生产工艺将进一步节能、环保、减排、连续化、自动化方向提升。因此，中国铜加工工业必须不断通过技术创新、发展短流程、节能、减排、自动化、连续化生产工艺，发展利用再生铜的资源直接生产铜加工材技术，以确保中国铜加工工业持续、稳定的健康发展。

目前，国内在铜棒加工过程中主要采用的工艺有两种，一种为：挤压铜棒→敲头→制头→扒皮→扒皮→切头→矫直→包装→入库；第二种为：连铸铜棒→制头→扒皮→扒皮→切头→矫直→包装→入库。

但是以上两种工艺存在一些缺陷，例如：

（1）原有的工艺不仅工序较多，而且工序间转序比较频繁，整体能耗高；

（2）设备自动化程度较低，工序与工序之间没有传递关系，每道工序都至少要一人操作，人员需求量大；

（3）在转序过程中还要考虑到物料搬运问题，不仅物料的搬运要花大量的辅助时间，而且工人劳动强度大，工作效率低；

（4）铜棒在搬运中容易发生磕碰伤、弯曲现象，产品表面质量难以保障；

（5）在制头、扒皮的过程中，噪音比较大，粉尘较多，员工的作业环境较差；

（6）原有的工艺需要进行扒皮工作，一般扒皮量在0.5mm-2mm不等，因此需要经过多次的扒皮，工作效率低，产品的成材率也较低；

（7）制头部分需要切除，直接导致成材率降低，而且还会浪费较大的资源，即使重新回炉也会造成熔炼上的成本增加。

针对以上问题，如形成一条自动化的生产线，取消制头、切头工序，改变扒皮操作方式，不仅能够提高成材率、提高功效、降低能耗，而且还能改善员工的作业环境、降低员工劳动强度，实现员工在舒适的环境中作业，确保员工的职业安全健康，避免职业病的发生和降低安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种铜棒连续自动化生产线，整条生产线实现铜棒的无心车削、压光矫直，最终完成自动卸料，工序之间通过转运装置完成物料转运，整体实现自动化，降低劳动强度，提高工作效率。

本发明的另一目的是提供一种铜棒连续自动化生产线，省去了原先工艺中的敲头、制头、切头工序，同时也省去了多次扒皮工序并由一次车削替代，工序少，也减少了工序转换，缩短了物料转运的时间，提高了生产效率。

本发明解决现有技术中需要制头并多次扒皮而造成较大噪音、较多粉尘的缺陷，提供一种铜棒连续自动化生产线，使用车削代替扒皮工序，且不用制头，减低了噪音，也减少了粉尘，提高工人工作环境舒适度。

本发明还解决了现有技术中存在制头工序，使得后续的切头工序造成材料浪费的缺陷，提供一种铜棒连续自动化生产线，采用连续加工，使用车削方式代替扒皮，省去了制头工序，节省了材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铜棒连续自动化生产线，包括完成扒皮工序的设备及完成矫直工序的设备，完成扒皮工序的设备为车床，完成矫直工序的设备为压光矫直机，车床与压光矫直机之间通过转料设备连接，转料设备包括接收车床加工后的铜料的接料槽和将该铜料送入压光矫直机的送料槽，压光矫直机后接收料平台及低于收料平台承接铜棒的成品收料架，所有设备均与PLC控制器相连并由PLC控制器控制。通过车床采用车削的方式来替代原工艺中的扒皮工序，省去了原工艺中与扒皮相配合的制头和切头工序，改变了铜棒生产的扒皮操作方式，能提高成材率和降低能耗，减低了噪音，也减少了粉尘，提高工人工作环境舒适度；车床与压光矫直机通过转料设备连接后形成一体的自动化生产线，降低劳动强度，提高工作效率，通过转料设备连接车床与压光矫直机，减少了工序转换，缩短了物料转运的时间；本生产线可以一次性完成铜棒加工，中间无需人工干预，省去了工件工人搬运铜料的工作，也防止搬运中出现磕碰的现象，从而保证铜棒的外表质量。

一种方案：一台车床对应配套一台压光矫直机，车床与压光矫直机之间的接料槽与送料槽为同一设备。

另一种方案：生产线包括两台并排的车床，两台车床对应配套一台压光矫直机，车床后各有一接料槽，压光矫直机前只有一送料槽，两接料槽分别连接有集料平台，通过集料平台与送料槽相连。两车床搭配一压光矫直机，提高各设备的加工效率，充分保证整条生产线的加工效率；通过集料平台来对接车床与压光矫直机，主要是起到缓冲作用，防止两设备加工效率不同而造成的效率损失。

作为优选，集料平台对应接料槽的一侧设置有翻料机构，集料平台对应送料槽的一侧设置有翻料机构，其中集料平台对应接料槽的一侧的高度大于集料平台另一侧的高度。集料平台自身具有倾斜的上表面，再通过翻料机构分别对应接料槽和送料槽，从而实现接料、集料和送料的全自动操作。

作为优选，翻料机构包括翻料杆及与翻料杆相固定的转轴，翻料杆的端部连接有翻料气缸，翻料气缸驱动翻料杆绕着转轴转动；对应接料槽的翻料杆将铜料从接料槽抬起并将铜料滑到集料平台上，对应送料槽的翻料杆将铜料从集料平台上抬起并滑到送料槽上。翻料机构只是完成抬高铜料的作用，结构简单，效果好，而且利用了铜料自身的重力和集料平台的倾斜表面，可以缩小翻料机构的体积。

作为优选，接料槽与送料槽采用同种结构，均包括一个槽体，槽体内沿着槽体长度方向设置有若干料辊，同一槽体内的料辊均通过传动链与传动电机相连形成联动。

作为优选，所述的料辊包括传动轴及与传动轴相固定的两个对接的锥台，两锥台的小径端面相对接，传动轴伸出到槽体外，传动轴的伸出部位上固定有传动齿，传动齿与传动链相连。对接的锥台可以形成一个凹谷，该凹谷对铜料移动起到导向作用，防止铜料移动中出现偏向。

作为优选，送料槽的槽体内安装料辊的位置设置有凹坑，槽体的侧边对应凹坑的位置设置滑槽，料辊处于凹坑内并可在凹坑内上下移动，槽体的侧边外部设置有料辊抬起机构，料辊抬起机构包括连接料辊的摇臂、连接所有摇臂的连杆及驱动连杆的气缸，摇臂驱动料辊沿着滑槽抬起时，料辊上表面的低点所在的线与压光矫直机的进料轴线同轴。送料槽的工作要和亚光矫直机的工作相联系，在前一根铜料还处于亚光矫直机内时，送料槽内有铜料处于等待状态，以便连接前一根铜料，提高加工效率，因此要考虑到料辊对铜料的牵引作用，而且送料槽的长度要大于接料槽的长度，从而保证铜料末端接近压光矫直机时，能有铜料从集料平台上经翻料机构送入到送料槽等待。

作为优选，车床为无心车削式车床，车床前连接有输送槽，输送槽连接有载料平台，载料平台对应输送槽的侧边设置有翻料机构，载料平台的该侧边低于另一侧边；输送槽与送料槽同结构。用车削的形式代替扒皮操作，减少扒皮工序，降低噪音，减少粉尘，同时能提高加工效率。

作为优选，各设备上均设置有用于监控铜料位置状态的传感装置，各传感装置连接PLC控制器。各传感装置与PLC控制器相结合对生产线上的铜料位置进行检测，并控制各设备，从而实现铜料加工全程自动化。

本发明的有益效果是：车床与压光矫直机通过转料设备连接后形成一体的自动化生产线，降低劳动强度，提高工作效率，通过转料设备连接车床与压光矫直机，减少了工序转换，缩短了物料转运的时间。

附图说明

图1是本发明一种结构示意图；

图2是本发明一种送料槽的侧视图；

图3是本发明一种料辊的结构示意图；

图4是本发明一种翻料机构的结构示意图；

图中：1、载料平台，2、车床，3、翻料机构，4、集料平台，5、送料槽，6、压光矫直机，9、摆臂，10、升降机构，11、接料槽，12、输送槽，13、控制台，14、摆臂，15、滑槽，16、槽体，17、连杆，18、连接片，19、气缸，20、传动齿，21、锥台，22、传动轴，23、抬钩，24、翻料杆，25、转轴，26、翻料气缸。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：一种铜棒连续自动化生产线（参见附图1），按照铜料加工先后顺序，依次包括载料平台1、车床2、集料平台4、压光矫直机6、收料平台和成品收料架，生产线还包括带有PLC控制器的控制台13。车床2采用无心车削式车床，用于完成铜料的扒皮工序。

本生产线包括两台车床和一台压光矫直机，一台车床前配一载料平台，后配一集料平台，两集料平台并排合并对接压光矫直机。

载料平台1包括载料架和输送槽12，输送槽与载料架之间通过翻料机构过渡连接。载料架由多排竖向平行布置的立架组成，每一立架由一根横杆和三根竖杆固定而成，竖杆的下端固定到车间地面。横杆为倾斜布置，所有横杆组成的载料架的上表面为倾斜状，且与输送槽对接的一侧低于另一侧。横杆较高的一端固定到竖杆的上端位置，且该根竖杆的上端向上超过横杆形成挡边。横杆较低的一端的上表面上固定有橡胶制成的缓冲块。

翻料机构（参加附图4）包括翻料杆24及转轴25，翻料杆为多个间隔固定到转轴上，转轴通过转轴座固定到载料架上，翻料杆的端部连接有翻料气缸26，翻料气缸驱动翻料杆绕着转轴转动。翻料杆的前端设置有上翘的抬钩23，抬钩伸出到缓冲块端部。铜料放置到载料平台上顺着横杆倾斜的上表面滚到横杆的最低端并由缓冲块阻挡排列在载料平台上，翻料杆的抬钩正好处于最低处第一根铜料的下方，翻料气缸驱动翻料杆绕着转轴转动，抬钩将铜料抬起并沿着翻料杆的上表面滚动到输送槽上。输送槽的下表面连接两个竖向布置的升降缸，通过升降缸对输送槽的高度进行调节，从而适应不同车床高度的需要。

输送槽包括一个呈槽形的槽体16，槽体内沿着槽体长度方向设置有若干料辊（参见附图3），同一槽体内的料辊均通过传动链与传动电机相连形成联动。传动电机通过传动链带动料辊转动，料辊转动过程中将上面的铜料向前输送到车床2。料辊包括传动轴22及与传动轴相固定的两个对接的锥台21，两锥台的小径端面相对接，传动轴伸出到槽体外，传动轴的伸出部位上固定有传动齿20，传动齿与传动链相连。输送槽靠近车床的一端设置有铜料位置传感装置，该传感装置与PLC控制器相连接。

集料平台4为两组分别与车床相对应，两集料平台的中间放置有送料槽5。集料平台包括若干平行竖立的立架，每一立架由一根横杆和三根竖杆固定而成，竖杆的下端固定到车间地面。横杆为倾斜布置，所有横杆组成的集料平台的上表面为倾斜状，两集料平台放置时，低的一侧相对，送料槽处于集料平台低的一侧。靠近集料平台高的一侧放置有接料槽11，接料槽与车床相对接。送料槽和接料槽均与输送槽采用相同的结构。集料平台与送料槽及接料槽之间均通过翻料机构过渡。接料槽的下表面连接有升降机构10，升降机构包括两组铰接臂，两铰接臂之间连接有螺杆，其中一组铰接臂的一端设置有驱动装置，该驱动装置与螺杆相连接。集料平台的低端一侧在横杆上固定有缓冲块。送料槽的槽体上方设置有槽盖，槽盖通过摆臂9与槽体相连接，摆臂的一端铰接有气缸，气缸驱动摆臂，摆臂带动槽盖开启或关闭。送料槽的长度大于接料槽的长度。接料槽和送料槽上设置有铜料位置传感装置，传感装置与PLC控制器相连接。对应接料槽的翻料杆将铜料从接料槽抬起并将铜料滑到集料平台上，对应送料槽的翻料杆将铜料从集料平台上抬起并滑到送料槽上。

送料槽的槽体内安装料辊的位置设置有凹坑，槽体的侧边对应凹坑的位置设置滑槽15，料辊处于凹坑内并可在凹坑内上下移动。槽体的侧边外部设置有料辊抬起机构（参见附图2），料辊抬起机构包括连接料辊的摇臂14、连接所有摇臂的连杆17及驱动连杆的气缸19，摇臂驱动料辊沿着滑槽抬起时，料辊的低点所在的线与压光矫直机6的进料轴线同轴。

收料平台包括收料槽及盖板，收料槽与盖板组合后的横截面呈三角形。收料槽的槽底为倾斜状，盖板与收料槽的开口处倾斜，收料槽的槽底固定有若干导向板。成品收料架处于收料槽与盖板开口的一侧，成品收料架包括若干平行的呈U形的支架，支架上设置有皮带，皮带的两端分别连接到支架的上端，支架的一侧固定有皮带松紧装置，皮带的一端与皮带松紧装置相连接。皮带根据铜棒的重量自动调节高度，铜棒从收料平台滚落到成品收料架内时由皮带支撑。

将待加工的铜料平铺在载料平台上，载料平台从上至下呈约10°的斜坡。在重力作用下铜料滚动到载料平台的低侧并由缓冲块阻挡。在翻料机构的作用下，铜料被送入到输送槽内，通过输送槽内的料辊将铜料送入到车床内进行车削扒皮。

车床上按照工艺设计扒皮量装有配套的刀具，通过旋转将铜料表皮车削干净，车床将切削沫通过传送带输送至指定接料设备中。

铜料从车床出料端出来并由接料槽承接，车床车削完铜料后并往前移至设定位置后，通过窗安装至接触点后启动翻料机构将铜料抬起并自动滑至集料平台上。

通过翻料机构再次将集料平台上的铜料抬起并自动滑至送料槽内，送料槽内的料辊由料辊抬起机构抬起并将铜料传送至压光矫直机。

压光矫直机上按照产品设计尺寸装有配套的模具，铜料经过旋转的压光机的作用之后，起到了对产品表面压光、矫直的作用，最后自动将铜棒送至收料平台。打开收料平台上的盖板，铜棒从收料平台自动滑至成品收料架上。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种铜棒连续自动化生产线，包括完成扒皮工序的设备及完成矫直工序的设备，其特征在于完成扒皮工序的设备为车床，完成矫直工序的设备为压光矫直机，车床与压光矫直机之间通过转料设备连接，转料设备包括接收车床加工后的铜料的接料槽和将该铜料送入压光矫直机的送料槽，压光矫直机后接收料平台及低于收料平台承接铜棒的成品收料架，所有设备均与PLC控制器相连并由PLC控制器控制；接料槽与送料槽采用同种结构，均包括一个槽体，槽体内沿着槽体长度方向设置有若干料辊，同一槽体内的料辊均通过传动链与传动电机相连形成联动；送料槽的槽体内安装料辊的位置设置有凹坑，槽体的侧边对应凹坑的位置设置滑槽，料辊处于凹坑内并可在凹坑内上下移动，槽体的侧边外部设置有料辊抬起机构，料辊抬起机构包括连接料辊的摇臂、连接所有摇臂的连杆及驱动连杆的气缸，摇臂驱动料辊沿着滑槽抬起时，料辊上表面的低点所在的线与压光矫直机的进料轴线同轴。

2.根据权利要求1所述的铜棒连续自动化生产线，其特征在于一台车床对应配套一台压光矫直机，车床与压光矫直机之间的接料槽与送料槽为同一设备。

3.根据权利要求1所述的铜棒连续自动化生产线，其特征在于生产线包括两台并排的车床，两台车床对应配套一台压光矫直机，车床后各有一接料槽，压光矫直机前只有一送料槽，两接料槽分别连接有集料平台，通过集料平台与送料槽相连。

4.根据权利要求3所述的铜棒连续自动化生产线，其特征在于集料平台对应接料槽的一侧设置有翻料机构，集料平台对应送料槽的一侧设置有翻料机构，其中集料平台对应接料槽的一侧的高度大于集料平台另一侧的高度。

5.根据权利要求4所述的铜棒连续自动化生产线，其特征在于翻料机构包括翻料杆及与翻料杆相固定的转轴，翻料杆的端部连接有翻料气缸，翻料气缸驱动翻料杆绕着转轴转动；对应接料槽的翻料杆将铜料从接料槽抬起并将铜料滑到集料平台上，对应送料槽的翻料杆将铜料从集料平台上抬起并滑到送料槽上。

6.根据权利要求1所述的铜棒连续自动化生产线，其特征在于所述的料辊包括传动轴及与传动轴相固定的两个对接的锥台，两锥台的小径端面相对接，传动轴伸出到槽体外，传动轴的伸出部位上固定有传动齿，传动齿与传动链相连。

7.根据权利要求1或2或3所述的铜棒连续自动化生产线，其特征在于车床为无心车削式车床，车床前连接有输送槽，输送槽连接有载料平台，载料平台对应输送槽的侧边设置有翻料机构，载料平台的该侧边低于另一侧边；输送槽与送料槽同结构。