CN104029101A - 全自动的铜辊打磨装置及打磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了全自动的铜辊打磨装置及打磨方法，其中全自动的铜辊打磨装置包括：连接板，其上端用来与真空熔炼速凝炉的炉膛顶部固定；上部防尘箱体；下部防尘箱体，下部防尘箱体具有活动的侧盖板；水平传动机构，其固定设置在上部防尘箱体内，水平传动机构包括水平丝杠、驱动水平丝杠的第一步进电机及套设在水平丝杠的水平丝套；竖立传动机构，其可活动的设在下部防尘箱体内，竖立传动机构包括垂直丝杠、驱动垂直丝杠的第二步进电机及套设在垂直丝杠的垂直丝套，竖立传动机构通过支架与水平丝套固定在一起，侧盖板固定在支架的一端并随支架一起移动；以及磨具，其与垂直丝套固定在一起。该装置可以精准控制打磨量，提高铜辊的使用寿命。

Description

全自动的铜辊打磨装置及打磨方法

技术领域

本发明涉及钕铁硼合金的生产设备领域，特别涉及一种用于真空熔炼速凝炉的铜辊的全自动打磨装置及打磨方法。

背景技术

真空熔炼速凝炉是现有的钕铁硼合金的一种生产设备，在真空熔炼速凝炉中涉及铜辊，在合金铸片的生产中，钕铁硼原料融化后浇铸到铜辊上，甩出片状的钕铁硼合金产品(铸片甩带)。

目前，真空速凝炉的铜辊经过每炉使用后，都需要对其表面的粉尘和残留物进行全面清理打磨，一般采用的方式基本都是用60目砂布进行人工打磨，即操作工站立在冷却盘中，利用双手将砂布压在铜辊表面一端，开启铜辊，保持砂布相对铜辊水平位置固定不变，靠铜辊和砂布的相对旋转进行磨擦，当一端表面打磨光滑后，再缓慢向另一端移动，对铜辊工作区表面进行全面打磨。

但是，整个打磨过程需要工作人员全程参与，且工作效率低。而且在多次人工打磨后，铜辊面会因人员打磨精度低，圆形会逐渐变成不规则椭圆，对生产质量造成严重影响，必须要对铜辊外圆面进行大修，产生维修费用较高。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全自动的铜辊打磨装置及铜辊打磨方法，可以精准控制打磨量，避免对铜辊的损伤，从而提高铜辊的使用寿命，大幅降低设备维护成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种全自动的铜辊打磨装置，该铜辊打磨装置用于真空熔炼速凝炉，该铜辊打磨装置包括：连接板，其上端用来与真空熔炼速凝炉的炉膛顶部固定；防尘箱体，其包括上部防尘箱体和下部防尘箱体，下部防尘箱体具有活动的侧盖板；水平传动机构，其固定设置在上部防尘箱体内，水平传动机构包括水平丝杠、驱动水平丝杠的第一步进电机及套设在水平丝杠的水平丝套；竖立传动机构，其可活动的设在下部防尘箱体内，竖立传动机构包括垂直丝杠、驱动垂直丝杠的第二步进电机及套设在垂直丝杠的垂直丝套，竖立传动机构通过支架与水平丝套固定在一起，侧盖板固定在支架的一端并随支架一起移动；以及磨具，其与垂直丝套固定在一起，磨具能够移动至铜辊的上表面。

优选地，水平传动机构还包括与水平丝杠平行设置的导轨，支架沿导轨移动，导轨的一端固定在上部防尘箱体的一侧，导轨的另一端通过导轨支座固定在上部防尘箱体的另一侧；水平丝杠的一端设置在上部防尘箱体的一侧，水平丝杠的另一端设在导轨支座上。

优选地，上部防尘箱体的顶部依次设有左限位开关、中限位开关和右限位开关，垂直丝杠上设有位置可调节的上限位开关和下限位开关；

该铜辊打磨装置还包括PLC控制器，PLC控制器通过左限位开关、中限位开关或右限位开关的限位信号控制第一步进电机工作，PLC控制器通过上限位开关或下限位开关的限位信号控制第二步进电机工作。

优选地，磨具通过机械手臂与垂直丝套固定在一起。

本发明还提供了一种铜辊打磨方法，包括如下步骤：准备步骤，将全自动的铜辊打磨装置通过连接板焊接在真空熔炼速凝炉的炉膛顶部；运行步骤，其包括如下步骤：步骤1，使得铜辊旋转，PLC控制器控制第一步进电机第一次正转，第一步进电机驱动磨具水平移动至铜辊的左端位置时第一次触发中限位开关，PLC控制器根据第一次触发中限位开关的限位信号控制第一步进电机停止工作；步骤2，PLC控制器根据第一次触发中限位开关的限位信号控制第二步进电机正转，第二步进电机驱动磨具向下移动至铜辊的左端的表面时触发下限位开关，PLC控制器根据下限位开关的限位信号控制第二步进电机停止工作；步骤3，PLC控制器根据下限位开关的限位信号控制第一步进电机第二次正转，第一步进电机继续驱动磨具水平移动至铜辊的右端位置时触发右限位开关，PLC控制器根据右限位开关的限位信号控制第一步进电机反转，第一步进电机反向驱动磨具水平移动至铜辊的左端位置时第二次触发中限位开关，PLC控制器根据第二次触发中限位开关的限位信号控制第一步进电机第三次正转；以及步骤4，当第一步进电机驱动磨具在铜辊的左端至右端重复移动2-5次时，PLC控制程序发出复位指令，第二步进电机反转，第二步进电机驱动磨具向上移动至上限位开关，PLC控制器根据触发上限位开关的限位信号控制第二步进电机停止工作，同时控制第一步进电机反转，第一步进电机驱动磨具回位至左限位开关，PLC控制器根据触发左限位开关的限位信号控制第一步进电机停止工作。

优选地，根据下限位开关的位置控制磨具的下移量。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该全自动的铜辊打磨装置，结构简单、安装容易、自动化程度高，可精准控制打磨量，使用后能够大幅度提高铜辊的使用寿命，同时有效降低铜辊的维护、维修成本；该打磨方法可快速对铜辊进行修复、打磨，运行期间无须人员看护，通过PLC程序就可精准控制加工量，避免在打磨时对铜辊面产生损伤，极大地延长了铜辊的使用寿命，有效提高了生产效率和工作质量。

附图说明

图1是根据本发明的全自动的铜辊打磨装置未启动时所处的全封闭状态示意图；

图2是根据本发明的全自动的铜辊打磨装置启动后所处的工作状态示意图。

主要附图标记说明：

1-铜辊，2-轴瓦支座，3-下部防尘箱体，4-上部防尘箱体，5-炉膛顶部，6-连接板，7-侧盖板，8-轨道支座，9-水平丝杆，10-水平丝套，11-轨道，12-第一步进电机，13-第二步进电机，14-垂直丝杆，15-磨具，16-机械手臂，17-垂直丝套，18-支架。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

实施例1

如图1及图2所示，根据本发明具体实施方式的一种全自动的铜辊打磨装置，该铜辊打磨装置用于真空熔炼速凝炉，该铜辊打磨装置包括连接板6、防尘箱体(其包括上部防尘箱体4和下部防尘箱体3，下部防尘箱体3具有活动的侧盖板7)、水平传动机构(图中未标记)、竖立传动机构(图中未标记)和磨具15，其中，连接板6的上端用来与真空熔炼速凝炉的炉膛顶部5固定。水平传动机构固定设置在上部防尘箱体4内，水平传动机构包括水平丝杠9、驱动水平丝杠9的第一步进电机12及套设在水平丝杠9的水平丝套10。竖立传动机构通过支架与水平丝套固定在一起，竖立传动机构包括垂直丝杠14、驱动垂直丝杠14的第二步进电机13及套设在垂直丝杠14的垂直丝套17，竖立传动机构通过支架18与水平丝套10固定在一起，侧盖板7固定在支架18的一端并随支架18一起移动，在程序启动后，右侧的侧盖板7可随支架18水平向右打开。磨具15通过机械手臂16与垂直丝套17固定在一起，磨具15能够移动至铜辊1的上表面，其中，磨具为砂瓦、砂纸、车刀中的一种，可根据工作需要进行更换。

上述方案中，水平传动机构还包括与水平丝杠9平行设置的导轨11，支架18沿导轨11移动，导轨11的一端固定在上部防尘箱体4的一侧，导轨11的另一端通过导轨支座8固定在上部防尘箱体4的另一侧，水平丝杠9的一端设置在上部防尘箱体4的一侧，水平丝杠9的另一端设在导轨支座8上。具体地，水平丝杠9的左端轴承固定于轨道支座8的左侧，水平丝杠9穿过支架18的上部，水平丝杠9的右端的轴承固定于上部防尘箱体4的右内侧。另外，水平丝套10与支架18的上部整体焊接，当第一步进电机12带动水平丝杠9转动时，水平丝杠9推动水平丝套10同支架18一起沿轨道11直线行进。垂直丝杠14的两端轴承固定于支架18上。

还有，上述防尘箱体为六面全封闭结构，可阻挡高温气体和粉尘进入，具体地，上部防尘箱体4用于保护水平丝杠9、水平丝套10及两个步进电机(12、13)，下部防尘箱体3可将垂直丝杠14、垂直丝套17和支架18封闭其中。

另外，上部防尘箱体4的顶部依次设有左限位开关a、中限位开关b和右限位开关c，垂直丝杠14上设有位置可调节的上限位开关d和下限位开关e，还包括PLC控制器(图中未示出)，PLC控制器通过左限位开关a、中限位开关b或右限位开关c的限位信号控制第一步进电机12工作，PLC控制器通过上限位开关d或下限位开关e的限位信号控制第二步进电机13工作。其中，上述的限位开关为接近限位开关、机械式限位开关或感应式限位开关中的一种。PLC控制器录入汇编程序，其具有接受按钮和限位反馈信号，转换信号后再向步进电机发出信号指令，对电机的正传、反转及转速实现控制。

实施例2

本实施例提供一种铜辊打磨方法，包括如下步骤：

准备步骤，将全自动的铜辊打磨装置通过连接板6焊接在真空熔炼速凝炉的炉膛顶部5；

运行步骤，其包括如下步骤：

步骤1，启动程序，铜辊1旋转(铜辊1的转轴安装在轴瓦支座2上)，PLC控制器控制第一步进电机12第一次正转，第一步进电机12驱动磨具15水平移动至铜辊1的左端位置时第一次触发中限位开关b，PLC控制器根据第一次触发中限位开关的限位信号控制第一步进电机12停止工作；

步骤2，PLC控制器根据第一次触发中限位开关b的限位信号控制第二步进电机13正转，第二步进电机13驱动磨具15向下移动至铜辊1的左端的表面时触发下限位开关e，PLC控制器根据下限位开关e的限位信号控制第二步进电机13停止工作；

步骤3，PLC控制器根据下限位开关e的限位信号控制第一步进电机12第二次正转，第一步进电机12继续驱动磨具15水平移动至铜辊1的右端位置时触发右限位开关c，PLC控制器根据右限位开关c的限位信号控制第一步进电机12反转，第一步进电机12反向驱动磨具15水平移动至铜辊1的左端位置时第二次触发中限位开关b，PLC控制器根据第二次触发中限位开关b的限位信号控制第一步进电机12第三次正转；

步骤4，当第一步进电机12驱动磨具15在铜辊1的左端至右端重复移动2-5次时，PLC控制程序发出复位指令，使第二步进电机13反转，第二步进电机13驱动磨具15向上移动至上限位开关d，PLC控制器根据触发上限位开关d的限位信号控制第二步进电机13停止工作，同时控制第一步进电机12反转，第一步进电机12驱动磨具15回位至左限位开关a，PLC控制器根据触发左限位开关a的限位信号控制第一步进电机12停止工作。

上述铜辊打磨方法可以用于日常生产中，操作人员将砂纸固定在磨具下端，操作人员只需操作控制柜，按下“启动”按钮，铜辊将自动转动，整台装置可以自动伸出机械手臂16到设定位置进行自动打磨。打磨完毕后，第一次按下“停止”按钮可停止制动打磨状态，机械手臂16保持停止不动。再次按下“停止”按钮后，机械手臂16开始自动复位到初始状态。

实施例3

本装置同时可以对严重偏离标准圆尺寸的旧铜辊进行外圆周面校准，具体方法如下：操作人员要将磨具更换为车刀，在测量校准最大深度后，调节下限位开关的高度，启动打磨装置；对铜辊外圆粗车2遍后，按一下“停止”按钮，将磨具更换为砂瓦，再次对铜辊进行精修2个来回；最后将磨具更换为60目砂纸，对经过粗修、精修后的铜辊进行磨光，反复2～3个来回，铜辊即可满足熔炼炉铸片甩带的要求。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种全自动的铜辊打磨装置，该铜辊打磨装置用于真空熔炼速凝炉，其特征在于，该铜辊打磨装置包括：

连接板，其上端用来与所述真空熔炼速凝炉的炉膛顶部固定；

防尘箱体，其包括上部防尘箱体和下部防尘箱体，所述下部防尘箱体具有活动的侧盖板；

水平传动机构，其固定设置在所述上部防尘箱体内，所述水平传动机构包括水平丝杠、驱动所述水平丝杠的第一步进电机及套设在所述水平丝杠的水平丝套；

竖立传动机构，其可活动的设在所述下部防尘箱体内，所述竖立传动机构包括垂直丝杠、驱动所述垂直丝杠的第二步进电机及套设在所述垂直丝杠的垂直丝套，所述竖立传动机构通过支架与所述水平丝套固定在一起，所述侧盖板固定在所述支架的一端并随所述支架一起移动；以及

磨具，其与所述垂直丝套固定在一起，所述磨具能够移动至所述铜辊的上表面。

2.根据权利要求1所述的全自动的铜辊打磨装置，其特征在于，所述水平传动机构还包括与所述水平丝杠平行设置的导轨，所述支架沿所述导轨移动，所述导轨的一端固定在所述上部防尘箱体的一侧，所述导轨的另一端通过导轨支座固定在所述上部防尘箱体的另一侧；

所述水平丝杠的一端设置在所述上部防尘箱体的一侧，所述水平丝杠的另一端设在所述导轨支座上。

3.根据权利要求1所述的全自动的铜辊打磨装置，其特征在于，所述上部防尘箱体的顶部依次设有左限位开关、中限位开关和右限位开关，所述垂直丝杠上设有位置可调节的上限位开关和下限位开关；

该铜辊打磨装置还包括PLC控制器，所述PLC控制器通过所述左限位开关、所述中限位开关或所述右限位开关的限位信号控制所述第一步进电机工作，所述PLC控制器通过所述上限位开关或所述下限位开关的限位信号控制所述第二步进电机工作。

4.根据权利要求1所述的全自动的铜辊打磨装置，其特征在于，所述磨具通过机械手臂与所述垂直丝套固定在一起。

5.一种利用权利要求3或4所述的全自动的铜辊打磨装置的铜辊打磨方法，其特征在于，包括如下步骤：

准备步骤，将所述全自动的铜辊打磨装置通过所述连接板焊接在所述真空熔炼速凝炉的炉膛顶部；

运行步骤，其包括如下步骤：

步骤1，使得所述铜辊旋转，所述PLC控制器控制所述第一步进电机第一次正转，所述第一步进电机驱动所述磨具水平移动至所述铜辊的左端位置时第一次触发所述中限位开关，所述PLC控制器根据第一次触发所述中限位开关的限位信号控制所述第一步进电机停止工作；

步骤2，所述PLC控制器根据所述第一次触发所述中限位开关的限位信号控制所述第二步进电机正转，所述第二步进电机驱动所述磨具向下移动至所述铜辊的左端的表面时触发所述下限位开关，所述PLC控制器根据所述下限位开关的限位信号控制所述第二步进电机停止工作；

步骤3，所述PLC控制器根据所述下限位开关的限位信号控制所述第一步进电机第二次正转，所述第一步进电机继续驱动所述磨具水平移动至所述铜辊的右端位置时触发所述右限位开关，所述PLC控制器根据所述右限位开关的限位信号控制所述第一步进电机反转，所述第一步进电机反向驱动所述磨具水平移动至所述铜辊的左端位置时第二次触发所述中限位开关，所述PLC控制器根据第二次触发所述中限位开关的限位信号控制所述第一步进电机第三次正转；以及

步骤4，当所述第一步进电机驱动所述磨具在所述铜辊的左端至右端重复移动2-5次时，所述PLC控制程序发出复位指令，所述第二步进电机反转，所述第二步进电机驱动所述磨具向上移动至所述上限位开关，所述PLC控制器根据触发所述上限位开关的限位信号控制所述第二步进电机停止工作，同时控制所述第一步进电机反转，所述第一步进电机驱动所述磨具回位至所述左限位开关，所述PLC控制器根据触发所述左限位开关的限位信号控制所述第一步进电机停止工作。

6.根据权利要求5所述的铜辊打磨方法，其特征在于，根据所述下限位开关的位置控制所述磨具的下移量。