CN104415978A - 一种全自动冷轧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动冷轧机，涉及冷轧机领域，解决了现有冷轧机自动化程度不高，生产效率低等问题。其包括依次连接的自动上料装置、回转送进装置、坯管轧制装置、成品自动卸料装置和用于控制各装置协调工作与通讯的控制单元，自动上料装置可自动上料并测出坯管长度，然后将测量后的坯管送入回转送进装置，控制单元根据该数据调整回转送进装置上夹持坯管的送进小车的运行距离和快进距离，最后将坯管送入坯管轧制装置，在轧制完成后成品管可自动卸载到成品区。通过自动调整送进小车的运行距离和快进距离，该冷轧机可在坯管轧制的送进阶段实现连续不间断的送进，无需人工干预送进小车的行程和中断机器，实现了全自动生产，提高了生产效率。

Description

一种全自动冷轧机

技术领域

本发明涉及冷轧机技术领域，具体涉及一种在坯管轧制的送进阶段可实现坯管连续送进和冷轧机不间断工作、无需人工手动控制和干预坯管送进的全自动冷轧机。

背景技术

冷轧机作为一种对坯管进行冷态轧制的工艺设备，其在管材加工行业广为使用，然而，现有技术中的冷轧机大多自动化程度不高，实现的自动化控制多为自动上料和自动卸料这两道工序，如国家知识产权局于2012年12月19日公告的名称为“带自动上料装置的冷轧机”、专利号为201220251961.6的发明，该冷轧机实现的自动化控制只是在上料这道工序，虽然克服了传统的冷轧机需要人工手动上料的缺陷，但是在轧制坯管的过程中，由于坯管长度不定，当送进完成后，由于送进小车只能顶住管坯后端，送进小车必须回退至原始位置(复位)，待装入下一根管坯，穿入芯杆的管坯进入送进小车，后卡紧装置卡紧芯杆后送进小车开始送进，于是存在一段送进小车回退及装料、卡紧等辅助准备时间，所以前一根坯管必须等到完全轧制完才能上下一根坯管或是在坯管轧制过程中全程进行人工手动控制前一根坯管与后一根坯管的轧制间距，这样冷轧机就不能连续工作。因此，既增加了大量的人工成本，又降低了生产效率。

发明内容

为了解决上述技术存在的缺陷，实现冷轧机的全自动化生产，本发明提供一种在坯管轧制的送进阶段可实现坯管连续送进和冷轧机不间断工作、无需人工手动控制和干预坯管送进的全自动冷轧机。

本发明实现上述技术效果所采用的技术方案是：

一种全自动冷轧机，包括依次连接的自动上料装置、回转送进装置、坯管轧制装置、成品自动卸料装置和用于控制上述各装置进行通讯的控制单元；

所述回转送进装置包括连接有传动机构的回转送进齿轮箱和与回转送进齿轮箱同轴连接的送进机床；

所述坯管轧制装置包括一机头架和设在机头架内部的轧制机头，所述成品自动卸料装置包括成品堆放区和连接在成品堆放区与轧制机头末端的卸料装置；

其中，所述传动机构为连接有送进光电编码器的送进电机和连接有回转光电编码器的回转电机，送进电机用于驱动送进小车前行和后退，回转电机用于驱动坯管变换加工位。所述送进电机与回转送进齿轮箱内的送进齿轮组连接，所述回转电机与回转送进齿轮箱内的回转齿轮组连接，所述送进机床上设有引导坯管移动方向和转动角度的芯杆，芯杆与回转齿轮组连接并穿过送进机床上带动坯管运行的送进小车，送进小车与送进机床上的送进丝杆连接，送进丝杆一端与回转送进齿轮箱内的送进齿轮组啮合，当坯管需要回转送进时，送进丝杆与送进齿轮组啮合，送进电机启动，带动坯管送进，同时回转电机与回转齿轮组啮合，带动坯管回转，变换坯管的加工位，从而完成坯管的轧制。

上述的一种全自动冷轧机，所述自动上料装置包括设有上料装置的原料台和设在原料台一侧用于承接从原料台上卸下的坯管的上料架，所述上料装置位于原料台和上料架之间，上料架上设有与之联动的传送装置，所述传送装置为上料变频电机；

上述的一种全自动冷轧机，所述上料架上在对应上料装置的位置设有感应器和测长工位，所述测长工位处设有第一复位装置，所述上料架在靠近与之连接的回转送进装置的一端设有红外线感应器，所述上料变频电机连接有一上料电机光电编码器，通过该红外线感应器可对坯管的长度进行实时自动测量。

上述的一种全自动冷轧机，所述回转送进装置通过后卡座与自动上料装置连接，所述后卡座在靠近自动上料装置的一端设有液压后卡盘，所述液压后卡盘上设有夹紧安全位，所述夹紧安全位上设有触发开关。

上述的一种全自动冷轧机，所述上料架在远离回转送进装置的一端设有第一后安全位，所述上料架在靠近回转送进装置的一端设有第一前安全位，所述第一前安全位位于红外线感应器的后端。

上述的一种全自动冷轧机，所述送进机床上靠近回转送进齿轮箱的一端设有第二复位装置和位于第二复位装置后端的第二后安全位，所述送进机床的另一端设有第二前安全位。

上述的一种全自动冷轧机，所述送进机床与坯管轧制装置通过液压前卡盘连接，所述液压前卡盘上设有放松安全位，所述放松安全位上设有触发开关。

上述的一种全自动冷轧机，所述机头架连接有一动力输出机构，所述动力输出机构的同轴端连接有机头架光电编码器。

上述的一种全自动冷轧机，所述第一前安全位、第二前安全位、第一后安全位和第二后安全位均设有触发开关，所述触发开关通过控制电路与控制单元连接。

本发明的有益效果为：该冷轧机在回转送进装置设置了可根据坯管长度自动调节送进机床上送进小车的运行距离和快进距离的传动机构，并通过自动上料装置上的红外线感应器、各电机上的光电编码器和设置在上料架及送进机床上的各信号触发开关与控制单元的协调配合，可使得与冷轧机的坯管轧制装置相连接的回转送进装置在坯管轧制的送进阶段实现坯管的连续送进，实现回转送进装置的不间断工作，解决了传统半自动冷轧机在送进坯管时需要人工手动调节前后坯管间距或中断机器等严重影响生产效率的技术问题。采用上述技术手段的冷轧机实现了冷轧机的不间断全自动化生产，大大提高了生产效率和生产质量；借助全自动化的操作，上料工序和轧制阶段的送进工序无需人工手动调节和干预，更不用在换装下一根坯管时中断机器，可极大的降低人工成本和冷轧机的日常维护成本。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的结构示意图；

图中：1-自动上料装置、2-回转送进装置、3-坯管轧制装置、4-成品自动卸料装置、5-控制单元、10-原料台、11-上料架、12-红外线感应器、13-上料变频电机、14-上料电机光电编码器、15-感应器、16-第一复位装置、17-上料装置控制气阀、18-第一后安全位、19-第一前安全位、20-回转送进齿轮箱、21-后卡座、22-送进机床、23-回转电机、24-送进电机、25-第二复位装置、26-第二后安全位、27-第二前安全位、28-液压后卡盘、29-液压前卡盘、30-机头架、31-主电机、32-传动臂、33-机头架光电编码器、40-成品堆放区、41-卸料装置控制气阀、231-回转光电编码器、241-送进光电编码器、281-夹紧安全位、291-放松安全位。

具体实施方式

下面参照说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

参照图1和图2所示，一种全自动冷轧机，包括依次连接的自动上料装置1、回转送进装置2、坯管轧制装置3、成品自动卸料装置4和用于控制上述各装置进行通讯的控制单元5；回转送进装置2包括连接有传动机构的回转送进齿轮箱20和与回转送进齿轮箱20同轴连接的送进机床22；坯管轧制装置3包括一机头架30和设在机头架30内部的轧制机头，成品自动卸料装置4包括成品堆放区40和连接在成品堆放区40与轧制机头末端的卸料装置。

其中，传动机构为连接有送进光电编码器241的送进电机24和连接有回转光电编码器231的回转电机23，送进电机24与回转送进齿轮箱20内的送进齿轮组连接，回转电机23与送进齿轮箱20内的回转齿轮组连接；送进机床22上设有引导坯管移动方向和转动角度的芯杆，芯杆与回转齿轮组连接并穿过送进机床22上带动坯管运行的送进小车，送进小车与送进机床22上的送进丝杆连接，送进丝杆一端与回转送进齿轮箱20内的送进齿轮组啮合，当坯管需要回转送进时，送进丝杆与送进齿轮组啮合，送进电机24启动，带动坯管送进，同时回转电机23与回转齿轮组啮合，带动坯管回转，变换坯管的加工位，从而完成坯管的轧制。

实施时，自动上料装置1包括设有上料装置的原料台10和设在原料台10一侧用于承接从原料台10上卸下的坯管的上料架11，上料装置位于原料台10和上料架11之间，并通过一上料装置控制气阀17进行控制，上料装置控制气阀17通过控制单元5发送的指令信号开启或关闭，从而自动有序的将原料台10上的坯管卸载到上料架11上。在上料架11上还设有与之联动的传送装置，该传送装置为连接有一上料电机光电编码器14的上料变频电机13。上料架11上在对应上料装置的位置设有感应器15和测长工位，该测长工位处设有第一复位装置16，第一复位装置16与控制单元5连接，上料电机光电编码器14通过控制电路与控制单元5连接，在上料变频电机13带动夹紧装置经过测长工位时，测长工位处的第一复位装置16被触发，发出复位信号给控制单元5，控制单元5将接收到的复位信号通过信号输出端反馈给上料电机光电编码器14，使其记录的脉冲数值复位清零并重新开始计数。上料架11在靠近与之连接的回转送进装置2的一端设有红外线感应器12，该红外线感应器12与上料变频电机13位于同一横截面上，通过该红外线感应器12可对坯管的长度进行实时自动测量。

实施时，回转送进装置2通过后卡座21与自动上料装置1连接，后卡座21在靠近自动上料装置1的一端设有液压后卡盘28，液压后卡盘28上设有夹紧安全位281，夹紧安全位281上设有触发开关，该触发开关可触发液压后卡盘28自动夹紧或放松。送进机床22与坯管轧制装置3通过液压前卡盘29连接，液压前卡盘29上设有放松安全位291，放松安全位291上设有触发开关，该触发开关可触发液压前卡盘29自动夹紧或放松。上料架11在远离回转送进装置2的一端设有第一后安全位18，第一后安全位18设有触发开关，该触发开关与上料变频电机13连接，当上料变频电机13在控制单元5发出快退信号并退至第一后安全位18时，触发开关发出触发信号使上料变频电机13停止运行。上料架11在靠近回转送进装置2的一端设有第一前安全位19，第一前安全位19设有触发开关，该触发开关与上料变频电机13连接，当上料变频电机13在控制单元5发出快进信号并进至第一前安全位19时，触发开关发出触发信号使上料变频电机13停止运行，第一前安全位19位于红外线感应器12的后端，可使坯管在快接近红外线感应器12时，带动坯管运行的上料变频电机13停止运行，使其不至于超出设定的行程。

实施时，送进机床22上靠近回转送进齿轮箱20的一端设有第二复位装置25和位于第二复位装置25后端的第二后安全位26，送进机床20的另一端设有第二前安全位27，第二后安全位26和第二前安全位27用于防止送进电机在快进和快退时发生越程，起到越程保护的作用。第二复位装置25与控制单元5连接，送进光电编码器241和回转光电编码器231分别通过控制电路与控制单元5连接，当送进电机24快退至第二复位装置25时，第二复位装置25发出复位信号给控制单元5，控制单元5将接收到的复位信号通过信号输出端反馈给送进光电编码器241，使其记录的脉冲数值复位清零。第二后安全位26设有触发开关，该触发开关与送进电机24连接，当送进电机24在控制单元5发出快退信号并退至第二后安全位26时，触发开关发出触发信号使送进电机24停止运行。第二前安全位27设有触发开关，该触发开关与送进电机24连接，当送进电机24在控制单元5发出快进信号并进至第二前安全位27时，触发开关发出触发信号使送进电机24停止运行，通过第二后安全位26和第二前安全位27可防止送进电机24发生越程。回转电机23用于控制送进机床22上芯杆的旋转角度，使坯管在送进轧制的过程中自动变换加工位，其旋转角度由控制单元5发出，并可通过终端控制面板进行旋转角度的修改和设置，芯杆的旋转角度经过回转电机23上的回转光电编码器231记录并以脉冲计数值的方式反馈给控制单元5，从而实现坯管在轧制过程中的自动加工位变换。在坯管的送进轧制过程中，送进电机24和回转电机23同步运行，使坯管的送进和加工位的变换同步进行。

实施时，轧制机头连接有一动力输出机构，该动力输出机构为连接有机头架光电编码器33的主电机31，该主电机31的动力输出轴通过传动臂32与机头架30内部用于轧制坯管的轧制机头连接。机头架光电编码器33通过控制电路与控制单元5连接，在坯管由主电机31送入机头架30轧制过程中，与主电机31连接的机头架光电编码器33可发出并记录数量与主电机31动力输出轴的运行行程成正比的位移脉冲，脉冲信号被发送至控制单元5，控制单元5经过运算得出主电机31运行的距离，然后将计算出的数据从信号输出端发送给送进电机24上的送进光电编码器241，送进光电编码器241根据接受的数据信号控制送进电机24向前运行的距离，实现坯管的不间断送进。

该全自动冷轧机的工作原理如下：

首先，冷轧机启动，上料架11上的感应器15检测是否有坯管卸载到上料架11上，当检测显示没有坯管卸载到上料架11上时，感应器15发出指令给上料装置控制气阀17，然后上料装置控制气阀17执行卸料动作，将原料台10上的坯管卸载到上料架11上，当感应器15检测到有坯管卸载到上料架11上时，感应器15发出指令给控制单元5，然后控制单元5输出控制信号给上料变频电机13，上料变频电机13开始慢速运行。上料变频电机13通过动力输出轴带动夹持坯管的夹紧装置沿上料架11的长度方向进行移动，当夹紧装置经过测长工位，测长工位处的第一复位装置16被触发，发出复位信号给控制单元5，控制单元5将接收到的复位信号通过信号输出端反馈给上料电机光电编码器14，使其记录的脉冲数值复位清零并重新开始计数。上料变频电机13带动坯管继续向前移动，并驱动与之连接的上料电机光电编码器14发出数量与上料变频电机13动力输出轴的运行行程成正比的位移脉冲。当上料变频电机13带动坯管前移到红外线感应器12的位置时，由于坯管反射了红外线感应器12发出的红外信号，因此红外线感应器12发出指令信号给控制单元5，控制单元5通过中断信号输出端输出中断信号给上料变频电机13，使上料变频电机13停止运行，然后上料电机光电编码器14输出累计的脉冲信号给控制单元5，通过控制单元5计算出上料变频电机13的动力输出轴运行的距离，因为红外线感应器12与测长工位上的第一复位装置16之间的距离是固定已知的，因此将红外线感应器12与第一复位装置16之间的距离减去上料变频电机13的动力输出轴运行的距离即为坯管的实际长度。

坯管的实际长度测出后，上料电机光电编码器14将记录的脉冲信号通过控制单元5进行转换并发送给送进电机24上的送进光电编码器241，同时，回转送进齿轮箱20内的送进齿轮组与送进丝杆啮合，回转电机23与回转齿轮组啮合，送进回转工序同步启动，送进光电编码器241根据接受到的脉冲信号控制送进机床22上的送进小车的运行距离，同时控制单元5将送进小车运行的距离减去坯管的长度得出送进小车快进追尾的距离，由此可控制前一根坯管与后一根坯管的间隔距离，使坯管在轧制的送进阶段可以连续不间断地送进。送进电机24根据送进光电编码器241的脉冲信号执行预定的送进行程，当送进电机24到达送进机床22前端的第二前安全位27时，第二前安全位27上的触发开关发出触发信号，使送进电机24停止运行，坯管轧制装置3上的主电机31在控制单元5的控制下自动停止到指定位置，回转送进装置2上的液压前卡盘29和液压后卡盘28上对应的放松安全位291和夹紧安全位281在触发开关的触发信号下自动夹紧和自动放松，将坯管送入坯管轧制装置3内进行轧制。回转电机23在控制单元5的控制下驱动芯杆转动预先设定的转动角度，对坯管进行转动，变换坯管的加工位，芯杆的旋转角度经过回转电机23上的回转光电编码器231记录并以脉冲计数值的方式反馈给控制单元5，从而实现坯管加工位的自动变换。坯管轧制完成后，控制单元5发出控制信号，使送进电机24反转，带动送进小车快退，当送进小车退到第二复位装置25处，第二复位装置25发出复位信号给控制单元5，控制单元5将复位信号从信号输出端输出给送进光电编码器241，使其记录的脉冲数值复位清零。同时，上料电机13快进运行，带动坯管前移，当上料电机13快进到第一前安全位19时，上料电机13停止运行并延时自动快退，当其快退到红外线感应器12时，液压后卡盘28上夹紧安全位281上的触发开关被触发，使液压后卡盘28自动夹紧，送进电机24执行计算得出的快进距离，将下一根坯管迅速送入送进机床22，液压前卡盘29在放松安全位291上的触发开关的触发下自动放松，当上料电机13快退到第一后安全位18处时，第一后安全位18上的触发开关被触发上料电机自动停止运行。接着执行下一个上料、送进回转周期。当坯管轧制完成后，成品堆放区40上的感应器15感应到有成品从机头架30伸出，则触发与卸料装置连接的卸料装置控制气阀41执行卸料动作，从而自动将加工完成后的坯管成品放入成品堆放区40，实现整个轧制工序的全自动化。

该冷轧机在回转送进装置设置了可根据坯管长度自动调节送进机床上送进小车的运行距离和快进距离的传动机构，并通过自动上料装置上的红外线感应器、各电机上的光电编码器和设置在上料架及送进机床上的各信号触发开关与控制单元的协调配合，可使得与冷轧机的坯管轧制装置相连接的回转送进装置在坯管轧制的送进阶段实现坯管的连续送进，实现回转送进装置的不间断工作，解决了传统半自动冷轧机在送进坯管时需要人工手动调节前后坯管间距或中断机器等严重影响生产效率的技术问题。采用上述技术手段的冷轧机实现了冷轧机的不间断全自动化生产，大大提高了生产效率和生产质量；借助全自动化的操作，上料工序和轧制阶段的送进工序无需人工手动调节和干预，更不用在换装下一根坯管时中断机器，可极大的降低人工成本和冷轧机的日常维护成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内，本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种全自动冷轧机，包括依次连接的自动上料装置、回转送进装置、坯管轧制装置、成品自动卸料装置和用于控制上述各装置进行通讯的控制单元；所述回转送进装置包括连接有传动机构的回转送进齿轮箱和与回转送进齿轮箱同轴连接的送进机床；所述坯管轧制装置包括一机头架和设在机头架内部的轧制机头，所述成品自动卸料装置包括成品堆放区和连接在成品堆放区与轧制机头末端的卸料装置；

其特征在于，所述传动机构为连接有送进光电编码器的送进电机和连接有回转光电编码器的回转电机，所述送进电机与回转送进齿轮箱内的送进齿轮组连接，所述回转电机与送进齿轮箱内的回转齿轮组连接；所述送进机床上设有送进小车和沿机床长度方向并穿过送进小车的芯杆，所述芯杆与与回转齿轮组连接，所述送进小车与送进机床上的送进丝杆连接，送进丝杆一端与送进齿轮组啮合。

2.根据权利要求1所述的一种全自动冷轧机，其特征在于，所述自动上料装置包括设有上料装置的原料台和设在原料台一侧用于承接从原料台上卸下的坯管的上料架，所述上料装置位于原料台和上料架之间，上料架上设有与之联动的传送装置，所述传送装置为上料变频电机。

3.根据权利要求2所述的一种全自动冷轧机，其特征在于，所述上料架上在对应上料装置的位置设有感应器和测长工位，所述测长工位处设有第一复位装置，所述上料架在靠近与之连接的回转送进装置的一端设有红外线感应器，所述上料变频电机连接有一上料电机光电编码器。

4.根据权利要求1所述的一种全自动冷轧机，其特征在于，所述回转送进装置通过后卡座与自动上料装置连接，所述后卡座在靠近自动上料装置的一端设有液压后卡盘，所述液压后卡盘上设有夹紧安全位，所述夹紧安全位上设有触发开关。

5.根据权利要求2或3所述的一种全自动冷轧机，其特征在于，所述上料架在远离回转送进装置的一端设有第一后安全位，所述上料架在靠近回转送进装置的一端设有第一前安全位，所述第一前安全位位于红外线感应器的后端。

6.根据权利要求1所述的一种全自动冷轧机，其特征在于，所述送进机床上靠近回转送进齿轮箱的一端设有第二复位装置和位于第二复位装置后端的第二后安全位，所述送进机床的另一端设有第二前安全位。

7.根据权利要求6所述的一种全自动冷轧机，其特征在于，所述送进机床与坯管轧制装置通过液压前卡盘连接，所述液压前卡盘上设有放松安全位，所述放松安全位上设有触发开关。

8.根据权利要求1所述的一种全自动冷轧机，其特征在于，所述机头架连接有一动力输出机构，所述动力输出机构的同轴端连接有机头架光电编码器。