CN104874852B - 铝棒测长和具有双剪功能的热剪设备及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝棒测长和具有双剪功能的热剪设备及其应用。该设备包括热剪机、光电开关、短棒储存台、第一测量装置和在热剪机另一侧设有的第二测量装置,及分别与热剪机、光电开关、第一测量装置和第二测量装置连接的PLC控制器。第一测量装置包括第一电机、第一编码器,第一丝杆和第一移动块,及在第一移动块上设有的推料气缸。光电开关设置于第一移动块上。第二测量装置包括第二电机、第二丝杆、第二编码器和第二移动块,及在第二移动块上设有的限位挡板。第二移动块上设置有磁性开关。本发明具有节省材料，自动化加工、节省人工、提高工作效率、提高成品率的效果。

Description

铝棒测长和具有双剪功能的热剪设备及其应用

技术领域

本发明涉及铝棒热剪机或热锯领域，特别涉及一种铝棒测长和具有双剪功能的热剪设备及其应用。

背景技术

目前，市面上的铝材加工时，需要将铝棒进行定长并进行热剪，之后才可以送入挤压机内进行挤压成铝型材。传统的做法是利用编码器对多根待剪切的长铝棒进行测量，之后把数据信号传送给PLC控制器，接着由PLC控制器将设定好的剪切长度发送指令给热剪机，最后由热剪机执行切棒工作。由于铝型材挤压生产过程是把固定长度的热铝棒放入铝材挤压机进行挤压成型，其中要求放入铝材挤压机的热铝棒长度规格要完全相同。但是，实现情况却是很难保证未剪切前的每根热长铝棒长度都是相同，这主要是因为长铝棒在铸造完成切割时，长度会常常变化，比如6000mm、5900mm、6100mm等。

譬如，当一根长棒5900mm被切了五次1000mm之后，末端会产生长度为900mm尾料。现在技术对于尾料的处理办法是：若想给尾料补上一段100mm的坯料,势必会从后续跟上的下一根新铝棒上切出100mm,再加上原来的900mm尾料才可以凑齐1000mm送入挤压机中。但在实际的生产中，上述处理办法是不允许的，因为铝棒直径D，比如是178mm，在被热剪切设备剪切时，要求有一定的夹持长度是178mm，因此无法剪出100mm的胚料。倘若采用人工进行剪切，将100mm的胚料剪出，则剪出的胚料是薄饼式且变形的胚料，无法与900mm尾料的进行拼接，造成材料的浪费，同时存在损坏下一道工序的挤压设备的危险。另外，倘若不对下一根新铝棒进行剪切，直接将900mm尾料经挤压机挤压出来的铝型材，只有90％长度的铝型材是符合挤压设备的。假设1000mm铝棒能挤出40000mm铝材，每根成品是8000mm,刚好是5根成品。现在900mm的铝棒将只能挤出36000mm铝型材。那么铝型材需要的规格是8000mm每一段，这样就会有36000-4*8000＝4000mm的铝型材多出来，造成4000mm废料，而且利用4000mm废料进行生产还要消耗劳动力和生产设备的时间,以及电能等。

另外,传统长棒长度检测工序是在加热工序之前，生产过程中常常会因为不同定单需要更换和调换不同尺寸或不同合金类型的铝棒，多出的铝型材会人为地把加热炉内的铝棒取走，如此导致了PLC控制系统预先自动设定的参数错乱；并且传统的铝棒定长和热剪设备存在无双剪切功能造成棒料浪费，以及测量精度差、系统适应差的缺陷。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种节省材料，自动化加工、节省人工、提高工作效率,及适用不同长度的待生产铝棒和故障率低，即实现各种长料在下料时，进行连续自动测量长度、自动下料，自动拼接的一套自动化智能生产的铝棒测长和具有双剪功能的热剪设备及其应用。

为实现上述目的，本发明提供的铝棒测长和具有双剪功能的热剪设备,其中，包括在铝棒加热炉出料台一侧设有的热剪机、在热剪机上设有的光电开关、在热剪机上设有的短棒储存台、在热剪机与出料台之间的一侧上设有的第一测量装置和在热剪机另一侧设有的第二测量装置,及分别与热剪机、光电开关、第一测量装置和第二测量装置连接的PLC控制器。

第一测量装置包括在热剪机上设有的第一电机、在第一电机上设有的第一编码器,在第一电机上设有的第一丝杆和在第一丝杆上滑动的第一移动块,及在第一移动块上设有的推料气缸。光电开关设置于第一移动块上。

第二测量装置包括在热剪机上设有的第二电机、在第二电机上设有的第二丝杆、在第二丝杆上设有的第二编码器和在第二丝杆上滑动的第二移动块,及在第二移动块上设有的限位挡板。第二移动块上设置有磁性开关。由此，第一测量装置和第二测量装置设置在热剪机的两侧，上述的第一测量装置是检测铝棒尾端到热剪机剪口之间的长度，并且只需检查剩余铝棒小于要棒长度加储棒台长度的范围，测量方式更加简单、方便和实用。

在一些实施方式中，热剪机包括机架、在机架上设有的剪刀和在机架上设有驱动剪刀工作的油缸和把铝棒推出剪切夹紧区域的第一气缸或者是自动锯切的一整套锯片动力驱动装置。

在一些实施方式中，短棒储存台包括在第一测量装置一侧的机架上设有的导轨、在导轨上设有的移动平台、在移动平台上设有相互平排的第一辊轮和第二辊轮,及在移动平台上设有的第二气缸。第一辊轮由电机或者液压马达驱动。

在一些实施方式中，第二测量装置一侧的热剪机上设有的卸料装置。卸料装置包括在热剪机上设有的送料槽和在送料槽上设有的第三气缸。

在一些实施方式中，第一编码器和第二编码器的测量精度达到+-0.2mm。

本发明的另一目的是提供一种铝棒测长和具有双剪功能的热剪设备的应用，具体应用的条件如下:被剪出的长度设定为变量L，一般在0-1500mm间；被剪过的长棒剩余长度设定为变量LR；铝棒直径设定为D；热剪机夹紧铝棒的最小夹持长度等于铝棒直径，因为铝棒要被热剪机夹紧才可以被剪切。

(1)光电开关探测到铝棒加热炉出料台输出至送料辊轮上的铝棒短于预设长度2L时(即LR<2L)，第一测量装置上的第一移动块开始推着待剪切的铝棒前进移动,同时第一编码器对短于预设长度的铝棒进行测量；

(2)当短于预设长度的铝棒继续往前输送直至接触到限位挡板；此时，第一移动块所在位置就是此次剪切完成后LR的长度；

(3)当短于预设长度的铝棒剪切一段L长度的铝棒之后，符合条件L-D<LR<L+D则准备进行双剪。例如:L＝1000mm LR＝900mm D＝178mm就应该进行双剪切。

铝棒测长和具有双剪功能的热剪设备的应用，具体如下:

第一步：第一移动块推铝棒LR前进,推至上述铝棒的中点处即往前推LR/2的距离,剪刀合紧，进行第一次剪切；

第二步：当上述短于预设长度的铝棒LR被剪断成两段后，由固定在热剪机的机架上的第一气缸将位于第一测量装置一侧的半段铝棒LR/2推出剪刀夹紧区域；

第三步：平移短棒储存台，即将位于第一辊轮上的半段铝棒和第二辊轮进行平移,使第二辊轮对齐热剪机中心和铝棒加热炉出料台中心；

第四步：铝棒加热炉出料台送出下一根长棒，一般长度在6000mm左右，一直向前运动，直至上述铝棒顶到第一次剪切留下位于第二测量装置一侧的半段铝棒LR/2上，之后连同上述半段铝棒继续推至限位挡板处，此时,长棒与半段铝棒组合成对应所需要的剪切长度L；

第五步：热剪机夹紧长棒,之后对步骤四中组合的铝棒剪切长度L进行剪切，此时剪口的前面位于限位挡板一侧得到长棒剪切下的小段铝棒和步骤一中剪切得到的小段铝棒组成的一个L长度的铝棒,且该长度的两小段铝棒中每段都长于D,可以将此铝棒直接送给挤压机；

第六步：松开夹紧剪刀，由固定于热剪机的机架上的第一气缸把步骤五中的长棒推出剪口，并配合第二辊轮把长棒送回铝棒加热炉；

第七步：第一气缸收回到待命位置。

第八步：平移复位短棒储存台，使第一辊轮对齐热剪机中心和铝棒加热炉出料台中心；

第九步：固定在热剪机的机架上的第一气缸配合第一测量装置所在的第一移动块反向把此LR/2的铝棒送回铝棒加热炉，等待下一次循环。

本发明的有益效果是具有节省材料，自动化加工、节省人工、提高工作效率,及适用不同长度的待铝棒和故障率低的效果。

其一，具有节省材料和适用不同长度的待铝棒特点，由于该设备可以实现不同长度的长铝棒能和不同长度短棒拼接成符合热剪机预设剪切长度的相同剪切铝棒，实现相同的挤压剪切铝棒长度，在切棒工序上，不产生料头、料尾。更好的满足挤压工艺的要求，原材料利用率高。

其二，具有自动化加工、节省人工和提高工作效率特点，由于该设备是利用两个编码器对热剪机前后的铝棒进行测定长度，之后由PLC控制器控制热剪机是否进行双剪的过程，整个加工过程无工人实时监控。并且一旦出现异常，PLC控制器能控制热剪机停止工作，保护设备。引系统提高了剪料工序上铝棒的利用率及整线的生产效率。另外，铝棒挤压过程中无料尾切长工艺，大大节约该工序的原材料利用率。同时实现了挤压机等长度的挤压工艺，提高了挤压生产线的整体生产线效率。

其三，具有故障率低特点，由于热剪机两侧上分别设有的第一测量装置和第二测量装置，测长和剪切可以适用不同长度的待铝棒。解决了传统检测工序与剪切工序之间有加热工序存在，由于生产过程中会在测量工序后发现质量问题或需要更换合金类型等原因，从而导致PLC控制系统预先测量的棒长参数错乱的缺陷。

其四、各种长料切短料的生产工艺，特别适合铝型材热挤压前的切料工艺，它的最大特点是任意长度的长棒可切成不同长度的高精度短棒，且无料头损失，材料利用率高，自动化处理尾料，是一种新型智能型自动化加料系统。

附图说明

图1为本发明应用的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的立体结构示意图；

图4为图3另一视角的结构示意图；

图5为本发明送料辊轮和短棒储存台的结构示意图；

图6为图5另一视角的结构示意图；

图7为测量仪的结构示意图；

图8为图7另一视角的结构示意图；

图9为送料装置的结构示意图；

图10为图9另一视角的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对发明作进一步详细的说明。

如图1-10所示，铝棒测长和具有双剪功能的热剪设备,包括在铝棒加热炉出料台一侧设有的热剪机01、在热剪机01上设有的光电开关02、在热剪机01上设有的短棒储存台03、在热剪机01与出料台之间的一侧上设有的第一测量装置04和在热剪机01另一侧设有的第二测量装置05,及分别与热剪机01、光电开关02、第一测量装置04和第二测量装置05连接的PLC控制器06。上述的PLC控制器06包括CPU及信号模块组成。第一测量装置04包括在热剪机01上设有的第一电机41、在第一电机41上设有的第一编码器42,在第一电机41上设有的第一丝杆和在第一丝杆上滑动的第一移动块,及在第一移动块上设有的推料气缸43。光电开关02设置于第一移动块上。第二测量装置05包括在热剪机01上设有的第二电机51、在第二电机51上设有的第二丝杆、在第二丝杆上设有的第二编码器52和在第二丝杆上滑动的第二移动块,及在第二移动块上设有的限位挡板53。第二移动块上设置有磁性开关。热剪机01包括机架11、在机架11上设有的剪刀和在机架11上设有驱动剪刀工作的油缸和把铝棒推出剪切夹紧区域的第一气缸12。短棒储存台03包括在第一测量装置04一侧的机架11上设有的导轨31、在导轨31上设有的移动平台32、在移动平台32上设有相互平排的第一辊轮33和第二辊轮34,及在移动平台32上设有的第二气缸35。第一辊轮33由电机或者液压马达驱动。第二测量装置05一侧的热剪机01上设有的卸料装置07。卸料装置07包括在热剪机01上设有的送料槽71和在送料槽71上设有的第三气缸72。第一编码器42和第二编码器52的测量精度达到+-0.2mm。

如图1所示，本发明的另一目的是提供一种铝棒测长和具有双剪功能的热剪设备的应用，具体应用的条件如下:被剪出的长度设定为变量L，一般在0-1500mm间；被剪过的长棒剩余长度设定为变量LR；铝棒直径设定为D；热剪机01夹紧铝棒的最小夹持长度等于铝棒直径，因为铝棒要被热剪机01夹紧才可以被剪切。(1)光电开关02探测到铝棒加热炉出料台输出至送料辊轮上的铝棒短于预设长度2L时(即LR<2L)，第一测量装置04上的第一移动块开始推着待剪切的铝棒前进移动,同时第一编码器42对短于预设长度的铝棒进行测量；(2)当短于预设长度的铝棒继续往前输送直至接触到限位挡板53；此时，第一移动块所在位置就是此次剪切完成后LR的长度；(3)当短于预设长度的铝棒剪切一段L长度的铝棒之后，符合条件L-D<LR<L+D则准备进行双剪。例如:L＝1000mm,LR＝900mm,D＝178mm就应该进行双剪切。

铝棒测长和具有双剪功能的热剪设备的应用，具体如下:第一步：第一移动块推铝棒LR前进,推至上述铝棒的中点处即往前推LR/2的距离,剪刀合紧，进行第一次剪切；第二步：当上述短于预设长度的铝棒LR被剪断成两段后，由固定在热剪机01的机架11上的第一气缸12将位于第一测量装置04一侧的半段铝棒LR/2推出剪刀夹紧区域；第三步：平移短棒储存台03，即将位于第一辊轮33上的半段铝棒和第二辊轮34进行平移,使第二辊轮34对齐热剪机01中心和铝棒加热炉出料台中心；第四步：铝棒加热炉出料台送出下一根长棒，一般长度在6000mm左右，一直向前运动，直至上述铝棒顶到第一次剪切留下位于第二测量装置05一侧的半段铝棒LR/2上，之后连同上述半段铝棒继续推至限位挡板53处，此时,长棒与半段铝棒组合成对应所需要的剪切长度L；第五步：热剪机01夹紧长棒,之后对步骤四中组合的铝棒剪切长度L进行剪切，此时剪口的前面位于限位挡板53一侧得到长棒剪切下的小段铝棒和步骤一中剪切得到的小段铝棒组成的一个L长度的铝棒,且该长度的两小段铝棒中每段都长于D,可以将此铝棒直接送给挤压机；第六步：松开夹紧剪刀，由固定于热剪机01的机架11上的第一气缸12把步骤五中的长棒推出剪口，并配合第二辊轮34把长棒送回铝棒加热炉；第七步：第一气缸12收回到待命位置；第八步：平移复位短棒储存台03，使第一辊轮33对齐热剪机01中心和铝棒加热炉出料台中心；第九步：固定在热剪机01的机架11上的第一气缸12配合第一测量装置04所在的第一移动块反向把此LR/2的铝棒送回铝棒加热炉，等待下一次循环。

测长和双剪的实施例

假设条件是长铝棒整棒长5900mm，热剪机01剪切的长度是L＝1000mm，热剪机01夹持铝棒长度大于D＝178mm。

铝型材挤压生产过程是把固定长度的热铝棒(比如1000mm)放入铝材挤压机进行挤压成型，并且希望每次得到的(此模具对应一批)热铝棒长度完全相同。

加工时，当一根长棒5900mm被切了五次1000mm之后，末端会产生长度为LR＝900mm尾料。采用该设备的处理办法是将900mm的尾料平均分成两份，每份450mm。之后取其中1份和下一根长铝棒上截取550mm棒长拼成1000mm的剪切铝棒送入挤压机内挤压，如此重复两次则可以保证每次挤压机获得的剪切铝棒长度均为1000mm。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。

Claims (1)

1.铝棒测长和具有双剪功能的热剪设备的应用，其特征在于,具体如下:

第一步：第一移动块推铝棒LR前进,推至上述铝棒的中点处即往前推LR/2的距离,剪刀合紧，进行第一次剪切；

第二步：当上述短于预设长度的铝棒LR被剪断成两段后，由固定在热剪机的机架上的第一气缸将位于第一测量装置一侧的半段铝棒LR/2推出剪刀夹紧区域；

第三步：平移短棒储存台，即将位于第一辊轮上的半段铝棒和第二辊轮进行平移,使第二辊轮对齐热剪机中心和铝棒加热炉出料台中心；

第四步：铝棒加热炉出料台送出下一根长棒一直向前运动，直至上述铝棒顶到第一次剪切留下位于第二测量装置一侧的半段铝棒LR/2上，之后连同上述半段铝棒继续推至限位挡板处，此时,长棒与半段铝棒组合成对应所需要的剪切长度L；

第五步：热剪机夹紧长棒,之后对步骤四中组合的铝棒剪切长度L进行剪切，此时剪口的前面位于限位挡板一侧得到长棒剪切下的小段铝棒和步骤一中剪切得到的小段铝棒组成的一个L长度的铝棒,且该长度的两小段铝棒中每段都长于D,可以将此铝棒直接送给挤压机；

第六步：松开夹紧剪刀，由固定于热剪机的机架上的第一气缸把步骤五中的长棒推出剪口，并配合第二辊轮把长棒送回铝棒加热炉；

第七步：第一气缸收回到待命位置；

第八步：平移复位短棒储存台，使第一辊轮对齐热剪机中心和铝棒加热炉出料台中心；

第九步：固定在热剪机的机架上的第一气缸配合第一测量装置所在的第一移动块反向把此LR/2的铝棒送回铝棒加热炉，等待下一次循环；

所述的铝棒整棒长5900mm，热剪机01剪切的长度是L＝1000mm，热剪机01夹持铝棒长度大于D＝178mm；加工时，当一根长棒5900mm被切了五次1000mm之后，末端会产生长度为LR＝900mm尾料；采用该设备的处理办法是将900mm的尾料平均分成两份，每份450mm，之后取其中1份和下一根长铝棒上截取550mm棒长拼成1000mm的剪切铝棒送入挤压机内挤压，如此重复两次则可以保证每次挤压机获得的剪切铝棒长度均为1000mm。