CN107621803A - 一种精准定位的自动剥皮机及其自动化控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精准定位的自动剥皮机，包括：机架、送料机构、定位机构、剥皮机构、废料箱和冷却机构，所述机架一侧设置有送料机构，所述送料机构一侧设置有定位机构，所述定位机构一侧设置有剥皮机构，所述剥皮机构上设置有冷却机构；所述定位机构包括定位板、定位块、气缸和控制机构，所述定位板上设置有通孔，所述通孔四周设置有定位块，所述定位块一端设置有气缸；本发明还公开了一种精准定位自动剥皮机的自动化控制方法。本发明能够自动上料，自动定位，减轻工人负担，提高生产效率，提高产品质量；并且能够冷却刀具，减少刀具的损伤，延长刀具的使用寿命；自动化程度高，结构清晰，成本低。

Description

一种精准定位的自动剥皮机及其自动化控制方法

技术领域

本发明属于金属棒材加工设备领域，特别涉及一种精准定位的自动剥皮机及其自动化控制方法。

背景技术

随着我国制造业的发展，对各种金属材料的加工要求越来越高，然而，经铸造、热轧生产的金属棒材，其外形不规整、尺寸不符合公差要求，特别是铝制棒材，其表面更是有着一层氧化膜，必须通过剥皮机对金属棒材进行剥皮作业，去除其表面缺陷，才能正常使用，因此，剥皮机的重要性不言而喻。

由于剥皮工序只是制造业的一道准备工序，虽然重要但是没有直接的收益，多数企业认为对剥皮机的自动化改造没有太大收益，因此现在的剥皮机大多仍处于人工上料的阶段。所以本发明对剥皮机做出了合适的自动化改造。

现在的剥皮机，主要存在以下几个问题：

1、现在的剥皮机大多还处于人工上料的阶段，上料时间长，易出错，并且需要额外的人力资源，属于资源浪费。

2、现在的剥皮机大多不使用冷却机构对剥皮机进行冷却，在连续的工作中，堆积的热量会将料屑压在刀具上，使刀具变钝，损坏刀具。

3、现在的剥皮机大多依靠人工定位，其定位速度慢，精准度差，并且定位时需要停止剥皮机，导致生产效率的严重低下，不适合现在高速发展的工业生产。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种精准定位的自动剥皮机及其自动化控制方法，其能够自动上料，自动定位，减轻工人负担，提高生产效率，提高产品质量；并且能够冷却刀具，减少刀具的损伤，延长刀具的使用寿命；自动化程度高，结构清晰，成本低。

技术方案：为了实现上述目的，本发明提供了一种精准定位的自动剥皮机，包括：机架、送料机构、定位机构、剥皮机构、废料箱和冷却机构，所述机架一侧设置有送料机构，所述送料机构一侧设置有定位机构，所述定位机构一侧设置有剥皮机构，所述定位机构与剥皮机构均设置于机架内部，所述剥皮机构下方设置有废料箱，所述剥皮机构上设置有冷却机构；所述定位机构包括定位板、定位块、气缸和控制机构，所述定位板上设置有通孔，所述通孔四周设置有定位块，所述定位块一端设置有气缸。

本发明中所述的送料机构包括送料台、隔板、推料气缸、摩擦轮和控制机构，所述送料台上设置有通槽，所述隔板穿过通槽设置于送料台上，所述隔板底部设置有气动机构，所述送料台一端设置有推料气缸，所述送料台另一端设置有摩擦轮。

本发明对剥皮机进行了自动化升级，使其能够自动上料，降低了工人的劳动强度，缩短了上料时间，提高了剥皮机的工作效率；所述隔板的设置，能够将棒料分开，消除了棒料与棒料之间的摩擦，能够让气缸更好的进行推送动作。

本发明中所述的送料台台面带有倾斜度。

本发明中所述倾斜度的设置，能够让棒料自动靠近隔板，避免了送料台上有棒料，气缸却推不到的问题。

本发明中所述的控制机构包括PLC控制器、光电传感器和激光传感器，所述PLC控制器分别与光电传感器、激光传感器、气缸、隔板气动机构和推料气缸，所述PLC控制器设置于方便人员操作的位置，所述光电传感器设置于摩擦轮一侧，所述激光传感器设置于定位板的通孔四周，所述激光传感器设置于定位板一侧。

本发明中所述的控制机构，代替了人工的上料动作和定位动作，由PLC控制器自动运行，方便了人员操作，减少了工人的工作，可以解放更多的人力资源，并且所需时间更短，定位更精准，生产周期稳定，能够使企业更加有计划的完成生产。

本发明中所述的激光传感器不少于4个，每2个为一组，每一组内激光传感器相对设置，所述激光传感器激光束呈锥形布置。

本发明中所述激光传感器的设置，为定位控制系统提供了参考数据，由于每组均设置有两个相对的激光传感器，如果棒料向某个激光传感器方向偏移，则这个方向的激光传感器激光会率先被阻挡，PLC控制器会率先收到该传感器的信号，再根据同组传感器发送信号的间隔时间，就可以得到棒料在该方向的位移偏差，控制系统便可以由此控制定位块移动。

本发明中所述的剥皮机构包括电机、转轴、转塔、刀座和刀具，所述电机设置于机架内部，所述电机输出轴与转轴连接，所述转轴上设置有转塔，所述转塔上设置有若干刀座，所述刀座上设置有刀具。

本发明中所述剥皮机构的设置，能够有效的完成剥皮动作，其设置有多个刀具，能够分担刀具所受的应力，减少刀具的磨损。

本发明中所述的冷却机构包括冷却液喷口、输送管和储液箱，所述冷却液喷口设置于剥皮机构上方，所述冷却液喷口与机架通过铰链连接，与所述冷却液喷口通过输送管与储液箱连接，所述储液箱内部设置有压力泵。

本发明中所述冷却机构的设置，为剥皮机增加了冷却刀具和棒料的功能，使得棒料碎屑不会因为热量而凝固在刀具上，保证了刀具的锋利，延长了刀具的使用寿命。

本发明中所述的一种精准定位自动剥皮机的定位控制方法，其特征在于：由激光传感器收集棒料位置数据，再通过PLC控制器控制定位块移动完成自动精确定位；步骤一：接通电源，激光传感器启动，控制系统等待响应；步骤二：棒料开始通过激光传感器，激光传感器响应后发射脉冲信号至PLC控制器；步骤三：PLC控制器根据各组激光传感器传递信号的顺序，将预先存储的进给速度带入计算，得到偏差距离；步骤四：由PLC控制器向气缸控制元件发射控制信号，控制定位块向每组后响应的激光传感器一侧移动。

本发明中所述的定位方法，相比于现有的人工定位或者是其它定位方法，本发明拥有快速、精准的优点，可以做到一旦检测到棒料，就能够立刻完成定位调整。

本发明中所述的一种精准定位自动剥皮机的送料控制方法，其特征在于：根据光电传感器输送的信号自动完成整个送料动作；步骤一：电源开启，全系统等待响应；步骤二：棒料完全通过光电传感器，光电传感器发射脉冲信号至PLC控制器；步骤三：PLC控制器收到脉冲信号，转为控制信号控制隔板放下，使棒料通过，再升起隔板，把即将送料的棒料和后续的棒料隔离开来；步骤四：PLC控制器控制推料气缸将棒料推至摩擦轮中，由摩擦轮带动棒料进入剥皮机构，此时光电传感器再次被棒料断开，送料机构等待下一次响应。

本发明中所述的自动送料方法，提供了一种无须人力、快捷、送料周期稳定的送料方法，其在多方面均优于现有的依靠人力上料的方法。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

1、本发明中所述的一种精准定位自动剥皮机，其通过增加冷却机构，为剥皮机增加了冷却刀具和棒料的功能，使得棒料碎屑不会因为热量而凝固在刀具上，保证了刀具的锋利，延长了刀具的使用寿命。

2、本发明中所述的一种精准定位自动剥皮机，其通过PLC控制器控制各个动力元件完成上料和定位，代替了人力，减少了剥皮机对人员的需求，提高了剥皮机的生产能力。

3、本发明中所述的一种精准定位自动剥皮机的自动化控制方法，其通过激光传感器收集信息，通过PLC控制器完成运算和控制，达到了自动定位及调整的功能，减轻了工人的劳动强度，提高了定位速度和定位精度，提高了剥皮机的工作效率。

4、本发明中所述的一种精准定位自动剥皮机，其通过光电传感器收集信息，通过PLC控制器完成控制，达到了自动送料的目的，减轻了工人的劳动强度，缩短并稳定了剥皮机上料的时间，提高了剥皮机的生产能力。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明定位机构获得定位信息结构图；

图3为本发明定位机构调整棒料结构图；

图4为本发明送料机构结构图

图中：机架1、剥皮机构2、废料箱3、定位板4、定位块5、气缸6、送料台7、隔板8、推料气缸9、摩擦轮10、PLC控制器11、光电传感器12、激光传感器13、棒料14。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

实施例1

如图1所示的一种精准定位的自动剥皮机，包括：机架1、送料机构、定位机构、剥皮机构2、废料箱3和冷却机构，所述机架1一侧设置有送料机构，所述送料机构一侧设置有定位机构，所述定位机构一侧设置有剥皮机构2，所述定位机构与剥皮机构2均设置于机架1内部，所述剥皮机构下方设置有废料箱3，所述剥皮机构2上设置有冷却机构；所述定位机构包括定位板4、定位块5、气缸6和控制机构，所述定位板4上设置有通孔，所述通孔四周设置有定位块5，所述定位块5一端设置有气缸6。

本实施例中所述的送料机构包括送料台7、隔板8、推料气缸9、摩擦轮10和控制机构，所述送料台7上设置有通槽，所述隔板8穿过通槽设置于送料台7上，所述隔板8底部设置有气动机构，所述送料台7一端设置有推料气缸9，所述送料台7另一端设置有摩擦轮10。

本实施例中所述的控制机构包括PLC控制器11、光电传感器12和激光传感器13，所述PLC控制器11分别与光电传感器12、激光传感器13、气缸6、隔板气动机构和推料气缸9，所述PLC控制器设置于方便人员操作的位置，所述光电传感器设置于摩擦轮一侧，所述激光传感器7设置于定位板的通孔四周，所述激光传感器13设置于定位板一侧。

本实施例中所述的剥皮机构2包括电机、转轴、转塔、刀座和刀具，所述电机设置于机架1内部，所述电机输出轴与转轴连接，所述转轴上设置有转塔，所述转塔上设置有若干刀座，所述刀座上设置有刀具。

本实施例中所述的冷却机构包括冷却液喷口14、输送管和储液箱15，所述冷却液喷口14设置于剥皮机构上方，所述冷却液喷口14与机架1通过铰链连接，与所述冷却液喷口通过输送管与储液箱连接，所述储液箱内部设置有压力泵。

实施例2

如图2或3所示的一种精准定位的自动剥皮机，包括：机架1、送料机构、定位机构、剥皮机构2、废料箱3和冷却机构，所述机架1一侧设置有送料机构，所述送料机构一侧设置有定位机构，所述定位机构一侧设置有剥皮机构2，所述定位机构与剥皮机构2均设置于机架1内部，所述剥皮机构下方设置有废料箱3，所述剥皮机构2上设置有冷却机构；所述定位机构包括定位板4、定位块5、气缸6和控制机构，所述定位板4上设置有通孔，所述通孔四周设置有定位块5，所述定位块5一端设置有气缸6。

本实施例中所述的控制机构包括PLC控制器11、光电传感器12和激光传感器13，所述PLC控制器11分别与光电传感器12、激光传感器13、气缸6、隔板气动机构和推料气缸9，所述PLC控制器设置于方便人员操作的位置，所述光电传感器设置于摩擦轮一侧，所述激光传感器7设置于定位板的通孔四周，所述激光传感器13设置于定位板一侧。

本实施例中所述的激光传感器13不少于4个，每2个为一组，每一组内激光传感器13相对设置，所述激光传感器13激光束呈锥形布置。

本实施例中所述的一种精准定位自动剥皮机的定位控制方法：由激光传感器13收集棒料16位置数据，再通过PLC控制器11控制定位块5移动完成自动精确定位；步骤一：接通电源，激光传感器启动，控制系统等待响应；步骤二：棒料16开始通过激光传感器13，激光传感器13响应后发射脉冲信号至PLC控制器11；步骤三：PLC控制器11根据各组激光传感器13传递信号的顺序，将预先存储的进给速度带入计算，得到偏差距离；步骤四：由PLC控制器11向气缸6控制元件发射控制信号，控制定位块5向每组后响应的激光传感器13一侧移动。

实施例3

如图4所示的送料机构包括送料台7、隔板8、推料气缸9、摩擦轮10和控制机构，所述送料台7上设置有通槽，所述隔板8穿过通槽设置于送料台7上，所述隔板8底部设置有气动机构，所述送料台7一端设置有推料气缸9，所述送料台7另一端设置有摩擦轮10。

本实施例中所述的送料台7台面带有倾斜度。

本实施例中所述的一种精准定位自动剥皮机的送料控制方法：根据光电传感器12输送的信号自动完成整个送料动作；步骤一：电源开启，全系统等待响应；步骤二：棒料16完全通过光电传感器12，光电传感器12发射脉冲信号至PLC控制器11；步骤三：PLC控制器11收到脉冲信号，转为控制信号控制隔板8放下，使棒料16通过，再升起隔板8，把即将送料的棒料16和后续的棒料16隔离开来；步骤四：PLC控制器11控制推料气缸9将棒料16推至摩擦轮10中，由摩擦轮10带动棒料进入剥皮机构2，此时光电传感器12再次被棒料16断开，送料机构等待下一次响应。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种精准定位的自动剥皮机，其特征在于：包括：机架（1）、送料机构、定位机构、剥皮机构（2）、废料箱（3）和冷却机构，所述机架（1）一侧设置有送料机构，所述送料机构一侧设置有定位机构，所述定位机构一侧设置有剥皮机构（2），所述定位机构与剥皮机构（2）均设置于机架（1）内部，所述剥皮机构下方设置有废料箱（3），所述剥皮机构（2）上设置有冷却机构；

所述定位机构包括定位板（4）、定位块（5）、气缸（6）和控制机构，所述定位板（4）上设置有通孔，所述通孔四周设置有定位块（5），所述定位块（5）一端设置有气缸（6）。

2.根据权利要求1所述的一种精准定位的自动剥皮机，其特征在于：所述的送料机构包括送料台（7）、隔板（8）、推料气缸（9）、摩擦轮（10）和控制机构，所述送料台（7）上设置有通槽，所述隔板（8）穿过通槽设置于送料台（7）上，所述隔板（8）底部设置有气动机构，所述送料台（7）一端设置有推料气缸（9），所述送料台（7）另一端设置有摩擦轮（10）。

3.根据权利要求2所述的一种精准定位的自动剥皮机，其特征在于：所述的送料台（7）台面带有倾斜度。

4.根据权利要求1所述的一种精准定位的自动剥皮机，其特征在于：所述的控制机构包括PLC控制器（11）、光电传感器（12）和激光传感器（13），所述PLC控制器（11）分别与光电传感器（12）、激光传感器（13）、气缸（6）、隔板气动机构和推料气缸（9），所述PLC控制器设置于方便人员操作的位置，所述光电传感器设置于摩擦轮一侧，所述激光传感器（7）设置于定位板的通孔四周，所述激光传感器（13）设置于定位板一侧。

5.根据权利要求4所述的一种精准定位的自动剥皮机，其特征在于：所述的激光传感器（13）不少于4个，每2个为一组，每一组内激光传感器（13）相对设置，所述激光传感器（13）激光束呈锥形布置。

6.根据权利要求1所述的一种精准定位的自动剥皮机，其特征在于：所述的剥皮机构（2）包括电机、转轴、转塔、刀座和刀具，所述电机设置于机架（1）内部，所述电机输出轴与转轴连接，所述转轴上设置有转塔，所述转塔上设置有若干刀座，所述刀座上设置有刀具。

7.根据权利要求1所述的一种精准定位的自动剥皮机，其特征在于：所述的冷却机构包括冷却液喷口（14）、输送管和储液箱（15），所述冷却液喷口（14）设置于剥皮机构上方，所述冷却液喷口（15）与机架（1）通过铰链连接，与所述冷却液喷口通过输送管与储液箱连接，所述储液箱内部设置有压力泵。

8.根据权利要求1或4所述的一种精准定位自动剥皮机的定位控制方法，其特征在于：由激光传感器（13）收集棒料（16）位置数据，再通过PLC控制器（11）控制定位块（5）移动完成自动精确定位；

步骤一：接通电源，激光传感器启动，控制系统等待响应；

步骤二：棒料（16）开始通过激光传感器（13），激光传感器（13）响应后发射脉冲信号至PLC控制器（11）；

步骤三：PLC控制器（11）根据各组激光传感器（13）传递信号的顺序，将预先存储的进给速度带入计算，得到偏差距离；

步骤四：由PLC控制器（11）向气缸（6）控制元件发射控制信号，控制定位块（5）向每组后响应的激光传感器（13）一侧移动。

9.根据权利要求1或2所述的一种精准定位自动剥皮机的送料控制方法，其特征在于：根据光电传感器（12）输送的信号自动完成整个送料动作；

步骤一：电源开启，全系统等待响应；

步骤二：棒料（16）完全通过光电传感器（12），光电传感器（12）发射脉冲信号至PLC控制器（11）；

步骤三：PLC控制器（11）收到脉冲信号，转为控制信号控制隔板（8）放下，使棒料（16）通过，再升起隔板（8），把即将送料的棒料（16）和后续的棒料（16）隔离开来；

步骤四：PLC控制器（11）控制推料气缸（9）将棒料（16）推至摩擦轮（10）中，由摩擦轮（10）带动棒料进入剥皮机构（2），此时光电传感器（12）再次被棒料（16）断开，送料机构等待下一次响应。