CN108326052A - 一种在线自动分拣短尺螺纹钢的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种在线自动分拣短尺螺纹钢的装置及方法，属于轧钢厂棒材剪切设备和方法技术领域，用于实现自动分拣短尺螺纹钢。其技术方案是：三套对射型光电传感器分别安装在棒材输送辊道上，1#对射型光电传感器安装在冷剪下剪刃后方，2#对射型光电传感器安装在冷剪下剪刃前方的定尺长度处，3#对射型光电传感器安装在2#对射型光电传感器前方，电磁吸盘安装在冷剪下剪刃前方的定尺长度前端，平托移钢小车位于辊道定尺挡板前方，三套对射型光电传感器、电磁吸盘、平托移钢小车的信号端分别与PLC控制器相连接。本发明是螺纹钢短尺在线自动分拣的首创，技术方案科学合理、构造简单、经济实用，能有效地解决短尺螺纹钢的自动分拣问题，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够在螺纹钢输送过程中实现自动分拣短尺螺纹钢的装置和方法，属于轧钢厂棒材剪切设备和方法技术领域。
背景技术
棒材是具有一定长度且横截面积为圆形或多边形的以直条状定尺长度（如12米）提供的一种的钢材产品。在棒材的生产过程中，一支钢坯轧制出的成品往往长达几百米，受冷床宽度的限制，这些钢材上冷床前需按照冷床的宽度剪切成倍尺材（长度为定尺材长度的整数倍），经冷床冷却后，再将倍尺材剪切成若干段定尺材。受工艺控制精度和多线切分轧制时各线差及热胀冷缩的影响，由倍尺材剪切为定尺材的最后一把钢的长度必然长短不齐，有一部分不足12米，需作为短尺材另行收集，而另一部分长度大于12米的，可再进行一次定尺剪切作为定尺材进行收集。目前，短尺的分拣工序仍然是通过人工分拣完成的，这样不仅增加了工人的工作量，而且对生产节奏产生了一定的限制影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在线自动分拣短尺螺纹钢的装置和方法，这种装置和方法能够在螺纹钢输送过程中实现分拣自动化，以减小人工的工作量，进一步提高生产效率，为生产的有序进行提供保障。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种在线自动分拣短尺螺纹钢的装置，它包括三套对射型光电传感器、电磁吸盘、平托移钢小车、PLC控制器，三套对射型光电传感器分别安装在棒材输送辊道上，1#对射型光电传感器安装在冷剪下剪刃后方，2#对射型光电传感器安装在冷剪下剪刃前方的定尺长度处，3#对射型光电传感器安装在2#对射型光电传感器前方，电磁吸盘安装在冷剪下剪刃前方的定尺长度前端，平托移钢小车位于辊道定尺挡板前方，三套对射型光电传感器、电磁吸盘、平托移钢小车的信号端分别与PLC控制器相连接，PLC控制器安装在冷剪前输出辊道配电室内。
上述在线自动分拣短尺螺纹钢的装置，所述1#对射型光电传感器安装在冷剪下剪刃后方0.5m（最好给出范围，以扩大保护，下同）处，2#对射型光电传感器安装在冷剪下剪刃前方的12m处，3#对射型光电传感器安装在冷剪下剪刃前方的15m处，电磁吸盘安装在冷剪下剪刃前方的12.5m处。
上述在线自动分拣短尺螺纹钢的装置，在冷剪剪台对面安装有工业相机，工业相机的信号输出端与PLC控制器相连接。
一种采用上述装置的在线自动分拣短尺螺纹钢的方法，它采用以下步骤进行：
a.在冷床下料装置将待剪切螺纹钢移送至冷剪前输出辊道前,PLC控制器控制冷剪前辊道停止转动,PLC控制器判别1#对射型光电传感器、2#对射型光电传感器、3#对射型光电传感器是否有待剪切螺纹钢阻断信号，如果有阻断信号，PLC控制器发出指令，辊道开始转动；
b.待剪切螺纹钢在冷剪前辊道上向冷剪下剪刃方向传送，安装在冷剪剪台对面的工业相机对待剪切螺纹钢头部进行照相，并形成图像信号，图像信号经线路传输至PLC控制器，PLC控制器对图像信号进行处理后输出指令，冷剪接到指令后进行剪切动作，去除待剪切螺纹钢弯头；
c.冷剪前辊道和冷剪后辊道同时转动，输送待剪切螺纹钢，PLC控制器判别3#对射型光电传感器是否被待剪切螺纹钢阻断信号，如果是则辊道继续转动，输送待剪切螺纹钢；
d.当PLC控制器收到3#对射型光电传感器没有被待剪切螺纹钢阻断的信号，同时收到2#对射型光电传感器被待剪切螺纹钢阻断信号，则输出辊道继续转动的指令，辊道继续输送待剪切螺纹钢；
e. 当PLC控制器同时收到3#对射型光电传感器、2#对射型光电传感器没有被待剪切螺纹钢阻断的信号，工业相机将图像信号传输至PLC控制器，PLC控制器对信号进行处理并输出指令，启动电磁吸盘对电磁吸盘上方的待剪切螺纹钢进行吸附，同时冷剪前辊道和冷剪后辊道继续转动，将电磁吸盘后方的短尺螺纹钢继续向前输送；
f.PLC控制器判别1#对射型光电传感器是否被待剪切螺纹钢阻断信号，如果有阻断信号，工业相机对待剪切螺纹钢头部照相，并产生图像信号传输到PLC控制器，PLC控制器对图像信号进行处理，并得出辊道转动时间, 冷剪前辊道和冷剪后辊道继续转动,短尺螺纹钢继续向着定尺挡板输送；
g. 短尺螺纹钢到达定尺挡板，由平托移钢小车将短尺螺纹钢托起并运送齐尺链带进行收集，此时达到辊道转动时间，PLC控制器控制电磁吸盘停止动作，使得待剪切螺纹钢处于放送状态；
h. 冷剪前辊道和冷剪后辊道继续转动, 待剪切螺纹钢向着定尺挡板方向继续输送,PLC控制器开始重新对1#对射型光电传感器、2#对射型光电传感器、3#对射型光电传感器是否被待剪切螺纹钢阻断信号进行判读，至此一套完整的动作过程结束，直到冷床下料装置将螺纹钢移送至冷剪前输出辊道则重新进行该动作指令。
本发明的有益效果是：
本发明在冷剪前后区域设置一套自动吸附螺纹钢的装置，对射型光电传感器的判断检测物在通过时是否阻挡光路，从而通过检测电路向PLC控制器发出信号；电磁吸盘通过电磁的作用来吸附螺纹钢，以保证符合产品要求长度的螺纹钢被吸附，从而将不符合要求的放送；平托移钢小车将短尺材移送到齐尺链带，进行收集；PLC控制器接收信号和发出指令控制辊道、冷剪、电磁吸盘和平托移钢小车的动作。该装置通过电磁吸盘对长尺的吸附，短尺的放送，最终由短尺平托移钢小车将短尺移送收集，从而使得短尺的分拣达到最佳效果。
本发明是螺纹钢短尺在线自动分拣的首创，具有技术方案科学合理、构造简单、经济实用的优点，能简单有效地解决短尺螺纹钢的自动分拣问题，从而减少工人的工作量，有效提高了生产效率，在轧线的生产中具有广阔的应用前景和巨大的经济效益。
附图说明
图1是本发明的在线自动分拣短尺螺纹钢的装置结构示意图；
图2是本发明的在线自动分拣短尺螺纹钢的装置工作状态示意图；
图3是本发明的在线自动分拣短尺螺纹钢的装置工作状态示意图。
图中标号如下：PLC控制器1、1#对射型光电传感器2、2#对射型光电传感器3、3#对射型光电传感器4、电磁吸盘5、待剪切螺纹钢6、冷剪前辊道7、冷剪下剪刃8、冷剪9、冷剪后辊道10、定尺挡板11、平托移钢小车12、工业相机13、短尺螺纹钢14。
具体实施方式
本发明的在线自动分拣短尺螺纹钢的装置由PLC控制器1、1#对射型光电传感器2、2#对射型光电传感器3、3#对射型光电传感器4、电磁吸盘5、平托移钢小车12、工业相机13组成。
图1显示，冷剪下剪刃8距离定尺挡板11为定尺长度12m，三个对射型光电传感器分别安装在棒材输送辊道上，1#对射型光电传感器2安装在冷剪下剪刃8后方0.5m处，2#对射型光电传感器3安装在冷剪下剪刃8前方的12m处，3#对射型光电传感器4安装在冷剪下剪刃8前方的15m处，电磁吸盘5安装在冷剪下剪刃8前方的12.5m处。
图1显示，1#对射型光电传感器2用于待剪切螺纹钢6前端对齐后进行齐头剪切；2#对射型光电传感器3用于指示短于定尺长度的螺纹钢；3#对射型光电传感器用于判定长于定尺长度的螺纹钢；电磁吸盘5用于吸住长于定尺长度的待剪切螺纹钢6，放行短于定尺长度的短尺螺纹钢14。
图1显示，在冷剪剪台对面安装有工业相机13，工业相机13的信号输出端与PLC控制器1相连接。
图1显示，1#对射型光电传感器2、2#对射型光电传感器3、3#对射型光电传感器4、电磁吸盘5、平托移钢小车12的信号端分别与PLC控制器1相连接，PLC控制器1安装在冷剪前输出辊道配电室内。
图2显示，电磁吸盘5将长于定尺长度的待剪切螺纹钢6吸住，对短于定尺长度的短尺螺纹钢14放行。
图3显示，短尺材平托移钢小车12位于辊道定尺挡板11的前方，用于将短尺螺纹钢14托起并运送齐尺链带进行收集。
本发明的使用过程是：由冷剪前辊道7将待剪切螺纹钢6运送至冷剪9，先进行第1次剪切切头作业；之后冷剪前辊道7和冷剪后辊道10同时输送待剪切螺纹钢6到定尺挡板11进行定尺，由冷剪9进行剪切。当待剪切螺纹钢6需要进行短尺分拣的时候，即3#对射型光电传感器、2#对射型光电传感器检测到冷剪后辊道10上的钢材长度有一部分不足12米，需作为短尺进行收集，由电磁吸盘5将待剪切螺纹钢6进行吸附，短尺螺纹钢14由冷剪前辊道7、冷剪后辊道10继续输送至定尺挡板11，平托移钢小车12将短尺螺纹钢14移送；然后电磁吸盘5停止作业，冷剪前辊道7和冷剪后辊道10继续转动，将待剪切螺纹钢6输送至定尺挡板11，之后由冷剪9完成定尺剪切。
本发明的在线自动分拣短尺螺纹钢的方法，它采用以下步骤进行：
第一步，在冷床下料装置将待剪切螺纹钢6移送至冷剪前输出辊道7前,PLC控制器1控制冷剪前辊道7停止转动,PLC控制器1判别1#对射型光电传感器2、2#对射型光电传感器3、3#对射型光电传感器4是否有待剪切螺纹钢6阻断信号，如果有阻断信号，PLC控制器1发出指令，辊道开始转动；
第二步，待剪切螺纹钢6在冷剪前辊道7上向冷剪下剪刃8方向传送，安装在冷剪9剪台对面的工业相机13对待剪切螺纹钢6头部进行照相，并形成图像信号，图像信号经线路传输至PLC控制器1，PLC控制器1对图像信号进行处理后输出指令，冷剪9接到指令后进行剪切动作，去除待剪切螺纹钢6弯头；
第三步，冷剪前辊道7和冷剪后辊道10同时转动，输送待剪切螺纹钢6，PLC控制器1判别3#对射型光电传感器4是否被待剪切螺纹钢6阻断信号，如果是则辊道继续转动，输送待剪切螺纹钢6；
第四步，当PLC控制器1收到3#对射型光电传感器4没有被待剪切螺纹钢6阻断的信号，同时收到2#对射型光电传感器3被待剪切螺纹钢6阻断信号，即说明在1#对射型光电传感器2和2#对射型光电传感器3之间还有长于定尺的待剪切螺纹钢6，而在2#对射型光电传感器3和3#对射型光电传感器4之间有一段少于这两个光电传感器之间距离的待剪切螺纹钢6，则输出辊道继续转动的指令，辊道继续输送待剪切螺纹钢6；
第五步，当PLC控制器1同时收到3#对射型光电传感器4、2#对射型光电传感器3没有被待剪切螺纹钢6阻断的信号，即1#对射型光电传感器2和2#对射型光电传感器3之间有小于定尺长度（12m）的待剪切螺纹钢6，工业相机13将图像信号传输至PLC控制器1，PLC控制器1对信号进行处理并输出指令，启动电磁吸盘5对电磁吸盘5上方的待剪切螺纹钢6进行吸附，由于电磁吸盘5距离2#对射型光电传感器3有0.5m的距离，因此将2#对射型光电传感器3后面的待剪切螺纹钢6吸住，同时冷剪前辊道7和冷剪后辊道10继续转动，将电磁吸盘5后方的短尺螺纹钢14继续向前输送；
第六步，PLC控制器1判别1#对射型光电传感器2是否被待剪切螺纹钢6阻断信号，如果有阻断信号，工业相机13对待剪切螺纹钢6头部照相，并产生图像信号传输到PLC控制器1，PLC控制器1对图像信号进行处理，并得出辊道转动时间, 冷剪前辊道7和冷剪后辊道10继续转动,短尺螺纹钢14继续向着定尺挡板11输送；
第七步，短尺螺纹钢14到达定尺挡板11，由平托移钢小车12将短尺螺纹钢14托起并运送齐尺链带进行收集，此时达到辊道转动时间，PLC控制器1控制电磁吸盘5停止动作，使得待剪切螺纹钢处于放送状态；
第八步，冷剪前辊道7和冷剪后辊道10继续转动, 待剪切螺纹钢6向着定尺挡板11方向继续输送,PLC控制器1开始重新对1#对射型光电传感器2、2#对射型光电传感器3、3#对射型光电传感器4是否被待剪切螺纹钢6阻断信号进行判读，至此一套完整的动作过程结束，直到冷床下料装置将螺纹钢移送至冷剪前输出辊道7则重新进行该动作指令。
Claims (4)
1.一种在线自动分拣短尺螺纹钢的装置，其特征在于：它包括1#对射型光电传感器（2）、2#对射型光电传感器（3）、3#对射型光电传感器（4）、电磁吸盘（5）、平托移钢小车（12）、PLC控制器（1），三个对射型光电传感器分别安装在棒材输送辊道上，1#对射型光电传感器（2）安装在冷剪下剪刃（8）后方，2#对射型光电传感器（3）安装在冷剪下剪刃（8）前方的定尺长度处，3#对射型光电传感器（4）安装在2#对射型光电传感器（3）前方，电磁吸盘（5）安装在冷剪下剪刃（8）前方的定尺长度前端，平托移钢小车（12）位于辊道定尺挡板（11）前方，1#对射型光电传感器（2）、2#对射型光电传感器（3）、3#对射型光电传感器（4）、电磁吸盘（5）、平托移钢小车（12）的信号端分别与PLC控制器（1）相连接，PLC控制器（1）安装在冷剪前输出辊道配电室内。
2.根据权利要求1所述的在线自动分拣短尺螺纹钢的装置，其特征在于：所述1#对射型光电传感器（2）安装在冷剪下剪刃（8）后方0.5m处，2#对射型光电传感器（3）安装在冷剪下剪刃（8）前方的12m处，3#对射型光电传感器（4）安装在冷剪下剪刃（8）前方的15m处，电磁吸盘（5）安装在冷剪下剪刃（8）前方的12.5m处。
3.根据权利要求2所述的在线自动分拣短尺螺纹钢的装置，其特征在于：在冷剪（9）剪台对面安装有工业相机（13），工业相机（13）的信号输出端与PLC控制器（1）相连接。
4.一种采用上述装置的在线自动分拣短尺螺纹钢的方法，其特征在于：它采用以下步骤进行：
a.在冷床下料装置将待剪切螺纹钢（6）移送至冷剪前输出辊道前,PLC控制器（1）控制冷剪前辊道停止转动,PLC控制器（1）判别1#对射型光电传感器（2）、2#对射型光电传感器（3）、3#对射型光电传感器（4）是否有待剪切螺纹钢（6）阻断信号，如果有阻断信号，PLC控制器（1）发出指令，辊道开始转动；
b.待剪切螺纹钢（6）在冷剪前辊道（7）上向冷剪下剪刃（8）方向传送，安装在冷剪（9）剪台对面的工业相机（13）对待剪切螺纹钢（6）头部进行照相，并形成图像信号，图像信号经线路传输至PLC控制器（1），PLC控制器（1）对图像信号进行处理后输出指令，冷剪（9）接到指令后进行剪切动作，去除待剪切螺纹钢（6）弯头；
c.冷剪前辊道（7）和冷剪后辊道（10）同时转动，输送待剪切螺纹钢（6），PLC控制器（1）判别3#对射型光电传感器（4）是否被待剪切螺纹钢（6）阻断信号，如果是则辊道继续转动，输送待剪切螺纹钢（6）；
d.当PLC控制器（1）收到3#对射型光电传感器（4）没有被待剪切螺纹钢（6）阻断的信号，同时收到2#对射型光电传感器（3）被待剪切螺纹钢（6）阻断信号，则输出辊道继续转动的指令，辊道继续输送待剪切螺纹钢（6）；
e. 当PLC控制器（1）同时收到3#对射型光电传感器（4）、2#对射型光电传感器（3）没有被待剪切螺纹钢（6）阻断的信号，工业相机（13）将图像信号传输至PLC控制器（1），PLC控制器（1）对信号进行处理并输出指令，启动电磁吸盘（5）对电磁吸盘（5）上方的待剪切螺纹钢（6）进行吸附，同时冷剪前辊道（7）和冷剪后辊道（10）继续转动，将电磁吸盘（5）后方的短尺螺纹钢（14）继续向前输送；
f.PLC控制器（1）判别1#对射型光电传感器（2）是否被待剪切螺纹钢（6）阻断信号，如果有阻断信号，工业相机（13）对待剪切螺纹钢（6）头部照相，并产生图像信号传输到PLC控制器（1），PLC控制器（1）对图像信号进行处理，并得出辊道转动时间, 冷剪前辊道（7）和冷剪后辊道（10）继续转动,短尺螺纹钢（14）继续向着定尺挡板（11）输送；
g. 短尺螺纹钢（14）到达定尺挡板（11），由平托移钢小车（12）将短尺螺纹钢（14）托起并运送齐尺链带进行收集，此时达到辊道转动时间，PLC控制器（1）控制电磁吸盘（5）停止动作，使得待剪切螺纹钢（6）处于放送状态；
h. 冷剪前辊道（7）和冷剪后辊道（10）继续转动, 待剪切螺纹钢（6）向着定尺挡板（11）方向继续输送,PLC控制器（1）开始重新对1#对射型光电传感器（2）、2#对射型光电传感器（3）、3#对射型光电传感器（4）是否被待剪切螺纹钢（6）阻断信号进行判读，至此一套完整的动作过程结束，直到冷床下料装置将螺纹钢移送至冷剪前输出辊道（7）则重新进行该动作指令。
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