CN109399242B - 一种新型智能供料系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动供料系统，特别是涉及冶炼行业测温、取样工艺的智能供料系统。包括物料测温供料装置和物料取样供料装置，所述物料测温供料装置与所述物料取样供料装置结构相同，二者对称分布；所述物料测温供料装置和物料取样供料装置分别包括物料存储仓、物料分选机构、物料水平移载机构、物料夹持机构、物料推送机构、物料定位装配机构以及物料回收仓。本发明采用自动化操作装置替代人工进行相关测温、取样工作，既能够提高工作效率，又能降低人工劳动强度，避免人员伤害事故。

Description

一种新型智能供料系统

技术领域

本发明涉及自动供料系统，特别是涉及冶炼行业测温、取样工艺的智能供料系统。

背景技术

钢水测温、取样是炼钢工艺中不可缺少的重要环节。传统生产工艺中此部分工作均由人工完成。工作效率低，人员劳动强度大，且因操作位置均在炼钢炉前环境温度高、烟尘多，一直以来岗位空缺较大，人员流失严重。随着各钢厂智能升级的不断推进，迫切需要一套可以完全替代人工进行相关测温、取样工作的智能供料系统。

智能供料系统是实现自动测温、取样工艺中极为重要的一个环节，是否能实现高效、稳定、智能的全自动供料直接决定了整个自动测温、取样系统的成功与否。现阶段业内已提出多种应对方案，但受相关供料系统效率及智能化程度的不足影响，实现效果均不理想。所以如何实现更高效率且更智能的供料具有较大的市场空间及研究价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有冶炼行业测温、取样工艺的供料需求，提供一种高效紧凑的智能供料系统方案。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型智能供料系统，包括物料测温供料装置和物料取样供料装置，所述物料测温供料装置与所述物料取样供料装置结构相同，二者对称分布；其中，

所述物料测温供料装置和物料取样供料装置分别包括物料存储仓、物料分选机构、物料水平移载机构、物料夹持机构、物料推送机构、物料定位装配机构以及物料回收仓；

所述物料存储仓为漏斗式结构，其底部出料口为长方形结构；

所述物料分选机构包括两个分料转盘、分选机构传动轴以及分选电机，所述传动轴与所述分选电机相连，所述分料转盘安装在所述分选机构传动轴两端，所述物料分选机构整体安装在所述物料存储仓的出料口底部；

所述物料水平移载机构包括移载电机、移载机构传动轴、两根传动链条、两个承载板，所述移载电机安装在所述移载机构传动轴中部，驱动所述移载机构传动轴正转或反转，所述移载机构传动轴两端分别与所述两根传动链条相连，所述两个承载板与所述两根传动链条相连，所述物料水平移载机构安装在所述物料分选机构下方，通过所述承载板承接所述物料分选机构中的物料；

所述物料回收仓设置在所述物料水平移载机构的远离所述移载机构传动轴的一侧，所述夹持机构包括支撑臂、夹持机构气缸一、夹持机构气缸二、夹板，所述夹持机构气缸一安装在所述支撑臂上，其输出轴竖直向下，所述夹持机构气缸一的输出轴上连接有夹持机构气缸二，所述夹持机构气缸二的输出轴上安装有两块夹板，所述夹持机构位于所述物料回收仓上方；

所述物料推送机构包括伺服电机、滚珠丝杆以及推板，所述推板安装在所述滚珠丝杆上，所述滚珠丝杆与所述伺服电机相连，所述物料推送机构主体与所述物料夹持机构位于所述物料回收仓同侧，且所述滚珠丝杆轴向与所述夹板平行；

所述物料定位装配机构包括定位气缸一、定位气缸二、旋转盘、若干定位杆，所述旋转盘呈环形结构，所述定位杆等距安装在所述旋转盘上，所述定位气缸一、定位气缸二驱动所述旋转盘旋转运动，所述定位装配机构与所述物料推送机构等高。

进一步地，所述分料转盘圆周上均匀设置有若干用于接取物料的凹槽。

进一步地，所述分选机构中，所述分料转盘处安装有物料检测传感器，所述物料检测传感器检测所述分料转盘中是否有物料。

进一步地，所述分选机构中，所述分料转盘处还安装有正反检测传感器，所述正反检测传感器检测所述分料转盘中的物料位置是否正确。

进一步地，所述物料测温供料装置的物料存储仓出料口截面为长方形，所述物料取样供料装置的物料存储仓出料口截面为L形，且所述物料测温供料装置的物料存储仓体积大于所述物料取样供料装置的物料存储仓的体积。

进一步地，所述物料测温供料装置的物料存储仓与所述物料取样供料装置的物料存储仓侧面均安装有电磁振动器。

本发明的有益效果如下：

1.缩小了供料系统整体体积，提高了空间利用率；

采用本设计后,同等储料条件下供料系统比一般传统供料系统体积缩小20％左右，同时因本设计中自动供料系统集成了更多生产工艺中辅助工位的功能，大幅降低了现场布局中辅助工位的数量。对整个测温、取样工位的结构布局提供了更优的布局空间，大大缩短了布局设计工作量。提高了工厂空间的综合利用率。

2.提高了设备整体自动化率，大幅降低工人劳动强度；

采用传统供料系统方案时，首先物料排布需要由人工逐个完成摆放，供料时需要供料系统以外的转运机构将物料进行转运。最终送至测温、取样执行机构处。过程中因物料质量或人工摆放不合格导致的设备故障系统无法自主排除均需要由人工进行排除。本设计中只需要人工将物料成捆放入专用储料仓内，分料及物料检测均由系统机构自行判断，针对不合格料系统可通过专用剔除机构自行剔除。最终通过全自动运行将物料推送至测温、取样执行机构中。实现全自动无人值守供料。

3.合理优化针对执行机构的上料流程，提高了工位生产工艺节拍，同时排除了人为因素导致的检测过程问题；

通用测温、取样供料流程主要由物料转运机构从储供料装置中拾取物料转运至测温、取样执行机构中，过程繁琐。而物料在工料机构中的状态完全取决于上料人员操作是否规范，供料系统为开环控制无法识别。本设计中简化了物料从料库至执行机构间的转运流程，由料库直接对执行机构进行供料。大幅缩短了供料节拍，直接提高整套测温、取样系统生产节拍。同时系统采用闭环控制，物料在系统内的状态实时检测、采集、存储。因此由物料本身以及因人为因素引入的错误在导致设备故障发生前就会被系统识别并自主排除。直接排除了人为因素对整个生产过程及结果的影响。

附图说明

图1为本发明整体结构三维视图；

图2为本发明正视图；

图3为本发明物料测温供料装置/物料取样供料装置正视图；

图4为本发明物料测温供料装置/物料取样供料装置后视图；

图5为本发明中物料分选机构三维视图；

图6为本发明中物料水平移载机构三维视图；

图7为本发明中夹持机构三维视图；

图8为本发明中推送机构三维视图；

图9为本发明中物料定位装配机构正视图；

图10为本发明中两个物料存储仓区别示意图；

图中：1物料存储仓，1A物料测温供料装置的物料存储仓，1B物料取样供料装置的物料存储仓，1a物料测温供料装置的物料存储仓出料口，1b物料取样供料装置的物料存储仓，101电磁振动器，2物料分选机构，201分料转盘，202防护板，203分选电机，204分选机构传动轴，205物料检测传感器，206正反检测传感器，3物料水平移载机构，301移载电机，302移载机构传动轴，303传动链条，304承载板，305传动杆，306承载槽，307滑轨一，4物料夹持机构，401夹持机构气缸一，402夹持机构气缸二，403夹板，5物料推送机构，501伺服电机，502丝杆，503推板，504滑轨二，6物料定位装配机构，601定位气缸一，602定位气缸二，603旋转盘，604定位杆，605固定轴，606固定板，7物料回收仓，8安装支柱。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步地说明。

应当理解，由于本发明中所述物料测温供料装置和物料取样供料装置除了物料存储仓结构不同外其他结构完全相同，且二者呈对称分布。所以在附图中仅以一个装置——物料测温供料装置作为结构描述主体。另外，在说明书附图中多次出现标号8，虽然这些部件在附图中所以呈现的结构与形状不太一样，但是它们的作用均是用于安装、支撑，所以这些具有相同作用的部件均被标注为8安装支柱。

如图1、2，一种新型智能供料系统，包括物料测温供料装置和物料取样供料装置，所述物料测温供料装置与所述物料取样供料装置结构相同，二者对称分布；所述物料测温供料装置和物料取样供料装置分别包括物料存储仓1、物料分选机构2、物料水平移载机构3、物料夹持机构4、物料推送机构5、物料定位装配机构6以及物料回收仓7和安装支柱8。

所述物料分选机构2安装在所述物料存储仓1的下部，所述物料水平移载机构3安装在所述物料分选机构2的下部。所述物料回收仓7安装在所述物料水平移载机构3的一端，所述物料存储仓1的侧方。所述物料夹持机构4安装在所述物料回收仓7的上方，所述物料推送机构5安装在所述物料回收7的一端，所述物料定位装配机构6安装在所述物料回收仓7的另一端。

如图5，所述物料分选机构2包括分料转盘201、分选电机203、分选机构传动轴204，安装支柱8。

所述分选机构传动轴204两端分别固定在一根安装支柱8上，所述分料转盘201有两个，其上沿圆周均匀设置有凹槽，方便承接物料，并可实现多个物料的暂存。所述分料转盘201分别安装在所述分选机构传动轴204两端，所述分选机构传动轴204一端与所述分选电机203相连，所述分选电机203驱动所述分选机构传动轴204以及两个分料转盘201转动。优选地，在所述两个分料转盘201前方设置有防护板202，所述防护板202呈半圆形，包裹所述分料转盘201一半，使所述分料转盘201转动时其中物料直接落入所述物料水平移载机构3，而不会从侧面掉落。附图5中仅在左侧分料转盘201侧画出了所述防护板202，应当理解，这仅仅是一种画图方式，在实际装置中，左右两个分料转盘201相同位置均设置有防护板202。

如图4，所述物料分选机构2两侧的安装支柱8上分别设置有物料检测传感器205以及正反检测传感器206，通过所述物料检测传感器205检测所述物料分选机构2是否有从所述物料存储仓1中下落的物料，通过所述正反检测传感器206检测下落到所述物料分选机构2位置是否正确。另外在所述物料存储仓1的侧方设置有电磁振动器101，通过振动式物料存储仓1中的物料排列整齐，并方便物料下落，防止出现卡料。

如图6，所述物料水平移载机构3包括一个移载电机301、一根移载机构传动轴302、两根传动链条303、两块承载板304、两个传动杆305、两个承载槽306以及两根滑轨一307。

所述两根滑轨一307分别安装在两根安装支柱8上，所述两根传动链条303分别安装在所述两根滑轨一307内侧，并与所述滑轨一307平行。所述移载机构传动轴302两端设置有齿轮，所述齿轮分别套装在所述两根传动链条303内。所述移载机构传动轴302中部亦设置有链轮，所述移载电机301安装在所述移载机构传动轴302中部，所述移载电机301与所述移载机构传动轴302通过链条传动。所述两块承载板304分别安装在两跟所述滑轨一304上，所述两个传动杆305分别安装在所述承载板304靠近所述移栽机构传动轴302的一端，所述两个传动杆305分别与所述传动链条303相连，当所述传动链条303前后运动时，所述传动杆305带动所述承载板304在所述滑轨一307上前后滑动。所述两个承载槽306分别安装在所述承载板304远离所述传动杆305的一端，用来承接所述物料分选机构2下落的物料。

如图7，所述夹持机构4包括夹持机构气缸一401、夹持机构气缸二402、夹板403、滑轨二404、气缸支撑405以及安装支柱8。

所述夹持机构气缸一401竖直安装在所述安装支柱8上端，所述气缸支撑405安装在所述夹持机构气缸一401的输出轴底部，所述滑轨二404设置在所述安装支柱8侧面(与所述气缸支撑405同侧)，所述气缸支撑405侧面滑动安装在所述滑轨二404上。所述夹持机构气缸二402水平安装在所述气缸支撑405上，并与所述安装支柱8垂直。所述夹板403一边固定安装在所述气缸支撑405上一边安装在所述夹持机构气缸二402的输出轴一端。所述夹持机构气缸一401驱动所述夹板403沿所述滑轨二404上下运动，所述夹持机构气缸二402驱动所述夹板夹紧物料或松开物料。

如图8，所述物料推送机构5包括伺服电机501、丝杆502、推板503、滑轨三504、安装支柱8。

所述滑轨三504有两根，两端分别安装在两根所述安装支柱8上，且两根滑轨三504相互平行。所述伺服电机501安装在两根滑轨三504一端的安装支柱8上，且位于二者之间。所述推板503滑动安装在所述两根滑轨三504上。所述丝杆502一端与所述伺服电机501的输出轴相连，另一端固定连接在所述安装支柱8上，且所述丝杆501与所述滑轨三504平行。所述丝杆502穿过所述推板503中部，二者组成滚珠丝杆结构。所述私服电机501正反转时驱动所述推板503沿所述滑轨三504左右运动，进而推动所述物料夹持机构4上的物料运动。

如图9，所述物料定位装配机6包括定位气缸一601、定位气缸二602、旋转盘603、若干定位杆604(本附图中画有六根定位杆，在实际生产中可根据需要进行数量增减)、固定轴605、固定板606以及安装支柱8。

所述固定板606安装在所述安装支柱8上部，所述定位气缸一601安装在所述固定板606上方，所述定位气缸二602安装在所述固定板606下部。所述固定轴605呈圆环形，其嵌装在所述固定板606远离所述安装支柱8的一端。所述旋转盘603为圆环形，其上下边缘分别固定在所述定位气缸一601与所述定位气缸二601的输出轴上，且其中套装在所述固定轴605上，并可绕所述固定轴605转动。所述定位杆601一端用转轴安装在所述旋转盘603上，中部用转轴安装在所述固定在605上，另一端聚拢在固定轴605内部。所述定位气缸一601、定位气缸二602驱动所述旋转盘603正转或反转，进而使得所述定位杆604分散或聚拢，当所述定位杆604聚拢时，可对物料进行定位。

如图10，所述物料测温供料装置的物料存储仓1A出料口截面为长方形，所述物料取样供料装置的物料存储仓1B出料口截面为L形，且所述物料测温供料装置的物料存储仓1A体积大于所述物料取样供料装置的物料存储仓1B的体积。

工作原理：工作时，物料装入所述物料存储仓1中，通过所述电磁振动器101的振动作用使物料下落至所述分料转盘201上，所述物料检测传感器205检测到所述分料转盘201中有物料，同时所述正反检测传感器206检测到物料位置正确，此时所述分选电机203驱动所述分料转盘201转动将物料转移到所述承载槽306中。所述移载电机301驱动所述承载板304移动，使所述承载槽306中的物料移动到所述物料夹持机构4下方，所述物料夹持机构4将物料夹起物料并向上移动到位，所述移载电机301驱动所述承载板304向后移动复位等待再次接取物料，所述物料推送机构5中的伺服电机501驱动所述推板503向所述物料定位装配机构6一端运动并推送物料至所述物料定位装配机构6的固定轴605内部，所述定位气缸一601、定位气缸二602驱动所述旋转盘603转动，进而带动所述定位杆604转动将所述物料定位，以确保后续执行机构能顺利取走物料。

如果所述正反检测传感器206检测到物料位置不正确，此时所述分选电机203驱动所述分料转盘201转动将物料转移到所述承载槽306中。所述移载电机301驱动所述承载板304移动，使所述承载槽306中的物料移动到所述物料夹持机构4下方，所述物料夹持机构4将物料夹起，所述移载电机301驱动所述承载板304向后移动复位后所述物料夹持机构4将物料放入所述物料回收仓7中。

Claims (6)

1.一种新型智能供料系统，其特征在于：包括物料测温供料装置和物料取样供料装置，所述物料测温供料装置与所述物料取样供料装置结构相同，二者对称分布；其中，

所述物料测温供料装置和物料取样供料装置分别包括物料存储仓、物料分选机构、物料水平移载机构、物料夹持机构、物料推送机构、物料定位装配机构以及物料回收仓；

所述物料存储仓为漏斗式结构，其底部出料口为长方形结构；

所述物料分选机构包括两个分料转盘、分选机构传动轴以及分选电机，所述传动轴与所述分选电机相连，所述分料转盘安装在所述分选机构传动轴两端，所述物料分选机构整体安装在所述物料存储仓的出料口底部；

所述物料水平移载机构包括移载电机、移载机构传动轴、两根传动链条、两个承载板，所述移载电机安装在所述移载机构传动轴中部，驱动所述移载机构传动轴正转或反转，所述移载机构传动轴两端分别与所述两根传动链条相连，所述两个承载板与所述两根传动链条相连，所述物料水平移载机构安装在所述物料分选机构下方，通过所述承载板承接所述物料分选机构中的物料；

所述物料回收仓设置在所述物料水平移载机构的远离所述移载机构传动轴的一侧，所述夹持机构包括支撑臂、夹持机构气缸一、夹持机构气缸二、夹板，所述夹持机构气缸一安装在所述支撑臂上，其输出轴竖直向下，所述夹持机构气缸一的输出轴上连接有夹持机构气缸二，所述夹持机构气缸二的输出轴上安装有两块夹板，所述夹持机构位于所述物料回收仓上方；

所述物料推送机构包括伺服电机、滚珠丝杆以及推板，所述推板安装在所述滚珠丝杆上，所述滚珠丝杆与所述伺服电机相连，所述物料推送机构主体与所述物料夹持机构位于所述物料回收仓同侧，且所述滚珠丝杆轴向与所述夹板平行；

所述物料定位装配机构包括定位气缸一、定位气缸二、旋转盘、若干定位杆、固定轴、固定板以及安装支柱；所述固定板安装在所述安装支柱上部，所述定位气缸一安装在所述固定板上方，所述定位气缸二安装在所述固定板下部，所述固定轴呈圆环形，其嵌装在所述固定板远离所述安装支柱的一端，所述旋转盘为圆环形，其上下边缘分别固定在所述定位气缸一与所述定位气缸二的输出轴上，且其中部套装在所述固定轴上，并可绕所述固定轴转动，所述定位杆一端用转轴安装在所述旋转盘上，中部用转轴安装在所述固定在上，另一端聚拢在固定轴内部，所述定位气缸一、定位气缸二驱动所述旋转盘正转或反转，进而使得所述定位杆分散或聚拢，当所述定位杆聚拢时，对物料进行定位，所述定位装配机构与所述物料推送机构等高。

2.根据权利要求1所述的一种新型智能供料系统，其特征在于：所述分料转盘圆周上均匀设置有若干用于接取物料的凹槽。

3.根据权利要求2所述的一种新型智能供料系统，其特征在于：所述分选机构中，所述分料转盘处安装有物料检测传感器，所述物料检测传感器检测所述分料转盘中是否有物料。

4.根据权利要求2所述的一种新型智能供料系统，其特征在于：所述分选机构中，所述分料转盘处还安装有正反检测传感器，所述正反检测传感器检测所述分料转盘中的物料位置是否正确。

5.根据权利要求1所述的一种新型智能供料系统，其特征在于：所述物料测温供料装置的物料存储仓出料口截面为长方形，所述物料取样供料装置的物料存储仓出料口截面为L形，且所述物料测温供料装置的物料存储仓体积大于所述物料取样供料装置的物料存储仓的体积。

6.根据权利要求5所述的一种新型智能供料系统，其特征在于：所述物料测温供料装置的物料存储仓与所述物料取样供料装置的物料存储仓侧面均安装有电磁振动器。

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