CN110817506B - 一种来令卷挂料进料装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种来令卷挂料进料装置及控制方法。本发明装置包括挂料机构、进料机构、控制系统和工作台；挂料机构包括两根倾斜设置的套设了滚动轴承的来令卷放置轴、连管、平面轴承和支撑管；进料机构包括上、下滚轮，夹紧气爪、夹持气爪和电动螺杆滑台；控制系统包括PLC控制器和电动控制器。本发明通过来令卷放置轴斜挂来令卷减小由于来令卷同时转动时产生的摩擦力；通过连管转动带动平面轴承旋转，以改变第一来令卷放置轴和第二来令卷放置轴的方向，提高来令卷的进料效率；通过电动螺杆滑台带动夹持气爪夹持来令卷材的一端向卷材加工架移动，替代人工手动拉来令卷材的进料方式，能在实现快速、准确进料的同时减小劳动强度。

Description

一种来令卷挂料进料装置及控制方法
技术领域
本发明属于汽车非金属零部件加工技术领域，涉及一种来令卷挂料进料装置及控制方法。
背景技术
来令卷挂料进料装置应用于汽车非金属零部件加工等领域。来令带材卷成卷后形成来令卷，一般通过人工拉动挂在支撑杆上的来令卷以展开来令卷，并手动送到加工装置处对来令卷进行分段加工。如何能够快速、准确地使来令卷材进料到卷材加工架下进行加工，对于减小劳动强度、提高来令卷的进料效率和保证来令卷加工成来令片时的质量具有重要的意义。目前，对来令卷进行挂料进料的方法是将一根水平放置的金属轴与其轴线垂直的支撑杆连接，然后人工手动拉挂在这根水平放置的金属轴上的一个来令卷材的一端，不断地送到卷材加工架下用砂轮进行加工，但由于来令卷材的展开中心线与进料轴线不平行，拉力将使来令卷材在金属轴上转动时产生与金属轴线同向的位移，为避免来令卷材移出金属轴，用圆形挡料盒可以限制这种位移，但增加了来令卷在金属轴上转动时的摩擦力，长时间拉动来令卷进料必然加大劳动强度、卷材磨损，且无法提高来令卷的进料效率，此外由于不同操作者拉动来令卷进料的方向不同，降低了进料的准确性，因而影响了来令卷加工成来令片的质量。
发明内容
为克服上述现有方法的缺陷，本发明提供了一种来令卷挂料进料装置及控制方法。本发明在倾斜设置的套设滚动轴承的第一、第二来令卷放置轴上斜挂多个来令卷，可以减小其所挂来令卷同时转动时产生的摩擦力；通过连管转动带动平面轴承旋转一定的角度，以改变第一来令卷放置轴和第二来令卷放置轴的方向，可以提高来令卷的进料效率；根据设定的来令卷进料长度值，使电动螺杆滑台带动夹持气爪夹持来令卷材的一端按一定的速度值和一定的位移值向卷材加工架移动，可以替代人工手动拉来令卷材的进料方式，能在实现快速、准确进料的同时减小劳动强度和卷材磨损。
本发明的技术解决方案如下：
一种来令卷挂料进料装置，其包括挂料机构、进料机构、控制系统和工作台，其中：
所述挂料机构包括第一来令卷放置轴、第二来令卷放置轴、第一滚动轴承、第二滚动轴承、第一圆形挡料盒、第二圆形挡料盒、连管、平面轴承、支撑管、可插拔定位销和底座；所述第一来令卷放置轴、第二来令卷放置轴上分别套设有第一滚动轴承、第二滚动轴承；第一来令卷放置轴和第二来令卷放置轴的一端分别和连管相连，呈Y型，另一端分别伸入第一圆形挡料盒、第二圆形挡料盒内，垂直连接在第一圆形挡料盒、第二圆形挡料盒的底板上；所述连管与平面轴承的上端面连接，所述支撑管与平面轴承的下端面连接，连管和支撑管之间通过可插拔定位销定位，支撑管的下端和底座连接，底座安装在工作台的台面上；
所述进料机构包括上滚轮、上滚轮支座、下滚轮、下滚轮支座、弹簧、夹紧气爪长夹、夹紧气爪、夹持气爪、电动螺杆滑台和卷材加工架；所述下滚轮支座、夹紧气爪、电动螺杆滑台和卷材加工架安装在工作台台面上；所述上滚轮通过轴与上滚轮支座连接，所述下滚轮通过轴与下滚轮支座连接，所述下滚轮支座通过螺栓和弹簧与上滚轮支座连接，所述夹紧气爪长夹与夹紧气爪连接，所述夹持气爪安装在电动螺杆滑台端面的滑动部件上；
所述控制系统包括电动控制器和PLC控制器，所述PLC控制器通过线缆发驱动指令给电动控制器，由电动控制器产生相应控制信号驱动进料机构中的电动螺杆滑台，使夹持气爪夹持来令卷材向卷材加工架移动，同时所述PLC控制器通过线缆发控制信号驱动夹紧气爪和夹持气爪动作。
本发明中，第一来令卷放置轴、第二来令卷放置轴与水平面之间的夹角在5°～45°之间。
本发明中，第一来令卷放置轴和第二来令卷放置轴在水平面上的投影之间的夹角为 45°～270°。
本发明中，伸入第一圆形挡料盒、第二圆形挡料盒内的第一来令卷放置轴、第二来令卷放置轴的轴上独立的斜挂2～7个来令卷。
本发明还提供一种基于上述的来令卷挂料进料装置的控制方法，包括以下步骤：
1)初始化来令卷进料长度值Y0、夹持来令卷材的一端的速度值V0、夹持来令卷材的一端的位移值S0及电动螺杆滑台的驱动参数，复位电动螺杆滑台；
2)Y0的整数部分保存为Y1，Y0的小数部分保存为Y2；
3)进料次数n＝0；
4)夹持气爪夹紧，夹紧气爪长夹松开，驱动电动螺杆滑台以V0移动S0；
5)n＝n+1；
6)判断Y1-n×S0是否小于S0，如果是，则转步骤7)，否则夹紧气爪长夹夹紧，夹持气爪(松开，复位电动螺杆滑台，进入步骤4)；
7)判断Y1-n×S0是否大于1，如果是，则夹紧气爪长夹夹紧，夹持气爪松开，复位电动螺杆滑台，然后夹持气爪夹紧，夹紧气爪长夹松开，驱动电动螺杆滑台以取值范围在
Figure GDA0002654585680000031
的速度V1移动Y1-n×S0，进入步骤5)；否则进入步骤8)；
8)夹紧气爪长夹夹紧，夹持气爪松开，复位电动螺杆滑台；
9)夹持气爪夹紧，夹紧气爪长夹松开，驱动电动螺杆滑台以0.01V0～0.05V0移动Y2；
10)判断本次进料加工完成信号是否为1，如果是，则转步骤3)，否则夹紧气爪长夹夹紧，夹持气爪松开，复位电动螺杆滑台，进入步骤10)。
上述步骤1)中，设定的来令卷进料长度值Y0的选取范围是90.5mm～356mm。
上述步骤1)中，夹持来令卷材的一端的速度值V0的计算值选取范围是1mm/s～500mm/s，夹持来令卷材的一端的位移值S0的选取范围是0.1mm～150mm。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、通过套设滚动轴承的第一来令卷放置轴按与水平成一定的角度斜挂多个来令卷可以减小其所挂来令卷同时转动时产生的摩擦力；通过套设滚动轴承的第二来令卷放置轴按与水平成一定的角度斜挂多个来令卷可以减小其所挂来令卷同时转动时产生的摩擦力；
2、通过转动连管带动与连管连接的平面轴承旋转一定的角度，以改变第一来令卷放置轴和第二来令卷放置轴的方向，可以提高来令卷的进料效率；
3、根据设定的来令卷进料长度值，使电动螺杆滑台带动夹持气爪夹持来令卷材的一端按一定的速度值和一定的位移值向卷材加工架移动，可以替代人工手动拉来令卷材的进料方式，能在实现快速、准确进料的同时减小劳动强度和卷材磨损。
附图说明
图1是本发明采用的来令卷挂料进料装置的主视图。
图2是本发明采用的来令卷挂料进料装置的俯视图。
图3是本发明采用的来令卷挂料进料装置控制方法的流程图。
图中标号：1-第一来令卷放置轴，2-第二来令卷放置轴，3-第一滚动轴承，4-第二滚动轴承，5-第一圆形挡料盒，6-第二圆形挡料盒，7-连管，8-平面轴承，9-支撑管，10- 可插拔定位销，11-底座，12-工作台，13-上滚轮，14-下滚轮，15-弹簧，16-夹紧气爪长夹，17-夹紧气爪，18-上滚轮支座，19-夹持气爪，20-下滚轮支座，21-卷材加工架，22- 电动螺杆滑台，23-电动控制器，24-PLC控制器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明。
实施例1
如图1和图2所示，一种来令卷挂料进料装置，包括挂料机构、进料机构和控制系统和工作台12，其中：
挂料机构包括第一来令卷放置轴1，第二来令卷放置轴2，第一滚动轴承3，第二滚动轴承4，第一圆形挡料盒5，第二圆形挡料盒6，连管7，平面轴承8，支撑管9，可插拔定位销10，底座11；第一滚动轴承3套设在第一来令卷放置轴1上，第一来令卷放置轴1 按与水平成25°与连管7通过上定位孔穿接，第一圆形挡料盒5与设置于其内的第一来令卷放置轴1连接，当需要挂来令卷时打开第一圆形挡料盒5，把3个宽度均为18mm的来令卷并排挂在第一来令卷放置轴1上时，然后同时人工拉动这些来令卷的一端经第一圆形挡料盒5底部的长条形出口向进料轴线方向(下文中的上、下滚轮13、14之间)移动，第一滚动轴承3的内环套不动而其外环套随着这些来令卷的转动而旋转，使这些来令卷在第一来令卷放置轴1上转动的同时减小了转动时产生的摩擦力，第二滚动轴承4套设在第二来令卷放置轴2上，第二来令卷放置轴2按与水平成25°与连管7通过上定位孔穿接，第一来令卷放置轴1和第二来令卷放置轴1的水平面投影在一条直线上，第二圆形挡料盒6 与设置于其内的第二来令卷放置轴2连接；当需要挂来令卷时打开第二圆形挡料盒6，把 3个宽度均为18mm的来令卷并排挂在第二来令卷放置轴2上时，然后同时拉动这些来令卷的一端经第二圆形挡料盒6底部的长条形出口向进料轴线方向(下文中的上、下滚轮13、 14之间)移动，第二滚动轴承4的内环套不动而其外环套随着这些来令卷的转动而旋转，使这些来令卷在第二来令卷放置轴2上转动的同时减小了转动时产生的摩擦力，连管7与平面轴承8的上端面通过管件焊接连接，平面轴承8的下端面与支撑管9的上端面连接，可插拔定位销10通过连管7和支撑管9的定位孔穿接，底座11连接支撑管9的下端并通过螺栓安装在工作台12台面上，当需要拉动挂在第一来令卷放置轴1或第二来令卷放置轴2上的来令卷进料时，转动连管7带动与连管连接的平面轴承8旋转180°，再用可插拔定位销10插入连管7和支撑管9的定位孔，就可使挂在第一来令卷放置轴1或第二来令卷放置轴2上的来令卷的进料方向转向卷材加工架21的进料方向，提高了来令卷的进料效率。
进料机构包括上滚轮13，上滚轮支座18，下滚轮14，下滚轮支座20，弹簧15，夹紧气爪长夹16，夹紧气爪17，夹持气爪19，电动螺杆滑台22和卷材加工架21，上滚轮13 通过轴与上滚轮支座18连接，下滚轮14通过轴与下滚轮20支座连接，下滚轮支座20通过螺栓和弹簧15与上滚轮支座18连接，下滚轮支座20和电动螺杆滑台22的底部通过螺栓安装在工作台12台面上，通过弹簧15调节上滚轮13和下滚轮14的间隙，使该间隙比人工送入的来令卷的厚度大5mm，夹紧气爪长夹16通过螺钉与夹紧气爪17连接，夹紧气爪17通过螺栓安装在工作台12台面上；夹紧气爪17动作时,夹紧气爪17带动夹紧气爪长夹16做相同的张开或闭合动作，夹紧气爪17的手指张开则带动夹紧气爪长夹16完成松开来令卷材的动作，夹紧气爪17的手指闭合则带动夹紧气爪长夹16完成夹紧来令卷材的动作，夹持气爪19通过螺栓安装在电动螺杆滑台22端面的滑动部件上，夹持气爪19 动作时,夹持气爪19的手指张开完成松开来令卷材的动作或手指闭合完成夹持来令卷材的动作。
控制系统包括电动控制器23和PLC控制器24，PLC控制器24根据设定的来令卷进料长度值Y0为90.5mm，通过线缆发进料驱动指令给电动控制器23，由电动控制器23产生相应进料控制信号，使夹紧气爪长夹16松开来令卷材，夹持气爪19夹紧来令卷材，驱动电动螺杆滑台22端面的滑动部件带动夹持气爪19向卷材加工架21的方向滑动，夹持气爪 19夹持来令卷材的一端按V0为500mm/s向卷材加工架21移动的位移值S0为50mm，然后电动控制器23产生相应复位控制信号，使夹紧气爪长夹16夹紧来令卷材，夹持气爪19 松开来令卷材，驱动电动螺杆滑台22端面的滑动部件带动夹持气爪19向卷材加工架21 的相反方向滑动50mm进入复位位置，再由电动控制器23产生相应进料控制信号，使夹持气爪19夹紧来令卷材，夹紧气爪长夹16松开来令卷材，驱动电动螺杆滑台22端面的滑动部件带动夹持气爪19向卷材加工架21的方向滑动，夹持气爪19夹持来令卷材的一端按V1为400mm/s向卷材加工架21移动的位移值S0为40mm，然后电动控制器2)产生相应复位控制信号，使夹紧气爪长夹16夹紧来令卷材，夹持气爪19松开来令卷材，驱动电动螺杆滑台22端面的滑动部件带动夹持气爪19向卷材加工架21的相反方向滑动40mm进入复位位置，最后由电动控制器23产生相应进料控制信号，使夹紧气爪长夹16松开来令卷材，夹持气爪19夹紧来令卷材，驱动电动螺杆滑台22端面的滑动部件带动夹持气爪19 向卷材加工架21的方向滑动，夹持气爪19夹持来令卷材的一端按5mm/s向卷材加工架21 移动的位移值S0为0.5mm，然后电动控制器23产生相应复位控制信号，使夹持气爪19松开来令卷材，夹紧气爪长夹16夹紧来令卷材，驱动电动螺杆滑台22端面的滑动部件带动夹持气爪19向卷材加工架21的相反方向滑动0.5mm，PLC控制器24等待本次进料加工完成信号并判断是否执行下一次来令卷的进料动作。
实施例2
如图2所示，一种来令卷进料控制方法，采用实施例1中的来令卷挂料进料装置，具体包括以下步骤：
1)初始化Y0、V0、S0及电动螺杆滑台22的驱动参数，复位电动螺杆滑台22；
2)Y0的整数部分保存为Y1，Y0的小数部分保存为Y2；
3)进料次数n＝0；
4)夹持气爪19夹紧，夹紧气爪长夹16松开，驱动电动螺杆滑台22以V0移动S0；
5)n＝n+1；
6)判断Y1-n×S0是否小于S0，如果是，则转步骤7)，否则夹紧气爪长夹16夹紧，夹持气爪19松开，复位电动螺杆滑台22，进入步骤4)；
7)判断Y1-n×S0是否大于1，如果是，则夹紧气爪长夹16夹紧，夹持气爪19松开，复位电动螺杆滑台22，然后夹持气爪19夹紧，夹紧气爪长夹16松开，驱动电动螺杆滑台 22以取值范围在
Figure GDA0002654585680000061
的速度V1移动Y1-n×S0，进入步骤5)；否则进入步骤8)；；
8)夹紧气爪长夹16夹紧，夹持气爪19松开，复位电动螺杆滑台22；
9)夹持气爪19夹紧，夹紧气爪长夹16松开，驱动电动螺杆滑台22以0.01V0～0.05V0移动Y2；
10)判断本次进料加工完成信号是否为1，如果是，则转步骤3)，否则夹紧气爪长夹16夹紧，夹持气爪19松开，复位电动螺杆滑台22，进入步骤10)。
上述实施例1、2中，挂料机构中的第一来令卷放置轴1和第二来令卷放置轴2的轴长均为200mm、直径为20mm，第一滚动轴承3和第二滚动轴承4的型号均为61904，第一圆形挡料盒5和第二圆形挡料盒6的外径均为180mm、中心孔径为25mm、高为130mm，连管7的外径为40mm、长度为452mm，平面轴承8的型号为51108，支撑管9的外径为65mm、长度为115mm，可插拔定位销10的外径为20mm、长度为75mm，底座11为121mm×121mm ×15mm，工作台12为750mm×400mm×900mm。
进料机构中的上滚轮13的外径为34mm、长度为100mm，下滚轮14的外径为40mm、长度为100mm，弹簧15是外径为12mm、中径为5mm的圆柱形压缩弹簧，夹紧气爪长夹16 是长度为100mm的二指夹，夹紧气爪17的型号为KP40，夹持气爪19的型号为KP40，电动螺杆滑台22的型号为CSH20-L06-50-TC100，卷材加工架21为250mm×370mm×260mm。
控制系统中的电动控制器23的型号为TC100，PLC控制器24的型号为FX2N-60MT。
来令卷进料长度值Y0是90.5mm，Y0的整数部分保存Y1为90mm，Y0的小数部分保存 Y2为0.5mm，速度V0为500mm/s，转动连管7带动平面轴承8旋转一定的角度是180°，斜挂多个来令卷的数值取值范围是3，与水平成一定的角度的选取范围是25°。
根据本实施例的驱动控制结果可知，本发明采用的一种来令卷挂料进料装置及控制方法可斜挂多个来令卷减小所挂来令卷同时转动时产生的摩擦力；带动平面轴承8旋转一定的角度改变第一来令卷放置轴1和第二来令卷放置轴2的方向，可以提高来令卷的进料效率；根据设定的来令卷进料长度值，使来令卷材的一端按一定的速度值和一定的位移值向卷材加工架21移动，可以替代人工手动拉来令卷材的进料方式，能在实现快速、准确进料的同时减小劳动强度和卷材磨损。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (3)

1.一种来令卷挂料进料装置的控制方法，其特征在于，来令卷挂料进料装置包括挂料机构、进料机构、控制系统和工作台(12)；
挂料机构包括第一来令卷放置轴(1)、第二来令卷放置轴(2)、第一滚动轴承(3)、第二滚动轴承(4)、第一圆形挡料盒(5)、第二圆形挡料盒(6)、连管(7)、平面轴承(8)、支撑管(9)、可插拔定位销(10)和底座(11)；所述第一来令卷放置轴(1)、第二来令卷放置轴(2)上分别套设有第一滚动轴承(3)、第二滚动轴承(4)；第一来令卷放置轴(1)和第二来令卷放置轴(2)的一端分别和连管(7)相连，呈Y型，另一端分别伸入第一圆形挡料盒(5)、第二圆形挡料盒(6)内，垂直连接在第一圆形挡料盒(5)、第二圆形挡料盒(6)的底板上；所述连管(7)与平面轴承(8)的上端面连接，所述支撑管(9)与平面轴承(8)的下端面连接，连管(7)和支撑管(9)之间通过可插拔定位销(10)定位，支撑管(9)的下端和底座(11)连接，底座(11)安装在工作台(12)的台面上；
所述进料机构包括上滚轮(13)、上滚轮支座(18)、下滚轮(14)、下滚轮支座(20)、弹簧(15)、夹紧气爪长夹(16)、夹紧气爪(17)、夹持气爪(19)、电动螺杆滑台(22)和卷材加工架(21)；所述下滚轮支座(20)、夹紧气爪(17)、电动螺杆滑台(22)和卷材加工架(21)安装在工作台(12)台面上；所述上滚轮(13)通过轴与上滚轮支座(18)连接，所述下滚轮(14)通过轴与下滚轮支座(20)连接，所述下滚轮支座(20)通过螺栓和弹簧(15)与上滚轮支座(18)连接，所述夹紧气爪长夹(16)与夹紧气爪(17)连接，所述夹持气爪(19)安装在电动螺杆滑台(22)端面的滑动部件上；
所述控制系统包括电动控制器(23)和PLC控制器(24)，所述PLC控制器(24)通过线缆发驱动指令给电动控制器(23)，由电动控制器(23)产生相应控制信号驱动进料机构中的电动螺杆滑台(22)，使夹持气爪(19)夹持来令卷材向卷材加工架(21)移动，同时所述PLC控制器(24)通过线缆发控制信号驱动夹紧气爪(17)和夹持气爪(19)动作；
来令卷挂料进料装置的控制方法包括以下步骤：
1)初始化来令卷进料长度值Y0、夹持来令卷材的一端的速度值V0、夹持来令卷材的一端的位移值S0及电动螺杆滑台(22)的驱动参数，复位电动螺杆滑台(22)；
2)Y0的整数部分保存为Y1，Y0的小数部分保存为Y2；
3)进料次数n＝0；
4)夹持气爪(19)夹紧，夹紧气爪长夹(16)松开，驱动电动螺杆滑台(22)以V0移动S0；
5)n＝n+1；
6)判断Y1-n×S0是否小于S0，如果是，则转步骤7)，否则夹紧气爪长夹(16)夹紧，夹持气爪(19)松开，复位电动螺杆滑台(22)，进入步骤4)；
7)判断Y1-n×S0是否大于1，如果是，则夹紧气爪长夹(16)夹紧，夹持气爪(19)松开，复位电动螺杆滑台(22)，然后夹持气爪(19)夹紧，夹紧气爪长夹(16)松开，驱动电动螺杆滑台(22)以取值范围在
Figure FDA0002654585670000021
的速度V1移动Y1-n×S0，进入步骤5)；否则进入步骤8)；
8)夹紧气爪长夹(16)夹紧，夹持气爪(19)松开，复位电动螺杆滑台(22)；
9)夹持气爪(19)夹紧，夹紧气爪长夹(16)松开，驱动电动螺杆滑台(22)以0.01V0～0.05V0移动Y2；
10)判断本次进料加工完成信号是否为1，如果是，则转步骤3)，否则夹紧气爪长夹(16)夹紧，夹持气爪(19)松开，复位电动螺杆滑台(22)，进入步骤10)。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤1)中，设定的来令卷进料长度值Y0的选取范围是90.5mm～356mm。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤1)中，夹持来令卷材的一端的速度值V0的计算值选取范围是1mm/s～500mm/s，夹持来令卷材的一端的位移值S0的选取范围是0.1mm～150mm。
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