CN111229865B - 一种智能化压平系统 - Google Patents

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Abstract

一种智能化压平系统，属于冶金设备技术领域，其特征是它包括有压平机7，前、后输送装置2、2’，前、后板形检测装置3、3’，前、后测距装置4、4’，前、后检测装置5、5’，前、后托辊装置6、6’，入、出口侧上垫板放置机器人8’、8”，左、右侧下垫板放置机器人9’、9”和智能上、下料天车1。可实现将待压平钢板Ⅱ在自动上料后自动检测待钢板Ⅱ的板形，根据所检测板形实现上、下垫板自动放置、自动压平，在线检测所压平钢板复合要求后实现自动下料功能。本发明可使整个压平生产过程连续稳定、自动化程度高，有效降低现场工人劳动强度、提高压平精度、提高生产效率、消除安全隐患。

Description

一种智能化压平系统
技术领域
本发明涉及一种智能化压平系统，属于冶金设备技术领域。
背景技术
随着国民经济的快速发展，对宽厚板、尤其是高强度宽厚板在很多行业的应用越来越广泛，需求量越来越大，同时，很多领域内对所使用宽厚板的板型平整度的要求也愈加严格。然而，钢板在生产过程中在冷却、运输过程中会发生弯曲变形，导致产品达不到使用要求。而且，随着钢板厚度的增加，其在冷却、运输过程中会发生弯曲变形。故此，需在钢板出厂前对其进行矫直或压平处理。钢板的矫直过程，是多次反向弯曲的过程，矫直钢板所需的矫直力非常巨大。受矫直机矫直能力限制，热矫钢板厚度被限制在100mm以下，冷矫钢板厚度不超过40mm，能够用矫直设备矫直强度高的钢板厚度更低。矫直设备无法矫直的厚度大、强度高的钢板通常是采用钢板压平机进行压平处理，使其板型平整度达到使用要求。
通常，是根据所压平钢板弯曲程度及弯曲形状的不同选择在钢板的上方或者下方的不同位置放置垫板对钢板进行压平。当钢板弯曲位置较多时，需对钢板进行多次压平，故此需要多次放置垫板。然而，传统的压平机设备压平钢板时是依靠经验对钢板不平度进行测量，靠经验判断垫板放置位置后手工将垫板放到钢板下方或钢板上方，通过压头提供压力实现反弯。另外，在对钢板完成一次压平工序进行下一次压平时，垫板与钢板会发生粘连现象，致使取放垫板劳动强度增大。
综上所述，目前压平设备对钢板进行压平时存在人为因素大、劳动强度高、自动化程度低、生产效率低、安全隐患大等不足之处。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能化钢板压平系统，可使压平机压平钢板生产过程连续稳定、自动化操控，有效的降低工人劳动强度、提高生产效率，提高钢板压平精度。
本发明是这样实现的，如图1、图2所示，其特征是它包括有压平机7，前、后输送装置2、2’，前、后板形检测装置3、3’，前、后测距装置4、4’，前、后检测装置5、5’，前、后托辊装置6、6’，入、出口侧上垫板放置机器人8’、8”，左、右侧下垫板放置机器人9’、9”和智能上、下料天车1，其连接关系是：在压平机7的前后分别安装有前、后输送装置2、2’，其总长度分别大于钢板Ⅱ的总长度L的二倍；前、后板形检测装置3、3’分别安装在前、后输送装置2、2’中间上方；前测距装置4安装在前输送装置2的末端，其后方设置有前检测装置5，后测距装置4’安装在压平机7的后方，与后输送装置2’之间安装有后检测装置5’；前、后托辊装置6、6’分别安装在压平机工作台7.1的入口和出口侧，同时，在压平机的入、出口侧的机架7.4上分别安装有入、出口侧上垫板放置机器人8’、8”；压平机工作台7.1的左、右两侧分别安装有左、右侧下垫板放置机器人9’、9”；在生产线的上方安装有智能上、下料天车1。
所述前、后测距装置结构如图3所示，前、后测距装置4、4’结构相同，它包括有前、后测量辊4.1、4.1’，前、后测量辊编码器4.2、4.2’，前、后测量辊提升缸4.3、4.3’及前、后测量辊导向装置4.4、4.4’。
所述压平机结构如图4所示，它包括有压平机工作台7.1、压头7.2、工作缸7.3、机架7.4及行走小车7.5。
所述左、右侧下垫板放置机器人9’、9”结构完全相同，其结构是：如图6所示，包括有底座装置9.1、横移装置9.2、推送装置9.3、摆动装置9.4、电磁铁9.5。
所述底座装置9.1的结构如图7所示：安装在地基上的槽形的底座9.1.1的左右边的上面分别安装有左、右导轨9.1.2、9.1.2’，横移齿条9.1.3平行于导轨固定在底座9.1.1的左边上；
所述横移装置9.2的结构如图8、图9所示：安装板9.2.1下底面上左、右分别固定安装有分别与左、右导轨9.1.2、9.1.2’滑动配合的左、右滑块9.2.2、9.2.2’，横移减速电机9.2.4通过齿轮轴安装座9.2.5安装在安装板9.2.1上的安装孔9.2.3内，并与齿轮轴9.2.6相联接，齿轮轴9.2.6靠近齿轮一端的轴肩上先后设置有横移装置轴承9.2.7及横移装置隔环9.2.8，齿轮轴9.2.6穿过安装板9.2.1上的安装孔9.2.3与横移齿条9.1.3相啮合；横移装置轴套9.2.9设置于齿轮轴安装座9.2.5内；在安装板9.2.1上面还安装有推送装置安装座9.4.6；
所述推送装置9.3的构造如图10、图11所示：推送齿轮轴9.3.3通过左、右轴承座9.3.4、9.3.4’安装在安装板9.2.1上面，推送齿轮轴9.3.3通过左、右推送轴承9.3.5、9.3.5’支撑在左、右轴承座9.3.4、9.3.4’上，其左端与推送减速电机9.3.1联接，其中部的齿轮与推送齿条9.3.10相啮合，其右端设置有轴端挡板9.3.9；推送减速电机9.3.1与左推送轴承9.3.5中间设置有推送装置轴套9.3.2；左、右轴承座9.3.4、9.3.4’分别固定安装在安装座9.2.1上，左轴承座9.3.4的左、右端分别设置有安装透盖9.3.6和右透盖9.3.7’，右轴承座9.3.4’的左、右两端分别设置有右透盖9.3.7’和端盖9.3.8；
所述摆动装置9.4的构造如图12、图13所示：旋转轴9.4.7套装在套管9.4.8内，旋转轴9.4.7的左端依次通过左摆动轴承9.4.5、摆动装置轴套9.4.4和螺母9.4.3与摆动减速电机9.4.1连接，其右端依次通过右摆动轴承9.4.5’、摆动装置轴套9.4.9、锥齿轮轴9.4.11带动摆动轴臂9.4.15转动；套管9.4.8的左端依次安装有左摆动轴承9.4.5和安装座9.4.2，安装座9.4.2上固装有摆动减速电机9.4.1；套管9.4.8右端端部依次安装有右摆动轴承9.4.5’和透盖9.4.10，其外部安装有上、下摆动安装座9.4.13、9.4.13’，上、下摆动安装座9.4.13、9.4.13’上安装有上、下摆动装置隔套9.4.14、9.4.14’，套管9.4.8安装在摆动安装座9.4.6的中心孔内，其下端安装有推送齿条9.3.10；摆动轴臂9.4.15左端分别安装在上、下摆动装置隔套9.4.14、9.4.14’内，其锥齿轮与锥齿轮轴9.4.11的锥齿轮啮合，其右端安装有电磁铁9.5。
本发明的优点及积极效果是：整个压平过程连续稳定、自动化程度高，可有效降低现场工人劳动强度、提高压平精度、提高生产效率、消除安全隐患。
附图说明
图1：本发明结构主视图；
图2：本发明结构俯视图；
图3：前、后测距装置结构示意图；
图4：压平机结构示意图；
图5：本发明工作区间展示图；
图6：左、右侧下垫板放置机器人结构示意图；
图7：底座装置三维图；
图8：横移装置示意图、即图5中A-A剖视图；
图9：横移装置爆炸图；
图10：推送装置结构示意图、即图5中B-B剖视图；
图11：推送装置爆炸图；
图12：摆动装置剖视图、即图5中C-C剖视图；
图13：摆动装置爆炸图。
图中：
1-智能上、下料天车 2、2’-前、后输送装置
3、3’ -前、后板形检测装置 4、4’-前、后测距装置
5、5’ -前、后检测装置 6、6’-前、后托辊装置 7-压平机8’-入口侧上垫板放置机器人 8”-出口侧上垫板放置机器人
9’-左侧下垫板放置机器人 9”-右侧下垫板放置机器人
4.1、4.1’-前、后测量辊 4.2、4.2’-前、后测量辊编码器
4.3、4.3’-前、后测量辊提升缸 4.4、4.4’-前、后测量辊导向装置
7.1-压平机工作台 7.2-压头 7.3-工作缸 7.4-机架 7.5-行走小车
7.4.1、7.4.2-机架前左、右立柱 7.4.1’、7.4.2’-机架后左、右立柱
9.1-底座装置 9.2-横移装置 9.3-推送装置 9.4-摆动装置 9.5-电磁铁
9.1.1-底座 9.1.2、9.1.2’-左、右导轨 9.1.3-横移齿条 9.1.4-导轨压板
9.2.1-安装板 9.2.2、9.2.2’-左、右滑块 9.2.3-安装孔
9.2.4-横移减速电机 9.2.5-齿轮轴安装座 9.2.6-齿轮轴
9.2.7-横移装置轴承 9.2.8-横移装置隔环 9.2.9-横移装置轴套
9.3.1-推送减速电机 9.3.2-推送装置轴套 9.3.3-推送齿轮轴
9.3.4、9.3.4’-左、右轴承座 9.3.5、9.3.5’-左、右推送轴承
9.3.6-安装透盖 9.3.7、9.3.7’-左、右透盖 9.3.8-端盖
9.3.9-轴端挡板 9.3.10-推送齿条
9.4.1-摆动减速电机 9.4.2-安装座 9.4.3-螺母 9.4.4-摆动装置轴套 9.4.5、9.4.5’-左、右摆动轴承 9.4.6-摆动安装座 9.4.7- 旋转轴 9.4.8-套管 9.4.9-摆动装置轴套 9.4.10-透盖 9.4.11-锥齿轮 9.4.12-挡板 9.4.13、9.4.13’-上、下摆动安装座
9.4.14、9.4.14’-上、下摆动装置隔套 9.4.15-摆动轴臂 9.5-电磁铁
Ⅰ’-上垫板 Ⅰ”-下垫板 Ⅱ-钢板。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明作进一步详细说明：
在需要对钢板Ⅱ进压平作业时：
通过智能上、下料天车1将钢板Ⅱ从原料库吊运到前输送装置2上，在通过前输送装置2向压平机7输送钢板Ⅱ的过程中会经过前板形检测装置3，此时前板形检测装置3记录钢板Ⅱ的板形。
在钢板Ⅱ头部被输送到前检测装置5正下方时，前测距装置4的前测量辊4.1在前测量辊导向装置4.4的作用下被前测量辊提升缸4.3提升至与钢板Ⅱ接触，前测量辊4.1旋转的圈数m1被前测量辊编码器4.2记录。若前测量辊4.1的半径为R，则前测量辊4.1的周长为2πR，故钢板Ⅱ被向前输送的距离L=2m1πR。即钢板Ⅱ被前输送装置2输送的距离可通过前测距装置4监测。
待钢板Ⅱ被输送到需要压平位置后，前、后托辊装置6、6’ 提升至最高位，此时钢板Ⅱ被抬起，使钢板Ⅱ下表面与压平机工作台7.1上表面产生一定间隙。在出、入口侧上垫板放置机器人8’、8”和左、右侧下垫板放置机器人9’、9”的作用下将上垫板Ⅰ’和下垫板Ⅰ”放置到合适位置后，前、后托辊装置6、6’ 下降至最低位；待行走小车7.5调整好压头7.2的位置后，通过工作缸7.3带动压头7.2向下运动，实现对钢板Ⅱ的压平功能。
在对钢板Ⅱ完成一次压平动作后，通过工作缸7.3带动压头7.2向上运动，待通过出、入口侧上垫板放置机器人8’、8”将上垫板Ⅰ’收回后，前、后托辊装置6、6’ 提升至最高位将钢板Ⅱ托起，通过左、右侧下垫板放置机器人9’、9”收回下垫板Ⅰ”，待前、后托辊装置6、6’下降至最低位后，继续向前输送钢板Ⅱ，进行下一次压平动作，直至完成钢板Ⅱ所需的压平次数。
期间，在钢板Ⅱ头部被输送到后检测装置5’正下方时，后测距装置4’的后测量辊4.1’在后测量辊导向装置4.4’的作用下被后测量辊提升缸4.3’提升至与钢板Ⅱ接触，后测量辊4.1’旋转的圈数m2被后测量辊编码器4.2’记录。若后测量辊4.1’的半径为R，则后测量辊4.1’的周长为2πR，故钢板Ⅱ被向前输送的距离L=2m2πR。即钢板Ⅱ被后输送装置2输送的距离可通过后测距装置4’监测。
期间，待前检测装置5检测到钢板Ⅱ的尾部离开前检测装置5时，前测距装置4的前测量辊4.1在前测量辊导向装置4.4的作用下被前测量辊提升缸4.3下降至最低位，此时如果前测距装置4的前测量辊编码器4.2的旋转圈数为k，则钢板Ⅱ的总长度L =2kπR。
期间，待后检测装置5’检测到钢板Ⅱ的尾部离开后检测装置5’时，后测距装置4’的后测量辊4.1’在后测量辊导向装置4.4’的作用下被后测量辊提升缸4.3’下降至最低位。
在压平完成后的钢板Ⅱ被继续输送的过程中，钢板Ⅱ会经过后板形检测装置3’，此时压平后的钢板Ⅱ的板形会被后板形检测装置3’检测，如果检测钢板Ⅱ的板形不满足成品要求，通过后输送装置2’和前输送装置2反向输送钢板Ⅱ至前板形检测装置3左侧，之后对钢板Ⅱ重新压平，直到后板形检测装置3’检测到的钢板Ⅱ的板形满足成品要求为止。
最后，通过智能上、下料天车1将压平完成的钢板Ⅱ吊运至成品库。
其中，左、右侧下垫板放置机器人9’、9”放置下垫板Ⅰ”的功能是这样实现的：如图5所示，左、右侧下垫板放置机器人9’、9”分别安装在压平机工作台7.1的左、右两侧，其摆动装置4可放置于机架前、后立柱7.4.1、7.4.2与7.4.1’、7.4.2’之间，所述摆动装置4、电磁铁5和下垫板Ⅰ”收回后位于机架前、后立柱7.4.1、7.4.2与7.4.1’、7.4.2’之间的空间内。
所述电磁铁9.5在通电状态下具有一定磁性，在断电状态下无磁性。
当需要横移时，所述横移减速电机9.2.4旋转，带动所述齿轮轴9.2.6旋转，在所述齿轮轴9.2.6的齿轮与所述横移齿条9.1.3啮合作用下，通过带动所述齿轮轴安装座9.2.5及安装板9.2.1带动左、右滑块9.2.2、9.2.2’沿所述左、右导轨9.1.2、9.1.2’滑动，从而带动安装在其上的推送装置9.3、摆动装置9.4、电磁铁9.5和下垫板Ⅰ”移动。
在需要通过推送装置9.3调整下垫板Ⅰ”的位置时，推送减速电机9.3.1带动所述推送齿轮轴9.3.3旋转，所述推送齿轮轴9.3.3的齿轮与推送齿条9.3.10啮合，从而带动除摆动装置安装座9.4.6之外的摆动装置9.4的所有零部件沿所述旋转轴9.4.7的轴向移动，最终带动下垫板Ⅰ”移动。
在需要通过摆动装置9.4调整下垫板Ⅰ”的位置时，所述摆动减速电机9.4.1带动所述旋转轴9.4.7旋转，从而带动锥齿轮9.4.11转动。因所述锥齿轮9.4.11与所述摆动轴臂9.4.15上的锥齿轮啮合，所述摆动轴臂9.4.15会绕上、下摆动装置隔套9.4.14、9.4.14’的轴线转动，从而达到通过摆动装置9.4调整下垫板Ⅰ”的位置的目的。
通过调整横移装置9.2、推送装置9.3和摆动装置9.4将下垫板Ⅰ”以所需角度及位置放置完成后，电磁铁9.5断电，将本发明的左、右侧下垫板放置机器人9’、9”收回至机架前、后立柱7.4.1、7.4.2与7.4.1’、7.4.2’之间的空间内。
同理，在需要收回下垫板Ⅰ”时，也可通过横移装置9.2、推送装置9.3、摆动装置9.4的共同作用将电磁铁9.5移动到垫板Ⅲ所处的位置后，电磁铁9.5通电，再将下垫板Ⅰ”收回至压平机前、后立柱7.4.1、7.4.2与7.4.1’、7.4.2’之间的空间内。

Claims (1)

1.一种智能化压平系统，其特征是它包括有压平机（7），前、后输送装置（2、2’），前、后板形检测装置（3、3’），前、后测距装置（4、4’），前、后检测装置（5、5’），前、后托辊装置（6、6’），入、出口侧上垫板放置机器人（8’、8”），左、右侧下垫板放置机器人（9’、9”）和智能上、下料天车（1）；在压平机（7）的前后分别安装有前、后输送装置（2、2’），其长度分别大于钢板Ⅱ的总长度L的二倍；前、后板形检测装置（3、3’）分别安装在前、后输送装置（2、2’）中间上方；前测距装置（4）安装在前输送装置（2）的末端，其后方设置有前检测装置（5），后测距装置（4’）安装在压平机（7）的后方，与后输送装置（2’）之间安装有后检测装置（5’）；前、后托辊装置（6、6’）分别安装在压平机工作台（7.1）的入口和出口侧；在压平机的入、出口侧的机架（7.4）上分别安装有入、出口侧上垫板放置机器人（8’、8”）；压平机工作台（7.1）的左、右两侧分别安装有左、右侧下垫板放置机器人（9’、9”）；在生产线的上方安装有智能上、下料天车（1）；所述的左、右侧下垫板放置机器人（9’、9”），其特征是：它包括有底座装置（9.1）、横移装置（9.2）、推送装置（9.3）、摆动装置（9.4）、电磁铁（9.5）；所述底座装置（9.1）的结构是：安装在地基上的槽形的底座（9.1.1）的左右边的上面分别安装有左、右导轨（9.1.2、9.1.2’），横移齿条（9.1.3）平行于导轨固定在底座（9.1.1）的左边上；所述横移装置（9.2）的结构是：安装板（9.2.1）下底面上左、右分别固定安装有分别与左、右导轨（9.1.2、9.1.2’）滑动配合的左、右滑块（9.2.2、9.2.2’），横移减速电机（9.2.4）通过齿轮轴安装座（9.2.5）安装在安装板（9.2.1）上的安装孔（9.2.3）内，并与齿轮轴（9.2.6）相联接，齿轮轴（9.2.6）穿过安装板（9.2.1）上的安装孔（9.2.3）与横移齿条（9.1.3）相啮合；在安装板（9.2.1）上面还安装有推送装置安装座（9.4.6）；所述推送装置（9.3）的结构是：推送齿轮轴（9.3.3）通过左、右轴承座（9.3.4、9.3.4’）安装在安装板（9.2.1）上面，推送齿轮轴（9.3.3）通过左、右推送轴承（9.3.5、9.3.5’）支撑在左、右轴承座（9.3.4、9.3.4’）上，其左端与推送减速电机（9.3.1）联接，其中部的齿轮与推送齿条（9.3.10）相啮合；左、右轴承座（9.3.4、9.3.4’）分别固定安装在安装板（9.2.1）上；所述摆动装置（9.4）的结构是：旋转轴（9.4.7）套装在套管（9.4.8）内，旋转轴（9.4.7）的左端依次与摆动减速电机（9.4.1）连接，其右端依次安装有右摆动轴承（9.4.5’）、摆动装置轴套（9.4.9）、锥齿轮轴（9.4.11）带动摆动轴臂（9.4.15）转动；摆动轴臂（9.4.15）左侧的轴端分别安装在上、下摆动装置隔套（9.4.14、9.4.14’）内，右端安装有电磁铁（9.5）。
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