CN111482814B - 一种自动追踪式的连续圆钢后处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动追踪式的连续圆钢后处理装置，包括主动轮、从动轮、第一工位、第二工位、第三工位，所述圆钢支撑在主动轮和从动轮之间并被推动前进，第一、二、三工位顺次布置在圆钢侧方；所述第一工位上顺次设置多个剥皮机构，所述第二工位设置追踪切割机构，所述第三工位上设置追踪打磨机构；所述剥皮机构采用摩擦盘作用于旋转前进的圆钢表面对圆钢表面磨削；所述追踪切割机构采用随圆钢同步前进的活动设置实现在圆钢前进时完成切割；追踪打磨机构采用随圆钢同步前进的活动设置，再采用砂轮在圆钢前进时对切割边缘打磨。可以实现圆钢后处理的追踪性、实时性、集成性。

Description

一种自动追踪式的连续圆钢后处理装置

技术领域

本发明涉及对圆形零件包括圆钢、圆管的后处理处理装置，所述的后处理包括剥皮、定长切割、切边打磨、贴标签。

背景技术

钢材生产企业的生产流程可以分为线上生产和线下处理。其中线上生产主要由自动化设备完成，而线下处理往往是分工序的半自动化过程。线下处理的自动化程度低、效率低，这是由于客户的需求多变造成的。不同客户的需求不同，这就要求钢材企业能够制造出不同长度、不同直径、不同表面处理的钢材。为了应对这种变化的需求，钢材企业的线下处理往往是分工序、分步进行，这其中会耗费了大量的人力物力，但产能确仍然较低。这不仅提高了生产成本，降低了产能，也限制了企业的发展。

公告号CN110842297A公开了一种圆钢切割装置，包括限位支架、连接支架、伸缩机构Ⅰ、装夹机构、切割支架、定位机构、动力机构、传动机构、凸轮机构和切割机构，可以将多个圆钢并排放置，插入限位支架和切割支架之间，装夹机构对多个圆钢进行装夹，伸缩机构Ⅰ推动装夹机构进行运动，装夹机构带动多个圆钢一起进行切割机构，当圆钢伸出指定长度时，装夹机构挤压定位机构，定位机构推动动力机构上的动力接通，动力机构驱动传动机构和凸轮机构进行运动，凸轮机构驱动切割机构进行运动，切割机构将多个圆钢进行切割，装夹机构松开多个圆钢，向后侧进行运动，在进行装夹，重复运动完成高效连续的对多个圆钢同时切割。该装置仍然有送料这一工序，在送料过程中是不能切割的，其实质仍不属于连续定长切割，无法完成对一根圆钢进行定长连续切割。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够处理不同规格钢材的自动化方法，能够实现智能剥皮、追踪式切割、打磨去毛刺、贴标签等自动化作业。

本发明的技术方案为：一种自动追踪式的连续圆钢后处理装置，包括主动轮、从动轮、第一工位、第二工位、第三工位，所述圆钢支撑在主动轮和从动轮之间并被推动前进，第一、二、三工位顺次布置在圆钢侧方；所述第一工位上顺次设置多个剥皮机构，所述第二工位设置追踪切割机构，所述第三工位上设置追踪打磨机构；所述剥皮机构采用摩擦盘作用于旋转前进的圆钢表面对圆钢表面磨削；所述追踪切割机构采用随圆钢同步前进的活动设置实现在圆钢前进时完成切割；所述追踪打磨机构采用随圆钢同步前进的活动设置，再采用砂轮在圆钢前进时对切割边缘打磨。

优选地，所述主动轮和从动轮间隔设置，并在二者间隙下方设置输送带用于输送切割碎屑、打磨碎屑。

优选地，所述剥皮机构的所述摩擦盘设置在传动轴的前端，所述传动轴连接辅助动力机构实现轴向进退，以此沿圆钢的径向控制所述摩擦盘的进退；所述传动轴连接旋转动力机构实现轴向自旋转，以此带动所述摩擦盘旋转。

优选地，所述传动轴的前端设置固定盘，所述摩擦盘设置在固定盘上，且二者之间设置压力传感器用于感应圆钢对所述摩擦盘的反压力。

优选地，所述追踪切割机构包括第一机械臂、切割盘，切割盘安装在第一机械臂上，第一机械臂设置在第一轨道上与所述圆钢做同步移动。

优选地，所述追踪打磨机构包括第二机械臂，所述砂轮安装在所述第二机械臂上，第二机械臂设置在第二轨道上与所述圆钢做同步移动。

进一步地，所述砂轮端面设置吸盘用于吸附标签，在砂轮打磨结束后还可以给圆钢贴标签。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明可以实现圆钢后处理(包括定长切割)的追踪性、实时性、集成性。在机器视觉的辅助下，由于剥皮机构中摩擦盘安装角度的特殊性以及压力传感器的作用，使得圆钢剥皮过程恰到好处，防止出现圆钢异常卡住时被磨削过量的现象。同时，由于第二工位第三工位中均设置了滑轨，在视觉数据的匹配下，实现了切割、打磨去毛刺、贴标签的追踪性和实时性，既可以实现不同长度的切割，又可以在圆钢不停滞的状态下作业，极大的提高了生产效率。

附图说明

图1为自动追踪式连续圆钢后处理装置的俯视图；

图2为自动追踪式连续圆钢后处理装置的立体图；

图3为自动追踪式连续圆钢后处理装置的侧视图；

图4为智能剥皮机构的立体示意图；

图5为摩擦盘组的结构图；

图6为智能剥皮机构的工作示意图；

图7为第二工位和第三工位的结构示意图；

图8为追踪切割机构的工作示意图；

图9为追打磨机构的工作示意图；

图10为砂轮和吸盘的结构示意图；

1第1工位、2第2工位、3第3工位、4剥皮机构、5追踪切割机构、6追踪打磨机构、7电子视觉系统(市购)、8底座、9圆钢、10主动轮、11从动轮、12输送带、13辅助动力机构、14旋转动力机构、15摩擦盘组、16动力装置、17推动杆、18动力装置、19动力转换装置、20传动轴、21固定盘、22压力传感器、23摩擦盘、24第一滑轨、25第一机械臂、26切割盘、27第二滑轨、28第二机械臂、29砂轮、30吸盘。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明设计了一种圆钢后处理装置，如图1至图10所示，为本发明的较佳实例。

自动追踪式圆钢后处理装置，空间上包含三个工位：第1工位，第2工位、第3工位，如图1所示。结构上包括基座、剥皮机构4、追踪切割机构5、追踪打磨机构6和电子视觉系统7，如图2所示。其中基座包括底座8、主动轮10、从动轮11、输送带12。剥皮机构4包括辅助动力机构13、旋转动力机构14、摩擦盘组15，如图3-5所示。追踪切割机构5包括第一滑轨24、第一机械臂25、切割盘26，第一机械臂25直接控制切割盘26的启停，如图7、8所示。追踪打磨系统6包括第二滑轨27、第二机械臂28、砂轮29、吸盘30，如图9、10所示。

本发明的关键在于：

(1)电子视觉系统7可以实时定位圆钢9的位置，并检测圆钢9的前进速度、旋转速度，为其他联动系统提供实时准确的圆钢定位信号。

(2)剥皮机构是智能设计的，摩擦盘组15中设置有压力传感器22，可以实时探测摩擦盘与圆钢的挤压力，防止磨削过量，始终让二者的磨削压力保持在域值内，过大或过小都会引导传动轴20的进退。另外，传动轴20具有圆钢径向朝向，摩擦盘23的大圆盘面与传动轴垂直，这实现了大圆盘面对圆钢9最大接触式磨削，平衡了挤压力，最大化保证了磨削的均匀度。

(3)追踪切割机构5和追踪打磨机构6结构中的机械臂均安装在对应的滑轨上，滑轨可以实现机械臂的往复变速运动，且滑轨布置方向与圆钢9的前进方向一致。这就保证了机械臂可以根据圆钢9的位置信号实时变速匹配位置变化，保证了切割盘26和砂轮29以及吸盘30在作业过程中与圆盘9切缝的相对位置不变。同时，由于追踪切割机构的运行速度可调，可以选择不同的切断长度。

本发明的工作原理为：首先，电子视觉系统7实时检测圆钢9的位置、形态、前进速度、旋转速度，并将信号传递给各工位的控制系统。然后，第1工位的智能剥皮机构4根据信号参数，控制辅助动力机构13和旋转动力机构14给予摩擦盘23适当的磨削参数，保证磨削机构匹配参数合理作业，同时由于摩擦盘23的特殊安装角度以及背部传感器的作用，最大化地防止了磨削过量。其次，第2工位的追踪切割机构5的控制系统控制第一机械臂25在第一滑轨24上以实时匹配圆钢9前进的速度运行，保证切割盘26与圆钢9刀口的相对位置不变，这实现了圆钢9在不停机状态下的切割，提升效率。由于机械臂可以移动，因此切割前可根据需要选择任意切割长度。再次，追踪打磨系统接收并分析圆钢的定位信号，通过第二机械臂的辅助，实现了毛刺边的打磨和标签的黏合，这也是在不停机的状态中进行的。

本发明的实施例如图6至图9所示。当圆钢9放入起始工位后，电子视觉系统7对圆钢9的信息进行捕捉分析。之后，基座8上的主动轮10开始运转，由于主动轮的特殊安装角度，使得圆钢9在主动轮10与支撑轮11上侧既做旋转运动又做前行运动。当圆钢9进入第1工位时，智能剥皮机构4在信号的控制下开始作业，具体的，辅助动力机构13将旋转动力机构14和摩擦盘组15推出，摩擦盘23在旋转过程中逐渐靠近圆钢9并开始剥皮磨削。摩擦盘的安装角度和压力传感器防止了磨削过量。经过第1工位作业后的圆钢9继续前进，进入第2工位。此时追踪切割机构5在控制系统和电子视觉系统的作用下，选定需求的切割长度，锁定切割位置，第一滑轨24驱动第一机械臂25带动切割盘26准确切割该位置，切割过程中第一机械臂25与圆盘均在前进运行，但二者相对位置保持不变。经过第2工位作业后的圆钢进入第3工位，同理，第二机械臂末端的砂轮29对毛刺边进行同步追踪打磨，之后吸盘30吸取标签黏附于圆钢9的端面。至此，工序完成。

尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自动追踪式的连续圆钢后处理装置，其特征在于：包括主动轮(10)、从动轮(11)、第一工位(1)、第二工位(2)、第三工位(3)，所述圆钢(9)支撑在主动轮(10)和从动轮(11)之间并被推动前进，第一、二、三工位顺次布置在圆钢侧方；

所述第一工位(1)上顺次设置多个剥皮机构(4)，所述第二工位(2)上设置追踪切割机构(5)，所述第三工位(3)上设置追踪打磨机构(6)；

所述剥皮机构采用摩擦盘(23)作用于旋转前进的圆钢表面对圆钢表面磨削，所述剥皮机构(4)的所述摩擦盘(23)设置在传动轴(20)的前端，所述传动轴(20)连接辅助动力机构(13)实现轴向进退，以此沿圆钢的径向控制所述摩擦盘(23)的进退；所述传动轴(20)连接旋转动力机构(14)实现轴向自旋转，以此带动所述摩擦盘(23)旋转；

所述追踪切割机构采用随圆钢同步前进的活动设置实现在圆钢前进时完成切割；

所述追踪打磨机构采用随圆钢同步前进的活动设置，再采用砂轮(29)在圆钢前进时对切割边缘打磨。

2.根据权利要求1所述的自动追踪式的连续圆钢后处理装置，其特征在于：所述主动轮(10)和从动轮(11)间隔设置，并在二者间隙下方设置输送带(12)用于输送碎屑。

3.根据权利要求1所述的自动追踪式的连续圆钢后处理装置，其特征在于：所述传动轴(20)的前端设置固定盘(21)，所述摩擦盘(23)设置在固定盘(21)上，且二者之间设置压力传感器(22)用于感应圆钢(9)对所述摩擦盘(23)的反压力。

4.根据权利要求1所述的自动追踪式的连续圆钢后处理装置，其特征在于：所述追踪切割机构(5)包括第一机械臂(25)、切割盘(26)，切割盘(26)安装在第一机械臂(25)上，第一机械臂(25)设置在第一轨道(24)上与所述圆钢做同步移动。

5.根据权利要求1所述的自动追踪式的连续圆钢后处理装置，其特征在于：所述追踪打磨机构(6)包括第二机械臂(28)，所述砂轮(29)安装在所述第二机械臂(28)上，第二机械臂(28)设置在第二轨道(27)上与所述圆钢做同步移动。

6.根据权利要求1所述的自动追踪式的连续圆钢后处理装置，其特征在于：所述砂轮(29)端面设置吸盘(30)用于吸附标签，在砂轮(29)打磨结束后给圆钢贴标签。

7.根据权利要求1所述的自动追踪式的连续圆钢后处理装置，其特征在于：沿着所述主动轮(10)和从动轮(11)组成的圆钢输送轨迹设置监控电子眼(7)。

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