CN112439808A - 无抓手式全自动废边卷球机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无抓手式全自动废边卷球机，包括关节导板（6）、活动侧大盘（10）、活动侧转盘油缸（11）和固定侧大盘（13）；关节导板设在机架内，活动侧大盘通过活动侧大盘油缸装在机架上，固定侧大盘装在机架上；机架入料口与料仓出料口对接，芯轴中心与推板中心位于同一水平高度，使废边丝端部通过推板直接推送到芯轴中轴线上；芯轴一端贯穿固定侧大盘后插入机架并将废边丝压在活动侧大盘上，活动侧大盘与芯轴同步转动，使废边丝绕置在芯轴上。本发明能将废边丝直接卷在芯轴上，取消了机械手抓取的结构和操作，解决了机械手损坏频繁且抓取能力差的问题，避免了大量的人机结合作业，提高了生产的安全风险和效率。

Description

无抓手式全自动废边卷球机

技术领域

本发明涉及一种冷轧废边处理设备，尤其涉及一种无抓手式全自动废边卷球机。

背景技术

连续退火机组具有自动化、高速化和连续化的特点，主要用于生产高档汽车板等，为实现客户所要求的带钢宽度，机组在平整机后布置了一台圆盘剪用于按所需要求剪边，带钢剪边后通过废边卷球机收集废边丝。现有技术的废边卷球机收集废边丝的技术方案为：

1、通过人工方式将废边丝挂在心轴上开始卷曲；该方案危险性大，工作效率低，在实际生产中极少采用。

2、通过机械手或机器人将废边丝抓取并拉至心轴部位，在心轴往前卡住废边丝后开始卷曲。其主要步骤为：

请参见附图1，剪除的废边丝沿箭头方向通过重力落入废边丝料仓100中，待堆积达到一定程度，前推板油缸200推动前推板300将废边丝向前推出废边丝料仓100进入抓取区域。进而，机械手420在原始等待位伸出到抓取位置410抓取废边丝后再回到原始位。废边卷球机进而通过卷轴700的旋转将掉落其上的废边丝卷曲成球，通过边丝压辊600的自重挤压确保废边球810卷曲密实。待卷曲达到废边球810设定的直径后，卷轴700抽出，剪刀500将连续的的废边丝剪断，原以卷轴700为中心卷好的废边球810将由于自重滚落，掉在处于等待位置的运输小车900中。卷扬此时开始转动，将钢丝绳120往上拉，进而带动运输小车900到卸卷位置，进而将废边球810抛入废料小车140中。此后运输小车900随卷扬130翻转带动钢丝绳120下移回到原始位，运输小车900的末端和卷球机本体上的机械止档110接触后到达等待位，然后开始新一次的卷球过程。

机械手的动作是通过齿轮马达带动齿轮驱动机械手下方的齿条，进而将旋转运动转化为直线运动；在抓取过程中，通过油缸的动作实现机械手抓取装置闭合或打开进而实现废边丝的抓取和松开。但是，针对厚料和高强钢，机械手存在抓不动和容易损坏的现象，成为机组高强钢和厚料扩展的瓶颈。此外，由于边丝掉落轨迹的不确定性，机械手抓不到、剪不断和机械手故障率高等共性问题造成的异常作业仍困扰着设备的安全运行，造成了大量的人机结合作业，存在较大的安全隐患；该问题在各主流钢厂中成为了共性的问题。

在现有技术中，有些卷球机取消了常规的机械手结构，通过采用六轴机器人替代机械手来增加抓取的范围和提高抓取力，并对多条退火、镀锌和精整机组的废边卷球机均进行了局部改造，但机器人故障率非常高，效果不理想，且机器人的维护等成本非常高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无抓手式全自动废边卷球机，能将废边丝直接卷在芯轴上，取消了机械手抓取的结构和操作，解决了机械手损坏频繁且抓取能力差的问题，避免了大量的人机结合作业，提高了生产的安全风险和效率。

本发明是这样实现的：

一种无抓手式全自动废边卷球机，包括圆盘剪、废边丝、料仓、推板油缸、推板、芯轴、压辊、压辊油缸和机架；圆盘剪设置在料仓的上方，废边丝通过圆盘剪剪除后下落到料仓的底部，推板通过设置在料仓底部的推板油缸推送废边丝；芯轴的一端通过芯轴移动油缸插入在机架内，压辊通过压辊油缸设置在芯轴的上方；料仓与机架之间设有剪刀，剪刀油缸驱动剪刀的上剪刃和下剪刃；

所述的无抓手式全自动废边卷球机还包括关节导板、活动侧大盘、活动侧转盘油缸和固定侧大盘；关节导板设置在机架内并位于芯轴的下方，活动侧大盘通过活动侧大盘油缸安装在机架一端，固定侧大盘安装在机架另一端并与活动侧大盘相对设置；机架的入料口与料仓的出料口对接，且芯轴的中心与推板的中心位于同一水平高度，使废边丝端部通过推板直接推送到芯轴的中轴线上；芯轴的一端同轴贯穿固定侧大盘后插入机架并将废边丝压紧在活动侧大盘的中心处，活动侧大盘与芯轴同轴设置且能同步转动，并使废边丝绕置在芯轴上。

所述的关节导板包括大臂、大臂转轴、小臂、小臂转轴和小臂动作油缸；小臂的内端通过小臂转轴与大臂的内端连接，小臂动作油缸安装在大臂的底部，小臂动作油缸的输出轴与小臂的内端连接并驱动小臂绕小臂转轴转动；大臂的外端通过大臂转轴安装在机架的外部，大臂绕大臂转轴转动。

所述的大臂的内端开设限位槽，小臂的内端设有匹配插入在限位槽内的延伸部，小臂带动延伸部在限位槽内转动。

所述的延伸部在限位槽转动到低位，且大臂通过大臂转轴转动到高位时，大臂与小臂形成抓料位L形导板。

所述的延伸部在限位槽转动到低位，且大臂通过大臂转轴转动到低位时，大臂与小臂形成卷曲位V形导板。

所述的延伸部在限位槽转动到高位，且大臂通过大臂转轴转动到低位时，大臂与小臂形成卸卷位一字形导板。

所述的芯轴位于机架内的一端端部设有安装槽，抓料端头通过安装端的凸台匹配插接在芯轴的安装槽上并固定，抓料端头与芯轴同轴连接且同步转动，抓料端头的抓料端与活动侧大盘的中心接触。

所述的抓料端头的抓料端设有抓料槽，抓料槽呈十字形结构。

所述的芯轴为一端直径大、另一端直径小的锥形结构，芯轴靠近活动侧大盘的一端为小口径端，芯轴靠近固定侧大盘的一端为大口径端。

本发明将推板中心与芯轴中心设置在同一高度，使废边丝能直接卷在芯轴上，并通过芯轴上抓料端头的十字形抓料槽配合抓料，能更好的定位和抓取芯轴端头，实现了机械手抓取结构和操作的取消，解决了传统机械手损坏频繁且抓取能力差的问题；本发明通过对关节导板在抓料、卷曲和卸卷工作位的结构变化的自动化控制，能配合抓料、卷曲、卸卷的生产节奏，并通过活动侧大盘和固定侧大盘承托废边卷，为高强钢和厚料的扩展提供了技术保障，可实现任何规格的带钢剪边作业，同时也避免了大量的人机结合作业，提高了生产的安全风险和效率。

附图说明

图1是现有技术的废边卷球机的工作原理图；

图2是本发明无抓手式全自动废边卷球机的主视图；

图3是本发明无抓手式全自动废边卷球机的抓料位侧视图；

图4是本发明无抓手式全自动废边卷球机的卷曲位侧视图；

图5是本发明无抓手式全自动废边卷球机中关节导板的主视图；

图6是本发明无抓手式全自动废边卷球机中关节导板在抓料位的工作状态图；

图7是本发明无抓手式全自动废边卷球机中关节导板在卷曲位的工作状态图；

图8是本发明无抓手式全自动废边卷球机中关节导板在卸卷位的工作状态图；

图9是本发明无抓手式全自动废边卷球机中抓料端头的剖视图；

图10是本发明无抓手式全自动废边卷球机中抓料端头的侧视图。

图中，100废边丝料仓，200前推板油缸，300前推板，410抓取位置，420机械手，500剪刀，600边丝压辊，700卷轴，810废边球，900运输小球，110机械止档，120钢丝绳，130卷扬，140废料小车，1圆盘剪，2废边丝，21废边卷，3料仓，4推板油缸，5推板，6关节导板，61大臂，62大臂转轴，63小臂，64小臂转轴，65小臂动作油缸，66限位槽，67延伸部，7芯轴，71芯轴移动油缸，72抓料端头，73凸台，74抓料槽，8压辊，9压辊油缸，10活动侧大盘，11活动侧大盘油缸，12机架，13固定侧大盘，14剪刀，141上剪刃，142下剪刃，15剪刀油缸。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参见附图2，一种无抓手式全自动废边卷球机，包括圆盘剪1、废边丝2、料仓3、推板油缸4、推板5、芯轴7、压辊8、压辊油缸9和机架12；圆盘剪1设置在料仓3的上方，废边丝2通过圆盘剪1剪除后下落到料仓3的底部，推板5通过设置在料仓3的底部的推板油缸4推送废边丝2的端部；芯轴7的一端通过芯轴移动油缸71插入在机架12内，压辊8通过压辊油缸9设置在芯轴7的上方；料仓3与机架12之间设有剪刀14，剪刀油缸15驱动剪刀14的上剪刃14和下剪刃142。

请参见附图2至附图4，所述的无抓手式全自动废边卷球机还包括关节导板6、活动侧大盘10、活动侧转盘油缸11和固定侧大盘13；关节导板6设置在机架12内并位于芯轴7的下方，活动侧大盘10通过活动侧大盘油缸11安装在机架12一端，固定侧大盘13安装在机架12另一端并与活动侧大盘10相对设置；机架12的入料口与料仓3的出料口对接，且芯轴7的中心与推板5的中心位于同一水平高度，使废边丝2端部通过推板5直接推送到芯轴7的中轴线上；芯轴7的一端同轴贯穿固定侧大盘13后插入机架12并将废边丝2压紧在活动侧大盘10的中心处，活动侧大盘10与芯轴7同轴设置且能同步转动，并使废边丝2绕置在芯轴7上。

请参见附图5，所述的关节导板6包括大臂61、大臂转轴62、小臂63、小臂转轴64和小臂动作油缸65；小臂63的内端通过小臂转轴64与大臂61的内端连接，小臂动作油缸65安装在大臂61的底部，小臂动作油缸65的输出轴与小臂63的内端连接并驱动小臂63绕小臂转轴64转动；大臂61的外端通过大臂转轴62经大臂动作油缸安装在机架12的外部，大臂转轴62位于机架12的入料口下方，大臂动作油缸驱动大臂61绕大臂转轴62转动，可通过大臂61和小臂63的相对转动形成不同的夹角，达到辅助抓料、卷曲和卸卷的目的。

所述的大臂61的内端开设限位槽66，小臂63的内端设有匹配插入在限位槽66内的延伸部67，小臂63带动延伸部67在限位槽66内转动，可用于限制小臂63的转动幅度。

请参见附图6，所述的延伸部67在限位槽66转动到低位，且大臂61通过大臂转轴62转动到高位时，大臂61与小臂63形成抓料位L形导板，此时，大臂61和小臂63贴合在芯轴7表面，保持芯轴7在抓料时的同轴度和稳定性。

请参见附图7，所述的延伸部67在限位槽66转动到低位，且大臂61通过大臂转轴62转动到低位时，大臂61与小臂63形成卷曲位V形导板，此时，大臂61和小臂63贴合在由废边丝2在芯轴7上卷成的废边卷21表面，可对废边卷21有一定的承托作用，便于废边丝2的卷制。

请参见附图8，所述的延伸部67在限位槽66转动到高位，且大臂61通过大臂转轴62转动到低位时，大臂61与小臂63形成卸卷位一字形导板，此时，大臂61和小臂63表面形成平面使废边卷21沿该平面滑落并从机架12的出料口落入运输小车中，完成卸料。

请参见附图9，所述的芯轴7位于机架12内的一端端部设有安装槽，抓料端头72通过安装端的凸台73匹配插接在芯轴7的安装槽上，并通过螺栓固定，抓料端头72与芯轴7同轴连接且同步转动，抓料端头72的抓料端与活动侧大盘10的中心接触，便于更换抓料端头72，避免芯轴7头部磨损后整根芯轴7报废，节约维护成本。

请参见附图10，所述的抓料端头72的抓料端设有抓料槽74，抓料槽74呈十字形结构，更便于对废边丝2的端部的抓取。

所述的芯轴7为一端直径大、另一端直径小的锥形结构，芯轴7靠近活动侧大盘10的一端为小口径端，芯轴7靠近固定侧大盘13的一端为大口径端，有利于带动废边丝2卷制在芯轴7上。

本发明的工作过程为：带钢通过机组工作侧和传动侧的双塔圆盘剪1剪切，从带钢边部剪除的废边丝2直接掉落在料仓3底部并进行堆积；通过推板油缸4驱动推板5将废边丝2直接推送到关节导板6处，位于芯轴7的前方；在L形关节导板6内，芯轴7通过芯轴移动油缸71半伸出在机架12内，压辊8通过压辊气缸9压下，进而将废边丝2聚拢到L形关节导板6限定的空间内。由于推板5的中心和芯轴7的中心位于同一水平面内，使废边丝2能够直接被推到芯轴7的中轴线部位；通过现有技术的控制设备控制关节导板6的大臂61和小臂63的转动，在废边丝2的抓取位形成L形关节导板6可以起到聚拢废边丝2的作用，便于芯轴7上抓取端头72的直接抓取，且抓取端头72的头部采用十字形的抓料槽74，可以直接抓取废边丝2进而有利于使废边丝2缠绕在芯轴7上。

卷球机完成自动抓料后，关节导板6的大臂61打开，即大臂61通过大臂转轴62经大臂动作油缸控制转动到低位，形成V形关节导板6，给芯轴7足够的空间用于容纳较大直径的废边卷21，优选的，V形关节导板6能容纳的废边卷21的最大直径为900mm。废边卷21卷制在活动侧大盘10和固定侧大盘13之间，活动侧大盘10和固定侧大盘13具有良好的耐磨性能，适用于高强刚的卷曲。

在自动卷曲完成后，芯轴7沿相反方向抽出，废边卷21悬空，进而通过活动侧大盘油缸11驱动活动侧大盘10往远离废边卷21方向移动，使废边卷21失去承托，同时，关节导板6的小臂63打开，即小臂63通过小臂转轴64经小臂动作油缸65控制转动到低位，延伸部67在限位槽66转动到高位，且大臂61通过大臂转轴62保持在低位，形成一字形的关节导板6，在重力作用下废边卷21沿一字形的关节导板6经机架12的出料口掉入运输小车中。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，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 (9)

1.一种无抓手式全自动废边卷球机，包括圆盘剪（1）、废边丝（2）、料仓（3）、推板油缸（4）、推板（5）、芯轴（7）、压辊（8）、压辊油缸（9）和机架（12）；圆盘剪（1）设置在料仓（3）的上方，废边丝（2）通过圆盘剪（1）剪除后下落到料仓（3）的底部，推板（5）通过设置在料仓（3）底部的推板油缸（4）推送废边丝（2）；芯轴（7）的一端通过芯轴移动油缸（71）插入在机架（12）内，压辊（8）通过压辊油缸（9）设置在芯轴（7）的上方；料仓（3）与机架（12）之间设有剪刀（14），剪刀油缸（15）驱动剪刀（14）的上剪刃（14）和下剪刃（142）；

其特征是：所述的无抓手式全自动废边卷球机还包括关节导板（6）、活动侧大盘（10）、活动侧转盘油缸（11）和固定侧大盘（13）；关节导板（6）设置在机架（12）内并位于芯轴（7）的下方，活动侧大盘（10）通过活动侧大盘油缸（11）安装在机架（12）一端，固定侧大盘（13）安装在机架（12）另一端并与活动侧大盘（10）相对设置；机架（12）的入料口与料仓（3）的出料口对接，且芯轴（7）的中心与推板（5）的中心位于同一水平高度，使废边丝（2）端部通过推板（5）直接推送到芯轴（7）的中轴线上；芯轴（7）的一端同轴贯穿固定侧大盘（13）后插入机架（12）并将废边丝（2）压紧在活动侧大盘（10）的中心处，活动侧大盘（10）与芯轴（7）同轴设置且能同步转动，并使废边丝（2）绕置在芯轴（7）上。

2.根据权利要求1所述的无抓手式全自动废边卷球机，其特征是：所述的关节导板（6）包括大臂（61）、大臂转轴（62）、小臂（63）、小臂转轴（64）和小臂动作油缸（65）；小臂（63）的内端通过小臂转轴（64）与大臂（61）的内端连接，小臂动作油缸（65）安装在大臂（61）的底部，小臂动作油缸（65）的输出轴与小臂（63）的内端连接并驱动小臂（63）绕小臂转轴（64）转动；大臂（61）的外端通过大臂转轴（62）安装在机架（12）的外部，大臂（61）绕大臂转轴（62）转动。

3.根据权利要求2所述的无抓手式全自动废边卷球机，其特征是：所述的大臂（61）的内端开设限位槽（66），小臂（63）的内端设有匹配插入在限位槽（66）内的延伸部（67），小臂（63）带动延伸部（67）在限位槽（66）内转动。

4.根据权利要求3所述的无抓手式全自动废边卷球机，其特征是：所述的延伸部（67）在限位槽（66）转动到低位，且大臂（61）通过大臂转轴（62）转动到高位时，大臂（61）与小臂（63）形成抓料位L形导板。

5.根据权利要求3所述的无抓手式全自动废边卷球机，其特征是：所述的延伸部（67）在限位槽（66）转动到低位，且大臂（61）通过大臂转轴（62）转动到低位时，大臂（61）与小臂（63）形成卷曲位V形导板。

6.根据权利要求3所述的无抓手式全自动废边卷球机，其特征是：所述的延伸部（67）在限位槽（66）转动到高位，且大臂（61）通过大臂转轴（62）转动到低位时，大臂（61）与小臂（63）形成卸卷位一字形导板。

7.根据权利要求1所述的无抓手式全自动废边卷球机，其特征是：所述的芯轴（7）位于机架（12）内的一端端部设有安装槽，抓料端头（72）通过安装端的凸台（73）匹配插接在芯轴（7）的安装槽上并固定，抓料端头（72）与芯轴（7）同轴连接且同步转动，抓料端头（72）的抓料端与活动侧大盘（10）的中心接触。

8.根据权利要求1或7所述的无抓手式全自动废边卷球机，其特征是：所述的抓料端头（72）的抓料端设有抓料槽（74），抓料槽（74）呈十字形结构。

9.根据权利要求1或7所述的无抓手式全自动废边卷球机，其特征是：所述的芯轴（7）为一端直径大、另一端直径小的锥形结构，芯轴（7）靠近活动侧大盘（10）的一端为小口径端，芯轴（7）靠近固定侧大盘（13）的一端为大口径端。

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