CN112975665A - 基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置，包括支撑座、托辊、上表面修磨机构、下表面修磨机构、板坯修磨组、翻转机构和缺陷识别控制系统；所述上表面修磨机构设置在支撑座一侧左右两端的上部之间，所述下表面修磨机构设置在支撑座中部，所述托辊均匀布置在支撑座和下表面修磨机构内部两侧之间，所述翻转机构设置在下表面修磨机构外侧，所述板坯修磨组分布在上表面修磨机构和下表面修磨机构内部的下侧；所述缺陷识别控制系统设置在上、下表面修磨机构内部。本发明可使修磨轮自动运动至板坯任意有缺陷的部位进行修磨；同时可省去以往双面修磨需要翻转板坯的步骤，提高修磨效率和质量，对不同宽度板坯上下表面实现全覆盖修磨。

Description

基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置。

背景技术

随着冶金行业对板带材表面质量要求的提高，板坯修磨的效率和质量成为值得关注的问题。目前钢厂使用的板坯双面修磨装置采用翻坯机对板坯进行翻面，再对另一面进行修磨。由于板坯大多过于沉重，有的板坯甚至达到数顿，采用传统翻坯机进行双面修磨效率低下，不能很好地完成修磨任务。且由于没有实现自动化，需要人为控制修磨深度，定位不够准确。修磨砂轮也没有实现对板坯表面的全覆盖，造成修磨效率不高，因此进一步提高板坯的修磨效率和质量对冶金行业的发展具有重要意义。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置，该修磨装置通过支撑架和托辊将板坯运送至修磨轮处进行修磨，通过缺陷识别控制系统，修磨轮可以自动运动至板坯任意有缺陷的部位进行修磨。更重要的是，该装置改进了以往双面修磨翻转板坯的步骤，进一步提高了板坯的修磨效率和质量，可以实现对不同宽度的板坯上下表面进行全覆盖修磨。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置，包括支撑座、托辊、上表面修磨机构、下表面修磨机构、板坯修磨组、翻转机构和缺陷识别控制系统；所述上表面修磨机构设置在支撑座一侧左右两端的上部之间，所述下表面修磨机构设置在支撑座的中部，所述托辊分别均匀布置在支撑座和下表面修磨机构内部的两侧之间，所述翻转机构转动连接在下表面修磨机构的外侧，所述板坯修磨组分布在上表面修磨机构和下表面修磨机构内部的下侧；所述缺陷识别控制系统分别设置在上表面修磨机构和下表面修磨机构的内部。

所述板坯修磨组包括下压板、丝杠电机、弹性联轴器、丝杠、液压缸、液压活塞杆、修磨机支撑杆、修磨轮机座、小传动带轮、皮带传动带、大传动带轮、修磨轮卡盘、修磨电机、修磨轮、修磨轮主轴和修磨轮机座轨道；所述丝杠电机固定在下压板顶部一侧内端，所述丝杠电机通过弹性联轴器与丝杠一端连接，所述丝杠另一端与下压板的另一侧连接；所述修磨机支撑杆设置在丝杠下方，且两端分别与下压板两侧连接；所述修磨轮机座轨道设置在下压板顶部内表面，所述修磨轮机座顶端与修磨轮机座轨道滑动连接，所述修磨轮机座上部与修磨机支撑杆滑动连接，且所述修磨轮机座上部与丝杠连接；所述小传动带轮设置在修磨轮机座一侧中部，所述大传动带轮设置在修磨轮机座一侧的底部，所述小传动带轮和大传动带轮之间通过皮带传动带连接；所述修磨电机固定在修磨轮机座的内中部，并与小传动带轮连接；所述修磨轮通过修磨轮主轴转动连接在修磨轮机座底部两侧之间，且所述修磨轮主轴的一端与大传动带轮固定连接；所述修磨轮卡盘设置在修磨轮的一侧；所述液压活塞杆均匀布置在下压板的上端面，并与下压板的上端面固定连接，所述液压缸分别对应与液压活塞杆上端活塞连接。

进一步的，所述上表面修磨机构包括上表面修磨机架、油管进出孔和下压板轨道；所述油管进出孔均匀分布在上表面修磨机架的上端面，所述下压板轨道对称设置在上表面修磨机架上部两侧的内端面上；所述液压缸顶端与上表面修磨机架顶部内侧固定连接；所述下压板两侧分别与两侧下压板轨道对应滑动连接。

进一步的，所述下表面修磨机构包括下表面修磨机架、平键、齿轮翻转轴、修磨组轨道和油管进出孔；所述托辊分布在下表面修磨机架上部内侧；所述平键固定在齿轮翻转轴上，所述齿轮翻转轴固定连接在下表面修磨机架的外侧中部；所述修磨组轨道对称设置在下表面修磨机架下部两侧的内端面上；所述板坯修磨组分布在下表面修磨机架下部内侧，所述板坯修磨组的液压缸与下表面修磨机架内中部底面固定连接，所述下压板两侧分别与两侧修磨组轨道对应滑动连接，所述油管进出孔均匀分布在下表面修磨机架的一侧。

进一步的，所述平键的长度小于齿轮翻转轴的长度。

进一步的，所述翻转机构包括齿轮、轴端紧定螺母、齿条、液压活塞推杆、推杆液压缸、升降液压杆、升降液压缸、固定螺栓和液压缸支撑座；所述升降液压杆上端与齿轮翻转轴转动连接；所述升降液压缸与升降液压杆下端活塞连接；所述液压缸支撑座固定连接在升降液压缸底部，并通过固定螺栓进行固定；所述齿轮与下表面修磨机架通过平键连接，所述齿轮通过轴端紧定螺母固定在齿轮翻转轴上；所述齿条分别间隔一定距离的设置在齿轮两侧，所述齿轮和齿条构成齿轮齿条机构；所述液压活塞推杆固定连接在齿条外侧，所述液压活塞推杆与推杆液压缸活塞连接。

进一步的，所述齿轮的宽度大于齿轮翻转轴的长度。

进一步的，所述缺陷识别控制系统包括扫描相机、图像识别处理模块、输出控制模块和固定架；所述扫描相机、图像识别处理模块和输出控制模块横向依次固定连接在固定架的底部，所述缺陷识别控制系统分别通过固定架固定连接在上表面修磨机构和下表面修磨机构的内部。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明提供的一种基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置，采用了多个修磨轮组，并且可以通过机构调整修磨轮的位置针对板坯缺陷部位进行修磨；

2、本发明采用了滚珠丝杠螺母副结构，工作时可修磨板坯表面上复杂的形状缺陷；

3、本发明改进了以往板坯双面修磨时需要翻转板坯的加工过程，大幅提高了生产效率；

4、本发明采用了板坯上下表面同时自动修磨的方式，提高了对板坯的修磨效率。

附图说明

图1为本发明提出的基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置的整体结构示意图；

图2为图1中板坯修磨组的结构示意图；

图3为图1中板坯上表面修磨机架的结构示意图；

图4为图1中板坯上表面修磨机构的结构示意图；

图5为图1中板坯下表面修磨机构上侧的结构示意图；

图6为图1中板坯下表面修磨机构下侧的结构示意图；

图7为图1中翻转机构的结构示意图；

图8为图1中缺陷识别控制系统的结构示意图。

其中，1-托辊；2-板坯修磨组；21-下压板；22-丝杠电机；23-弹性联轴器；24-丝杠；25-液压缸；26-液压活塞杆；27-修磨机支撑杆；28-修磨轮机座；29-小传动带轮；210-皮带传动带；211-大传动带轮；212-修磨轮卡盘；213-修磨电机；214-修磨轮；215-修磨轮主轴；216-修磨轮机座轨道；3-上表面修磨机构；31下压板轨道；32-油管进出孔；33-上表面修磨机架；4-下表面修磨机构；41-下表面修磨机架；42-平键；43-齿轮翻转轴；44-修磨组轨道；45-油管进出孔；5-翻转机构；51-齿轮；52-轴端紧定螺母；53-齿条；54-液压活塞推杆；55-推杆液压缸；56-升降液压杆；57-升降液压缸；58-固定螺栓；59-液压缸支撑座；6-缺陷识别控制系统；61-扫描相机；62-图像识别处理模块；63-输出控制模块；64-固定架；7-支撑座。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

参见附图1至8，给出了本发明所提出的基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置的一个实施例的具体结构。所述装置包括支撑座7、托辊1、上表面修磨机构3、下表面修磨机构4、板坯修磨组2、翻转机构5和缺陷识别控制系统6；所述上表面修磨机构3设置在支撑座7左侧左右两端的上部之间，所述下表面修磨机构4设置在支撑座7的中部之间，所述托辊1分别均匀布置在支撑座7和下表面修磨机构4内部上方的左右两侧之间，所述翻转机构5转动连接在下表面修磨机构4的外侧，所述板坯修磨组2分别分布在上表面修磨机构3和下表面修磨机构4内部的下侧，本实施例中，所述上表面修磨机构3和下表面修磨机构4内部均分布有两组板坯修磨组2；参见附图8，所述缺陷识别控制系统6包括扫描相机61、图像识别处理模块62、输出控制模块63和固定架64；所述扫描相机61、图像识别处理模块62和输出控制模块63横向依次固定连接在固定架64的底部，所述缺陷识别控制系统6分别通过固定架64横向固定连接在上表面修磨机构3和下表面修磨机构4的内部。

其中，所述板坯修磨组2包括下压板21、丝杠电机22、弹性联轴器23、丝杠24、液压缸25、液压活塞杆26、修磨机支撑杆27、修磨轮机座28、小传动带轮29、皮带传动带210、大传动带轮211、修磨轮卡盘212、修磨电机213、修磨轮214、修磨轮主轴215和修磨轮机座轨道216；本实施例中，所述下压板21为凹形板装结构，所述丝杠电机22横向固定在下压板21顶部一侧内端，所述丝杠电机22的输出端通过弹性联轴器23与丝杠24的一端连接，所述丝杠24的另一端与下压板21的另一侧连接，且所述丝杠24水平设置；所述修磨机支撑杆27设置在丝杠24下方并与丝杠24平行，且其两端分别与下压板21的两侧固定连接；所述修磨轮机座轨道216设置在下压板21顶部内表面，所述修磨轮机座28顶端与修磨轮机座轨道216滑动连接，所述修磨轮机座28上部与修磨机支撑杆27滑动连接，且所述修磨轮机座28上部与丝杠传动连接；所述小传动带轮29设置在修磨轮机座28左侧中部，所述大传动带轮211设置在修磨轮机座28左侧的底部，所述小传动带轮29和大传动带轮211之间通过皮带传动带210连接；所述修磨电机213固定在修磨轮机座28的内中部，且输出轴与小传动带轮29固定连接；所述修磨轮214通过修磨轮主轴215转动连接在修磨轮机座28底部的左右两侧之间，且所述修磨轮主轴215的一端与大传动带轮211固定连接；所述修磨轮卡盘212设置在修磨轮214的一侧；所述液压活塞杆26均匀布置在下压板21的上端面，并与下压板21的上端面固定连接，所述液压缸25分别对应与液压活塞杆26上端活塞连接；本实施例中，所述液压活塞杆26和液压缸25对应的各设置有八个。

参见附图3和4，所述上表面修磨机构3包括上表面修磨机架33、油管进出孔32和下压板轨道31；所述上表面修磨机架33采用凹形板状结构，所述油管进出孔32均匀分布在上表面修磨机架33的上端面，油管可通过油管进出孔32与液压缸25连接；所述下压板轨道31对称设置在上表面修磨机架33上部两侧的内端面上；所述液压缸25顶端与上表面修磨机架33顶部内侧固定连接；所述下压板21两侧分别与两侧下压板轨道31对应滑动连接。

参见附图5和6，所述下表面修磨机构4包括下表面修磨机架41、平键42、齿轮翻转轴43、修磨组轨道44和油管进出孔45；所述下表面修磨机架41采用筒状结构，所述托辊1分布在下表面修磨机架41的上部内侧；所述平键42固定在齿轮翻转轴43上，且所述平键42的长度小于齿轮翻转轴43的长度，所述齿轮翻转轴43固定连接在下表面修磨机架41的外侧中部；所述修磨组轨道44对称设置在下表面修磨机架41下部两侧的内端面上；所述板坯修磨组2分布在下表面修磨机架41的下部内侧，所述板坯修磨组2通过液压缸25与下表面修磨机架41内中部底面固定连接，所述下压板21两侧分别与两侧修磨组轨道44对应滑动连接，所述油管进出孔45均匀分布在下表面修磨机架41的一侧。

参见附图7，所述翻转机构5包括齿轮51、轴端紧定螺母52、齿条53、液压活塞推杆54、推杆液压缸55、升降液压杆56、升降液压缸57、固定螺栓58和液压缸支撑座59；所述升降液压杆56上端与齿轮翻转轴43转动连接；所述升降液压缸57与升降液压杆56下端活塞连接；所述液压缸支撑座59固定连接在升降液压缸57底部，并通过固定螺栓58进行固定；所述齿轮51与下表面修磨机架41通过平键42连接，所述齿轮51通过轴端紧定螺母52固定在齿轮翻转轴43上，且所述齿轮51的宽度大于齿轮翻转轴43的长度；所述齿条53分别间隔一定距离的设置在齿轮51的两侧，所述齿轮51和齿条53构成齿轮齿条机构；所述液压活塞推杆54固定连接在齿条53外侧，本实施例中，所述齿条53的外侧分别设置有三个液压活塞推杆54，所述液压活塞推杆54与推杆液压缸55活塞连接；当所述升降液压杆56下降时，所述齿轮51在一侧液压活塞推杆54的推动下与一侧齿条53啮合，所述齿轮51带动下表面修磨机架41转动，使其下部内侧的板坯修磨组2的方向朝上。

通过扫描相机61对板坯进行扫描处理，并经过图像识别处理模块62定位板坯缺陷位置，从而通过输出控制模块63控制液压活塞杆26伸出使得板坯修磨组2下压，实现对缺陷上表面部分的修磨；当板坯前段完整通过下表面修磨机构4并到达后半段支撑座7时，所述输出控制模块63控制升降液压杆56下降，所述齿轮51与一侧齿条53啮合带动下表面修磨机架41转动，使其下部内侧的板坯修磨组2方向朝上，所述下表面修磨机架41内侧的板坯修磨组2即可对板坯下表面进行修磨。

本发明工作原理在于：在本发明中存在上、下表面修磨区域，并且可同时工作，在实际使用过程中，当板坯通过托辊1运送至上表面修磨区域处，通过前置工业扫描相机61对板坯进行扫描处理，并经过图像识别处理模块62定位板坯缺陷位置，从而通过输出控制模块63向板坯缺陷位置的液压缸25传递信号，此时液压活塞杆26伸出通过下压板21同时丝杠电机22和修磨电机213启动，使得板坯修磨组2下压至板坯缺陷区域处，修磨板坯上表面缺陷。

当板坯继续通过托辊1运送至另一端托辊1时，下表面修磨机构4进行翻转，利用下表面修磨机构4的重力，推杆液压缸55控制齿条53与安装在下表面修磨机构4上的齿轮51啮合进行翻转，首先左侧齿条53与齿轮51啮合，下方升降液压杆56下移使齿轮51顺时针旋转；当升降液压杆56伸缩至最下端时，所述推杆活塞缸55控制右侧齿条53与齿轮51啮合，而左侧的齿条53与齿轮51停止啮合，接下来升降液压杆56推动下表面修磨机构4向上运动，此时右侧齿条53与齿轮51啮合转动，所述齿轮51仍然是顺时针旋转的；原本在上端的托辊1与下端的板坯修磨组2位置互换，翻转完成后，板坯修磨组2处在上端，而支撑托辊1处于下端；此时丝杠电机22和修磨电机213同时启动，按照上表面修磨的步骤开始工作，修磨板坯下表面缺陷。在修磨上、下端表面的同时，所述托辊1继续进行旋转运动，运送板坯进行平面运动，直至板坯上、下表面修磨完毕。

本发明提供的一种基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置，采用工业相机扫描技术以及图像处理技术，可以精确定位板坯缺陷位置，通过液压缸活塞杆和滚珠丝杠螺母副可以使修磨轮运动至缺陷部位。同时，存在多组修磨组对板坯进行修磨，提高修磨效率。设计的可翻转下表面修磨装置不仅在板坯运送时给板坯提供支撑，还能进行板坯下表面的修磨，改进原有板坯需要翻面的工序，使得修磨更加高效。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置，其特征在于：所述装置包括支撑座、托辊、上表面修磨机构、下表面修磨机构、板坯修磨组、翻转机构和缺陷识别控制系统；所述上表面修磨机构设置在支撑座一侧左右两端的上部之间，所述下表面修磨机构设置在支撑座的中部，所述托辊分别均匀布置在支撑座和下表面修磨机构内部的两侧之间，所述翻转机构转动连接在下表面修磨机构的外侧，所述板坯修磨组分布在上表面修磨机构和下表面修磨机构内部的下侧；所述缺陷识别控制系统分别设置在上表面修磨机构和下表面修磨机构的内部。

所述板坯修磨组包括下压板、丝杠电机、弹性联轴器、丝杠、液压缸、液压活塞杆、修磨机支撑杆、修磨轮机座、小传动带轮、皮带传动带、大传动带轮、修磨轮卡盘、修磨电机、修磨轮、修磨轮主轴和修磨轮机座轨道；所述丝杠电机固定在下压板顶部一侧内端，所述丝杠电机通过弹性联轴器与丝杠一端连接，所述丝杠另一端与下压板的另一侧连接；所述修磨机支撑杆设置在丝杠下方，且两端分别与下压板两侧连接；所述修磨轮机座轨道设置在下压板顶部内表面，所述修磨轮机座顶端与修磨轮机座轨道滑动连接，所述修磨轮机座上部与修磨机支撑杆滑动连接，且所述修磨轮机座上部与丝杠连接；所述小传动带轮设置在修磨轮机座一侧中部，所述大传动带轮设置在修磨轮机座一侧的底部，所述小传动带轮和大传动带轮之间通过皮带传动带连接；所述修磨电机固定在修磨轮机座的内中部，并与小传动带轮连接；所述修磨轮通过修磨轮主轴转动连接在修磨轮机座底部两侧之间，且所述修磨轮主轴的一端与大传动带轮固定连接；所述修磨轮卡盘设置在修磨轮的一侧；所述液压活塞杆均匀布置在下压板的上端面，并与下压板的上端面固定连接，所述液压缸分别对应与液压活塞杆上端活塞连接。

2.根据权利要求1所述的基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置，其特征在于：所述上表面修磨机构包括上表面修磨机架、油管进出孔和下压板轨道；所述油管进出孔均匀分布在上表面修磨机架的上端面，所述下压板轨道对称设置在上表面修磨机架上部两侧的内端面上；所述液压缸顶端与上表面修磨机架顶部内侧固定连接；所述下压板两侧分别与两侧下压板轨道对应滑动连接。

3.根据权利要求1所述的基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置，其特征在于：所述下表面修磨机构包括下表面修磨机架、平键、齿轮翻转轴、修磨组轨道和油管进出孔；所述托辊分布在下表面修磨机架上部内侧；所述平键固定在齿轮翻转轴上，所述齿轮翻转轴固定连接在下表面修磨机架的外侧中部；所述修磨组轨道对称设置在下表面修磨机架下部两侧的内端面上；所述板坯修磨组分布在下表面修磨机架下部内侧，所述板坯修磨组的液压缸与下表面修磨机架内中部底面固定连接，所述下压板两侧分别与两侧修磨组轨道对应滑动连接，所述油管进出孔均匀分布在下表面修磨机架的一侧。

4.根据权利要求3所述的基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置，其特征在于：所述平键的长度小于齿轮翻转轴的长度。

5.根据权利要求3所述的基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置，其特征在于：所述翻转机构包括齿轮、轴端紧定螺母、齿条、液压活塞推杆、推杆液压缸、升降液压杆、升降液压缸、固定螺栓和液压缸支撑座；所述升降液压杆上端与齿轮翻转轴转动连接；所述升降液压缸与升降液压杆下端活塞连接；所述液压缸支撑座固定连接在升降液压缸底部，并通过固定螺栓进行固定；所述齿轮与下表面修磨机架通过平键连接，所述齿轮通过轴端紧定螺母固定在齿轮翻转轴上；所述齿条分别间隔一定距离的设置在齿轮两侧，所述齿轮和齿条构成齿轮齿条机构；所述液压活塞推杆固定连接在齿条外侧，所述液压活塞推杆与推杆液压缸活塞连接。

6.根据权利要求4所述的基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置，其特征在于：所述齿轮的宽度大于齿轮翻转轴的长度。

7.根据权利要求1所述的基于缺陷识别系统的四轴联动板坯双面修磨装置，其特征在于：所述缺陷识别控制系统包括扫描相机、图像识别处理模块、输出控制模块和固定架；所述扫描相机、图像识别处理模块和输出控制模块横向依次固定连接在固定架的底部，所述缺陷识别控制系统分别通过固定架固定连接在上表面修磨机构和下表面修磨机构的内部。

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