CN113277296B - 一种弯曲钢坯自动翻转装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种弯曲钢坯自动翻转装置及方法，本发明所涉及的自动翻转装置利用摄像头自动识别钢坯的弯曲方向，并根据钢坯不同的弯曲方向，利用气动上升缸，为弯曲钢坯提供不同的翻转方式，进而能在高温加热下，使钢坯软化自然回直，确保钢坯顺利出炉。本发明所涉及的自动翻转装置和方法不仅可以解决弯曲钢坯导致的卡钢和产率低，而且可以针对钢坯的不同弯曲方向进行精准翻转，翻转效率和准确度高，大大提升了出钢产率。

Description

一种弯曲钢坯自动翻转装置及方法

技术领域

本发明涉及冶金工业生产设备的技术领域，具体涉及一种弯曲钢坯自动翻转装置及方法。

背景技术

轧钢加热炉在钢铁企业中占有重要的地位，用于加热钢坯，并使钢坯的温度和温度分布满足轧制要求。钢坯上料台台架利用液压缸拉动臂轮，推动上料台动梁上升，通过平移缸推动动梁前进，把钢坯送至辊道上，通过辊道输送钢坯入加热炉进行加热。为降低能源成本，坯料入炉温度越高，能耗越低，为降低能耗，轧制钢坯利用保温车从炼钢厂转运高温红坯至轧制现场，再通过行车吊运至上料台架，由于钢坯温度高，在送入加热炉之前，钢坯各部分的冷却速度不一，会导致钢坯向左或向右侧弯曲，且当弯曲坯料进入加热炉加热时，由于温度应力，钢坯在加热炉炉内的左右弯曲程度加重，造成卡钢，入炉后出炉困难，影响产量。

现有技术CN204396460U公开了一种具有翻钢功能的剔废台架，通过剔钢机臂将弯曲钢坯进行翻转，在翻钢之前，需将放置有弯曲钢坯的动梁反转，将弯曲钢坯放置在冷坯台静梁上，才能实现弯曲钢坯的翻转。现有技术所公开的技术方案无法自动识别待翻转钢坯且翻转过程冗长复杂。此外，剔钢机臂对钢坯的翻转是利用较长的力臂和定位挡块来实现的，待翻转钢坯在空中有较长，较高的运动路径，存在安全隐患。

为了解决以上问题，本发明提供了一种弯曲钢坯自动翻转装置及方法，本发明所涉及的自动翻转装置利用摄像头自动识别钢坯的弯曲方向，并根据钢坯不同的弯曲方向，利用气动上升缸，为弯曲钢坯提供不同的翻转方式，进而能在高温加热下，使钢坯软化自然回直，确保钢坯顺利出炉。本发明所涉及的自动翻转装置和方法不仅可以解决弯曲钢坯导致的卡钢和产率低，而且可以针对钢坯的不同弯曲方向进行精准翻转，翻转效率和准确度高，大大提升了出钢产率。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种弯曲钢坯自动翻转装置，以解决现有技术的翻钢过程复杂，精确度低和安全系数低的技术问题，达到高翻转效率和准确度，提高安全系数和出钢产率。

本发明涉及一种弯曲钢坯自动翻转装置，其特征在于，包括运输钢坯的托钢系统，用于钢坯翻转的翻钢系统，辊道，以及控制系统。

更详细地，钢坯由行车吊运至所述托钢系统，所述托钢系统通过所述控制系统控制，将钢坯运输至所述翻钢系统，所述翻钢系统将弯曲钢坯翻转后，落入所述辊道，所述辊道将翻转后的弯曲钢坯送入加热炉加热。

进一步地，所述托钢系统包括上料台台架，和间隔设置于所述上料台台架面上用于放置待翻转钢坯的定梁。

进一步地，所述辊道垂直排布于所述定梁，用于运输翻转后的钢坯进入加热炉。

更详细地，行车将钢坯吊运至所述定梁上，所述定梁上放置若干根待翻转的弯曲钢坯，等待下钢。

进一步地，所述翻钢系统包括设于的所述定梁间隙内用于将放置于所述定梁上的钢坯运输至所述辊道的动梁，以及分别设置在所述辊道两侧的第一气动上升缸和第二气动上升缸；所述第一气动上升缸用于顶起下落钢坯的一侧，使其翻转后落至所述辊道，所述第二气动上升缸用于顶起下落钢坯的另一侧，使其翻转后落至所述辊道。

进一步地，所述第一气动上升缸设于辊道左侧，并位于钢坯长度的1/4和3/4处；所述第二气动上升缸设于辊道右侧，并与第一气动上升缸对称分布。

更详细地，为了将放置在定梁上的钢坯运输至辊道，在若干定梁的间隙中设有可运动的动梁。所述动梁将钢坯顶起，并运输至辊道正上方后，动梁在下落的同时，钢坯也下落至辊道。为了使钢坯翻转，在下落的运动路径中，设有气动上升缸，所述上升缸上升后，与下落的钢坯一侧接触，由于重心发生偏移，钢坯将在上升缸的作用下，发生翻转后落入所述辊道，完成一次翻钢过程。

更详细地，由于钢坯的弯曲方向以及弯曲程度不同，当钢坯运输到辊道正上方后下落时，钢坯优先接触到的气动上升缸不同，即当钢坯向左弯曲时，钢坯的左侧会优先接触到位于辊道左侧的第一气动上升缸，那么，钢坯的翻转需要利用位于辊道左侧的第一气动上升缸的支撑来进行。因此，当钢坯向左弯曲时，第一气动上升缸上升，钢坯的左侧与第一气动上升缸接触，钢坯顺时针翻转，落入辊道。同样的，当钢坯向右弯曲时，钢坯的右侧会优先接触到位于辊道右侧的第二气动上升缸，那么，钢坯的翻转需要利用位于辊道右侧的第二气动上升缸的支撑来进行。因此，当钢坯向右弯曲时，第二气动上升缸上升，钢坯的右侧与第二气动上升缸接触，钢坯逆时针翻转，落入辊道。

进一步地，所述控制系统包括图像识别模块以及控制模块，所述图像识别模块包括设置于平行于所述动梁左端正上方用于获取钢坯图像的摄像头，所述控制模块根据获取的图像信息，控制翻钢系统的运行。

更详细地，为了实现翻钢的自动化，在进行翻钢动作之前，利用摄像头获取待翻钢坯的图像，通过对所获得钢坯的图像进行识别分析，判断钢坯弯曲的方向后，向控制模块发出信号，控制所述第一气动上升缸或第二气动上升缸向上运行。

进一步地，所述气动上升缸与钢坯的接触长度为钢坯宽度的1/5-2/5。

更详细地，为了保证钢坯能顺利翻转，所述气动上升缸与钢坯接触后，钢坯的重心需处于所述气动上升缸之外，因此，所述气动上升缸与钢坯的接触长度小于钢坯宽度的1/2。

优选地，气动上升缸与钢坯的接触长度为钢坯宽度的1/5-2/5。

进一步地，所述动梁安装于第一液压缸活塞杆上，由所述第一液压缸控制其上下运动，同时所述动梁与第二液压缸连接，由所述第二液压缸控制其左右运动。

更详细地，为了实现钢坯从所述定梁向所述辊道的运输，所述动梁需要先将钢坯顶起，再向左运动，当所述动梁将钢坯运输至所述辊道的正上方后，动梁下降，钢坯翻转后落入所述辊道。因此，需要利用所述第一液压缸和所述第二液压缸进行配合使用，控制动梁的上下运动和左右运动。

进一步地，所述动梁前端设有挡板，并与所述动梁形成120-150°的V型槽，防止钢坯翻转过程中翻出所述辊道。

更详细地，利用气动上升缸来翻转钢坯的过程中，存在钢坯翻出辊道的风险。为了避免翻出辊道，通过设置在所述动梁前的挡板对翻转的钢坯进行缓冲处理。当钢坯的一侧被所述气动上升缸顶起后，钢坯的另一侧先落入所述挡板和所述动梁形成的V型槽内，随后缓慢落在所述辊道上，有效避免了钢坯翻转的角度过大以及翻转后直接落入辊道上的冲击力过大导致地脱离辊道。

进一步地，所述上料台台架包括台架支撑柱，设于所述定梁两侧的定梁盖板以及设于动梁两侧的动梁盖板。

更详细地，由于在所述动梁下均设有液压缸，为了保护所述液压缸，在所述动梁和所述定梁两侧均设有盖板，所述动梁盖板和所述定梁盖板均起到隔热防护作用。

进一步地，所述定梁的数量不少于两根，所述动梁的数量不少于两根。

更详细地，为了避免钢坯在等待下钢的过程中，由于自身重力原因发生向下弯曲的现象，所述定梁间隔分布，且数量不少于两根。

进一步地，所述钢坯翻转角度为90°。

更详细地，由于在钢坯冷却过程中，钢坯各部分的冷却速度不一致，钢坯会发生向左或向右的弯曲，当对钢坯进行90°翻转后，从左右弯曲转变成上下弯曲，从而有效避免了左右弯曲导致的卡钢。

本发明的目的之二是提供一种弯曲钢坯自动翻转的方法，所述自动翻转的方法是使用本发明所涉及的弯曲钢坯自动翻转装置，其钢坯翻转步骤如下：

（1）行车将钢坯吊运至所述定梁上；

（2）所述第一液压缸启动，上升的动梁将待翻转的弯曲钢坯顶起至最高点；

（3）所述第二液压缸启动，将钢坯推送至辊道；

（4）所述摄像头获取待翻转弯曲钢坯的图像信息，并识别待翻转的弯曲钢坯的弯曲方向，向所述控制模块发送信号；

（5）当钢坯向左弯曲时，所述控制模块控制第一气动上升缸上升至最高点；

（6）所述第一液压缸启动，动梁下降，钢坯在所述第一气动上升缸的作用下，逆时针翻转90°后，落至所述辊道；

（7）当钢坯向右弯曲时，所述控制模块控制第二气动上升缸上升至最高点；

（8）所述第一液压缸启动，动梁下降，钢坯在所述第二气动上升缸的作用下，顺时针翻转90°后，落至所述辊道；

（9）所述辊道将翻转后的钢坯送至加热炉。

进一步地，所述气动上升缸上升的高度为所述动梁上升高度的2/3。

与现有技术相比，本发明具有如下的技术效果：

本申请通过位于辊道两侧的气动上升缸将放置于动梁上的钢坯顶起，并借助挡板在钢坯的重力作用下，发生90°翻转，实现弯曲钢坯自动翻转。为了更精准地对弯曲钢坯进行翻转，本发明利用图像识别系统，在钢坯进入翻转系统之前，对钢坯的弯曲方向进行图像获取并识别，有针对性地上升气动上升缸以实现钢坯最优翻转方式，从而提高了钢坯的翻转效率和准确度，避免了因弯曲钢坯导致的卡钢和低产率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明的结构的主视图；

图2为本发明的结构的俯视图；

图3为本发明的结构的左视图；

图4为本发明动梁和挡板的结构示意图；

图5为本发明弯曲钢坯运输至辊道前的结构示意图。

图中：1-摄像头；2-辊道；3-定梁；4-挡板；5-动梁；6-第一液压缸；7-第二液压缸；8-动梁盖板；9-定梁盖板；10-台架支撑柱；11-第一气动上升缸；12-第二气动上升缸；13-弯曲钢坯。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“水平”、“竖直”、“内”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面对本申请实施例的钢坯自动翻转装置进行具体说明。

请参阅图1-5，本发明实施例提供了一种弯曲钢坯自动翻转装置，包括运输钢坯的托钢系统，用于钢坯翻转的翻钢系统，辊道2，以及控制系统。

进一步地，所述托钢系统包括上料台台架，和间隔设置于所述上料台台架面上用于放置待翻转钢坯的定梁3，所述定梁3的数量不少于两根，进一步地，所述上料台台架包括台架支撑柱10，设于所述定梁3两侧的定梁盖板9以及设于动梁5两侧的动梁盖板8；所述辊道2垂直排布于所述定梁3，用于运输翻转后的钢坯进入加热炉。

进一步地，所述翻钢系统包括设于的所述定梁3间隙内的动梁5，且位于钢坯的1/4和3/4处，所述动梁5用于将放置于所述定梁3上的钢坯运输至所述辊道2，以及分别设置在所述辊道2两侧的第一气动上升缸11和第二气动上升缸。所述第一气动上升缸11通过与下落的钢坯的一侧接触，将钢坯顶起，使其翻转90°后落入所述辊道2；所述第二气动上升缸12通过与下落的钢坯的另一侧接触，将钢坯顶起，使其翻转90°后落入所述辊道2。其中，所述气动上升缸与钢坯的接触长度为钢坯宽度的1/5-2/5。

进一步地，所述控制系统包括图像识别模块以及控制模块，所述图像识别模块包括设置于平行于所述动梁5左端上方用于获取钢坯图像的摄像头1，并判断钢坯的弯曲方向，当识别的钢坯是向左弯曲时，所述控制模块控制第一气动上升缸11上升，当识别的钢坯是向右弯曲时，所述控制模块控制第二气动上升缸12上升。

进一步地，所述动梁5安装于第一液压缸6活塞杆上，由所述第一液压缸6控制其上下运动，用于将安放在定梁3上的钢坯顶起，同时所述动梁5与第二液压缸7连接，由所述第二液压缸7控制其左右运动，用于将顶起的钢坯运输至辊道2。

进一步地，所述动梁5前端设有挡板4，防止钢坯翻转过程中翻出所述辊道2。

本发明中，所述动梁5将待翻转钢坯运输至辊道2前端时，所述摄像头1获取钢坯的图像信息，经过识别，判断弯曲钢坯13弯曲的方向后，向控制模块发出信号，当运输至所述辊道2前端的钢坯向左弯曲，控制模块控制第一气动上升缸11运作。所述动梁5继续带动钢坯向前运动，直至钢坯处于辊道2正上方后，所述控制模块控制所述动梁5下降，待翻转钢坯随下降的动梁5下降时，向左弯曲的钢坯的左侧接触到第一启动上升缸，在第一气动上升缸11的作用下，钢坯的重心发生偏移，钢坯顺时针翻转，落入挡板4与动梁5形成V型槽后，落入辊道2。

当运输至所述辊道2前端的钢坯向右弯曲，控制模块控制第二气动上升缸12运作。所述动梁5继续带动钢坯向前运动，直至钢坯处于辊道2正上方后，所述控制模块控制所述动梁5下降，待翻转钢坯随下降的动梁5下降时，向右弯曲的钢坯的右侧接触到第二启动上升缸，在第二气动上升缸12的作用下，钢坯的重心发生偏移，钢坯逆时针翻转90°，落入辊道2。

本发明提供一种弯曲钢坯自动翻转的方法，所述自动翻转的方法是使用本发明所涉及的弯曲钢坯自动翻转装置，其钢坯翻转步骤如下：

（1）行车将钢坯吊运至所述定梁3上；

（2）所述第一液压缸6启动，上升的动梁5将待翻转的弯曲钢坯13顶起至最高点；

（3）所述第二液压7缸启动，将钢坯推送至辊道2；

（4）所述摄像头1获取待翻转弯曲钢坯13的图像信息，并识别待翻转的弯曲钢坯13的弯曲方向，向所述控制模块发送信号；

（5）当钢坯向左弯曲时，所述控制模块控制第一气动上升缸11上升至最高点；

（6）所述第一液压缸6启动，动梁5下降，钢坯在所述第一气动上升缸11的作用下，逆时针翻转90°后，落至所述辊道2；

（7）当钢坯向右弯曲时，所述控制模块控制第二气动上升缸12上升至最高点；

（8）所述第一液压6缸启动，动梁5下降，钢坯在所述第二气动上升缸12的作用下，顺时针翻转90°后，落至所述辊道2；

（9）所述辊道2将翻转后的钢坯送至加热炉。

进一步地，所述气动上升缸上升的高度为所述动梁5上升高度的2/3。

本发明所涉及的一种弯曲钢坯自动翻转装置及方法，通过托钢系统、翻钢系统以及控制系统的配合使用，将弯曲钢坯翻转90°后，落入辊道，并送入加热炉加热回直。实现了钢坯向左弯曲和向右弯曲两种不同弯曲状态的精准翻转，提高了钢坯翻转的效率和准确度，避免了卡钢现象，从而大大提升了出钢产率。

Claims (8)

1.一种弯曲钢坯自动翻转装置，其特征在于，包括运输钢坯的托钢系统，辊道，用于钢坯翻转的翻钢系统，以及控制系统；

所述托钢系统包括上料台台架，和间隔设置于所述上料台台架面上用于放置待翻转钢坯的定梁；

所述辊道垂直排布于所述定梁，用于运输翻转后的钢坯进入加热炉；

所述翻钢系统包括设于所述定梁间隙内用于将放置于所述定梁上的钢坯运输至所述辊道的动梁，以及分别设置在所述辊道两侧的第一气动上升缸和第二气动上升缸；所述第一气动上升缸用于顶起下落钢坯的一侧，使其翻转后落至所述辊道，所述第二气动上升缸用于顶起下落钢坯的另一侧，使其翻转后落至所述辊道；

所述气动上升缸与钢坯的接触长度为钢坯宽度的1/5-2/5；

所述动梁安装于第一液压缸活塞杆上，由所述第一液压缸控制其上下运动，同时所述动梁与第二液压缸连接，由所述第二液压缸控制其左右运动；

所述控制系统包括图像识别模块以及控制模块，所述图像识别模块包括设置于平行于所述动梁左端上方用于获取钢坯图像的摄像头，所述控制模块根据获取的图像信息，控制翻钢系统的运行。

2.根据权利要求1所述的自动翻转装置，其特征在于，所述第一气动上升缸设于辊道左侧，并位于钢坯长度的1/4和3/4处；所述第二气动上升缸设于辊道右侧，并与第一气动上升缸对称分布。

3.根据权利要求2所述的自动翻转装置，其特征在于，所述动梁前端设有挡板，并与所述动梁形成120-150°的V型槽，防止钢坯翻转过程中翻出所述辊道。

4.根据权利要求1所述的自动翻转装置，其特征在于，所述上料台台架包括台架支撑柱，设于所述定梁两侧的定梁盖板以及设于动梁两侧的动梁盖。

5.根据权利要求4所述的自动翻转装置，其特征在于，所述定梁的数量不少于两根；所述动梁的数量不少于两根。

6.根据权利要求1所述的自动翻转装置，其特征在于，所述钢坯翻转角度为90°。

7.一种弯曲钢坯自动翻转方法，其特征在于，使用权利要求1-6任一项所述的弯曲钢坯自动翻转装置对弯曲钢坯进行翻转，其步骤为：

（1）行车将钢坯吊运至所述定梁上；

（2）所述第一液压缸启动，上升的动梁将待翻转的弯曲钢坯顶起至最高点；

（3）所述第二液压缸启动，将钢坯推送至辊道；

（4）所述摄像头获取待翻转弯曲钢坯的图像信息，并识别待翻转的弯曲钢坯的弯曲方向，向所述控制模块发送信号；

（5）当钢坯向左弯曲时，所述控制模块控制第一气动上升缸上升至最高点；

（6）所述第一液压缸启动，动梁下降，钢坯在所述第一气动上升缸的作用下，逆时针翻转90°后，落至所述辊道；

（7）当钢坯向右弯曲时，所述控制模块控制第二气动上升缸上升至最高点；

（8）所述第一液压缸启动，动梁下降，钢坯在所述第二气动上升缸的作用下，顺时针翻转90°后，落至所述辊道；

（9）所述辊道将翻转后的钢坯送至加热炉。

8.根据权利要求7所述自动翻转方法，其特征在于，所述气动上升缸上升的高度为所述动梁上升高度的2/3。

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