CN114011752B - 一种用于圆棒自动检测的高效分选拨料装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于圆棒自动检测的高效分选拨料装置，包括驱动模块和导向模块，驱动模块位于导向模块的下方；驱动模块包括驱动电机、曲柄底座、曲柄转轴和曲柄，曲柄转轴和曲柄底座转动副连接，驱动电机的输出轴与曲柄转轴连接，曲柄的内端与曲柄转轴固定连接，曲柄的外端与摇杆转动副连接，摇杆的顶端设有托料架；导向模块包括滑块底座和导向滑块，导向滑块的背面设有滑块转轴，滑块转轴与滑块底座转动副连接，导向滑块设置有与摇杆适配的滑块导向孔，摇杆穿过滑块导向孔。本发明也涉及高效分选拨料装置的使用方法，通过托料架将圆棒从辊道托送至受料架。本发明适应目前圆棒自动检测最高效率，满足圆棒首尾相连高速检测的分选拨料。

Description

一种用于圆棒自动检测的高效分选拨料装置及使用方法

技术领域

本发明涉及物料分选技术领域，更具体地说，它涉及一种用于圆棒自动检测的高效分选拨料装置及使用方法。

背景技术

特殊钢圆棒的规格从直径十几毫米到两三百毫米，长度一般是4-12m，对于批量生产圆棒的质量把关通常采用自动连续的高效检测方法，圆棒自动检测系统以自动检测设备为中心，检测程序包括上料、输入、检测输出及分选等环节的连续过程。在分选环节中，输出辊道两边布置有对应不同判定情况的圆棒的分选拨料装置，一支圆棒检测完毕后，检测判定结果对应的拨料机构在圆棒输送到位后及时将圆棒从辊道处拨出到对应的受料架上。随着圆棒生产检测节奏加快和效率提升，提升圆棒检测速度同时缩短前后圆棒首尾间距以适应更高效的检测，但是目前所用的分选拨料装置适应的拨料动作响应频率有限，使得检测效率受到限制。

目前圆棒自动检测分选拨料装置有摆臂式和星形两种。摆臂拨料装置的一次动作为启动-减速等待圆棒滚落-返回，耗时长，检测效率受限。星形拨料装置，一次拨料转动一定角度然后停下等待后一支圆棒进入下一卡槽然后再次转动，在一定转动角度范围内，星形拨料装置需要经过多次启停过程，且多支圆棒在星形卡槽上一起转动，圆棒落在受料架上时需等待圆棒自动滚出行星卡槽才能不阻碍星形拨料臂继续转动，因此拨料转速有限。此外星形拨料装置在辊道两边空间占位大，高效检测时，分置于辊道两边的星形拨料装置容易产生干涉发生事故。随着检测效率逐步提高，以上两种装置已难以满足要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于圆棒自动检测的高效分选拨料装置及使用方法，结构简单，运行高效，适应于目前圆棒自动检测最高效率，还可满足圆棒首尾相连连续高速检测的分选拨料。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于圆棒自动检测的高效分选拨料装置，包括驱动模块和导向模块，所述驱动模块位于导向模块的下方；

所述驱动模块包括驱动电机、曲柄底座、曲柄转轴和曲柄，所述驱动电机的输出轴与曲柄转轴连接，所述曲柄转轴与曲柄底座转动副连接，所述曲柄的内端与曲柄转轴固定连接，曲柄以曲柄转轴为圆心在曲柄底座的侧面竖向转动，所述曲柄的外端铰接有用于拨料的摇杆，所述摇杆的顶端设置有托料架；

所述导向模块包括滑块底座和导向滑块，所述导向滑块的背面设置有滑块转轴，所述导向滑块通过滑块转轴与滑块底座转动副连接，工作时导向滑块在滑块底座的侧面以滑块转轴为圆心进行竖向转动，所述导向滑块设置有滑块导向孔，所述摇杆穿过滑块导向孔与导向滑块移动副连接，工作时摇杆围绕滑块转轴摆动，同时摇杆在滑块内来回移动。

在其中一个实施例中，所述滑块转轴位于曲柄转轴的正上方，即曲柄转轴在水平面的投影与滑块转轴在水平面的投影重合。

在其中一个实施例中，所述导向滑块为长方体或圆柱形状，所述滑块转轴固定设置于导向滑块的侧面中心。

在其中一个实施例中，所述托料架的截面为V形。

在其中一个实施例中，所述曲柄的长度小于曲柄转轴至曲柄底座底面的距离。

一种用于圆棒自动检测的高效分选拨料装置的使用方法，具体步骤如下：

在辊道及受料架之间固定曲柄底座及滑块底座，使滑块底座内导向滑块转动的圆心处于曲柄底座内曲柄转动的圆心的正上方，曲柄转轴、曲柄、摇杆、滑块转轴安装就位后，调整滑块转轴的高度使摇杆摆动时摇杆顶端的托料架轨迹能顺利的托举圆棒放入到受料架上，连接好驱动电机和曲柄转轴；

确定曲柄的起始位置，此时托料架位于辊道上的圆棒下方；

启动驱动电机时，驱动曲柄以曲柄转轴为圆心做逆时针的圆周转动，曲柄在转动过程中，带动摇杆以滑块转轴为中心来回摆动，同时摇杆在导向滑块中来回移动，使摇杆顶端的托料架做顺时针转动，托料架的转动轨迹近似为椭圆形；

分选拨料装置接收对应的判定分选信号后，等待圆棒输送到对应位置时，驱动电机启动，托料架按运行轨迹迅速接近圆棒，然后托料架将辊道上的圆棒托起，并沿着上半部分的近似椭圆形的运动轨迹将圆棒移动至受料架上，圆棒在受料架上沿着斜坡滚离落料位，托料架连续运行，脱离圆棒后沿着下半部分的近似椭圆形的运动轨迹返回初始位置，当分选拨料装置连续接收分选信号时，托料架将经过初始位置不停留的执行分选拨料动作。

在其中一个实施例中，在安装分选拨料装置时，调整曲柄底座与滑块底座之间的高度距离：

当辊道与受料架距离较远时，减小滑块底座与曲柄底座之间的高度距离，使托料架椭圆形的运动轨迹的长轴增大；

当辊道与受料架距离较近时，增大滑块底座与曲柄底座之间的高度距离，使托料架椭圆形的运动轨迹的长轴减小。

在其中一个实施例中，调整曲柄底座与滑块底座之间的高度距离的同时需调节曲柄底座与辊道中心的水平距离，调节的效果为托料架运动到最左边恰好位于辊道的V槽之下。

在其中一个实施例中，滑块底座高度在安装调试时确定，所述滑块转轴与滑块底座转动副连接。

在其中一个实施例中，所述受料架倾斜设置，且受料架的顶端朝向辊道。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明结构简单、科学合理和安全可靠，本发明中曲柄运行时沿同一方向转动，相对摆臂拨料装置，本发明不用来回转动，不会发生来不及回位的冲钢事故；相对星形拨料装置本发明连续接收分选信号的运行中不用周期性启停动作，分置于辊道两边的拨料装置不会产生干涉而发生事故，无运行的结构冲击，装置磨损少故障少，相应的维护工作量少，运行经济性好；

2、本发明运行高效，可适应检测效率远高于目前圆棒自动检测最高效率，可适应的圆棒运行速度远大于目前圆棒自动检测速度，可满足圆棒首尾相连连续检测的分选拨料；

3、本发明运行空间适应性好，可根据辊道与受料架之间距离调节滑块转轴与曲柄转轴间距以及曲柄转轴与辊道相对位置，从而调节摇杆顶端托料架运行轨迹；

4、本发明可推广应用于各种棒材、管材检测的高效分选，也可应用于各种条形材料或工件的快速横向输送或分选。

附图说明

图1是本发明的整体示意图；

图2是本发明的曲柄运动轨迹与托料架运动轨迹的关系示意图。

图中：1-曲柄底座，2-曲柄转轴，3-曲柄，4-摇杆，5-托料架，6-滑块底座，7-滑块转轴，8-导向滑块，9-辊道，10-受料架，11-圆棒，12-小三角形，13-大三角形。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

值得注意的是，本文所涉及的“上”“下”等方位词均相对于附图视角而定，仅仅只是为了便于描述，不能够理解为对技术方案的限制。

如图1所示，本发明提供了一种用于圆棒自动检测的高效分选拨料装置，包括驱动模块和导向模块，所述驱动模块位于导向模块的下方，其中，驱动模块和导向模块均处于辊道9和托料架5的下方。

所述驱动模块包括驱动电机、曲柄底座1、曲柄转轴2和曲柄3，所述驱动电机的输出轴与曲柄转轴2连接，所述曲柄转轴2与曲柄底座1转动副连接，所述曲柄3的内端与曲柄转轴2固定连接，曲柄3以曲柄转轴2为圆心在曲柄底座1的侧面竖向转动，所述曲柄3的外端铰接有用于拨料的摇杆4，所述摇杆4的顶端设置有托料架5，优选地，所述托料架5的截面为V形。

具体地，曲柄3由驱动电机驱动，且曲柄3在曲柄底座1的侧面以曲柄转轴2为圆心做圆周运动，曲柄3的转动速率由驱动电机控制，当圆棒11的检测效率提高时，曲柄3的转动速率随之提高，可适应检测效应远高于目前圆棒11自动检测最高效率，可适应的圆棒11运行速度远大于目前圆棒11自动检测速度，可满足圆棒11首尾相连连续检测的分选拨料。

所述导向模块包括滑块底座6和导向滑块8，所述导向滑块8的背面设置有滑块转轴7，所述导向滑块8通过滑块转轴7与滑块底座6转动副连接，工作时导向滑块8在滑块底座6的侧面以滑块转轴7为圆心进行竖向转动，所述导向滑块8设置有与摇杆4适配的滑块导向孔，所述摇杆4穿过滑块导向孔与导向滑块8移动副连接，工作时摇杆4围绕滑块转轴7摆动，同时摇杆4在导向滑块8内来回移动。

其中，曲柄3的内端是指曲柄3朝向曲柄底座1的一端，外端是指曲柄3远离曲柄底座1的一端；滑块转轴7位于曲柄转轴2的正上方，即曲柄转轴2在水平面的投影与滑块转轴7在水平面的投影重合。

导向滑块8与曲柄3和摇杆4配合使用，导向滑块8起到引导摇杆4运动并支撑摇杆4的作用，由于导向滑块8通过滑块转轴7与滑块底座6可转动地连接，摇杆4穿过导向滑块8，摇杆4只能沿着导向滑块8的滑块导向孔运动，并随着摇杆4的运动，带动导向滑块8在滑块底座6侧面摆动。

具体地，当曲柄3转动时，曲柄3外端带动摇杆4运动，由于摇杆4的运动方向受到导向滑块8的限制，因此摇杆4只能沿着导向滑块8的滑块导向孔运动，当摇杆4向上顶起或向下收回时，带动导向滑块8转动，导向滑块8又反作用于摇杆4，其结果是，摇杆4顶端的托料架5的运动轨迹近似为椭圆形，且椭圆形的运动轨迹的两边分别对应辊道9及受料架10。

结合附图2可知，曲柄3的圆周运动轨迹的水平方向直径、摇杆4与滑块转轴7形成一个小三角形12，托料架5的椭圆形运动轨迹的长轴、摇杆4与滑块转轴7形成一个大三角形13，由于滑块转轴7位于曲柄转轴2的正上方，因此小三角形12与大三角形13是相似关系，且小三角形12与大三角形13均是等腰三角形，由此可知，当改变滑块转轴7与曲柄转轴2的高度距离时即改变小三角形12的形状，可对应改变大三角形13的形状，尤其是改变大三角形13的底边，从而改变托料架5的运动轨迹；

具体地，当滑块转轴7与曲柄转轴2的高度距离减小时，小三角形12的底边即曲柄3圆周运动轨迹的直径不变，但小三角形12的腰缩短，且顶角增大，由于小三角形12与大三角形13是相似关系，且摇杆4长度不变，大三角形13的腰增长且顶角增大，使大三角形13的底边变长，即椭圆形运动轨迹的长轴增长，从而扩大托料架5的运动轨迹；同理，当滑块转轴7与曲柄转轴2的高度距离增加时，大三角形13的底边缩短，即椭圆形运动轨迹的长轴缩短，从而缩小托料架5的运动轨迹。

具体地，减小滑块滑块转轴7与曲柄转轴2之间的高度距离，使托料架5运动轨迹的最大宽度增大；增大滑块转轴7与曲柄转轴2之间的高度距离，使托料架5运动轨迹的最大宽度减小。

在本发明中，所述导向滑块8可以采用长方体或圆柱形状，所述滑块转轴7固定设置于导向滑块8的侧面中心。可以理解的是，导向滑块8在滑块底座6侧面是可以自由转动的。

本发明也提供了一种用于圆棒自动检测的高效分选拨料装置的使用方法，具体步骤如下：

在辊道9及受料架10之间固定曲柄底座1及滑块底座6，使滑块底座6内导向滑块8转动的圆心处于曲柄底座1内曲柄3转动的圆心的正上方，曲柄转轴2、曲柄3、摇杆4、滑块转轴7安装就位后，调整滑块转轴7的高度使摇杆4摆动时摇杆4顶端的托料架5轨迹能顺利的托举圆棒11放入到受料架10上，连接好驱动电机和曲柄转轴2；

确定曲柄3的起始位置，此时托料架5位于辊道9上的圆棒11下方；

启动驱动电机时，驱动曲柄3以曲柄转轴2为圆心做逆时针的圆周转动，曲柄3在转动过程中，带动摇杆4以滑块转轴7为中心来回摆动，同时摇杆4在导向滑块8中来回移动，使摇杆4顶端的托料架5做顺时针转动，托料架5的转动轨迹近似为椭圆形；

分选拨料装置接收对应的判定分选信号后，等待圆棒11输送到对应位置时，驱动电机启动，托料架5按运行轨迹迅速接近圆棒11，然后托料架5将辊道上的圆棒11托起，并沿着上半部分的近似椭圆形的运动轨迹将圆棒11移动至受料架10上，圆棒11在受料架10上沿着斜坡滚离落料位，托料架5连续运行，脱离圆棒11后沿着下半部分的近似椭圆形的运动轨迹返回初始位置，当分选拨料装置连续接收分选信号时，托料架5将经过初始位置不停留的执行分选拨料动作。

其中，所述滑块底座6的高度位置在安装调试时确定，所述滑块转轴7与滑块底座6转动副连接；所述曲柄转轴2相对辊道9中心的水平距离是在装置安装时调试确定的，调节的效果为托架5运动到最左边恰好位于辊道9的V槽之下。

其中，在开始拨料前，调整曲柄底座1与滑块底座6之间的高度距离：

当辊道9与受料架10距离较远时，减小滑块底座6与曲柄底座1之间的高度距离，使托料架5椭圆形的运动轨迹的长轴增大；

当辊道9与受料架10距离较近时，增大滑块底座6与曲柄底座1之间的高度距离，使托料架5椭圆形的运动轨迹的长轴减小。

进一步地，所述受料架10倾斜设置，且受料架10的顶端朝向辊道9。

本发明结构简单、科学合理和安全可靠，本发明中曲柄3运行时沿同一方向转动，相对摆臂拨料装置，本发明不用来回转动，不会发生来不及回位的冲钢事故；相对星形拨料装置运行中不用周期性启停动作，分置于辊道两边的拨料装置不会产生干涉而发生事故，无运行的结构冲击，装置磨损少故障少，相应的维护工作量少，运行经济性好。

本发明运行高效，可适应检测效应远高于目前圆棒11自动检测最高效率，可适应的圆棒11运行速度远大于目前圆棒11自动检测速度，可满足圆棒首尾相连连续检测的分选拨料。

本发明运行空间适应性好，可根据辊道9与受料架10之间距离调节滑块转轴7与曲柄转轴2距离，以及曲柄转轴2与辊道9相对位置，从而调节摇杆4顶端托料架5的运行轨迹。

本发明可推广应用于各种棒材、管材检测的高效分选，也可应用于各种条形材料或工件的快速横向输送或分选。以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于圆棒自动检测的高效分选拨料装置，其特征在于，包括驱动模块、导向模块、辊道（9）和受料架（10），所述驱动模块位于导向模块的下方；所述受料架（10）倾斜设置，且受料架（10）的顶端朝向辊道（9）；

所述驱动模块包括驱动电机、曲柄底座（1）、曲柄转轴（2）和曲柄（3），所述驱动电机的输出轴与曲柄转轴（2）连接，所述曲柄转轴（2）与曲柄底座（1）转动副连接，所述曲柄（3）的内端与曲柄转轴（2）固定连接，曲柄（3）以曲柄转轴（2）为圆心在曲柄底座（1）的侧面竖向转动，所述曲柄（3）的外端铰接有用于拨料的摇杆（4），所述摇杆（4）的顶端设置有托料架（5）；驱动模块和导向模块均处于辊道（9）和托料架（5）的下方；

所述导向模块包括滑块底座（6）和导向滑块（8），所述导向滑块（8）的背面设置有滑块转轴（7），所述滑块转轴（7）位于曲柄转轴（2）的正上方，所述导向滑块（8）通过滑块转轴（7）与滑块底座（6）转动副连接，工作时导向滑块（8）在滑块底座（6）的侧面以滑块转轴（7）为圆心进行竖向转动，所述导向滑块（8）设置有与摇杆（4）适配的滑块导向孔，所述摇杆（4）穿过滑块导向孔，工作时摇杆（4）围绕滑块转轴（7）摆动，同时摇杆（4）在导向滑块（8）内滑动；

曲柄（3）的圆周运动轨迹的水平方向直径、摇杆（4）与滑块转轴（7）形成一个小三角形，托料架（5）的椭圆形运动轨迹的长轴、摇杆（4）与滑块转轴（7）形成一个大三角形；

所述高效分选拨料装置的使用方法如下：

在辊道（9）及受料架（10）之间固定曲柄底座（1）及滑块底座（6），使滑块底座（6）内导向滑块（8）转动的圆心处于曲柄底座（1）内曲柄（3）转动的圆心的正上方，曲柄转轴（2）、曲柄（3）、摇杆（4）、滑块转轴（7）安装就位后，调整滑块转轴（7）的高度使摇杆（4）摆动时摇杆（4）顶端的托料架（5）轨迹能顺利的托举圆棒（11）放入到受料架（10）上，连接好驱动电机和曲柄转轴（2）；所述曲柄（3）的长度小于曲柄转轴（2）至曲柄底座（1）底面的距离；

确定曲柄（3）的起始位置，此时托料架（5）位于辊道（9）上的圆棒（11）下方；

启动驱动电机时，驱动曲柄（3）以曲柄转轴（2）为圆心做逆时针的圆周转动，曲柄（3）在转动过程中，带动摇杆（4）以滑块转轴（7）为中心来回摆动，同时摇杆（4）在导向滑块（8）中来回移动，使摇杆（4）顶端的托料架（5）做顺时针转动，托料架（5）的运动轨迹近似为椭圆形；

所述高效分选拨料装置接收对应的判定分选信号后，等待圆棒（11）输送到对应位置时，驱动电机启动，托料架（5）按运动轨迹迅速接近圆棒（11），然后托料架（5）将辊道上的圆棒（11）托起，并沿着上半部分的近似椭圆形的运动轨迹将圆棒（11）移动至受料架（10）上，圆棒（11）在受料架（10）上沿着斜坡滚离落料位，托料架（5）连续运行，脱离圆棒（11）后沿着下半部分的近似椭圆形的运动轨迹返回初始位置，当所述高效分选拨料装置连续接收分选信号时，托料架（5）将经过初始位置不停留的执行分选拨料动作；

在安装调试时，调整确定曲柄底座（1）与滑块底座（6）之间的高度距离：

当辊道（9）与受料架（10）距离较远时，减小滑块底座（6）与曲柄底座（1）之间的高度距离，使托料架（5）椭圆形的运动轨迹的长轴增大；

当辊道（9）与受料架（10）距离较近时，增大滑块底座（6）与曲柄底座（1）之间的高度距离，使托料架（5）椭圆形的运动轨迹的长轴减小；

调整曲柄底座（1）与滑块底座（6）之间的高度距离的同时需调节曲柄底座（1）与辊道（9）中心的水平距离，调节的效果为托料架（5）运动到最左边恰好位于辊道（9）的V槽之下。

2.如权利要求1所述的用于圆棒自动检测的高效分选拨料装置，其特征在于，所述导向滑块（8）为长方体或圆柱形状，所述滑块转轴（7）固定设置于导向滑块（8）的侧面中心。

3.如权利要求1所述的用于圆棒自动检测的高效分选拨料装置，其特征在于，所述托料架（5）的截面为V形。

4.如权利要求1所述的用于圆棒自动检测的高效分选拨料装置，其特征在于，滑块底座（6）高度在安装调试时确定，所述滑块转轴（7）与滑块底座（6）转动副连接。