CN114570785B - 一种钢带自动卷取打包装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢带加工技术领域，尤其涉及一种钢带自动卷取打包装置,包括收卷机架、摆臂、安装在摆臂自由端的贴胶带机构、卷头、安装于卷头上的液压连动夹持机构；收卷机架上固定安装有摆臂驱动电机，摆臂驱动电机的输出轴与摆臂的一端固定连接，由摆臂驱动电机驱动摆臂摆动；摆臂上由固定端向自由端依次安装有一级钢带导向轮、钢带剪切机构、二级钢带导向轮、贴胶带机构和钢带压紧滚轮。在装置的摆臂上增设了贴胶带机构，可在每卷钢带卷取完成时自动将胶带贴在钢带卷上，装置可感应钢带头，并在卷头扩张时自动夹持钢带头，完成收卷及贴胶后，在卷头收缩时自动松开钢带头，提高了自动化程度和操作的安全性。

Description

一种钢带自动卷取打包装置
技术领域
本发明涉及钢带加工技术领域，尤其涉及一种钢带自动卷取打包装置。
背景技术
在钢带生产过程中，需要经过以下工艺流程：原料→开卷→焊接→纵剪→卷取→卸卷→包装入库。
纵剪后的钢带一般通过卷取机进行卷取，目前市面上的卷取机如中国专利摆臂式包装用钢带往复缠绕收卷机（专利号：CN104259249A），包括收卷机座、设于收卷机座上的减速箱、联接于减速箱输入轴端部的驱动电机、联接于减速箱输出轴端部的卷头主轴、设于卷头主轴上的收卷头以及钢带导向机构，钢带导向机构由固定于减速箱顶部并向收卷头一侧延伸的支撑座、利用轴承支承于支撑座上的丝杠、内置有丝母并利用丝母在丝杠上往复移动的移动支架、利用销轴与移动支架铰接的摆臂、设于摆臂上的导向轮组及联接在丝杠输入端的横移电机组成，摆臂中部设有拐点并在拐点处设置销轴孔，拐点上部的摆臂段延伸向待缠钢带输出设备，拐点下部的摆臂段延伸向收卷头并利用导向轮组将由摆臂上端引入的待缠钢带导向收卷头。
目前的卷取设备，需要人工用胶带将钢带的断口和钢带卷粘接起来，并需要人工卸卷，而且在卷取作业开始前，需要人工将刚带头塞入钳口以完成固定，多环节依赖人力作业，自动化程度低，操作安全性欠佳，卷取效率低下。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种钢带自动卷取打包装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种钢带自动卷取打包装置，包括收卷机架、摆臂、安装在摆臂自由端的贴胶带机构、卷头、安装于卷头上的液压连动夹持机构；
所述收卷机架上固定安装有摆臂驱动电机，所述摆臂驱动电机的输出轴与所述摆臂的一端固定连接，由摆臂驱动电机驱动摆臂摆动；所述摆臂上由固定端向自由端依次安装有一级钢带导向轮、钢带剪切机构、二级钢带导向轮、贴胶带机构和钢带压紧滚轮；
所述贴胶带机构包括固定安装在摆臂上的贴胶机构底板、转动连接在贴胶机构底板上的胶带辊、固定安装在贴胶机构底板上的胶带压辊气缸和胶带切刀气缸；所述胶带压辊气缸的活塞杆上固定连接有胶带压辊架，胶带压辊架上转动连接有胶带压辊，所述胶带切刀气缸的活塞杆上固定连接有胶带切刀；贴胶带机构能够自动完成钢带卷和断口的粘接；
所述收卷机架上固定安装有电机箱体，所述电机箱体的前侧设有卷头，所述电机箱体内部安装有卷头驱动电机，所述卷头驱动电机的输出轴上安装有编码器，所述卷头驱动电机的输出轴末端连接有卷头驱动缸，所述卷头驱动缸的转动部上同轴固定连接有内筒，所述卷头驱动缸的活塞杆套在所述内筒中，所述内筒与所述电机箱体转动连接；
所述卷头包括同轴固定在内筒上的卷头支架、同轴套设在内筒之外的套筒、多个沿径向滑动配合在卷头支架上的滑动撑架；所述卷头驱动缸的活塞杆与所述套筒固定连接，每个滑动撑架分别通过两根连杆与所述套筒连接，每个滑动撑架的外侧固定连接有内支撑板，内支撑板呈弧形；
所述液压连动夹持机构包括固定安装在卷头支架上的液压缸体，液压缸体的数量与内支撑板的数量相同，每个内支撑板的内部分别设置有夹爪容置腔，夹爪容置腔与对应的液压缸体的内腔通过软管连通，每个液压缸体中密封活动配合有连接臂活塞，所述连接臂活塞的外侧固定连接有贯穿液压缸体的套筒连接臂，每个套筒连接臂均与所述套筒固定连接，每个内支撑板的夹爪容置腔左右两侧与外侧连通，夹爪容置腔的左右两侧分别密封活动配合有夹爪活塞，每个夹爪活塞的外侧分别固定连接有与内支撑板弧度相同的夹爪，液压缸体与其连通的夹爪容置腔之间填充有液压介质；卷头向外扩张时，经液压传动夹爪相互夹紧，钢带头被夹住，卷头向内收缩时，经液压传动夹爪相互分离，松开钢带头即可下料。
所述电机箱体的前侧设置有红外传感器，用于感应钢带头。
优选的，所述摆臂呈“Z”型，由固定端向自由端依次分为首段、中段和尾段，所述一级钢带导向轮安装在首段和中段的转折处，所述钢带剪切机构安装在中段，所述二级钢带导向轮安装在中段和尾段的转折处，所述贴胶带机构安装在尾段，所述钢带压紧滚轮安装在尾段末端。
优选的，所述胶带辊位于靠近二级钢带导向轮的一侧，所述胶带压辊气缸位于胶带辊和胶带切刀气缸之间。
优选的，当胶带压辊气缸和胶带切刀气缸均处于最小行程状态时，胶带切刀、胶带压辊均位于二级钢带导向轮和钢带压紧滚轮内沿的切面外侧，胶带切刀、胶带压辊可与钢带卷更好地配合，避免错误地将胶带贴在钢带卷上或是划伤钢带。
优选的，每个内支撑板的外侧固定连接有弧形缠绕板，各个弧形缠绕板的外表面位于同一圆柱面内，可保证钢带卷的圆度。
优选的，夹爪的外端设有向卷头中心弯折的夹持部，与钢带充分接触，将钢带头夹紧。
优选的，每个夹爪容置腔的左右两侧分别设置有夹爪活塞挡块，可防止夹爪活塞脱出夹爪容置腔，当夹爪活塞处于最大行程时，相邻的两个夹爪的夹持部相互抵顶。
优选的，所述卷头远离摆臂的一侧设置有下料机械手。
优选的，当卷头处于至初始状态时，红外传感器与二级钢带导向轮上下对应，并位于两个内支撑板之间。
优选的，所述摆臂驱动电机、钢带剪切机构、胶带压辊气缸、胶带切刀气缸、卷头驱动电机、编码器、卷头驱动缸、红外传感器分别与PLC控制系统电性连接。
优选的，所述摆臂驱动电机、钢带剪切机构、胶带压辊气缸、胶带切刀气缸、卷头驱动电机、编码器、卷头驱动缸、红外传感器、下料机械手分别与PLC控制系统电性连接。
本发明的有益效果是：
1、在装置的摆臂上增设了贴胶带机构，可在每卷钢带卷取完成时自动将胶带贴在钢带卷上，完成钢带卷和断口的粘接，无需人工操作，提高了自动化程度。
2、装置可感应钢带头，并在卷头扩张时自动夹持钢带头，完成收卷及贴胶后，在卷头收缩时自动松开钢带头，无需手动将钢带头塞入钳口，提高了自动化程度和操作的安全性。
3、在自动收卷并贴胶带后，卷头自动收缩，并通过机械手臂摘取钢带卷完成下料，节约了人力，提高了卷取效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种钢带自动卷取打包装置的主视结构示意图；
图2为本发明提出的一种钢带自动卷取打包装置的卷头结构示意图；
图3为本发明提出的一种钢带自动卷取打包装置的卷头收缩状态俯视结构示意图；
图4为本发明提出的一种钢带自动卷取打包装置的卷头扩张状态俯视结构示意图；
图5为本发明提出的一种钢带自动卷取打包装置的液压连动夹持机构侧视结构示意图；
图6为本发明提出的一种钢带自动卷取打包装置的液压连动夹持机构主视结构示意图；
图7为本发明提出的一种钢带自动卷取打包装置的控制系统原理图。
图中：1-收卷机架、2-摆臂驱动电机、3-摆臂、4-一级钢带导向轮、5-钢带剪切机构、6-二级钢带导向轮、7-贴胶机构底板、8-胶带辊、9-胶带压辊气缸、10-胶带切刀气缸、11-钢带压紧滚轮、12-电机箱体、13-卷头支架、14-卷头驱动电机、15-编码器、16-卷头驱动缸、17-内筒、18-套筒、19-连杆、20-滑动撑架、21-内支撑板、22-夹爪容置腔、23-夹爪活塞、24-夹爪、25-液压缸体、26-连接臂活塞、27-套筒连接臂、28-软管、29-弧形缠绕板、30-红外传感器、31-下料机械手。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-4，一种钢带自动卷取打包装置，包括收卷机架1、摆臂3、安装在摆臂3自由端的贴胶带机构、卷头、安装于卷头上的液压连动夹持机构；
收卷机架1上固定安装有摆臂驱动电机2，摆臂驱动电机2的输出轴与摆臂3的一端固定连接，由摆臂驱动电机2驱动摆臂3摆动；摆臂3上由固定端向自由端依次安装有一级钢带导向轮4、钢带剪切机构5、二级钢带导向轮6、贴胶带机构和钢带压紧滚轮11。一级钢带导向轮4、二级钢带导向轮6和钢带压紧滚轮11均转动连接在摆臂3上。
摆臂3呈“Z”型，由固定端向自由端依次分为首段、中段和尾段，一级钢带导向轮4安装在首段和中段的转折处，钢带剪切机构5安装在中段，二级钢带导向轮6安装在中段和尾段的转折处，贴胶带机构安装在尾段，钢带压紧滚轮11安装在尾段末端。
贴胶带机构包括固定安装在摆臂3上的贴胶机构底板7、转动连接在贴胶机构底板7上的胶带辊8、固定安装在贴胶机构底板7上的胶带压辊气缸9和胶带切刀气缸10；
胶带辊8位于靠近二级钢带导向轮6的一侧，胶带压辊气缸9位于胶带辊8和胶带切刀气缸10之间，胶带压辊气缸9的活塞杆上固定连接有胶带压辊架，胶带压辊架上转动连接有胶带压辊，胶带切刀气缸10的活塞杆上固定连接有胶带切刀，当胶带压辊气缸9和胶带切刀气缸10均处于最小行程状态时，胶带切刀、胶带压辊均位于二级钢带导向轮6和钢带压紧滚轮11内沿的切面外侧（靠近卷头的一侧为内侧）。
收卷机架1上固定安装有电机箱体12，电机箱体12的前侧设有卷头，电机箱体12内部安装有卷头驱动电机14，卷头驱动电机14的输出轴上安装有编码器15，卷头驱动电机14的输出轴末端连接有卷头驱动缸16，卷头驱动缸16为旋转油缸，其固定部与油管连接，其转动部与卷头驱动电机14的输出轴同轴连接，卷头驱动缸16的转动部上同轴固定连接有内筒17，卷头驱动缸16的活塞杆套在内筒17中，内筒17与电机箱体12转动连接。
卷头包括同轴固定在内筒17上的卷头支架13、同轴套设在内筒17之外的套筒18、多个沿径向滑动配合在卷头支架13上的滑动撑架20；卷头驱动缸16的活塞杆与套筒18固定连接，每个滑动撑架20分别通过两根连杆19与套筒18连接，连杆19的一端与相应的滑动撑架20铰接，另一端与套筒18铰接，每个滑动撑架20的外侧固定连接有内支撑板21，内支撑板21呈弧形，每个内支撑板21的外侧固定连接有弧形缠绕板29，各个弧形缠绕板29的外表面位于同一圆柱面内。
当卷头驱动缸16的活塞杆伸出时，带动套筒18相对卷头支架13前移，各个连杆19发生旋转，在各个连杆19的限位下，滑动撑架20相对卷头支架13滑动向内侧收缩，使得内支撑板21和弧形缠绕板29向内侧收缩，各个弧形缠绕板29的外表面构成的圆柱面直径减小。反之，当卷头驱动缸16的活塞杆回缩时，带动套筒18相对卷头支架13后移，各个连杆19发生旋转，在各个连杆19的限位下，滑动撑架20相对卷头支架13滑动向外侧扩张，使得内支撑板21和弧形缠绕板29向外侧扩张，各个弧形缠绕板29的外表面构成的圆柱面直径增大。
参照图5-6，液压连动夹持机构包括固定安装在卷头支架13上的液压缸体25，液压缸体25的数量与内支撑板21的数量相同，每个内支撑板21的内部分别设置有夹爪容置腔22，夹爪容置腔22与对应的液压缸体25的内腔通过软管28连通，每个液压缸体25中密封活动配合有连接臂活塞26，连接臂活塞26的外侧固定连接有贯穿液压缸体25的套筒连接臂27，每个套筒连接臂27均与套筒18固定连接，每个内支撑板21的夹爪容置腔22左右两侧与外侧连通，夹爪容置腔22的左右两侧分别密封活动配合有夹爪活塞23，每个夹爪活塞23的外侧分别固定连接有与内支撑板21弧度相同的夹爪24，夹爪24的外端设有向卷头中心弯折的夹持部，每个夹爪容置腔22的左右两侧分别设置有夹爪活塞挡块，当夹爪活塞23处于最大行程（即夹爪活塞23抵顶夹爪活塞挡块）时，相邻的两个夹爪24的夹持部相互抵顶，液压缸体25与其连通的夹爪容置腔22之间填充有液压介质。
电机箱体12的前侧设置有红外传感器30，当卷头处于至初始状态时，红外传感器30与二级钢带导向轮6上下对应，并位于两个内支撑板21之间。
卷头远离摆臂3的一侧设置有下料机械手31。
参照图7，摆臂驱动电机2、钢带剪切机构5、胶带压辊气缸9、胶带切刀气缸10、卷头驱动电机14、编码器15、卷头驱动缸16、红外传感器30、下料机械手31分别与PLC控制系统电性连接。
来料的钢带依次经一级钢带导向轮4的外侧、钢带剪切机构5内部、二级钢带导向轮6的内侧穿过，卷绕在卷头的弧形缠绕板29上，编码器15计量卷绕的圈数，到达设定圈数后，PLC控制系统指令胶带压辊气缸9动作，胶带压辊向钢带卷伸出，将胶带压在钢带上。同时，钢带剪切机构5动作，将钢带剪断，编码器15重新计数，钢带卷转动设定的角度后（需胶带完成钢带卷和断口的粘接），卷头驱动电机14停止动作，钢带卷停止转动，PLC控制系统指令胶带压辊气缸9复位，胶带压辊离开钢带卷，胶带切刀气缸10动作，使得胶带切刀切断胶带，然后PLC控制系统指令摆臂驱动电机2动作，摆臂3向外转动远离钢带卷。此时PLC控制系统指令卷头驱动缸16动作，其活塞杆伸出，带动套筒18前移，弧形缠绕板29向内侧收缩，各个弧形缠绕板29的外表面构成的圆柱面直径减小，在套筒18前移的同时，对应的套筒连接臂27被向前拉，液压介质被从夹爪容置腔22中压入液压缸体25中，夹爪活塞23内移，夹爪24相互分离，松开夹在夹爪24之间的钢带头，此时PLC控制系统指令下料机械手31将钢带卷取下，卷头驱动电机14驱动卷头复位至初始位置，摆臂驱动电机2驱动摆臂3复位。
随后新的钢带头随着送料不断下移，当钢带到达红外传感器30位置时，红外传感器30将信号传递至PLC控制系统，PLC控制系统指令卷头驱动缸16动作，其活塞杆回缩，带动套筒18后移，弧形缠绕板29向外侧扩张，各个弧形缠绕板29的外表面构成的圆柱面直径增大，在套筒18后移的同时，对应的套筒连接臂27被向后推，液压介质被从液压缸体25中压入夹爪容置腔22中，夹爪活塞23外移，夹爪24相互夹紧，钢带头被夹住，然后PLC控制系统指令卷头驱动电机14动作，开始新钢带卷的卷绕。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种钢带自动卷取打包装置，其特征在于，包括收卷机架（1）、摆臂（3）、安装在摆臂（3）自由端的贴胶带机构、卷头、安装于卷头上的液压连动夹持机构；
所述收卷机架（1）上固定安装有摆臂驱动电机（2），所述摆臂驱动电机（2）的输出轴与所述摆臂（3）的一端固定连接，由摆臂驱动电机（2）驱动摆臂（3）摆动；所述摆臂（3）上由固定端向自由端依次安装有一级钢带导向轮（4）、钢带剪切机构（5）、二级钢带导向轮（6）、贴胶带机构和钢带压紧滚轮（11）；
所述贴胶带机构包括固定安装在摆臂（3）上的贴胶机构底板（7）、转动连接在贴胶机构底板（7）上的胶带辊（8）、固定安装在贴胶机构底板（7）上的胶带压辊气缸（9）和胶带切刀气缸（10）；所述胶带压辊气缸（9）的活塞杆上固定连接有胶带压辊架，胶带压辊架上转动连接有胶带压辊，所述胶带切刀气缸（10）的活塞杆上固定连接有胶带切刀；
所述收卷机架（1）上固定安装有电机箱体（12），所述电机箱体（12）的前侧设有卷头，所述电机箱体（12）内部安装有卷头驱动电机（14），所述卷头驱动电机（14）的输出轴上安装有编码器（15），所述卷头驱动电机（14）的输出轴末端连接有卷头驱动缸（16），所述卷头驱动缸（16）的转动部上同轴固定连接有内筒（17），所述卷头驱动缸（16）的活塞杆套在所述内筒（17）中，所述内筒（17）与所述电机箱体（12）转动连接；
所述卷头包括同轴固定在内筒（17）上的卷头支架（13）、同轴套设在内筒（17）之外的套筒（18）、多个沿径向滑动配合在卷头支架（13）上的滑动撑架（20）；所述卷头驱动缸（16）的活塞杆与所述套筒（18）固定连接，每个滑动撑架（20）分别通过两根连杆（19）与所述套筒（18）连接，每个滑动撑架（20）的外侧固定连接有内支撑板（21），内支撑板（21）呈弧形；
所述液压连动夹持机构包括固定安装在卷头支架（13）上的液压缸体（25），液压缸体（25）的数量与内支撑板（21）的数量相同，每个内支撑板（21）的内部分别设置有夹爪容置腔（22），夹爪容置腔（22）与对应的液压缸体（25）的内腔通过软管（28）连通，每个液压缸体（25）中密封活动配合有连接臂活塞（26），所述连接臂活塞（26）的外侧固定连接有贯穿液压缸体（25）的套筒连接臂（27），每个套筒连接臂（27）均与所述套筒（18）固定连接，每个内支撑板（21）的夹爪容置腔（22）左右两侧与外侧连通，夹爪容置腔（22）的左右两侧分别密封活动配合有夹爪活塞（23），每个夹爪活塞（23）的外侧分别固定连接有与内支撑板（21）弧度相同的夹爪（24），液压缸体（25）与其连通的夹爪容置腔（22）之间填充有液压介质；
所述电机箱体（12）的前侧设置有红外传感器（30）。
2.根据权利要求1所述的一种钢带自动卷取打包装置，其特征在于，所述摆臂（3）呈“Z”型，由固定端向自由端依次分为首段、中段和尾段，所述一级钢带导向轮（4）安装在首段和中段的转折处，所述钢带剪切机构（5）安装在中段，所述二级钢带导向轮（6）安装在中段和尾段的转折处，所述贴胶带机构安装在尾段，所述钢带压紧滚轮（11）安装在尾段末端。
3.根据权利要求1所述的一种钢带自动卷取打包装置，其特征在于，所述胶带辊（8）位于靠近二级钢带导向轮（6）的一侧，所述胶带压辊气缸（9）位于胶带辊（8）和胶带切刀气缸（10）之间。
4.根据权利要求3所述的一种钢带自动卷取打包装置，其特征在于，当胶带压辊气缸（9）和胶带切刀气缸（10）均处于最小行程状态时，胶带切刀、胶带压辊均位于二级钢带导向轮（6）和钢带压紧滚轮（11）内沿的切面外侧。
5.根据权利要求1所述的一种钢带自动卷取打包装置，其特征在于，每个内支撑板（21）的外侧固定连接有弧形缠绕板（29），各个弧形缠绕板（29）的外表面位于同一圆柱面内。
6.根据权利要求1所述的一种钢带自动卷取打包装置，其特征在于,夹爪（24）的外端设有向卷头中心弯折的夹持部。
7.根据权利要求1所述的一种钢带自动卷取打包装置，其特征在于，每个夹爪容置腔（22）的左右两侧分别设置有夹爪活塞挡块，当夹爪活塞（23）处于最大行程时，相邻的两个夹爪（24）的夹持部相互抵顶。
8.根据权利要求1所述的一种钢带自动卷取打包装置，其特征在于，所述卷头远离摆臂（3）的一侧设置有下料机械手（31）。
9.根据权利要求1所述的一种钢带自动卷取打包装置，其特征在于，当卷头处于至初始状态时，红外传感器（30）与二级钢带导向轮（6）上下对应，并位于两个内支撑板（21）之间。
10.根据权利要求1所述的一种钢带自动卷取打包装置，其特征在于，所述摆臂驱动电机（2）、钢带剪切机构（5）、胶带压辊气缸（9）、胶带切刀气缸（10）、卷头驱动电机（14）、编码器（15）、卷头驱动缸（16）、红外传感器（30）分别与PLC控制系统电性连接。
11.根据权利要求8所述的一种钢带自动卷取打包装置，其特征在于，所述摆臂驱动电机（2）、钢带剪切机构（5）、胶带压辊气缸（9）、胶带切刀气缸（10）、卷头驱动电机（14）、编码器（15）、卷头驱动缸（16）、红外传感器（30）、下料机械手（31）分别与PLC控制系统电性连接。
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