CN116674959A - 一种柔性自动定位钢板传输系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种柔性自动定位钢板传输系统，包括：采集吊装运送的钢板的来料信号的第一采集模块；对吊装运送的钢板进行柔性接收的柔性缓冲装置；用来对柔性缓冲装置传送的钢板进行传输的第一辊道模块、第一动力模块；对进料辊道模块上的钢板进行对中调整的第一对中模块；根据第一采集模块传送的来料信号，控制柔性缓冲装置和进料辊道模块动作的控制模块；采集运送钢板来料信号的第二采集模块、第二辊道模块、第二动力模块；对第二辊道模块上的钢板进行再次对中调整的第二对中模块；控制模块根据第二采集模块传送的来料信号，控制第二对中模块动作，控制第二辊道模块在固定位置停止钢板运输。本系统设计原则为结构紧凑，易于维护，达到实用性、安全性。

Description

一种柔性自动定位钢板传输系统及控制方法

技术领域

本发明属于全自动化产品领域，涉及一种柔性自动定位钢板传输系统及方法。

背景技术

当传统的钢材运输为大规格大吨位时，在进料辊道部分有数字化行吊吊运至辊道上方，吊运吊具为电磁吸盘，行吊吊运放下直接落至辊道上势必会有较大冲击力和歪斜现象，钢板在下落到辊道上以后位置容易出现偏差，不利用后续吊装。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种柔性自动定位钢板传输系统，包括：

采集吊装运送的钢板的来料信号的第一采集模块；

对吊装运送的钢板进行柔性接收的柔性缓冲装置；

用来对所述柔性缓冲装置传送的钢板进行传输的第一辊道模块；

驱动所述第一辊道模块进行钢板传输的第一动力模块；

对所述第一辊道模块上的钢板进行对中调整的第一对中模块；

根据第一采集模块传送的来料信号，控制所述柔性缓冲装置、第一动力模块、第一对中模块动作的控制模块；

采集运送钢板来料信号的第二采集模块；

接收所述第一辊道模块传送的钢板，进行运输的第二辊道模块；

驱动所述第二辊道模块进行钢板传输的第二动力模块

对所述第二辊道模块上的钢板进行再次对中调整的第二对中模块；

所述控制模块根据所述第二采集模块传送的来料信号，控制第二对中模块动作，控制第二辊道模块模块在固定位置停止钢板运输。

进一步地，所述第二辊道模块包括两个均匀并联的传输辊，所述传输辊的长度固定。

进一步地，所述固定停止位置根据所述传输辊的长度及吊装车辆的位置进行确定。

进一步地，还包括设置有放置钢板弯曲的防弯装置，所述防弯装置设置在所述第一辊道模块、第二辊道模块的辊轴之间。防弯辊轮装置上表面与传输辊轴上平面平齐。

进一步地，所述防弯装置包括辅助支撑横梁、及在所述辅助支撑横梁间隔设置所述支撑轮模块；所述撑轮模块包括固定在所述辅助支撑横梁上的轮座，以及与所述轮座活动连接的支撑轮。

进一步地，还包括用来对钢板传输过程中位置进行矫正的锥形导向轮，所述锥形导向轮交替错落设置在所述第一辊道模块、第二辊道模块的传输辊上。

一种柔性自动定位钢板传输控制方法，基于任意一项辊道传输系统实现，所述钢板传输控制方法，包括以下步骤：

控制模块与第一采集模块和第二采集模块建立通信；

获取第一采集模块获取吊装钢板来料信号；

当控制模块接收到第一采集模块采集的钢板来料信号时，启动柔性缓冲装置动作对钢板进行承接，再按照一定的速进行缓慢下降到于所述第一辊道模块的辊轴同等的高度，实现将钢板递交到第一辊道模块上，所述柔性缓冲装置再次进行位置下降；

所述对中装置按照传输辊的宽度将钢板的位置进行对中调整；

控制单元控制所述动力模块动作，所述动力模块驱动第一辊道模块动作实现对钢板的运输；

控制模块根据第二采集模块采集的钢板来料信号，控制第二动力模块进行动作，所述第二动力模块驱动所述第二辊道模块动作进行钢板接收，所述第二对中装置对接收的钢板再次进行对中调整；

控制模块控制第二辊道模块运输的钢板根据所述传输辊的长度及吊装车辆的位置停止在固定位置，实现钢板的中心与第二第二辊道模块得中心重合。

本发明提供的一种柔性自动定位钢板传输系统及传输，具有以下优点：在辊道上设计了缓冲装置和锥形导向结构，锥形导向结构高于缓冲装置300mm。扶正物料后距离缓冲装置100mm放下吊车吸盘落至缓冲装置。本装置同样是起到对设备的保护作用，避免大冲击力对设备的损坏而造成的停工停产。本系统实现钢板从上料、输送、缓冲、缓降、对中，全部科学合理地利用到生产线上，使生产布局更加合理，工作效率得到提升，设备设计原则为结构紧凑，易于维护，设备应达到实用性、安全性、稳定性等人性化设计标准。

附图说明

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是钢板接收子系统组成图；

图2是防弯装置的组成图；

图3是单个钢板托举缓冲装置三维模拟图；

图4是锥形导向结构的组成图。

图5是系统结构图。

附图标记：1、第一采集模块，2、第二采集模块，3、控制模块，4、第一动力模块，5、第二动力模块，6、第二辊道模块，7、第二对中模块，8、第一对中模块，9、第一辊道模块，10、柔性缓冲装置，11、锥形导向机构，12、防弯装置，13、横梁，14、轮座，15、支撑轮，16、传输辊，17、输送辊轴，18、升降系统，19、伺服电机，20、端板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。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讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1和图2所示的一种柔性自动定位钢板传输系统，包括：

采集吊装运送的钢板的来料信号的第一采集模块1；

对吊装运送的钢板进行柔性接收的柔性缓冲装置10；

用来对所述柔性缓冲装置传送的钢板进行传输的第一辊道模块9；

驱动所述第一辊道模块9进行钢板传输的第一动力模块4；

对所述第一辊道模块9上的钢板进行对中调整的第一对中模块8；

根据第一采集模块1传送的来料信号，控制所述柔性缓冲装置10、第一动力模块4、第一对中模块动作8的控制模块3；

采集运送钢板来料信号的第二采集模块2；

接收所述第一辊道模块9传送的钢板，进行运输的第二辊道模块6；

驱动所述第二辊道模块进行钢板传输的第二动力模块5

对所述第二辊道模块上的钢板进行再次对中调整的第二对中模块7；

所述控制模块根据所述第二采集模块2传送的来料信号，控制第二对中模块7动作，控制第二辊道模块6在固定位置停止钢板运输。

第一辊道模块9与所述第二辊道模块相对应设置；

所述第一辊道模块9和所述第二辊道模块结构相同，所述第一辊道模块9包括两个均匀并联的传输辊16，两个传输辊16之间设置有若干个输送辊轴17，在所述输送辊轴17下方设置有升降系统18，

所述第二辊道模块6的传输辊16的长度固定，

进一步地，所述固定停止位置根据所述传输辊16的长度及吊装车辆的位置进行确定。

进一步地，还包括用来对钢板传输过程中位置进行矫正的锥形导向机构11，所述锥形导向机构11采用锥形导向轮，所述锥形导向机构11交替错落设置在所述第一辊道模块9、第二辊道模块6的传输辊上。

所述第一动力模块4、第二动力模块5采用伺服电机19；

一种柔性自动定位钢板传输控制方法，基于任意一项辊道传输系统实现，所述钢板传输控制方法，包括以下步骤：

控制模块与第一采集模块1和第二采集模块2建立通信；

获取第一采集模块1获取吊装钢板来料信号；

当控制模块接收到第一采集模块1采集的钢板来料信号时，启动柔性缓冲装置10动作对钢板进行承接，再按照一定的速进行缓慢下降到于所述第一辊道模块9的输送辊轴17同等的高度，实现将钢板递交到第一辊道模块9上，所述柔性缓冲装10置再次进行位置下降；

所述第一对中装置4按照传输辊之间的宽度将钢板的位置进行对中调整；

控制模块控制3所述第一动力模块4动作，所述第一动力模块4驱动第一辊道模块9动作实现对钢板的运输；

控制模块3根据第二采集模块2采集的钢板来料信号，控制第二动力模块5进行动作，所述第二动力模块5驱动所述第二辊道模块6动作进行钢板接收，所述第二对中装置7对接收的钢板再次进行对中调整；

控制模块控制第二辊道模块6运输的钢板根据所述传输辊的长度及吊装车辆的位置停止在固定位置，实现钢板得中心与第二第二辊道模块得中心重合。

所述第一对中模块装置8、第二对中模块7对钢板因上料歪斜后起到矫正对中作用；

柔性缓冲装置10在初始阶段，缓冲重力冲击力，对设备起到保护作用。为避免板材歪斜对其中某一个顶点或者几个点造成不定向冲击在其顶端设计了万向轴形式，以避免不同方向的力对缓冲装置的破坏，起到对设备的保护作用。

柔性缓冲装置10采用液压机械系统，

所述液压机械系统主要由：油泵、油缸或液压马达、控制元件(各种阀)、辅助元件和工作介质五部分组成。

液压机械系统作为传动动力的部分，在使用过程会出现超压、过载情况，达到一定限定值后会对液压系统造成损坏，影响设备正常工作。所以在设计过程中，液压系统会有过载保护装置，以达到保护设备正常运行的措施。

液压传动可以通过设置的主溢流阀(安全阀)来限制柔性缓冲装置压力不超过设定压力，并会在局部回路上设置过载阀来防止液压冲击过大损坏液压系统元件。这就是所谓的液压系统的自动过载保护。本液压机械系统会在泄载油路上设置一个泄载阀门，阀门后面有个可调压力的弹簧。当油路压力超过额定压力时，阀门自动打开，油路泄压。为防止油压波动，还会在泄压阀门上设置一个阻尼小孔。

柔性缓冲装置为液压缸形式，多点同步缓冲装置，由于液压油压缩比小，油缸基本无缓冲作用，为了起到缓冲作用，缓冲液压缸管路设置泄流阀，当冲击力达到一定值，达到物料质量时，液压泄油阀打开，起到缓降的作用，泄油阀为可调式，可实际使用时进行调节，以适应实际使用状态。缓降装置即可缓降，缓降顶杆顶端具有横向移缓冲的结构，和钢板接触部位设置了柔性聚氨酯材料进行缓冲，以缓解物料下落过程中产生横向力，其结构形式为顶端为球形万向节，可以适应任意方向的横向力的冲击。

单个钢板托举缓冲装置三维模拟见图3；

由于物料为大规格大吨位物料，在进料辊道部分有数字化行吊吊运至辊道上方，吊运吊具为电磁吸盘，行吊吊运放下直接落至辊道上势必会有较大冲击力和歪斜现象。

该处辊道设计了缓冲装置和锥形导向结构，锥形导向结构高于缓冲装置300mm。扶正物料后距离缓冲装置100mm放下吊车吸盘落至缓冲装置。锥形导向结构同样是起到对设备的保护作用，避免大冲击力对设备的损坏而造成的停工停产。

当较薄板材进行输送时，由于板材强度没有厚板强度大，在重量的作用下会产生下弯的现象，为避免在传输过程中下弯而导致传输受阻，在两辊轴间增加设置了防止弯曲的防弯装置，且防弯装置上表面高度与传输辊轴上平面平齐，避免在传输厚板的时候压坏辅助支撑辊轮。

所述防弯装置设置在所述第一辊道模块6、第二辊道模块9的辊轴之间。

所述防弯装置包括辅助支撑横梁13、及在所述辅助支撑横梁13间隔设置所述支撑轮模块；所述撑轮模块包括固定在所述辅助支撑横梁13上的轮座14，以及与所述轮座14活动连接的支撑轮15，所述支撑横梁13两侧是端板20，所述支撑轮15直径160mm。图4是锥形导向结构的组成图。

第一辊道模块9和理料车间内的理料车间内的钢材出料辊道即第二出料模块7需具有矫正对中装置，在钢板下落后，通过传感器感知板材边缘位置，在横移辊道升起，通过转动使板材边缘靠在锥形导向机构11上，达到校正对中的动作。然后升降辊道下降，板材落在输送辊道，开始输送动作。钢板下落后可延锥形下滑至接近对中位置，下落完成后使对中在小范围动作内完成矫正目的。当板材下落后初步纠正歪斜的为锥形导向轮，锥形导向轮即可对下落过程中的板材进行纠正，同时还可以对传输过程中的板材进行纠正。钢板对中完成后，锥形导向轮处设置检测装置，提供后续动作信号。

矫正对中动作说明：

钢板由数字化行吊吊运至辊道上方后，漫反射感应探头感知物料到来，下降缓冲液压缸升起，以接住下落的物料，当物料完全落在缓冲装置后，行吊脱离，板材完全落在缓冲装置上，经延时2～5秒钟后缓冲装置下落，当板材下落至距离传输辊轴上平面10～20mm后，横移架升起，横移辊道辊上表面与板材接触，下落缓冲装置继续下落，脱离板材。

板材完全与横移辊道接触，通过横移辊道反向转动使板材边缘与辊道纵梁锥形导向轮接触，锥形导向轮既可以作为纵向传输挡铁，也可对中挡铁，传输辊道梁设置有接近探头，板材一端到位后，对应的传动辊停转，另一端如没有到位，传动辊继续旋转，直至板材边缘到位后，完成矫正对中动作。(纵向辊道梁除有锥形导向轮外，还有板材侧边缘接近开关，且在25米范围内设置4组，共8只接近传感器，四用四备，并联使用)

当完成矫正对中动作后，需要纵向传输，横移辊道下落，使板材落在传输辊轴上，进行纵向传输。如果板材不进行纵向传输，横移辊道不下落，可直接反转进行横向两辊道间的横向传输动作。

由于板材在吊运过程中板材边缘不会绝对传输辊道中心平行，所以由横移辊道来完成对中矫正功能，板材在吊运上料时板材长度方向与纵向传输轴线平行，所以矫正对中动作由横向传输辊道通过正反转来完成，横向传输辊道为各个传输辊道均为独立伺服减速电机驱动，所以在做矫正对中过程中，可分别进行正反转动作，互不影响，直至矫正动作完成，进行下一指令。

控制模块采用PLC系统，PLC控制模块采用禾川产品，远程分站采用禾川产品。PLC的预留备用I/O点为10％。控制系统预留接口，可与第三方设备如喷码系统、钢板质量在线检测系统等进行通讯，也可将生产数据传送到库管系统和集控系统。该套控制系统可以保证相邻辊道、辊道和预处理线、辊道和中厚板校平机、辊道和划线机、辊道和切割机、辊道和横移装置、辊道和横移辊道、辊道和钢板缺陷在线自动检测系统等之间的衔接顺畅。

各辊道具备正转、反转、停止、调速等功能。辊道按照设定的方向及位置动作，并可随动跟踪，反馈位置和传输速度等信号给输送集控系统，系统可通过显示屏反应出物料实际运行状态。物料有异常或者需要返回状态下，辊道可以反转补偿，监控方式同正转。物料有异常或者设备有故障的情况下，辊道可以采取紧急措施进行停止。指令可以和输送集控系统通讯，并且在现场设置临近操作系统和输送线安全防护设施，检测到安全异常情况时设备自动停止运行，也可通过工控机进行手动停止，该停止动作为设备、人员安全而设置的自我保护程序。同时设备在运行过程中有异常或者动作不规范时会有报警，提示相关系统故障点及维护点，并同时可进行人工切换，切换至手动模式工作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种柔性自动定位钢板传输系统，其特征在于：包括：

采集吊装运送的钢板的来料信号的第一采集模块；

对吊装运送的钢板进行柔性接收的柔性缓冲装置；

用来对所述柔性缓冲装置传送的钢板进行传输的第一辊道模块；

驱动所述第一辊道模块进行钢板传输的第一动力模块；

对所述第一辊道模块上的钢板进行对中调整的第一对中模块；

根据第一采集模块传送的来料信号，控制所述柔性缓冲装置、第一动力模块、第一对中模块动作的控制模块；

采集运送钢板来料信号的第二采集模块；

接收所述第一辊道模块传送的钢板，进行运输的第二辊道模块；

驱动所述第二辊道模块进行钢板传输的第二动力模块

对所述第二辊道模块上的钢板进行再次对中调整的第二对中模块；

所述控制模块根据所述第二采集模块传送的来料信号，控制第二对中模块动作，控制第二辊道模块在固定位置停止钢板运输。

2.根据权利要求1所述的一种柔性自动定位钢板传输系统，其特征在于：所述第二辊道模块包括两个均匀并联的传输辊，所述传输辊的长度固定。

3.根据权利要求1所述的一种柔性自动定位钢板传输系统，其特征在于：所述固定停止位置根据所述传输辊的长度及吊装车辆的位置进行确定。

4.根据权利要求1所述的一种柔性自动定位钢板传输系统，其特征在于：还包括设置有放置钢板弯曲的防弯装置，所述防弯装置设置在所述第一辊道模块、第二辊道模块的辊轴之间，防弯辊轮装置上表面与传输辊轴上平面平齐。

5.根据权利要求1所述的一种柔性自动定位钢板传输系统，其特征在于：所述防弯装置包括辅助支撑横梁、及在所述辅助支撑横梁间隔设置所述支撑轮模块；所述撑轮模块包括固定在所述辅助支撑横梁上的轮座，以及与所述轮座活动连接的支撑轮。

6.根据权利要求1所述的一种柔性自动定位钢板传输系统，其特征在于：还包括用来对钢板传输过程中位置进行矫正的锥形导向机构，所述锥形导向机构交替错落设置在所述第一辊道模块、第二辊道模块的传输辊上，锥形导向结构高于缓冲装置300mm。

7.一种柔性自动定位钢板传输控制方法，其特征在于，基于权利要求1-6中任意一项辊道传输系统实现，所述钢板传输控制方法包括以下步骤：

控制模块与第一采集模块和第二采集模块建立通信；

获取第一采集模块获取吊装钢板来料信号；

当控制模块接收到第一采集模块采集的钢板来料信号时，启动柔性缓冲装置动作对钢板进行承接，再按照一定的速进行缓慢下降到于所述第一辊道模块的辊轴同等的高度，实现将钢板递交到第一辊道模块上，所述柔性缓冲装置再次进行位置下降；

所述对中装置按照传输辊的宽度将钢板的位置进行对中调整；

控制单元控制所述动力模块动作，所述动力模块驱动第一辊道模块动作实现对钢板的运输；

控制模块根据第二采集模块采集的钢板来料信号，控制第二动力模块进行动作，所述第二动力模块驱动所述第二辊道模块动作进行钢板接收，所述第二对中装置对接收的钢板再次进行对中调整；

控制模块控制第二辊道模块运输的钢板根据所述传输辊的长度及吊装车辆的位置停止在固定位置，实现钢板的中心与第二第二辊道模块得中心重合。