CN116851497A - 一种柔性金属制品的校直装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性金属制品的校直装置及方法，属于校直设备技术领域。包括机台、第一校直轮组、第二校直轮组和检测机构，第一校直轮组和第二校直轮组均安装于机台的顶面且第一校直轮组位于机台的上料端，第二校直轮组位于机台的下料端，第一校直轮组和第二校直轮组均与检测机构通信连接，检测机构包括激光测距仪、压力传感器和激光扫描仪，检测机构分别检测金属条的弯曲度、第一校直轮组对金属条施加的压力和金属条位于第一校直轮组与第二校直轮组之间的平整度，第一校直轮组与第二校直轮组均根据检测结果调整校直轮的位置，本发明解决了现有的校直装置校直导致效率低，校直精度差，劳动强度高以及对柔性金属进行校直时容易出现挤压变形问题。

Description

一种柔性金属制品的校直装置及方法

技术领域

本发明属于校直设备技术领域，具体涉及一种柔性金属制品的校直装置及方法。

背景技术

由于机械制造过程中的原材料多为金属材质，金属工件在生产、使用和搬运过程中，极易产生形变。因此，在金属材料型材成型加工过程中，产品的调直是型材加工中必不可少的工艺环节，产品的直线度状况直接影响到后续产品加工，无论是动力调直或被动调直工艺，目前，传统的校直工艺都是由工人师傅根据经验和估计去反复试校和反复测量，这种做法不仅效率低，校直精度差，劳动强度高，而且在对柔性金属条进行校直的过程中，由于柔性金属材料通常具有较低的强度和硬度，容易发生塑性变形，所以柔性金属材料的变形量会大于其他金属材质，因此在校直的过程中，需要校直的弯曲度会大于其他金属材质，则，在柔性金属条进行校直的过程，所提供的弯曲度过大或校直轮对金属条施加的压力过大时，极易导致金属条在弯曲处或翻边处产生裂纹或挤压变形等情况，进而导致材料挤坏或损坏的情况发生，而现有的校直装置无法精准的控制校直时弯曲度来避免柔性金属条在进行校直出现挤压变形的情况。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种柔性金属制品的校直装置及方法，解决了现有的校直装置在进行校直需要依靠工人师傅的经验来完成校直导致效率低，校直精度差，劳动强度高以及对柔性金属进行校直时无法的精准的控制校直时弯曲度导致柔性金属出现挤压变形问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种柔性金属制品的校直装置，包括机台、第一校直轮组、第二校直轮组和检测机构，所述第一校直轮组和第二校直轮组均安装于机台的顶面且第一校直轮组位于机台的上料端，第二校直轮组位于机台的下料端，所述第一校直轮组和第二校直轮组均与检测机构通信连接，所述检测机构包括激光测距仪、压力传感器和激光扫描仪，所述检测机构分别检测金属条的弯曲度、第一校直轮组对金属条施加的压力和金属条位于第一校直轮组与第二校直轮组之间的平整度，所述第一校直轮组与第二校直轮组均根据检测结果调整校直轮的位置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一校直轮组包括校直架、驱动组件和调整轮组，所述校直架安装于机台的顶面，所述驱动组件安装于校直架的顶面，所述调整轮组位于校直架的顶部并转动连接于驱动组件的驱动端，所述校直架的底部还设置有一排第一滚轮，所述第一滚轮转动连接于校直架并位于调直轮组的下方，所述检测安装于校直架的底部，所述驱动组件与检测机构通信连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动组件包括驱动电机、丝杆和滑块，所述驱动电机安装于校直架的顶面，所述驱动电机的驱动端于丝杆连接，所述滑块滑动设置于校直架的侧壁并与丝杆螺旋连接，所述调整轮组安装于滑块的顶面，所述驱动电机与检测机构通信连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述调整轮组包括若干校直轮，若干所述校直轮均与校直架转动连接，若干所述校直轮分别与驱动组件的驱动端连接，所述驱动组件根据检测结果驱动若干校直轮调整校直位置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述激光测距仪安装于校直架的底部并位于调整轮组的前端，所述压力传感器安装于驱动组件的驱动端部并与调直轮组抵接，所述激光扫描仪安装于校直架的后端，所述激光测距仪对金属条的弯曲度进行检测并与驱动组件通信连接，所述压力传感器检测调直轮组的压力并与驱动组件通信连接，所述激光测距仪检测金属条的平整度并与第二校直轮组通信连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二校直轮组包括支撑架、调直电机、调直轮和第二滚轮，所述支撑架安装于机台的顶面，所述调整电机安装于支撑架的顶面，所述调整轮转动连接于调整电机的驱动端，所述第二滚轮转动连接于支撑架的侧壁并位于调直轮的下方，所述调整电机与检测机构通信连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述机台的顶面还设置有导向机构，所述导向机构包括两导向筒，两所述导向筒安装于机台的上料端，两所述导向筒对金属条进行导向。

11.基于上述的一种柔性金属制品的校直装置，本发明还提出一种柔性金属制品的校直方法，包括以下步骤：

S1：上料，金属条经过导向机构进入第一校直轮组；

S2：校直，第一校直轮组对金属条进行校直；

S3：检测，检测机构对金属条进行弯曲度、第一校直轮组施加的压力和平整度进行检测；

S4：调整，第一校直轮组根据检测机构检测的弯曲度和第一校直轮组施加的压力调整校直轮的位置；

S5：调直，第二校直轮组根据平整度调整校直轮的位置。

作为本发明的一种优选技术方案，在步骤S4中，所述第一校直轮组的第一个校直轮先进行初次的校直，检测机构对初次校直的弯曲度和校直压力进行检测。

作为本发明的一种优选技术方案，在步骤S5中，所述第而校直轮组的校直轮根据检测机构的检测结果和过弯矫直定理调整后续调整轮的位置。

本发明的有益效果为：

1.通过驱动机构来驱动校直轮的移动来完成校直，解决了现有的校直装置需要依靠工人师傅的经验来完成校直导致效率低，校直精度差，劳动强度高的问题；

2.通过设置两校直轮组可以减低校直偏差而导致校直结果不稳定的问题，提高了校直的精度；

3.通过将第一组校直轮对金属条进行校直时弯曲度进行检测，让后续的校直轮可以根据检测机构的检测结果和过弯矫直定理来调整后续校直轮的位置，避免了对柔性金属进行校直时无法的精准的控制校直时弯曲度导致柔性金属出现挤压变形问题。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明第一校直轮组结构示意图；

图3为本发明第二校直轮组结构示意图；

图4为本发明驱动组件结构示意图；

主要元件符号说明

图中：1、机台；2、第一校直轮组；21、校直架；22、驱动组件；221、驱动电机；222、丝杆；223、滑块；23、调整轮组；231、校直轮；24、第一滚轮；3、第二校直轮组；31、支撑架；32、调直电机；33、调直轮；34、第二滚轮；4、检测机构；41、激光测距仪；42、压力传感器；43、激光扫描仪；5、导向机构；51、导向筒；6、金属条。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

请参阅图1-4，本实施例提供了一种柔性金属制品的校直装置，包括机台1、第一校直轮组2、第二校直轮组3和检测机构4，第一校直轮组2和第二校直轮组3均安装于机台1的顶面且第一校直轮组2位于机台1的上料端，第二校直轮组3位于机台1的下料端，检测机构4安装于第一校直轮组2的底部，二校直轮231组均与检测机构4通信连接，检测机构4包括激光测距仪41、压力传感器42和激光扫描仪43，检测机构4分别检测金属条6的弯曲度、第一校直轮组2对金属条6施加的压力和金属条6位于第一校直轮组2与第二校直轮组3之间的平整度，第一校直轮组2与第二校直轮组3均根据检测结果调整校直轮231的位置，在对柔性金属条6进行校直的过程中，在校直装置前有一个拉伸设备进行拉扯，为金属条6提供动力让其完成校直，在进行校直的过程中，金属条6进入第一校直轮组2中进行第一次校直时，金属条6发生第一次弯曲时，此时检测机构4对金属条6的弯曲度和此时校直装置施加的压力进行检测，通过获得的弯曲度和压力计算金属条6的弹性极限载荷，金属条6的弹性极限载荷指的是金属在受外力作用下，能够恢复到初始形状的最大载荷。它是金属材料能够承受的最大强度，同时仍然保持弹性变形，不发生塑性变形或破坏的载荷值。因此，后续进行校直时校直轮231组施加的压力要大于该值才能完成对金属条6的校直。

同时，每一种金属材料都有其自身的屈服强度，而目前常见的金属材料的屈服强度都可以通过查阅资料获得，或者在使用该金属来进行加工零部件时，通常需要对其自身的材料性能进行了解，在进行校直时可以通过对金属条6样品的检测来获得该金属条6的材料性能数值，而金属材料在受到外力时，呈现出应变和应力成正比的线性关系，称为弹性阶段。但随着应力的增加，料会进入塑性阶段，随着应变的增加，应力并不是继续上升，而是逐渐开始趋于稳定。金属进入这个稳定阶段的开端，应力相对于应变的变化率已经突然降低，这就是屈服点，屈服强度是这两种线性关系的分界点，因此，屈服强度是用来确定金属材料的断裂强度和在使用中的极限负荷。所以，在校直的过程中施加的校直压力要小于该值才能保证金属条6在校直的过程中不会出现被挤压而损坏或者在校直的过程中由于压力和弯曲度过大导致拉伸时阻力变大，导致金属条6被拉伸而导致形状发生了改变的情况。

因此，让金属条6可以通过校直装置完成校直的过程中，金属条6不会因为校直的弯曲度过大和校直装置的挤压力过大导致金属条6在校直时出现挤压变形的情况，在检测机构4对金属条6在进行第一校直时检测弯曲度和压力的变化，获得金属条6的弹性极限载荷，获得校直的压力的区间，同时根据过弯矫直定理获得后续的弯曲度的范围，因此来完成对金属条6的第一次校直，而当金属条6完成第一次校直后，检测机构4对金属条6的平整度进行检测，若是此时经过第一次校直进入到第二校直轮组3中的金属条6的校直精度未达到预定的标准时，第二校直轮组3会对金属条6进行第二次校直，以此来弥补第一次校直时的误差，完成再次校直，提高校直的精度，而且在进行校直时，不用在通过工人的经验来完成校直，通过检测机构4搭配两校直轮231组来完成校直解决了现有的校直装置效率低，校直精度差，劳动强度高的问题。

为了更好的对柔性金属条6进行校直，方便对柔性金属条6的弯曲度进行检测，本实施例中，第一校直轮组2包括校直架21、驱动组件22和调整轮组23，校直架21安装于机台1的顶面，驱动组件22安装于校直架21的顶面，调整轮组23位于校直架21的顶部并转动连接于驱动组件22的驱动端，校直架21的底部还设置有一排第一滚轮24，第一滚轮24转动连接于校直架21并位于调直轮33组的下方，检测安装于校直架21的底部，驱动组件22与检测机构4通信连接，在金属条6进入第一校直轮组2时，驱动组件22将驱动调整轮组23与一排的第一滚轮24交错设置，将金属条6完成第一次弯曲，而检测机构4在进行校直时会对金属条6的弯曲度和调整轮组23对金属条6施加的压力，也就是金属条6受到的挤压力进行检测，并通过过弯矫直定理和控制终端处理后将处理的结构传输至驱动组件22，驱动组件22驱动调整轮组23调整位置来完成对金属条6的第一次校直，通过检测机构4的检测来完成对调直轮33组的调整，来完成调直过程中，解决了现有的校直装置效率低，校直精度差，劳动强度高的问题。

为了更好的驱动调整轮组23调整位置来完成第一校直，在一实施例中，驱动组件22包括驱动电机221、丝杆222和滑块223，驱动电机221安装于校直架21的顶面，驱动电机221的驱动端于丝杆222连接，滑块223滑动设置于校直架21的侧壁并与丝杆222螺旋连接，调整轮组23安装于滑块223的顶面，所述驱动电机221与检测机构4通信连接，将驱动组件22接收到传输的信号时，驱动电机221通过丝杆222驱动滑块223进行滑动来驱动调整轮组23调整位置来完成对金属条6的校直，因为驱动电机221可以根据接收到的信号来完成对滑块223的控制，而且驱动电机221达到预定精度的效率要远高于人工进行控制的效率，解决了现有的校直装置在进行校直时需要依靠工人的经验来进行校直的过程效率低，校直精度差的问题。

而在进行校直的过程中，为了让驱动组件22可以驱动调整轮组23来完成调直，提高校直精度，在一实施例中，调整轮组23包括若干校直轮231，若干校直轮231均与校直架21转动连接，若干校直轮231分别与驱动组件22的驱动端连接，驱动组件22根据检测结果驱动若干校直轮231调整校直位置，在检测机构4检测完成后，驱动组件22接收到处理信号后，驱动组件22驱动每一校直轮231进行位置的调整，以此来完成调直的过程，让金属条6可以完成第一次的校直。

为了更好的检测金属条6的弯曲度、受到的压力和第一次校直完成后的平整度，让校直装置可以更好的提高校直的效率和校直的精度，在一实施例中，激光测距仪41安装于校直架21的底部并位于调整轮组23的前端，压力传感器42安装于驱动组件22的驱动端部并与调直轮33组抵接，激光扫描仪43安装于校直架21的后端，激光测距仪41对金属条6的弯曲度进行检测并与驱动组件22通信连接，压力传感器42检测调直轮33组的压力并与驱动组件22通信连接，激光测距仪41检测金属条6的平整度并与第二校直轮组3通信连接，在金属条6进入第一个校直轮231完成弯曲后，激光测距仪41通过检测弯曲前的距离和弯曲后的距离来通过对比后得到金属条6的形变量，并且通过压力传感器42检测到作用于金属条6上的压力，通过计算应力和应变的关系来获得金属的弹性极限载荷，同时通过金属条6的屈服强度来得到后续校直轮231的压力在弹性极限载荷与屈服强度这个区间即可完成调直的过程中同时不会发生被挤压变形或者拉伸变形的情况发生，而且后续校直轮231的位置可以根据该弯曲度和过弯矫直定理来获得，而在金属条6完成第一次校直后，激光扫描仪43对金属条6的平整度进行检测，若是金属条6的平整度为达到预定的标准时，将检测结果传输至第二校直轮组3来进行二次的校直，保证金属条6完成校直后的校直值可以达到预定的标准，提高校直的精准度。

为了更好的完成二次校直，在一实施例中，第二校直轮组3包括支撑架31、调直电机32、调直轮33和第二滚轮34，支撑架31安装于机台1的顶面，调整电机安装于支撑架31的顶面，调整轮转动连接于调整电机的驱动端，第二滚轮34转动连接于支撑架31的侧壁并位于调直轮33的下方，调整电机与检测机构4通信连接，调整电机接收到调直的信号后，通过调整调整轮的位置来进行第二的校直，减少第一次校直的误差，提高校直的精度。

为了避免金属条6在校直过程中出现不均匀的弯曲或扭曲情况，从而产生伸长和膨胀变形，在一实施例中，机台1的顶面还设置有导向机构5，导向机构5包括两导向筒51，两导向筒51安装于机台1的上料端，两导向筒51对金属条6进行导向，在金属条6进行校直时，金属条6从两导向筒51中间穿过，通过两导向筒51来限制金属条6在进行校直时的摆动，防止金属条6在校直时出现扭曲的情况而导致校直失败的情况发生。

基于上述的一种柔性金属制品的校直装置，本方案还提出一种柔性金属制品的校直方法，包括以下步骤：

S1：上料，金属条6经过导向机构5进入第一校直轮组2；

S2：校直，第一校直轮组2对金属条6进行校直；

S3：检测，检测机构4对金属条6进行弯曲度、第一校直轮组2施加的压力和平整度进行检测；

S4：调整，第一校直轮组2根据检测机构4检测的弯曲度和第一校直轮组2施加的压力调整校直轮231的位置；

S5：调直，第二校直轮组3根据平整度调整校直轮231的位置。

为了更好的调整后续校直轮231的位置，在步骤S4中，所述第一校直轮组2的第一个校直轮231先进行初次的校直，检测机构4对初次校直的弯曲度和校直压力进行检测，通过弯曲度和校直压力得到金属条6的弹性极限载荷，并配合金属条6的屈服强度和过弯矫直定理来确定后续校直轮231的调整位置，以此来更好的完成校直过程。

为了提高校直精度，减少校直误差，在一实施例中，在步骤S5中，第二校直轮组3的校直轮231根据检测机构4的检测结果和过弯矫直定理调整后续调整轮的位置，当检测机构4中的激光扫描仪43对完成第一次校直的平整度检测时，若是第一次校直后的校直精度达不到预定的精度是，第二校直轮组3根据检测结果和过弯矫直定理调整后续调整轮的位置来完成第二次校直，以此来提高校直精度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种柔性金属制品的校直装置，其特征在于：包括机台、第一校直轮组、第二校直轮组和检测机构，所述第一校直轮组和第二校直轮组均安装于机台的顶面且第一校直轮组位于机台的上料端，第二校直轮组位于机台的下料端，所述第一校直轮组和第二校直轮组均与检测机构通信连接，所述检测机构包括激光测距仪、压力传感器和激光扫描仪，所述检测机构分别检测金属条的弯曲度、第一校直轮组对金属条施加的压力和金属条位于第一校直轮组与第二校直轮组之间的平整度，所述第一校直轮组与第二校直轮组均根据检测结果调整校直轮的位置。

2.根据权利要求1所述的一种柔性金属制品的校直装置，其特征在于：所述第一校直轮组包括校直架、驱动组件和调整轮组，所述校直架安装于机台的顶面，所述驱动组件安装于校直架的顶面，所述调整轮组位于校直架的顶部并转动连接于驱动组件的驱动端，所述校直架的底部还设置有一排第一滚轮，所述第一滚轮转动连接于校直架并位于调直轮组的下方，所述检测安装于校直架的底部，所述驱动组件与检测机构通信连接。

3.根据权利要求2所述的一种柔性金属制品的校直装置，其特征在于：所述驱动组件包括驱动电机、丝杆和滑块，所述驱动电机安装于校直架的顶面，所述驱动电机的驱动端于丝杆连接，所述滑块滑动设置于校直架的侧壁并与丝杆螺旋连接，所述调整轮组安装于滑块的顶面，所述驱动电机与检测机构通信连接。

4.根据权利要求2所述的一种柔性金属制品的校直装置，其特征在于：所述调整轮组包括若干校直轮，若干所述校直轮均与校直架转动连接，若干所述校直轮分别与驱动组件的驱动端连接，所述驱动组件根据检测结果驱动若干校直轮调整校直位置。

5.根据权利要求2所述的一种柔性金属制品的校直装置，其特征在于：所述激光测距仪安装于校直架的底部并位于调整轮组的前端，所述压力传感器安装于驱动组件的驱动端部并与调直轮组抵接，所述激光扫描仪安装于校直架的后端，所述激光测距仪对金属条的弯曲度进行检测并与驱动组件通信连接，所述压力传感器检测调直轮组的压力并与驱动组件通信连接，所述激光测距仪检测金属条的平整度并与第二校直轮组通信连接。

6.根据权利要求1所述的一种柔性金属制品的校直装置，其特征在于：所述第二校直轮组包括支撑架、调直电机、调直轮和第二滚轮，所述支撑架安装于机台的顶面，所述调整电机安装于支撑架的顶面，所述调整轮转动连接于调整电机的驱动端，所述第二滚轮转动连接于支撑架的侧壁并位于调直轮的下方，所述调整电机与检测机构通信连接。

7.根据权利要求1所述的一种柔性金属制品的校直装置，其特征在于：所述机台的顶面还设置有导向机构，所述导向机构包括两导向筒，两所述导向筒安装于机台的上料端，两所述导向筒对金属条进行导向。

8.一种柔性金属制品的校直方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：上料，金属条经过导向机构进入第一校直轮组；

S2：校直，第一校直轮组对金属条进行校直；

S3：检测，检测机构对金属条进行弯曲度、第一校直轮组施加的压力和平整度进行检测；

S4：调整，第一校直轮组根据检测机构检测的弯曲度和第一校直轮组施加的压力调整校直轮的位置；

S5：调直，第二校直轮组根据平整度调整校直轮的位置。

9.根据权利要求8所述的一种柔性金属制品的校直方法，其特征在于：在步骤S4中，所述第一校直轮组的第一个校直轮先进行初次的校直，检测机构对初次校直的弯曲度和校直压力进行检测。

10.根据权利要求8所述的一种柔性金属制品的校直方法，其特征在于：在步骤S5中，所述第二校直轮组的校直轮根据检测机构的检测结果和过弯矫直定理调整后续调整轮的位置。