CN117443965B - 一种智能防断式金属拉丝机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能防断式金属拉丝机，涉及金属拉丝机技术领域，包括机架，机架上设置有绷紧区、拉丝区以及收卷区，其中所述拉丝区设置在绷紧区与收卷区之间，所述拉丝区设置有第一固定板，所述第一固定板上开设有窗口，窗口固定连接有拉丝模组，所述拉丝模组包括限位板、数个拉丝模具、第二固定板、检测板以及避光罩，其中所述限位板固定在窗口内，所述拉丝模具通过第二固定板贴合排列在限位板一侧，所述检测板固定在拉丝模具另一侧，所述避光罩罩设在检测板上。本发明可检测拉丝过程中模具的磨损状态以进行人为干预，提高了拉丝质量。

Description

一种智能防断式金属拉丝机

技术领域

本发明涉及金属拉丝机技术领域，具体为一种智能防断式金属拉丝机。

背景技术

金属拉丝机也叫拔丝机，是在工业应用中使用很广泛的机械设备，金属拉丝机属于标准件等金属制品生产预加工设备，目的是为了把由钢材生产厂家生产运输至标准件等金属制品生产企业的线材或棒材经过拉丝机的拉拔处理，使线材或棒材的直径、圆度、内部金相结构、表面光洁度和矫直度都达到标准件等金属制品生产需要的原料处理要求。因此拉丝机对线材或棒材的预处理质量直接关系到标准件、等金属制品生产企业的产品质量，拉丝机广泛应用于钢丝、制绳丝、预应力钢丝、标准件等金属制品的生产和预加工处理。

在对拉丝工艺、尺寸要求极高时多采用模具拉丝，模具拉丝是在金属压力加工中，在外力的作用下使金属强行通过模具，金属横截面积被压缩，并获得所要求的横截面积形状和尺寸的技术加工方法。

在拉丝机工作过程中，一般会因为三种原因产生断丝：1.拉丝机模在不间断的出产中会因为正常磨损而使拉丝模的定径区变大。2.出产中退火电流的不恒定，电流忽然偏高，单丝在退火过程中被拉断或是被骤变的强电流熔断。3.各种材料的质量问题。其中退火电流以及材料质量是可以进行人为干预而事先防范剔除的，而拉丝模的磨损状态是很难进行把控的，若拉丝模磨损严重会直接影响拔丝效率和成品丝的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能防断式金属拉丝机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种智能防断式金属拉丝机，包括机架，机架上设置有绷紧区、拉丝区以及收卷区，其中所述拉丝区设置在绷紧区与收卷区之间，所述拉丝区设置有第一固定板，所述第一固定板上开设有窗口，窗口固定连接有拉丝模组，所述拉丝模组包括限位板、数个拉丝模具、第二固定板、检测板以及避光罩，其中所述限位板固定在窗口内，所述拉丝模具通过第二固定板贴合排列在限位板一侧，所述检测板固定在拉丝模具另一侧，所述避光罩罩设在检测板上且内部上下两侧皆设置有红外检测模块；

进一步的，所述拉丝模具上设置有进丝口、拉丝通道以及出丝口，其中所述进丝口、出丝口皆为倒角设置且进丝口的倒角要大于出丝口，所述限位板位于拉丝模具的进丝口处且配合开设有缺口以供金属丝穿过，所述检测板上配合出丝口的大小设置有检测孔，所述检测孔设置有光感应层，所述检测板内部设置有若干连通检测孔与外部的负压通道，所述负压通道外接例如抽气装置等产生负压的装置，用于吸取检测孔表面可能覆盖的粉尘以及拉丝模具的磨损粉末，以免干扰光感应层的检测结果，所述避光罩上设置有出口且内部涂有一层吸光涂料能有效吸收避光罩出口处射入的光源，进一步降低对光感应层的干扰。

进一步的，所述收卷区设置有预警模组和收卷模组，其中所述预警模组设置在拉丝模组与收卷模组之间且位于拉丝模组的出口处。

进一步的，所述预警模组包括第一导轨、第一滑块、衔接压轮、第一导杆、支撑弹簧以及压力感应模块，其中所述第一滑块与第一导轨滑动配合，所述衔接压轮固定在第一滑块上，所述第一导杆穿设在第一滑块上，所述压力感应模块设置在第一导杆底部，所述支撑弹簧套设在第一导杆上且两端分别连接第一滑块和压力感应模块。

进一步的，所述收卷模组包括若干过渡轮、转向组件以及数组收卷组件。

进一步的，所述转向组件包括第二导轨、第二滑块、Y轴螺杆、Y轴电机、X轴螺杆、X轴电机以及数个转向轮，其中第二滑块与第二导轨滑动配合，Y轴螺杆穿设在第二滑块上，Y轴电机与Y轴螺杆固定连接，X轴螺杆设置在第二滑块一侧且连接有X轴电机，转向轮固定在X轴螺杆上。

进一步的，所述收卷组件包括收卷轮、顶针模组、传动齿轮组以及旋转电机，其中所述收卷轮架设在转向组件下侧，所述传动齿轮组设置在收卷轮一侧且受旋转电机驱动，所述顶针模组设置在收卷轮另一侧且与收卷轮的内径转动配合。

进一步的，所述顶针模组由顶针、滑套以及伸缩气缸组成，在工作时，伸缩气缸会带动滑套，间接驱动固定在滑套顶部的顶针伸入收卷轮内，为收卷轮的转动提供支撑。

进一步的，所述绷紧区外部配合设置有放料轮，绷紧区内设置有若干导向轮以及绷紧模组，其中所述绷紧模组包括绷紧轮、驱动气缸、移动块以及两个第二导杆，其中所述移动块穿设在第二导杆上，所述驱动气缸驱动端连接移动块，所述绷紧轮固定在移动块上。

进一步的，所述绷紧轮表面设置有压力感应模块，可根据金属丝按压在绷紧轮表面的压力大小调整绷紧轮的位置，从而调整金属丝的绷紧状态。

进一步的，具体方法如下：

S1、绷紧：将放料轮上的金属丝引入绷紧区，调整绷紧模组绷紧金属丝；

S2、拉丝：将绷紧后的金属丝引入拉丝区，由拉丝模组进行拉丝作业，同时实时检测板实时监测拉丝模具的磨损状态；

S3、收卷：将拉丝后的金属丝引入收卷区，经过预警模组后由收卷模组进行收卷，同时预警模组会判断金属丝是否并及时预警。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：通过设置有拉丝模组，其中的检测板可通过所检测到的光信号判断拉丝模具的磨损状态，有效掌握了拉丝过程的模具状态，可做到提前干预，提高了拉丝质量；通过设置有预警模组，可通过压力信号判断拉丝后的金属丝是否断裂，降低了安全隐患。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的拉丝模组组成示意图；

图3是本发明的拉丝模组剖视图；

图4是本发明的转向组件、收卷组件局部示意图；

图5是本发明的预警模组示意图；

图6是本发明的绷紧模组示意图；

图中：1、机架；11、绷紧区；112、导向轮；12、拉丝区；13、收卷区；2、固定板；3、拉丝模组；31、限位板；32、拉丝模具；321、进丝口；322、拉丝通道；323、出丝口；33、固定板；34、检测板；341、检测孔；3411、光感应层；342、负压通道；35、避光罩；36、抽气装置；4、预警模组；41、第一导轨；42、第一滑块；43、衔接压轮；44、第一导杆；45、支撑弹簧；46、压力感应模块；5、过渡轮；6、转向组件；61、第二导轨；62、第二滑块；63、Y轴螺杆；64、Y轴电机；65、X轴螺杆；66、X轴电机；67、转向轮；7、收卷组件；71、收卷轮；72、顶针模组；73、传动齿轮组；74、旋转电机；8、绷紧模组；81、绷紧轮；82、驱动气缸；83、移动块；84、第二导杆。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。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。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。

请参阅图1-6，本发明提供技术方案：一种智能防断式金属拉丝机，包括机架1，机架1上设置有绷紧区11、拉丝区12以及收卷区13，其中拉丝区12设置在绷紧区11与收卷区13之间，拉丝区12设置有第一固定板2，第一固定板2上开设有窗口，窗口固定连接有拉丝模组3，拉丝模组3包括限位板31、数个拉丝模具32、第二固定板33、检测板34以及避光罩35，其中限位板31固定在窗口内，拉丝模具32通过第二固定板33贴合排列在限位板31一侧，检测板34固定在拉丝模具32另一侧，避光罩35罩设在检测板34上且内部上下两侧皆设置有红外检测模块351；

需要补充说明的是：拉丝模具32上设置有进丝口321、拉丝通道322以及出丝口323，其中进丝口321、出丝口323皆为倒角设置且进丝口321的倒角要大于出丝口323，限位板31位于拉丝模具32的进丝口321处且配合开设有缺口以供金属丝穿过，检测板34上配合出丝口323的大小设置有检测孔341，检测孔341设置有光感应层3411，检测板34内部设置有若干连通检测孔341与外部的负压通道342，负压通道342外接例如抽气装置36等产生负压的装置，用于吸取检测孔341表面可能覆盖的粉尘以及拉丝模具32的磨损粉末，以免干扰光感应层3411的检测结果，避光罩35上设置有出口且内部涂有一层吸光涂料能有效吸收避光罩35出口处射入的光源，进一步降低对光感应层3411的干扰；

红外检测模块351用于检测拉丝后的金属丝的表面状态，通过向金属丝表面发射红外线，检测到达金属丝各表面的距离，为避免彼此干扰，两个红外检测模块351应错开设置，检测目标主要有两个，一是拉丝后的金属丝径宽是否到达标准，而是拉丝后的金属丝表面是否均匀。

在实际操作中，金属丝穿过限位板31，通过相应的拉丝模具32，穿过检测板34，最后从避光罩35出口离开，此过程中，检测板34会通过检测拉丝模具32出丝口323的光透射程度来判断拉丝模具32的磨损状态，同时负压通道342的设置可避免粉尘干扰检测结果，同时能够及时清理拉丝模具32磨损产出的粉末以降低对金属丝出产质量的影响。

收卷区13设置有预警模组4和收卷模组，其中预警模组4设置在拉丝模组3与收卷模组之间且位于拉丝模组3的出口处。

预警模组4包括第一导轨41、第一滑块42、衔接压轮43、第一导杆44、支撑弹簧45以及压力感应模块46，其中第一滑块42与第一导轨41滑动配合，衔接压轮43固定在第一滑块42上，第一导杆44穿设在第一滑块42上，压力感应模块46设置在第一导杆44底部，支撑弹簧45套设在第一导杆44上且两端分别连接第一滑块42和压力感应模块46。

在实际操作中，支撑弹簧45能够支撑第一滑块42在一定的高度上，此时压力感应模块46检测到来自支撑弹簧45的下压力即第一滑块42和衔接压轮43的净重，拉丝后的金属丝会绷紧在衔接压轮43表面，对衔接压轮43产生一定的下压力，此时压力感应模块46可检测到明显的压力变化，以此来判断金属丝是否断裂。

收卷模组包括若干过渡轮5、转向组件6以及数组收卷组件7。

转向组件6包括第二导轨61、第二滑块62、Y轴螺杆63、Y轴电机64、X轴螺杆65、X轴电机66以及数个转向轮67，其中第二滑块62与第二导轨61滑动配合，Y轴螺杆63穿设在第二滑块62上，Y轴电机64与Y轴螺杆63固定连接，X轴螺杆65设置在第二滑块62一侧且连接有X轴电机66，转向轮67固定在X轴螺杆65上。

在实际操作中，Y轴电机64通过驱动Y轴螺杆63转动间接带动第二滑块62在Y轴方向移动，同样X轴电机66通过驱动X轴螺杆65转动间接带动转向轮67在X轴方向移动，从而实现转向轮67两个方向上的移动。

收卷组件7包括收卷轮71、顶针模组72、传动齿轮组73以及旋转电机74，其中收卷轮71架设在转向组件6下侧，传动齿轮组73设置在收卷轮71一侧且受旋转电机74驱动，顶针模组72设置在收卷轮71另一侧且与收卷轮71的内径转动配合。

需要补充说明的是：顶针模组72由顶针、滑套以及伸缩气缸组成，在工作时，伸缩气缸会带动滑套，间接驱动固定在滑套顶部的顶针伸入收卷轮71内，为收卷轮71的转动提供支撑。

绷紧区11外部配合设置有放料轮，绷紧区11内设置有若干导向轮112以及绷紧模组8，其中绷紧模组8包括绷紧轮81、驱动气缸82、移动块83以及两个第二导杆84，其中移动块83穿设在第二导杆84上，驱动气缸82驱动端连接移动块83，绷紧轮81固定在移动块83上。

在实际操作中，可以实现单丝拉丝收卷或者多线拉丝收卷，以多线拉丝为例，绷紧区11外部配合设置有多个放料轮，各放料轮上引出金属丝至导向轮112相应的转轮上，然后穿过对应的拉丝模具32，接着经过预警模组4，预警模组4会记录多个金属丝缠绕时压力状态并以此为基准判断是否有金属丝断裂，最后经过不同的过渡轮5引导至相应的转向轮67上，最后由各自的收卷组件7完成收卷。

需要补充说明的是：绷紧轮81表面设置有压力感应模块，可根据金属丝按压在绷紧轮81表面的压力大小调整绷紧轮81的位置，从而调整金属丝的绷紧状态。

具体实施方法如下：

S1、绷紧：将放料轮上的金属丝引入绷紧区11，调整绷紧模组8绷紧金属丝；

S2、拉丝：将绷紧后的金属丝引入拉丝区12，由拉丝模组3进行拉丝作业，同时实时检测板34实时监测拉丝模具32的磨损状态；

S3、收卷：将拉丝后的金属丝引入收卷区13，经过预警模组4后由收卷模组进行收卷，同时预警模组4会判断金属丝是否并及时预警。

S2中拉丝模具32的磨损判断方式如下：金属丝在拉丝前的径宽要大于拉丝模具32的拉丝通道322，在拉丝模具32完好以及磨损程度不严重的情况下，金属丝会完全堵住拉丝通道322，出丝口323将无法渗透由进丝口321投入的光源即光感应层3411始终无法检测到光信号存在，若拉丝模具32磨损严重，拉丝通道322表面会出现坑洼即缺口，金属丝在通过时难以完全堵住，此时进丝口321处的光线会渗透至出丝口323并由光感应层3411感应到，若光感应层3411能感应到明显的光信号则此时可判断拉丝模具32磨损严重需要进行更换。

S3中金属丝断裂判断方式如下：压力感应模块46记录初始压力信号，工作状态中，压力感应模块46检测到压力信号异于初始压力信号，由于金属丝始终按压衔接压轮43表面，衔接压轮43自身处于下压状态，单丝情况下，设定3秒内压力感应模块46所检测到的压力信号始终等于初始压力信号时，可判断衔接压轮43表面无金属丝附着，金属丝断裂；多丝情况下，记录初步工作时，多丝按压时所产生的基准压力，设定3秒内压力感应模块46所检测到的压力信号始终异于基准压力信号时，可判断衔接压轮43表面有金属丝断裂。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“右”、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，仅是为了便于描述本发明，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。

最后需要指出的是：以上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精神和范围。

Claims (5)

1.一种智能防断式金属拉丝机，其特征在于：包括：

机架（1），机架（1）上设置有绷紧区（11）、拉丝区（12）以及收卷区（13），其中所述拉丝区（12）设置在绷紧区（11）与收卷区（13）之间，所述拉丝区（12）设置有第一固定板（2），所述第一固定板（2）上开设有窗口，窗口固定连接有拉丝模组（3），所述拉丝模组（3）包括限位板（31）、数个拉丝模具（32）、第二固定板（33）、检测板（34）以及避光罩（35），其中所述限位板（31）固定在窗口内，所述拉丝模具（32）通过第二固定板（33）贴合排列在限位板（31）一侧，所述检测板（34）固定在拉丝模具（32）另一侧，所述避光罩（35）罩设在检测板（34）上且内部上下两侧皆设置有红外检测模块（351）；

所述拉丝模具（32）上设置有进丝口（321）、拉丝通道（322）以及出丝口（323），所述限位板（31）位于拉丝模具（32）的进丝口（321）处且配合开设有缺口以供金属丝穿过，所述检测板（34）上配合出丝口（323）的大小设置有检测孔（341），所述检测孔（341）设置有光感应层（3411）；

所述收卷区（13）设置有预警模组（4）和收卷模组，其中所述预警模组（4）设置在拉丝模组（3）与收卷模组之间且位于拉丝模组（3）的出口处；

所述预警模组（4）包括第一导轨（41）、第一滑块（42）、衔接压轮（43）、第一导杆（44）、支撑弹簧（45）以及压力感应模块（46），其中所述第一滑块（42）与第一导轨（41）滑动配合，所述衔接压轮（43）固定在第一滑块（42）上，所述第一导杆（44）穿设在第一滑块（42）上，所述压力感应模块（46）设置在第一导杆（44）底部，所述支撑弹簧（45）套设在第一导杆（44）上且两端分别连接第一滑块（42）和压力感应模块（46）；

所述收卷模组包括若干过渡轮（5）、转向组件（6）以及数组收卷组件（7）；

所述转向组件（6）包括第二导轨（61）、第二滑块（62）、Y轴螺杆（63）、Y轴电机（64）、X轴螺杆（65）、X轴电机（66）以及数个转向轮（67），其中所述第二滑块（62）与第二导轨（61）滑动配合，所述Y轴螺杆（63）穿设在第二滑块（62）上，所述Y轴电机（64）与Y轴螺杆（63）固定连接，所述X轴螺杆（65）设置在第二滑块（62）一侧且连接有X轴电机（66），所述转向轮（67）固定在X轴螺杆（65）上；

所述收卷组件（7）包括收卷轮（71）、顶针模组（72）、传动齿轮组（73）以及旋转电机（74），其中所述收卷轮（71）架设在转向组件（6）下侧，所述传动齿轮组（73）设置在收卷轮（71）一侧且受旋转电机（74）驱动，所述顶针模组（72）设置在收卷轮（71）另一侧且与收卷轮（71）的内径转动配合。

2.根据权利要求1所述的一种智能防断式金属拉丝机，其特征在于：

所述进丝口（321）、出丝口（323）皆为倒角设置且进丝口（321）的倒角要大于出丝口（323）。

3.根据权利要求2所述的一种智能防断式金属拉丝机，其特征在于：

所述检测板（34）内部设置有若干连通检测孔（341）与外部的负压通道（342）。

4.根据权利要求3所述的一种智能防断式金属拉丝机，其特征在于：

所述绷紧区（11）外部配合设置有放料轮，绷紧区（11）内设置有若干导向轮（112）以及绷紧模组（8），其中所述绷紧模组（8）包括绷紧轮（81）、驱动气缸（82）、移动块（83）以及两个第二导杆（84），其中所述移动块（83）穿设在第二导杆（84）上，所述驱动气缸（82）驱动端连接移动块（83），所述绷紧轮（81）固定在移动块（83）上。

5.根据权利要求4所述的一种智能防断式金属拉丝机的工作方法，其特征在于：

具体步骤如下：

S1、绷紧：将放料轮上的金属丝引入绷紧区（11），调整绷紧模组（8）绷紧金属丝；

S2、拉丝：将绷紧后的金属丝引入拉丝区（12），由拉丝模组（3）进行拉丝作业，同时实时检测板（34）实时监测拉丝模具（32）的磨损状态；

S3、收卷：将拉丝后的金属丝引入收卷区（13），经过预警模组（4）后由收卷模组进行收卷，同时预警模组（4）会判断金属丝是否并及时预警。