CN204310521U - 型钢自动码垛系统 - Google Patents

Abstract

一种型钢自动码垛系统，包括移钢机构、平移机构、定位分组机构、固定挡料机构、升降挡料机构、翻转机构、垛台升降机构、输出辊道和齐头机构，这种型钢码垛系统结构简单，操作方便；使繁重的角钢堆垛实现了机械化、自动化；完善了工艺过程、减轻了工人劳动强度、降低了不安全因素、提高了包装质量；本项目具有打捆堆垛速度快、堆垛质量稳定、安全性好、工作效率高，改善作业条件、减轻操作工人的劳动强度。

Description

型钢自动码垛系统

技术领域

本实用新型涉及一种型钢生产线的辅助规整设备，具体地说是一种型钢自动码垛系统。

背景技术

目前，我国型钢堆垛方式多为人工堆垛，包装质量与国外相比差距比较大，很难达到咬合堆垛，紧密平齐。而且生产效率低，轧制生产与包装脱节；劳动强度大，人工费用高。国外大型钢企多数都在实际生产中使用型钢堆垛机，极大的提高了生产效率，促进了国民经济的发展。国内由于技术水平及资金的限制，只有几家大型钢铁企业使用了型钢堆垛机。

型钢堆垛机在国外已经发展较为成熟，但或多或少还存在着一些缺陷，主要表现在：

1、驱动系统所需能量很大，产生巨大的噪音；

2、多数型钢堆垛机都由液压系统驱动、控制，容易造成严重的污染；

3、控制系统的液压元件控制精度较高，但价格昂贵。

实用新型内容

本实用新型是针对背景技术中提及的技术缺陷，提供一种结构简单，集送入、分组、移位、码垛、送出为一体的型钢自动码垛系统。

实现上述目的采用的技术方案是：

一种型钢自动码垛系统，包括移钢机构、平移机构、定位分组机构、固定挡料机构、升降挡料机构、翻转机构、垛台升降机构、输出辊道和齐头机构，

所述的移钢机构包括多个并列设置的移钢单元，每个移钢单元均包括台架、移钢机构电机和移钢链，台架通过支架架装在工作面上，台架两端安装的链轮通过移钢链与移钢机构电机连接传动；

所述的平移机构通过平移机构支架架装在移钢机构尾端，平移机构的高架梁上活动安装有平移小车，平移小车下方吊装有平移电磁铁；

所述的定位分组机构包括定位分组固定架、定位分组液压缸和分组挡料杆，定位分组固定架通过连接件固定在平移机构支架上，定位分组液压缸安装在定位分组固定架侧面，定位分组液压缸推杆端部与分组挡料杆连接，分组挡料杆自由端穿插在导向座内，导向座与定位分组固定架固定连接；所述的分组挡料杆自由端置于移钢链上方；

所述的固定挡料机构包括固定挡料机构固定架和可调挡板，固定挡料机构固定架安装在移钢机构尾端的台架上，可调挡板垂直台架且穿过移钢链置于台架上表面；

所述的升降挡料机构包括升降挡料固定架、升降挡料板、连杆、升降挡料液压缸；升降挡料固定架固定安装在移钢机构的台架侧面，升降挡料液压缸设置在台架下方，连杆一端与升降挡料固定架铰接，另一端升降挡料液压缸推杆自由端铰接，升降挡料板固定安装在连杆上；

所述的翻转机构置于移钢机构尾部，包括翻转长轴、翻转电磁铁和翻转臂，翻转长轴跨装在移钢链的垂直方向的翻转机构支架上，多个翻转臂并列套装在翻转长轴上，翻转臂上固接有翻转电磁铁；

所述的垛台升降机构设置在翻转机构支架的侧面，包括托钢板、垛台升降电机、电磁离合器，垛台升降电机的输出端与蜗轮蜗杆升降机连接，蜗轮蜗杆升降机自由端与托钢板固定连接；所述的蜗轮蜗杆升降机还与电磁离合器连接，该电磁离合器与电磁离合器电机连接；

所述的输出辊道包括输出辊道支架、辊子、传动链轮组、输出辊道电机，输出辊道支架加装在垛台升降机构两侧，辊子活动架装在输出辊道支架上，辊子中轴一端与传动链轮组中的从动传动链轮连接，传动链轮组中的主传动链轮与输出辊道电机输出端连接；

所述的齐头机构包括齐头机构支架、齐头推进液压缸、推板，该齐头机构通过齐头机构支架架装在输出辊道的端部，齐头推进液压缸安装在齐头机构的顶部，推板与液压缸的推杆连接，推板与输出辊道上的钢材对齐。

平移机构支架分别安装在移钢机构宽度方向的两侧，高架梁横跨在移钢机构上方，定位分组机构通过悬梁与平移机构支架连接，且设置在移钢链的中后部，与移钢单元错位布置。

平移机构中的平移小车上安装有升降液压缸，升降液压缸的推杆自由端与平移电磁铁固定连接。

平移小车上安装有行走轮，高架梁上面沿其长度方向安装有平移齿条，行走轮与平移齿条啮合传动；高架梁下方安装有平移驱动液压马达，平移驱动液压马达输出端套装的齿轮与平移齿条啮合传动。

平移机构中平移小车的个数与移钢单元的个数相对应。

定位分组机构中分组挡料杆的端部设置有光电开关计数分组装置，该光电开关计数分组装置与定位分组液压缸的控制系统连接。

固定挡料机构的固定挡料固定架上设置有一长孔，可调挡板用连接件穿过该长孔活动安装在固定挡料固定架上。

翻转机构中翻转臂的个数与移钢单元个数相对应，翻转臂与移钢链交错布置。

垛台升降机构中，托钢板侧边的导向槽与导向柱滑动配合，导向柱竖直固定在输出辊道支架上。

输出辊道机构中的辊子活动架装在输出辊道支架上，垛台升降机构设置在相邻辊子之间；垛台升降机构的下落极限位置与输出辊道机构的辊子上表面相对应。

该系统中的光电开关技术分组装置、各液压缸、各电磁铁分别与PLC控制系统连接受控。

本实用新型所公开的这种型钢码垛系统结构简单，操作方便；使繁重的角钢堆垛实现了机械化、自动化；完善了工艺过程、减轻了工人劳动强度、降低了不安全因素、提高了包装质量；本项目具有打捆堆垛速度快、堆垛质量稳定、安全性好、工作效率高，改善作业条件、减轻操作工人的劳动强度。

本实用新型通过PLC控制系统控制自上而下的分组机构，把角钢准确地分成奇数组、偶数组，通过平移电磁铁、翻转电磁铁的得电或失电，实现角钢的交替堆垛。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构俯视图。

图2为本实用新型的整体结构侧视图。

图3为本实用新型中平移机构结构示意图。

图4为图3的侧视图。

图5为本实用新型中定位分组机构结构示意图。

图6为本实用新型中固定挡料机构结构示意图。

图7为图6俯视图。

图8为本实用新型中升降挡料机构结构示意图。

图9为本实用新型中翻转机构结构示意图。

图10为本实用新型中翻转机构的侧视图。

图11为本实用新型中垛台升降机构结构示意图。

图12为本实用新型中齐头机构结构示意图。

图13为图12的俯视图。

图14为本实用新型中辊道输出机构结构示意图。

图15为本实用新型中辊道输出机构的侧视图。

图16为型钢码垛完成示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

参见附图1-16，本实用新型所公开的这种型钢自动码垛系统，包括移钢机构、平移机构、定位分组机构、固定挡料机构、升降挡料机构、翻转机构、垛台升降机构、输出辊道和齐头机构。其中包括如图所示的：移钢机构1、定位分组机构2、平移机构3、固定挡料机构4、垛台升降机构5、升降挡料机构6、翻转机构7、输出辊道8、齐头机构9、移钢机构电机10、台架11、平移驱动液压马达12、升降液压缸13、平移电磁铁14、平移机构支架15、平移小车16、高架梁17、平移齿条18、定位分组液压缸19、分组挡料杆20、导向座21、定位分组固定架22、可调挡板23、固定挡料固定架24、长孔25、升降挡料板26、升降挡料固定架27、连杆28、升降挡料液压缸29、翻转电磁铁30、翻转长轴31、翻转摆动液压缸32、翻转机构支架33、翻转臂34、垛台升降电机35、蜗轮蜗杆升降机36、托钢板37、导向柱38、电磁离合器39、齐头推进液压缸40、推板41、齐头机构支架42、辊子43、输出辊道电机44、输出辊道支架45、传动链轮组46。

见图1-2，移钢机构包括多个并列设置的移钢单元，本实施例中，移钢机构包括四个移钢单元，每个移钢单元均包括台架、移钢机构电机和移钢链，台架通过支架架装在工作面上，台架两端安装的链轮通过移钢链与移钢机构电机连接传动。移钢机构电机的输出部分通过链条连接有张紧轮、导向轮等，通过台架上移钢链的运动实现型钢的移动，型钢横跨在移钢单元上，沿图中箭头方向运动。移钢链M40 P=63  S型滚子（GB8350-87），链条的上表面和钢材之间，链条下表面和支撑台架支架同时形成滑动摩擦，避免型钢被输送到位后与移钢链之间产生摩擦破坏钢材表面。

平移机构通过平移机构支架架装在移钢机构尾端，平移机构的高架梁上活动安装有平移小车，平移小车下方吊装有平移电磁铁。平移机构支架分别安装在移钢机构宽度方向的两侧，高架梁横跨在移钢机构上方，定位分组机构通过悬梁与平移机构支架连接，且设置在移钢链的中后部，与移钢单元错位布置。平移机构中的平移小车上安装有升降液压缸，升降液压缸的推杆自由端与平移电磁铁固定连接。平移小车上安装有行走轮，高架梁上面沿其长度方向安装有平移齿条，行走轮与平移齿条啮合传动；高架梁下方安装有平移驱动液压马达，平移驱动液压马达输出端套装的齿轮与平移齿条啮合传动。平移驱动液压马达驱动平移小车水平移动，通过平移齿条的啮合传动保证其平移的稳定性。升降液压缸控制平移电磁铁的上升和下降，平移电磁铁对分组后的型钢进行吸取、横移，最终放在码垛升降机构的托钢板上。在实际生产过程中，通过光电开关的检测，实现小车的精确定位。平移机构中平移小车的个数与移钢单元的个数相对应，本实施例中，平移小车的数量为四个，与移钢单元匹配。

定位分组机构包括定位分组固定架、定位分组液压缸和分组挡料杆。定位分组固定架通过连接件固定在平移机构支架上，定位分组液压缸安装在定位分组固定架侧面，定位分组液压缸推杆端部与分组挡料杆连接，分组挡料杆自由端穿插在导向座内，导向座与定位分组固定架固定连接；所述的分组挡料杆自由端置于移钢链上方。定位分组机构中分组挡料杆的端部设置有光电开关计数分组装置，该光电开关计数分组装置与定位分组液压缸的控制系统连接。定位分组机构主要用于根据堆垛需求对成排型钢进行分组及阻止后面的型钢继续前进。采用光电开关组成计数分组装置，对于角钢采用自上而下的分组限位方式，动作准确可靠，抗干扰，通过计数装置，实现角钢的奇数、偶数分组，实现角钢的堆垛要求。光电开关技术分组装置计数达指定值时，控制定位分组液压缸运动，分组挡料杆上下运动，实现对计数位置型钢的阻挡堆垛。

固定挡料机构包括固定挡料机构固定架和可调挡板，固定挡料机构固定架安装在移钢机构尾端的台架上，可调挡板垂直台架且穿过移钢链置于台架上表面。固定挡料机构的固定挡料固定架上设置有一长孔，可调挡板用螺栓等连接件穿过该长孔活动安装在固定挡料固定架上。固定挡料机构是确定型钢的准确位置，为翻转机构做准备。因堆垛的产品规格分为4#、5#、6.3#三种角钢。为使堆垛后的钢材对称分布在堆垛台架的中心线两侧，故要求挡板可移动，根据产品规格的不同，具体的固定位置也应有相应的变化。又因产品规格相差不大，即挡板的移动距离小，采取人工移动挡板的位置，以精简机构及控制系统。

升降挡料机构包括升降挡料固定架、升降挡料板、连杆、升降挡料液压缸。升降挡料固定架固定安装在移钢机构的台架侧面，升降挡料液压缸设置在台架下方，连杆一端与升降挡料固定架铰接，另一端升降挡料液压缸推杆自由端铰接，升降挡料板固定安装在连杆上。升降挡料液压缸的运动控制连杆摆动，实现升降挡料板的上下运动。升降挡料机构的作用是把分组后钢材（奇数或偶数）准确的定位，以使平移堆垛机构进行堆垛。当平移机构开始工作时，升降挡料机构的挡料板下降到移钢链工作面之下，可以保证下一组分好组的型钢继续行走至固定挡料机构的定位板位置，实现翻转机构的翻转堆垛工序。

翻转机构置于移钢机构尾部，包括翻转长轴、翻转电磁铁和翻转臂，翻转长轴跨装在移钢链的垂直方向的翻转机构支架上，多个翻转臂并列套装在翻转长轴上，翻转臂上固接有翻转电磁铁。翻转机构中翻转臂的个数与移钢单元个数相对应，翻转臂与移钢链交错布置。翻转机构摆动液压缸安装在支架上，并与翻转长轴套装连接在一起，控制翻转长轴转动，从而实现翻转臂的转动，其转动角度为180度。不动作时，翻转电磁铁置于型钢输送链下方，待其分组、定位完成后，电磁铁得电吸取、翻转，失电放下至托钢板上，实现相邻上下组别的型钢正反对应堆垛。

垛台升降机构设置在翻转机构支架的侧面，包括托钢板、垛台升降电机、电磁离合器，垛台升降电机的输出端与蜗轮蜗杆升降机连接，蜗轮蜗杆升降机自由端与托钢板固定连接。蜗轮蜗杆升降机还与电磁离合器连接，该电磁离合器与电磁离合器电机连接；垛台升降机构中，导向柱竖直固定在输出辊道支架上，托钢板侧边的导向槽与导向柱滑动配合，实现托钢板的上下直线运动。

托钢板上升时，为空载状态，可以快速移动。托钢板下降时，为承载状态，并且载荷在不断地增加中，直至承载一捆型钢，这就要求下降速度慢。为此，设立两组动力协同工作的方案：

快速上升时，电机经换向器直接驱动升降机运动；

慢速下降时，减速电机通过电磁离合器接通换向器驱动升降机运动；

上升过程中，电磁离合器不得电，从而不带动减速电机转动。

下降过程中，电磁离合器得电，减速电机带动断电的上升电机一起转动。

蜗轮蜗杆升降机工作原理为：电机或者手动驱动蜗杆旋转，蜗杆驱动蜗轮减速旋转，蜗轮内腔加工为内螺纹，驱动丝杠上下移动， 由于内部有蜗轮蜗杆，丝杠的减速作用，达到放大推力的作用。蜗轮丝杆升降机是一种基础起重部件， 具有结构紧凑、体积小、重量轻、动力源广泛、无噪音、安装方便、使用灵活、功能多、配套形式多、可靠性高、使用寿命长等许多优点。可以单台或组合使用，能按一定程序准确地控制调整提升或推进高度，可以用电动机或其他动力直接带动，也可以手动。

输出辊道包括输出辊道支架、辊子、传动链轮组、输出辊道电机，输出辊道支架加装在垛台升降机构两侧，辊子活动架装在输出辊道支架上，辊子中轴一端与传动链轮组中的从动传动链轮连接，传动链轮组中的主传动链轮与输出辊道电机输出端连接。输出辊道机构中的辊子活动架装在输出辊道支架上，垛台升降机构设置在相邻辊子之间；垛台升降机构的下落极限位置与输出辊道机构的辊子上表面相对应。辊子并不是一直转动的，也就是驱动辊子的电机不是一直工作的。在此通过传感器使用和PLC的控制，可以更经济更有效的使用电机，以避免不必要的浪费。

齐头机构包括齐头机构支架、齐头推进液压缸、推板，该齐头机构通过齐头机构支架架装在输出辊道的端部，齐头推进液压缸安装在齐头机构的顶部，推板与液压缸的推杆连接，推板与输出辊道上的钢材对齐。该齐头机构的推板采用双导向杆连接，保证推板左右推进程度相同。

该系统中的光电开关技术分组装置、各液压缸、各电磁铁分别与PLC控制系统连接受控。

本实用新型的工作过程是：锯切或矫直后的型钢（根据工艺需要）通过升降移钢链或螺旋辊道输送到堆垛机的移钢机构上，然后移钢机构将型钢输送到定位机构，中途有定位分组机构将型钢分成奇数组或偶数组（因为4#、5#、6.3#角钢打捆的数量所决定的），分好组的型钢到达升降挡料机构后被精确的定位，而后由平移机构运送至托钢板上。下一组分好组的型钢到达定固定挡料机构后，经由翻转机构旋转180°送至托钢板上，托钢板上的型钢，如图16所示的排列形式。托钢板随型钢层数的增加而下降，下降的距离因型钢的品种规格不同而不同，由计算机根据光电编码器的信号，去控制堆垛台架的下降，下降的距离由时间来控制，使下一次堆垛的型钢和这一次的高度相等。当整垛堆完后，堆垛台架的上表面下降到输出辊道面一下，再由输出辊道将堆垛好的型钢输送至打捆区进行捆扎包装。此后，型钢堆垛机按这个顺序进行下一轮堆垛。

Claims (11)

1. 一种型钢自动码垛系统，包括移钢机构、平移机构、定位分组机构、固定挡料机构、升降挡料机构、翻转机构、垛台升降机构、输出辊道和齐头机构，其特征在于，

所述的移钢机构包括多个并列设置的移钢单元，每个移钢单元均包括台架、移钢机构电机和移钢链，台架通过支架架装在工作面上，台架两端安装的链轮通过移钢链与移钢机构电机连接传动；

所述的平移机构通过平移机构支架架装在移钢机构尾端，平移机构的高架梁上活动安装有平移小车，平移小车下方吊装有平移电磁铁；

所述的定位分组机构包括定位分组固定架、定位分组液压缸和分组挡料杆，定位分组固定架通过连接件固定在平移机构支架上，定位分组液压缸安装在定位分组固定架侧面，定位分组液压缸推杆端部与分组挡料杆连接，分组挡料杆自由端穿插在导向座内，导向座与定位分组固定架固定连接；所述的分组挡料杆自由端置于移钢链上方；

所述的固定挡料机构包括固定挡料机构固定架和可调挡板，固定挡料机构固定架安装在移钢机构尾端的台架上，可调挡板垂直台架且穿过移钢链置于台架上表面；

所述的升降挡料机构包括升降挡料固定架、升降挡料板、连杆、升降挡料液压缸；升降挡料固定架固定安装在移钢机构的台架侧面，升降挡料液压缸设置在台架下方，连杆一端与升降挡料固定架铰接，另一端升降挡料液压缸推杆自由端铰接，升降挡料板固定安装在连杆上；

所述的翻转机构置于移钢机构尾部，包括翻转长轴、翻转电磁铁和翻转臂，翻转长轴跨装在移钢链的垂直方向的翻转机构支架上，多个翻转臂并列套装在翻转长轴上，翻转臂上固接有翻转电磁铁；

所述的垛台升降机构设置在翻转机构支架的侧面，包括托钢板、垛台升降电机、电磁离合器，垛台升降电机的输出端与蜗轮蜗杆升降机连接，蜗轮蜗杆升降机自由端与托钢板固定连接；所述的蜗轮蜗杆升降机还与电磁离合器连接，该电磁离合器与电磁离合器电机连接；

所述的输出辊道包括输出辊道支架、辊子、传动链轮组、输出辊道电机，输出辊道支架加装在垛台升降机构两侧，辊子活动架装在输出辊道支架上，辊子中轴一端与传动链轮组中的从动传动链轮连接，传动链轮组中的主传动链轮与输出辊道电机输出端连接；

所述的齐头机构包括齐头机构支架、齐头推进液压缸、推板，该齐头机构通过齐头机构支架架装在输出辊道的端部，齐头推进液压缸安装在齐头机构的顶部，推板与液压缸的推杆连接，推板与输出辊道上的钢材对齐。

2.根据权利要求1所述的型钢自动码垛系统，其特征在于，平移机构支架分别安装在移钢机构宽度方向的两侧，高架梁横跨在移钢机构上方，定位分组机构通过悬梁与平移机构支架连接，且设置在移钢链的中后部，与移钢单元错位布置。

3.根据权利要求2所述的型钢自动码垛系统，其特征在于，平移机构中的平移小车上安装有升降液压缸，升降液压缸的推杆自由端与平移电磁铁固定连接。

4.根据权利要求3所述的型钢自动码垛系统，其特征在于，所述平移小车上安装有行走轮，高架梁上面沿其长度方向安装有平移齿条，行走轮与平移齿条啮合传动；高架梁下方安装有平移驱动液压马达，平移驱动液压马达输出端套装的齿轮与平移齿条啮合传动。

5.根据权利要求4所述的型钢自动码垛系统，其特征在于，平移机构中平移小车的个数与移钢单元的个数相对应。

6.根据权利要求1所述的型钢自动码垛系统，其特征在于，所述定位分组机构中分组挡料杆的端部设置有光电开关计数分组装置，该光电开关计数分组装置与定位分组液压缸的控制系统连接。

7.根据权利要求1所述的型钢自动码垛系统，其特征在于，固定挡料机构的固定挡料固定架上设置有一长孔，可调挡板用连接件穿过该长孔活动安装在固定挡料固定架上。

8.根据权利要求1所述的型钢自动码垛系统，其特征在于，翻转机构中翻转臂的个数与移钢单元个数相对应，翻转臂与移钢链交错布置。

9.根据权利要求1所述的型钢自动码垛系统，其特征在于，垛台升降机构中，托钢板侧边的导向槽与导向柱滑动配合，导向柱竖直固定在输出辊道支架上。

10.根据权利要求1所述的型钢自动码垛系统，其特征在于，输出辊道机构中的辊子活动架装在输出辊道支架上，垛台升降机构设置在相邻辊子之间；垛台升降机构的下落极限位置与输出辊道机构的辊子上表面相对应。

11.根据权利要求1所述的型钢自动码垛系统，其特征在于，该系统中的光电开关技术分组装置、各液压缸、各电磁铁分别与PLC控制系统连接受控。