CN213058965U - 一种异形件加速运动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种异形件加速运动装置，通过横向布置多个横辊的异形件传送单元，配合两侧沿横向安装的多个由电机驱动转动的立辊进行异形件的传送。同时在横向安装多个速度检测单元，对异形件传送速度进行检测。在应用时，需采用两组装置，由控制单元进行控制，实现异形件在两组装置间的正向与反向传送，进而可由两组装置之间设置在线检测装置对被测物表面质量或廓形断面进行检测，通过在线检测装置的测量结果与被测物对比后，判定在线检测装置的有效性和准确性。

Description

一种异形件加速运动装置

技术领域

本实用新型属于在线监控及测量技术领域，涉及一种实验室检测设备，具体来说是一种实现异形件加速运动装置。

背景技术

近年来随着冶金行业自动化和检测水平的技术提高，为提升冶金产品质量(轧制类：钢管、H型钢、钢轨等)，国内外公司大力投入研发轧制类产品的在线检测设备，检测其表面质量缺陷和几何尺寸是否符合要求。

由于轧制类产品的生产工艺特点，在线检测设备的使用环境恶劣，被测物运动速度快并伴有振动影响等。以钢轨为例，用于引导机车车辆前进同时承受车轮的巨大压力，钢轨的外形尺寸等参数是否符合标准影响到铁路运行的安全性、平稳性、舒适度和速度，因此，严格把控钢轨成品质量的相关检测，避免问题钢轨投入使用。钢轨在轧制工序中钢坯的表面质量(渣皮)将引起轧制出的钢轨表面质量缺陷；轧辊(磨损)几何型变会直接影响钢轨的外形轮廓尺寸偏差；同时钢轨在线生产速度最大可达1.5m/s～2m/s，并伴随有X方向或Y方向平移或跳动(传输辊道磨损引起)。

为降低研发成本、验证高速运动情况下的异形件在线检测设备的准确性和有效性，建立一套可加速钢管、H型钢、钢轨等异形件的运动装置，模拟其实际生产过程尤为必要。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种异形件加速运动装置，以钢轨为例，可实现长度2.5m的钢轨(120kg)0～2.4m/s的加速运动过程，并通过在线检测装置的测量结果与被测物对比后，判定在线检测装置的有效性和准确性。

本实用新型异形件加速运动装置，包括异形件传送单元、驱动模块、传送机构与速度检测单元。

所述异形件传送单元包括支架以及沿支架横向等间隔安装的横辊。驱动模块沿支架横向安装于支架两侧，位置相对，为由支撑架支撑的电机。传送机构沿支架横向安装于支架两侧，位置相对，且分别与各驱动模块排设置，具有传送立辊与传动杆，传动杆一端与立辊相连，另一端连接驱动模块中的电机输出轴，由电机驱动立辊转动。速度检测单元采用光电检测开关，沿支架横向安装于支架一侧，至少为两个。

应用时，需采用两组异形件加速运动装置，由控制单元进行控制，同时在两组装置之间设置在线检测装置，进行异形件表面质量或廓形断面进行检测，通过在线检测装置的测量结果与被测物对比后，判定在线检测装置的有效性和准确性。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型异形件加速运动装置，为实验室领域内重要模拟设备，填补实验室无法动态测量的空白，适用于多种类在线检测仪表开发。

2、本实用新型异形件加速运动装置，可模拟在线生产状态。

3、本实用新型异形件加速运动装置，异形件的运行速度可调节。

附图说明

图1为本实用新型异形件加速运动装置结构示意图。

图2为本实用新型异形件加速运动装置中传送机构结构示意图。

图3为本实用新型异形件加速运动装置中速度检测单元安装方式示意图。

图4为本实用新型异形件加速运动装置应用方式框图。

图中：

1-异形件传送单元 2-驱动模块 3-传送机构

4-速度检测单元 5-限位辊架 6-控制单元

101-横梁 102-支架 103-横辊系统

201-支撑架 202-电机 301-传送立辊

302-立辊支架 303-立辊连接架 304-连接杆

305-传动杆 306-套筒 307-万向联轴器接头A

308-万向联轴器接头B 309-万向联轴器接头C 401-光电检测开关

402-传感器支架 501-限位辊 502-两个限位辊架

601-PLC 602-限位辊架 603-网络交换机

604-监控计算机

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型异形件加速运动装置，包括异形件传送单元1、驱动模块2、传送机构3与速度检测单元4，如图1所示。

所述异形件传送单元1包括横梁101、支架102与横辊系统103。其中，横梁101为两根，横向相对设置；两根横梁101底面固定于横向等间隔设置的4个倒U形支架102顶面左右位置。两横梁101间安装横滚系统103。横滚系统103由多个横辊及横辊轴承座组成。其中，横辊轴承座沿两根横梁101横向等间隔固定于横梁101顶面，且两根横梁101上的横辊轴承座对称设置。相对的两个横辊轴承座间安装一个横辊，上述横辊为从动辊，不产生动力；横辊的长度等于两横梁101间距；横辊两端分别与相对的两个横辊轴承座间通过轴承相连，使两横梁101间横向等间隔布置多个横辊，用于被测物的传送。上述各倒U形支架102顶面左右端部各安装一套驱动模块2。

所述驱动模块2由支撑架201、电机202构成，如图2所示其中，支撑架201固定于前述倒U形支架102顶面左右端部，支撑架201顶端通过安装台固定安装有电机202，且电机202的输出轴朝向下方，由电机202驱动传送机构3进行异形件传送。

所述传送机构3包括传送立辊301、立辊支架302、立辊连接架303、连接杆304、传动杆305与套筒306，如图2所示。其中，立辊支架302同样固定安装于倒U形支架顶面左右端部，与前述支撑架201并排设置。连接杆304为四根，水平设置，且垂直于横梁101。四根连接杆304轴向上围成一正方形，前端固定于立辊连接架303后侧面，同时连接杆304上弹簧，后端穿过立辊支架302后由螺母顶紧固定，实现立辊连接架303与立辊支架302间的固定。上述立辊连接架303前端为立辊安装端，为U形结构，使传送立辊301位于U形结构内，使传送立辊301的辊轴垂直于水平面设置，两端分别与立辊连接架303前端上下两侧面通过轴承连接，且使辊轴的上端穿出立辊连接架303上侧面，用于连接传动杆305。上述相对位置的两个传送立辊301之间的间距可根据异形物的尺寸大小进行调节，调节时，通过转动螺母，改变弹簧的压缩量，实现四根连接杆304轴向移动，使立辊连接架303到达合适位置时，停止转动螺母即可，调节范围从50mm～500mm。

上述传送立辊301由电机202通过传动杆305驱动转动。传动杆305顶端与万向联轴器接头A307的固定端固定，万向联轴器接头A307的连接端与万向联轴器接头B308的连接端铰接，万向联轴器接头B308的固定端与电机202输出轴固定。传动杆305外侧套有套筒306，且传动杆305与套筒306间通过花键配合，实现两者间转动限制。套筒306底端与万向联轴器接头C309的连接端铰接，铰接轴沿横梁101方向设置；万向联轴器接头C309的连接端与传送立辊301的辊轴上端端部固定。由此，电机202的输出轴旋转，会带动传动杆及套筒公共转动，最终带动传送立辊204旋转，由相对位置的传送立辊204通过摩擦力带动被测物前进或后退。

所述速度检测单元4由至少两个光电检测开关401组成，沿横梁101通过传感器支架402固定于横梁101上表面，如图3所示。光电检测开关401的位置以可检测到被测物为准，与被测物之间距离≤3cm。当光电检测开关401检测到被测物后，信号由0变成1，将此信号传输至控制单元6；控制单元6通过计算两个或多个光电检测开关401的实际位置距离除以两个或多个光电检车开关401信号变化时间差，可以得出被测物在两个或光电检测开关401行进的速度。

上述在异形件传送单元1端部还设计有限位辊架5，包括四根限位辊501与两个限位辊架502，如图1所示。四根限位辊501采用与横辊相同的传送辊，其中两根限位辊501沿横梁横向布置，两端分别与两根横梁上安装的轴承座间轴承连接，间距小于横辊系统103中相邻横辊间距。另两根限位辊501同样沿横梁横向布置，两端分别与两个限位辊架502顶面安装的轴承座间轴承连接，两个限位辊架502分别固定于两根横梁101顶面，且使四根限位辊501轴线分别位于一正方形四角处，同时上下位置的限位辊间距等于异形件的高度。由此在进行异形件传送时，异形件由上下位置的限位辊501之间进入异形件传送单元1，通过上下位置限位辊501作用，在异形件进入异形件传送单元1的过程中，有效限制了异形件纵向抖动。

本实用新型异形件加速运动装置在应用时，需采用两组装置并排设置，两组装置间留有一定距离，用于设置在线检测装置。两组装置由控制单元6进行控制，实现异形件在两组装置间的正向与反向传送，进而可由在线检测装置对被测物表面质量或廓形断面进行检测，通过在线检测装置的测量结果与被测物对比后，判定在线检测装置的有效性和准确性，如图4所示。

上述控制单元6由1台PLC601、2台ABB变频器602、网络交换机603及监控计算机604组成。其中，网络交换机603组建系统网络，PLC601、变频器602和监控计算机604通过网络交换机603连接，实现PLC601、变频器602、监控计算机604的以太网通讯。

PLC401通过以太网与变频器602通讯，且PLC401与两组异形件加速运动装置中的速度检测单元4相连，实现采集速度检测单元4的信号和变频器602的信号采集，逻辑连锁控制。监控计算机604通过以太网实现与PLC601间的通讯，读取到PLC601内的全部数据，实现所有设备(包括变频器602)运行状况的监控。每台变频器602通过线缆连接一组异形件加速运动装置中的4对电机202，控制4对电机202，通过变频器602实现电机202变速运行，使电机202转速范围从100rpm/s～1200rpm/s可控。

两组异形件加速运动装置的运动控制过程包括：正向过程和反向过程。

在运动控制之前，首先将第1组、第2组异形件加速运动装置中的相对位置的传送立辊204间距调整到与被测物宽度匹配的距离，保证在该距离下，相对的两个传送立辊204即可以夹紧被测物又不至于被测物夹紧后不能运动，使被测物随着夹送辊的转动，在第1组、第2组异形件加速运动装置之间往复运动。

正向过程：将被测物放置于第1组异形件传送单元上，位于第1组异形件传送单元左端头(左端头为正向运动时起点也是反向运动时的终点)；通过监控计算机发送前进、后退、停止及最大速度设定值；通过网络将监控计算机指令传输至控制单元；控制单元收到相应指令后进行相应操作：1)采集速度检测单元3信号，计算被测物实际运行位置和实际运行速度，同时反馈至监控计算机，2)通过网络发送正转和加速、等指令给1#变频器，1#变频器同时驱动多台电机，使第1组异形件传送单元一致向前运动；此时被测物驶离第1组异形件传送单元，向第2组异形件传送单元驶去；当控制单元检测到被测物已经行进至第2组异形件传送单元时，控制单元发送正转和减速指令给2#变频器，2#变频器同时驱动多台电机，使第2组异形件传送单元一致向前做减速运动；当控制单元检测到被测物已经行进至第2组异形件传动单元的右端头(右端头为正向运动时终点也是反向运动时的起点)时，发出停止指令同时给1#、2#变频器；1#、2#变频器同时停止电机；至此，正向加速运动过程结束。

反向过程：被测物处于第2组异形件传送单元右端头，通过监控计算机发送反运行命令，经控制单元传送给2#变频器，2#变频器控制电机以低速状态将被测物向第1组异形件传送单元传送，到达第1组异形件传送单元左端时，停止反运行。

Claims (8)

1.一种异形件加速运动装置，其特征在于：包括异形件传送单元、驱动模块、传送机构与速度检测单元；

所述异形件传送单元包括支架以及沿支架横向等间隔安装的横辊；

所述驱动模块沿支架横向安装于支架两侧，位置相对，为由支撑架支撑的电机；

所述传送机构沿支架横向安装于支架两侧，位置相对，且分别与各驱动模块排设置，具有传送立辊与传动杆，传动杆一端与立辊相连，另一端连接驱动模块中的电机输出轴，由电机驱动立辊转动；

所述速度检测单元采用光电检测开关，沿支架横向安装于支架一侧，至少为两个。

2.如权利要求1所述一种异形件加速运动装置，其特征在于：传送立辊置于U形结构立辊连接架内，两端分别与立辊连接架前端上下两侧面通过轴承连接；立辊连接架通过水平设置的连接杆连接立辊支架，立辊支架固定于支架上。

3.如权利要求2所述一种异形件加速运动装置，其特征在于：连接杆上套有弹簧，末端穿过立辊支架后由螺纹安装螺母，由螺母顶紧固定。

4.如权利要求1所述一种异形件加速运动装置，其特征在于：传送立辊的辊轴顶端通过万向联轴器接头连接传动杆，传动杆与电机输出轴间通过两个相互铰接的万向联轴器接头相连。

5.如权利要求1所述一种异形件加速运动装置，其特征在于：传动杆外套有套筒，套筒底端通过万向联轴器连接传送立辊的辊轴顶端，传动杆与电机输出轴间通过两个相互铰接的万向联轴器接头相连。

6.如权利要求1所述一种异形件加速运动装置，其特征在于：还具有限位辊架，包括四根限位辊与两个限位辊架；四根限位辊采用与横辊相同的传送辊，其中两根限位辊沿支架横向布置安装于支架端部；另两根限位辊同样沿支架横向布置，安装于支架两侧设计的限位辊架顶部。

7.如权利要求1所述一种异形件加速运动装置，其特征在于：应用时，需采用两组，由控制单元进行控制，同时在两组装置之间设置在线检测装置，进行异形件表面质量或廓形断面进行检测。

8.如权利要求1所述一种异形件加速运动装置，其特征在于：控制单元由1台PLC、2台变频器、网络交换机及监控计算机组成；其中，网络交换机组建系统网络，PLC、变频器和监控计算机通过网络交换机连接；PLC与两组异形件加速运动装置中的速度检测单元相连；两台变频器分别由线缆连接两组异形件加速运动装置中的全部电机相连。

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