一種金屬棒料輸送裝置及應用方法

2023-10-08 17:40:44

專利名稱：一種金屬棒料輸送裝置及應用方法
技術領域：
本發明屬於合金生產原料輸送機械技術領域，特別涉及一種棒型物料的自動化輸
送裝置，能夠使碼成垛的棒料自動有序的傳送。
背景技術：
在鍛造鋁合金輪轂的自動化生產線上，棒型毛坯需要連續送入加熱爐中進行加 熱，普通的給料機構只能依靠人工搬運將毛坯擺成單層或者直接依靠人工給料，操作工人 勞動強度極大。

發明內容
針對現有技術存在的不足，本發明提供一種金屬棒料輸送裝置及應用方法，利用 該裝置將合金生產中碼成垛的棒料有序釋放，通過將碼放在轉運拍子上的多層棒型物料自 動有序的轉換成單層排列，以達到防止物料偏離初始運動方向，產生打旋，造成整體隊形的 散亂，並形成堆積的目的。 本發明的技術方案是這樣實現的該裝置結構包括電控部分、固定導軌、移動機構 和阻擋機構，其中電控部分包括PLC控制裝置、光電開關、氣缸電磁閥、伺服電機和電動推 缸及限位開關，其中每一組光電開關包括一個光電發射器和一個光電接收器；移動機構包 括移動導軌、移動當料板和移動支撐梁，阻擋機構包括阻擋旋臂、氣缸、主動旋臂、銷子、底 座和旋臂軸； 該裝置連接阻擋旋臂和主動旋臂通過旋臂軸同軸安裝在主體框架上，主動旋臂 連接氣缸，氣缸固定在底座上，固定導軌安裝在主體框架上，移動導軌安裝在固定導軌上， 與固定導軌平行，移動支撐梁垂直固定在移動導軌上，上述移動當料板垂直安裝在移動支 撐梁上，伺服電機安裝在移動導軌上，電動推缸位於移動支撐梁和移動當料板之間，光電開 關中光電發射器和光電接收器安裝在主體框架上，輸出端連接PLC控制裝置，氣缸電磁閥 安裝在連接氣缸的壓縮空氣管路上，輸入端連接PLC控制裝置，限位開關分別安裝在移動 支撐梁和固定導軌上。 所述的光電開關和限位開關分別為兩組。 所述的採用金屬棒料輸送裝置的應用方法，步驟如下 步驟1、移動擋料板在伺服電機的驅動下，沿著固定導軌按著預定方向運動，令速 度V—Dgsina，式中D為物料直徑，g為重力加速度； 步驟2、兩個光電開關A、B分別監控A、B兩個區域，如圖l和圖7(a)所示，當區域 A監控到有物料進入時，光電開關A將信號傳遞給PLC,PLC給出動作指令，控制氣缸電磁閥 使氣缸將阻擋機構自動抬起，將第一層第二排及以後的物料擋住； 步驟3、當區域B監控到物料全部離開時，光電開關B將信號傳遞給PLC,PLC給出
動作指令，控制氣缸電磁閥使氣缸將阻擋機構自動收回，將先前阻擋的物料放開； 步驟4、物料沿運動方向前進，當區域A再次監控到有物料進入時，阻擋機構再次
3抬起阻擋，如此反覆動作，整垛的物料就會有序的轉換為單層平面排列。 本發明的工作原理控制料垛中棒料的釋放速度，使之按照規定的速度及順序運 動，如圖8所示，假定料垛層數為n，暫不考慮摩擦力，當無外力約束的狀態下，在料垛中A層 a排的棒料Aa在運動方向Q所受到的合力FXa = Gsin a +(n-l)NcOS60° ;在料垛中A層b 排的棒料Ab在運動方向Q所受到的合力Fxb = Gsin a + (n-2)Ncos6(T ;在料垛中A層c排 的棒料Ac在運動方向Q所受到的合力Fx。 = Gsina +(n-3)NcOS60°……;在料垛中A層第 n排的棒料An在運動方向Q所受到的合力FXn = Gsin a ;可見A層從第n排到a排在Q方 向每個棒料所受合力為遞增。但由於有摩擦力的存在，當n為某一數值Y，且a為數值k 時，料垛可能保持靜止。當增加料垛傾角a使之大於數值k時，料垛開始向q方向運動， 並且底層棒料沿Q方向速度遞增加快，Aa、 Ab、 Ac……開始逐漸分離，上層物料開始逐漸下 落。由於物料為非精加工表面，表面摩擦係數的差異導致了摩擦力的不同，從而導致在高速 運動狀態下，上層物料下落過程的不平衡。只要有一個物料偏轉，將導致整個隊列的堆積。 而且前排高速運動的物料還會對設備造成很大的衝擊。 為達到控制料垛中棒料的釋放速度，使之按照規定的速度及順序運動的目的，本 發明需要使設備達到能夠控制第一排物料的速度，並且能夠使第二排及以後的整個料垛間 斷動作的功能。 該發明工作過程活動擋料板在伺服電機的驅動下，沿著固定導軌按著預定方向 運動，區域A和區域B為兩組光電開關監控區域，當區域A監控到有物料進入時，阻擋機構 自動抬起，將第一層第二排及以後的物料擋住，當區域B監控到物料全部離開時，阻擋機構 自動收回，將先前阻擋的物料放開，物料沿運動方向前進，當區域A再次監控到有物料進入 時，阻擋機構再次抬起阻擋，如此反覆動作，整垛的物料就會有序的轉換為單層平面排列。
本發明優點通過該裝置將來料轉運及自動化給料有機的結合起來，省去了中間 的人工環節，使自動化工序得到了延伸，同時可擴展到需要進行自動化輸送棒料的其他行 業，特別適用於棒料長度與直徑之比小於2的物料。


圖1是本發明一種金屬棒料輸送裝置裝配圖； 圖2是本發明一種金屬棒料輸送裝置光電開關電路圖； 圖3是本發明一種金屬棒料輸送裝置氣缸電磁閥控制開關和伺服電機控制電路 圖； 圖4是本發明一種金屬棒料輸送裝置PLC輸入模塊地址接口圖；
圖5是本發明一種金屬棒料輸送裝置PLC輸出模塊地址接口圖；
圖6是本發明一種金屬棒料輸送裝置PLC和氣缸電磁閥供電原理圖；
圖7(a)和圖7(b)是本發明一種金屬棒料輸送裝置工作原理圖；
圖8是本發明一種金屬棒料輸送裝置應用方法原理圖； 圖中1固定導軌、2伺服電機、3移動支撐梁、4限位開關、5電動推缸、6移動導軌、 7移動當料板、8(a)光電開關A、8(b)光電開關B、9旋臂軸、10銷子、11底座、12氣缸、13主 動旋臂、14阻擋旋臂、15主體框架。
具體實施例方式
本發明一種金屬棒料輸送裝置及應用方法的詳細結構結合實施例加以說明。
本發明如圖1所示，其結構包括電控部分、固定導軌1、移動機構和阻擋機構，其中 電控部分包括一個PLC控制裝置、光電開關A8 (a)、光電開關B8 (b)、一組氣缸電磁閥、一個 伺服電機2和一個電動推缸5及兩組限位開關4，光電開關A8(a)和光電開關B8(b)均包 括一個光電發射器和一個光電接收器；移動機構包括移動導軌6、移動當料板7和移動支撐 梁3，阻擋機構包括阻擋旋臂14、氣缸12、主動旋臂13、底座11和旋臂軸9 ;該裝置的連接 關係為阻擋旋臂14和主動旋臂13通過旋臂軸9同軸安裝在主體框架15上，主動旋臂13 通過銷子IO連接氣缸12，氣缸12固定在底座11上，固定導軌1安裝在主體框架15上，移 動導軌6通過滑輪限位在固定導軌1上，並平行於固定導軌1，移動支撐梁7垂直固定在移 動導軌6上，移動當料板7垂直安裝在移動支撐梁3上，伺服電機2安裝在移動導軌6上， 電動推缸5位於移動支撐梁3和移動當料板7之間，如圖2所示，光電開關A8(a)和光電開 關B8(b)中光電發射器和光電接收器安裝在主體框架15上，輸出端N21、X1CB和X1CC連接 PLC的N21、X1CB和X1CC端，如圖3、圖4和圖5所示，氣缸電磁閥安裝在連接氣缸的壓縮空 氣管路上，輸入端2R150和2R151連接PLC的2R150和2R151端，伺服電機控制電路中線圈 MC2F和MC2R連接PLC輸入模土央的2PBICD和2PBICE端，PLC輸出模塊的2R152禾P 2R153端 連接伺服電機控制電路中的2R152和2R153端，兩組限位開關4 一組安裝在移動支撐梁3 上，另一組安裝固定導軌1上，如圖6和圖4所示，PLC的N21和P21端連接PLC供電電路 的N21和P21端，如圖3和圖6氣缸電磁閥的206和207端連接氣缸電磁閥供電電路206 和207端。 如圖7(a)和圖7(b)所示，該裝置的工作過程活動擋料板在伺服電機的驅動下，
沿著固定導軌按著圖示方向運動，區域A和區域B為兩組光電開關監控區域，當區域A監控
到有物料進入時，阻擋機構自動抬起，將第一層第二排及以後的物料擋住，當區域B監控到
物料全部離開時，阻擋機構自動收回，將先前阻擋的物料放開，物料沿運動方向前進，當區
域A再次監控到有物料進入時，阻擋機構再次抬起阻擋，如此反覆動作，整垛的物料就會有
序的轉換為單層平面排列。 該裝置的應用方法 步驟1、移動擋料板在伺服電機的驅動下，沿著固定導軌按著圖7(a)所示方向運 動，令速度V=^/Dgsin"，式中D為物料直徑，g為重力加速度； 步驟2、光電開關A、 B分別監控A、 B兩個區域，當區域A監控到有物料進入時，光 電開關A通過N21X1CB將信號傳遞給PLC, PLC給出動作指令，通過2R150端控制氣缸電磁 閥使氣缸將阻擋機構自動抬起，將第一層第二排及以後的物料擋住； 步驟3、當區域B監控到物料全部離開時，光電開關B開關通過N21X1CC將信號傳 遞給PLC, PLC給出動作指令，通過2R151端控制氣缸電磁閥使氣缸將阻擋機構自動收回，將 先前阻擋的物料放開； 步驟4、物料沿運動方向前進，當區域A再次監控到有物料進入時，阻擋機構再次 抬起阻擋，如此反覆動作，整垛的物料就會有序的轉換為單層平面排列。
權利要求
一種金屬棒料輸送裝置，其特徵在於該裝置包括電控部分、固定導軌(1)、移動機構和阻擋機構，其中電控部分包括PLC控制裝置、光電開關、氣缸電磁閥、伺服電機(2)和電動推缸(5)及限位開關(4)，其中每一組光電開關包括一個光電發射器和一個光電接收器；移動機構包括移動導軌(6)、移動當料板(7)和移動支撐梁(3)，阻擋機構包括阻擋旋臂(14)、氣缸(12)、主動旋臂(13)、底座(11)和旋臂軸(9)；該裝置的連接關係為阻擋旋臂(14)和主動旋臂(13)通過旋臂軸(9)同軸安裝在主體框架(15)上，主動旋臂(13)連接氣缸(12)，氣缸(12)固定在底座(11)上，固定導軌(1)安裝在主體框架(15)上，移動導軌(6)安裝在固定導軌(1)上，於固定導軌(1)平行，移動支撐梁(7)垂直固定在移動導軌(6)上，移動當料板(7)垂直安裝在移動支撐梁(3)上，伺服電機(2)安裝在移動導軌(6)上，電動推缸(5)位於移動支撐梁(3)和移動當料板(7)之間，光電開關中光電發射器和光電接收器安裝在主體框架(15)上，輸出端連接PLC控制裝置，氣缸電磁閥安裝在連接氣缸的壓縮空氣管路上，輸入端連接PLC控制裝置，限位開關(4)分別安裝在移動支撐梁(3)上和固定導軌(1)上。
2. 按權利要求1所述的一種金屬棒料輸送裝置，其特徵在於所述的光電開關和限位開 關(4)分別為兩組。
3. 採用權利要求1所述的金屬棒料輸送裝置的應用方法，其特徵在於，步驟包括 步驟1、移動擋料板在伺服電機的驅動下，沿著固定導軌按著預定方向運動，令速度V,gsin"，式中D為物料直徑，g為重力加速度；步驟2、兩個光電開關A、 B分別監控A、 B兩個區域，當區域A監控到有物料進入時，光 電開關A將信號傳遞給PLC, PLC給出動作指令，控制氣缸電磁閥使氣缸將阻擋機構自動抬 起，將第一層第二排及以後的物料擋住；步驟3、當區域B監控到物料全部離開時，光電開關B將信號傳遞給PLC,PLC給出動作 指令，控制氣缸電磁閥使氣缸將阻擋機構自動收回，將先前阻擋的物料放開；步驟4、物料沿運動方向前進，當區域A再次監控到有物料進入時，阻擋機構再次抬起 阻擋，如此反覆動作，整垛的物料就會有序的轉換為單層平面排列。
全文摘要
一種金屬棒料輸送裝置及應用方法，屬於合金生產原料輸送機械技術領域。該裝置結構包括電控部分、固定導軌、移動機構和阻擋機構；該裝置的應用方法是使設備達到能夠控制第一排物料的速度，並且能夠使第二排及以後的整個料垛間斷動作的功能。本發明優點通過該裝置將來料轉運及自動化給料有機的結合起來，省去了中間的人工環節，使自動化工序得到了延伸，同時可擴展到需要進行自動化輸送棒料的其他行業，特別適用於棒料長度與直徑之比小於2的物料。
文檔編號B21J1/06GK101786545SQ200910248958
公開日2010年7月28日 申請日期2009年12月30日 優先權日2009年12月30日
發明者李正 申請人:瀋陽東大三建工業爐製造有限公司