專利名稱：一種金屬棒料輸送裝置及應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合金生產(chǎn)原料輸送機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種棒型物料的自動(dòng)化輸
送裝置，能夠使碼成垛的棒料自動(dòng)有序的傳送。
背景技術(shù)：
在鍛造鋁合金輪轂的自動(dòng)化生產(chǎn)線上，棒型毛坯需要連續(xù)送入加熱爐中進(jìn)行加 熱，普通的給料機(jī)構(gòu)只能依靠人工搬運(yùn)將毛坯擺成單層或者直接依靠人工給料，操作工人 勞動(dòng)強(qiáng)度極大。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種金屬棒料輸送裝置及應(yīng)用方法，利用 該裝置將合金生產(chǎn)中碼成垛的棒料有序釋放，通過(guò)將碼放在轉(zhuǎn)運(yùn)拍子上的多層棒型物料自 動(dòng)有序的轉(zhuǎn)換成單層排列，以達(dá)到防止物料偏離初始運(yùn)動(dòng)方向，產(chǎn)生打旋，造成整體隊(duì)形的 散亂，并形成堆積的目的。 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的該裝置結(jié)構(gòu)包括電控部分、固定導(dǎo)軌、移動(dòng)機(jī)構(gòu) 和阻擋機(jī)構(gòu)，其中電控部分包括PLC控制裝置、光電開關(guān)、氣缸電磁閥、伺服電機(jī)和電動(dòng)推 缸及限位開關(guān)，其中每一組光電開關(guān)包括一個(gè)光電發(fā)射器和一個(gè)光電接收器；移動(dòng)機(jī)構(gòu)包 括移動(dòng)導(dǎo)軌、移動(dòng)當(dāng)料板和移動(dòng)支撐梁，阻擋機(jī)構(gòu)包括阻擋旋臂、氣缸、主動(dòng)旋臂、銷子、底 座和旋臂軸； 該裝置連接阻擋旋臂和主動(dòng)旋臂通過(guò)旋臂軸同軸安裝在主體框架上，主動(dòng)旋臂 連接氣缸，氣缸固定在底座上，固定導(dǎo)軌安裝在主體框架上，移動(dòng)導(dǎo)軌安裝在固定導(dǎo)軌上， 與固定導(dǎo)軌平行，移動(dòng)支撐梁垂直固定在移動(dòng)導(dǎo)軌上，上述移動(dòng)當(dāng)料板垂直安裝在移動(dòng)支 撐梁上，伺服電機(jī)安裝在移動(dòng)導(dǎo)軌上，電動(dòng)推缸位于移動(dòng)支撐梁和移動(dòng)當(dāng)料板之間，光電開 關(guān)中光電發(fā)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(guān)分別安裝在移動(dòng) 支撐梁和固定導(dǎo)軌上。 所述的光電開關(guān)和限位開關(guān)分別為兩組。 所述的采用金屬棒料輸送裝置的應(yīng)用方法，步驟如下 步驟1、移動(dòng)擋料板在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，沿著固定導(dǎo)軌按著預(yù)定方向運(yùn)動(dòng)，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(gè)光電開關(guān)A、B分別監(jiān)控A、B兩個(gè)區(qū)域，如圖l和圖7(a)所示，當(dāng)區(qū)域 A監(jiān)控到有物料進(jìn)入時(shí)，光電開關(guān)A將信號(hào)傳遞給PLC,PLC給出動(dòng)作指令，控制氣缸電磁閥 使氣缸將阻擋機(jī)構(gòu)自動(dòng)抬起，將第一層第二排及以后的物料擋??； 步驟3、當(dāng)區(qū)域B監(jiān)控到物料全部離開時(shí)，光電開關(guān)B將信號(hào)傳遞給PLC,PLC給出
動(dòng)作指令，控制氣缸電磁閥使氣缸將阻擋機(jī)構(gòu)自動(dòng)收回，將先前阻擋的物料放開； 步驟4、物料沿運(yùn)動(dòng)方向前進(jìn)，當(dāng)區(qū)域A再次監(jiān)控到有物料進(jìn)入時(shí)，阻擋機(jī)構(gòu)再次
3抬起阻擋，如此反復(fù)動(dòng)作，整垛的物料就會(huì)有序的轉(zhuǎn)換為單層平面排列。 本發(fā)明的工作原理控制料垛中棒料的釋放速度，使之按照規(guī)定的速度及順序運(yùn) 動(dòng)，如圖8所示，假定料垛層數(shù)為n，暫不考慮摩擦力，當(dāng)無(wú)外力約束的狀態(tài)下，在料垛中A層 a排的棒料Aa在運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(gè)棒料所受合力為遞增。但由于有摩擦力的存在，當(dāng)n為某一數(shù)值Y，且a為數(shù)值k 時(shí)，料垛可能保持靜止。當(dāng)增加料垛傾角a使之大于數(shù)值k時(shí)，料垛開始向q方向運(yùn)動(dòng)， 并且底層棒料沿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。由于物料為非精加工表面，表面摩擦系數(shù)的差異導(dǎo)致了摩擦力的不同，從而導(dǎo)致在高速 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，上層物料下落過(guò)程的不平衡。只要有一個(gè)物料偏轉(zhuǎn)，將導(dǎo)致整個(gè)隊(duì)列的堆積。 而且前排高速運(yùn)動(dòng)的物料還會(huì)對(duì)設(shè)備造成很大的沖擊。 為達(dá)到控制料垛中棒料的釋放速度，使之按照規(guī)定的速度及順序運(yùn)動(dòng)的目的，本 發(fā)明需要使設(shè)備達(dá)到能夠控制第一排物料的速度，并且能夠使第二排及以后的整個(gè)料垛間 斷動(dòng)作的功能。 該發(fā)明工作過(guò)程活動(dòng)擋料板在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，沿著固定導(dǎo)軌按著預(yù)定方向 運(yùn)動(dòng)，區(qū)域A和區(qū)域B為兩組光電開關(guān)監(jiān)控區(qū)域，當(dāng)區(qū)域A監(jiān)控到有物料進(jìn)入時(shí)，阻擋機(jī)構(gòu) 自動(dòng)抬起，將第一層第二排及以后的物料擋住，當(dāng)區(qū)域B監(jiān)控到物料全部離開時(shí)，阻擋機(jī)構(gòu) 自動(dòng)收回，將先前阻擋的物料放開，物料沿運(yùn)動(dòng)方向前進(jìn)，當(dāng)區(qū)域A再次監(jiān)控到有物料進(jìn)入 時(shí)，阻擋機(jī)構(gòu)再次抬起阻擋，如此反復(fù)動(dòng)作，整垛的物料就會(huì)有序的轉(zhuǎn)換為單層平面排列。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)通過(guò)該裝置將來(lái)料轉(zhuǎn)運(yùn)及自動(dòng)化給料有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，省去了中間 的人工環(huán)節(jié)，使自動(dòng)化工序得到了延伸，同時(shí)可擴(kuò)展到需要進(jìn)行自動(dòng)化輸送棒料的其他行 業(yè)，特別適用于棒料長(zhǎng)度與直徑之比小于2的物料。


圖1是本發(fā)明一種金屬棒料輸送裝置裝配圖； 圖2是本發(fā)明一種金屬棒料輸送裝置光電開關(guān)電路圖； 圖3是本發(fā)明一種金屬棒料輸送裝置氣缸電磁閥控制開關(guān)和伺服電機(jī)控制電路 圖； 圖4是本發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)明一種金屬棒料輸送裝置工作原理圖；
圖8是本發(fā)明一種金屬棒料輸送裝置應(yīng)用方法原理圖； 圖中1固定導(dǎo)軌、2伺服電機(jī)、3移動(dòng)支撐梁、4限位開關(guān)、5電動(dòng)推缸、6移動(dòng)導(dǎo)軌、 7移動(dòng)當(dāng)料板、8(a)光電開關(guān)A、8(b)光電開關(guān)B、9旋臂軸、10銷子、11底座、12氣缸、13主 動(dòng)旋臂、14阻擋旋臂、15主體框架。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明一種金屬棒料輸送裝置及應(yīng)用方法的詳細(xì)結(jié)構(gòu)結(jié)合實(shí)施例加以說(shuō)明。
本發(fā)明如圖1所示，其結(jié)構(gòu)包括電控部分、固定導(dǎo)軌1、移動(dòng)機(jī)構(gòu)和阻擋機(jī)構(gòu)，其中 電控部分包括一個(gè)PLC控制裝置、光電開關(guān)A8 (a)、光電開關(guān)B8 (b)、一組氣缸電磁閥、一個(gè) 伺服電機(jī)2和一個(gè)電動(dòng)推缸5及兩組限位開關(guān)4，光電開關(guān)A8(a)和光電開關(guān)B8(b)均包 括一個(gè)光電發(fā)射器和一個(gè)光電接收器；移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括移動(dòng)導(dǎo)軌6、移動(dòng)當(dāng)料板7和移動(dòng)支撐 梁3，阻擋機(jī)構(gòu)包括阻擋旋臂14、氣缸12、主動(dòng)旋臂13、底座11和旋臂軸9 ;該裝置的連接 關(guān)系為阻擋旋臂14和主動(dòng)旋臂13通過(guò)旋臂軸9同軸安裝在主體框架15上，主動(dòng)旋臂13 通過(guò)銷子IO連接氣缸12，氣缸12固定在底座11上，固定導(dǎo)軌1安裝在主體框架15上，移 動(dòng)導(dǎo)軌6通過(guò)滑輪限位在固定導(dǎo)軌1上，并平行于固定導(dǎo)軌1，移動(dòng)支撐梁7垂直固定在移 動(dòng)導(dǎo)軌6上，移動(dòng)當(dāng)料板7垂直安裝在移動(dòng)支撐梁3上，伺服電機(jī)2安裝在移動(dòng)導(dǎo)軌6上， 電動(dòng)推缸5位于移動(dòng)支撐梁3和移動(dòng)當(dāng)料板7之間，如圖2所示，光電開關(guān)A8(a)和光電開 關(guān)B8(b)中光電發(fā)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(jī)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(jī)控制電路中的2R152和2R153端，兩組限位開關(guān)4 一組安裝在移動(dòng)支撐梁3 上，另一組安裝固定導(dǎo)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(guò)程活動(dòng)擋料板在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，
沿著固定導(dǎo)軌按著圖示方向運(yùn)動(dòng)，區(qū)域A和區(qū)域B為兩組光電開關(guān)監(jiān)控區(qū)域，當(dāng)區(qū)域A監(jiān)控
到有物料進(jìn)入時(shí)，阻擋機(jī)構(gòu)自動(dòng)抬起，將第一層第二排及以后的物料擋住，當(dāng)區(qū)域B監(jiān)控到
物料全部離開時(shí)，阻擋機(jī)構(gòu)自動(dòng)收回，將先前阻擋的物料放開，物料沿運(yùn)動(dòng)方向前進(jìn)，當(dāng)區(qū)
域A再次監(jiān)控到有物料進(jìn)入時(shí)，阻擋機(jī)構(gòu)再次抬起阻擋，如此反復(fù)動(dòng)作，整垛的物料就會(huì)有
序的轉(zhuǎn)換為單層平面排列。 該裝置的應(yīng)用方法 步驟1、移動(dòng)擋料板在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，沿著固定導(dǎo)軌按著圖7(a)所示方向運(yùn) 動(dòng)，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(guān)A、 B分別監(jiān)控A、 B兩個(gè)區(qū)域，當(dāng)區(qū)域A監(jiān)控到有物料進(jìn)入時(shí)，光 電開關(guān)A通過(guò)N21X1CB將信號(hào)傳遞給PLC, PLC給出動(dòng)作指令，通過(guò)2R150端控制氣缸電磁 閥使氣缸將阻擋機(jī)構(gòu)自動(dòng)抬起，將第一層第二排及以后的物料擋??； 步驟3、當(dāng)區(qū)域B監(jiān)控到物料全部離開時(shí)，光電開關(guān)B開關(guān)通過(guò)N21X1CC將信號(hào)傳 遞給PLC, PLC給出動(dòng)作指令，通過(guò)2R151端控制氣缸電磁閥使氣缸將阻擋機(jī)構(gòu)自動(dòng)收回，將 先前阻擋的物料放開； 步驟4、物料沿運(yùn)動(dòng)方向前進(jìn)，當(dāng)區(qū)域A再次監(jiān)控到有物料進(jìn)入時(shí)，阻擋機(jī)構(gòu)再次 抬起阻擋，如此反復(fù)動(dòng)作，整垛的物料就會(huì)有序的轉(zhuǎn)換為單層平面排列。
權(quán)利要求
一種金屬棒料輸送裝置，其特征在于該裝置包括電控部分、固定導(dǎo)軌(1)、移動(dòng)機(jī)構(gòu)和阻擋機(jī)構(gòu)，其中電控部分包括PLC控制裝置、光電開關(guān)、氣缸電磁閥、伺服電機(jī)(2)和電動(dòng)推缸(5)及限位開關(guān)(4)，其中每一組光電開關(guān)包括一個(gè)光電發(fā)射器和一個(gè)光電接收器；移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括移動(dòng)導(dǎo)軌(6)、移動(dòng)當(dāng)料板(7)和移動(dòng)支撐梁(3)，阻擋機(jī)構(gòu)包括阻擋旋臂(14)、氣缸(12)、主動(dòng)旋臂(13)、底座(11)和旋臂軸(9)；該裝置的連接關(guān)系為阻擋旋臂(14)和主動(dòng)旋臂(13)通過(guò)旋臂軸(9)同軸安裝在主體框架(15)上，主動(dòng)旋臂(13)連接氣缸(12)，氣缸(12)固定在底座(11)上，固定導(dǎo)軌(1)安裝在主體框架(15)上，移動(dòng)導(dǎo)軌(6)安裝在固定導(dǎo)軌(1)上，于固定導(dǎo)軌(1)平行，移動(dòng)支撐梁(7)垂直固定在移動(dòng)導(dǎo)軌(6)上，移動(dòng)當(dāng)料板(7)垂直安裝在移動(dòng)支撐梁(3)上，伺服電機(jī)(2)安裝在移動(dòng)導(dǎo)軌(6)上，電動(dòng)推缸(5)位于移動(dòng)支撐梁(3)和移動(dòng)當(dāng)料板(7)之間，光電開關(guān)中光電發(fā)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(guān)(4)分別安裝在移動(dòng)支撐梁(3)上和固定導(dǎo)軌(1)上。
2. 按權(quán)利要求1所述的一種金屬棒料輸送裝置，其特征在于所述的光電開關(guān)和限位開 關(guān)(4)分別為兩組。
3. 采用權(quán)利要求1所述的金屬棒料輸送裝置的應(yīng)用方法，其特征在于，步驟包括 步驟1、移動(dòng)擋料板在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，沿著固定導(dǎo)軌按著預(yù)定方向運(yùn)動(dòng)，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(gè)光電開關(guān)A、 B分別監(jiān)控A、 B兩個(gè)區(qū)域，當(dāng)區(qū)域A監(jiān)控到有物料進(jìn)入時(shí)，光 電開關(guān)A將信號(hào)傳遞給PLC, PLC給出動(dòng)作指令，控制氣缸電磁閥使氣缸將阻擋機(jī)構(gòu)自動(dòng)抬 起，將第一層第二排及以后的物料擋??；步驟3、當(dāng)區(qū)域B監(jiān)控到物料全部離開時(shí)，光電開關(guān)B將信號(hào)傳遞給PLC,PLC給出動(dòng)作 指令，控制氣缸電磁閥使氣缸將阻擋機(jī)構(gòu)自動(dòng)收回，將先前阻擋的物料放開；步驟4、物料沿運(yùn)動(dòng)方向前進(jìn)，當(dāng)區(qū)域A再次監(jiān)控到有物料進(jìn)入時(shí)，阻擋機(jī)構(gòu)再次抬起 阻擋，如此反復(fù)動(dòng)作，整垛的物料就會(huì)有序的轉(zhuǎn)換為單層平面排列。
全文摘要
一種金屬棒料輸送裝置及應(yīng)用方法，屬于合金生產(chǎn)原料輸送機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。該裝置結(jié)構(gòu)包括電控部分、固定導(dǎo)軌、移動(dòng)機(jī)構(gòu)和阻擋機(jī)構(gòu)；該裝置的應(yīng)用方法是使設(shè)備達(dá)到能夠控制第一排物料的速度，并且能夠使第二排及以后的整個(gè)料垛間斷動(dòng)作的功能。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)通過(guò)該裝置將來(lái)料轉(zhuǎn)運(yùn)及自動(dòng)化給料有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，省去了中間的人工環(huán)節(jié)，使自動(dòng)化工序得到了延伸，同時(shí)可擴(kuò)展到需要進(jìn)行自動(dòng)化輸送棒料的其他行業(yè)，特別適用于棒料長(zhǎng)度與直徑之比小于2的物料。
文檔編號(hào)B21J1/06GK101786545SQ200910248958
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者李正 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)東大三建工業(yè)爐制造有限公司