專利名稱：一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬線材加工機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的金屬線材的調(diào)直切斷方法主要處理的是鋼筋及其他較大直徑的金屬線材，而且所處理材料硬度較小，韌性較好，切斷長度較長，切斷方法采用刀刃沖斷式，因此導(dǎo)致切口有斜邊，對于硬脆性金屬絲，刀刃沖斷式極易導(dǎo)致切口裂紋，而且截?cái)嚅L度誤差較大，切口需要后期平整處理，工藝復(fù)雜，成本高，且無法滿足精密零件行業(yè)要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)新穎合理、加工制作方便、實(shí)現(xiàn)成本低、自動(dòng)化程度高、使用操作便捷的金屬線材精密調(diào)直切斷裝置。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，其特征在于:包括設(shè)置有上層放置平面和下層放置平面的雙層機(jī)架，所述雙層機(jī)架的上層放置平面頂部從前到后依次設(shè)置有前端導(dǎo)引筒、旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒、牽引機(jī)構(gòu)、后端導(dǎo)引筒、切割機(jī)構(gòu)和機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒包括安裝在雙層機(jī)架的上層放置平面頂部的旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒支座以及安裝在旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒支座頂部的第一軸承座和第二軸承座，所述第一軸承座和第二軸承座上安裝有調(diào)直導(dǎo)弓I筒，所述調(diào)直導(dǎo)弓I筒上安裝有多個(gè)調(diào)直模塊和用于罩住多個(gè)所述調(diào)直模塊的保護(hù)罩，所述調(diào)直導(dǎo)引筒的端部安裝有第一皮帶輪；所述牽引機(jī)構(gòu)包括安裝在雙層機(jī)架的上層放置平面頂部的牽引機(jī)構(gòu)支座和安裝在牽引機(jī)構(gòu)支座頂部的伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)的輸出軸上安裝有主動(dòng)摩擦輪，所述牽引機(jī)構(gòu)支座上設(shè)置有位于所述主動(dòng)摩擦輪下方且與所述主動(dòng)摩擦輪相配合牽引金屬線材運(yùn)動(dòng)的被動(dòng)摩擦輪；所述切割機(jī)構(gòu)包括安裝在所述后端導(dǎo)引筒頂部的切割輪支架和安裝在所述切割輪支架上的氣缸，所述氣缸活塞桿的端部連接有切割輪電機(jī)，所述切割輪電機(jī)的輸出軸上連接有用于切斷金屬線材的薄片式切割輪，所述氣缸上連接有電磁換向閥；所述機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)包括安裝在雙層機(jī)架的上層放置平面頂部的水平刻度板，所述水平刻度板的起始刻度位于所述薄片式切割輪的正下方，所述水平刻度板上設(shè)置有卡槽，所述卡槽中設(shè)置有能夠在卡槽中前后移動(dòng)的水平滑塊，所述水平滑塊的頂部設(shè)置有與所述水平刻度板相垂直的第一豎直定尺板，所述第一豎直定尺板的上部靠近所述薄片式切割輪的側(cè)面設(shè)置有與所述后端導(dǎo)引筒的側(cè)面相對設(shè)置的第二豎直定尺板，所述第二豎直定尺板靠近所述薄片式切割輪的側(cè)面安裝有用于檢測金屬線材線頭位置的壓力傳感器和用于檢測薄片式切割輪位置的紅外發(fā)射傳感器，所述紅外發(fā)射傳感器位于所述壓力傳感器的下方，所述后端導(dǎo)引筒的側(cè)面安裝有與所述紅外發(fā)射傳感器相對設(shè)置且配合的紅外接收傳感器；所述雙層機(jī)架的上層放置平面上嵌入安裝有位于所述薄片式切割輪下方的料槽，所述料槽的底部設(shè)置有接料盒；所述雙層機(jī)架的下層放置平面頂部設(shè)置有控制柜和用于帶動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒調(diào)直的變頻電機(jī)，所述控制柜內(nèi)設(shè)置有用于采集壓力傳感器、紅外發(fā)射傳感器和紅外接收傳感器檢測到的信號(hào)并用于對變頻電機(jī)、伺服電機(jī)、電磁換向閥和切割輪電機(jī)進(jìn)行控制的控制器，所述壓力傳感器和紅外接收傳感器均與所述控制器的信號(hào)輸入端連接，所述變頻電機(jī)、伺服電機(jī)、電磁換向閥和切割輪電機(jī)均與所述控制器的信號(hào)輸出端連接，所述變頻電機(jī)的輸出軸上安裝有位于所述第一皮帶輪下方的第二皮帶輪，所述第一皮帶輪和第二皮帶輪上連接有皮帶。
上述的一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，其特征在于:所述控制器包括主控制器模塊和為控制器中各用電模塊供電的電源模塊，所述主控制器模塊的輸入端接有用于輸入控制參數(shù)的參數(shù)設(shè)置電路模塊，所述主控制器模塊的輸出端接有顯示屏和變頻器，所述變頻電機(jī)與所述變頻器的輸出端相接，所述壓力傳感器和紅外接收傳感器均與所述主控制器模塊的信號(hào)輸入端連接，所述伺服電機(jī)、電磁換向閥和切割輪電機(jī)均與所述主控制器模塊的輸出端相接；所述參數(shù)設(shè)置電路模塊和顯示屏均外露在所述控制柜的外表面上。
上述的一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，其特征在于:所述壓力傳感器為陶瓷壓力傳感器。
上述的一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，其特征在于:所述主控制器模塊為PLC模塊。
上述的一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，其特征在于:所述調(diào)直模塊由安裝在調(diào)直導(dǎo)引筒上的圓盤固定座和螺紋連接在所述圓盤固定座內(nèi)的調(diào)直芯體構(gòu)成，所述調(diào)直芯體的幾何中心設(shè)置有供金屬線材穿過的十字導(dǎo)引孔。
上述的一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，其特征在于:所述調(diào)直模塊的數(shù)量為五個(gè)，所述調(diào)直芯體為T字型，五個(gè)所述調(diào)直模塊中調(diào)直芯體在圓盤固定座內(nèi)的位置各不相同，使得金屬線材在五個(gè)十字導(dǎo)引孔內(nèi)呈正弦曲線分布。
上述的一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，其特征在于:五個(gè)所述調(diào)直模塊分別為從前到后依次排列的第一調(diào)直模塊、第二調(diào)直模塊、第三調(diào)直模塊、第四調(diào)直模塊和第五調(diào)直模塊，所述第一調(diào)直模塊和第五調(diào)直模塊中的T字型調(diào)直芯體均安裝在所述圓盤固定座內(nèi)中間位置處，所述第二調(diào)直模塊和第四調(diào)直模塊中的T字型調(diào)直芯體均安裝在所述圓盤固定座內(nèi)上部，所述第三調(diào)直模塊中的T字型調(diào)直芯體倒置安裝在所述圓盤固定座內(nèi)下部。
上述的一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，其特征在于:所述主動(dòng)摩擦輪和被動(dòng)摩擦輪均為外圓周面覆裹有耐磨橡膠或尼龍的鋼輪。
本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)方便、切割的金屬線段的形狀及尺寸精度高、切口平整無毛邊、無劈裂、縮減了后續(xù)加工成本、實(shí)用性強(qiáng)，推廣應(yīng)用價(jià)值高的金屬線材精密調(diào)直切斷方法，其特征在于該方法包括以下步驟:
步驟一、盤繞的金屬線材通過前端導(dǎo)引筒進(jìn)入旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒；
步驟二、金屬線材調(diào)直:控制器控制變頻電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，變頻電機(jī)帶動(dòng)第二皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，第二皮帶輪通過皮帶帶動(dòng)第一皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，第一皮帶輪帶動(dòng)調(diào)直導(dǎo)引筒轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)直導(dǎo)引筒帶動(dòng)多個(gè)調(diào)直模塊旋轉(zhuǎn)，盤繞的金屬線材在調(diào)直模塊旋轉(zhuǎn)的作用下消除彎曲應(yīng)力，進(jìn)行調(diào)直；
步驟三、金屬線材牽引:控制器控制伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)摩擦輪旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)摩擦輪驅(qū)動(dòng)被動(dòng)摩擦輪旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)摩擦輪和被動(dòng)摩擦輪相配合，通過摩擦力牽引調(diào)直后的金屬線材通過后端導(dǎo)引筒進(jìn)入到薄片式切割輪工作區(qū)域內(nèi)；當(dāng)伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角位移達(dá)到預(yù)先通過操作參數(shù)設(shè)置電路模塊設(shè)定好的旋轉(zhuǎn)角位移時(shí)，控制器控制伺服電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)摩擦輪和被動(dòng)摩擦輪停止?fàn)恳饘倬€材；同時(shí)，控制器實(shí)時(shí)采集壓力傳感器檢測到的信號(hào)，當(dāng)此時(shí)壓力傳感器有壓力信號(hào)輸出時(shí)，說明金屬線材的線頭已接觸到了壓力傳感器，即金屬線材已牽引到了通過操作所述機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)設(shè)定好的截?cái)嚅L度處，執(zhí)行步驟四；否則，當(dāng)此時(shí)壓力傳感器沒有壓力信號(hào)輸出時(shí)，說明金屬線材的線頭未接觸到壓力傳感器，即金屬線材未牽引到通過操作所述機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)設(shè)定好的截?cái)嚅L度處，此時(shí)，控制器控制顯示屏發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒用戶進(jìn)行檢修；
步驟四、金屬線材切割:控制器控制伺服電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，控制器通過控制電磁換向閥動(dòng)作，控制氣缸帶動(dòng)切割輪電機(jī)和薄片式切割輪下行，控制器控制切割輪電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，切割輪電機(jī)帶動(dòng)薄片式切割輪轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的薄片式切割輪下行到金屬線材所在位置處時(shí)，切斷金屬線材，合格長度的金屬線段通過料槽落入接料盒內(nèi)；
步驟五、控制器實(shí)時(shí)采集紅外接收傳感器檢測到的信號(hào)，當(dāng)紅外接收傳感器接收不到紅外信號(hào)時(shí)，說明薄片式切割輪擋住了紅外發(fā)射傳感器與紅外接收傳感器之間的紅外線傳輸線路，即薄片式切割輪已下行到位，此時(shí)，控制器通過控制電磁換向閥動(dòng)作，控制氣缸帶動(dòng)切割輪電機(jī)和薄片式切割輪上行到一定位置處，準(zhǔn)備進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明金屬線材精密調(diào)直切斷裝置的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)新穎合理，加工制作方便且實(shí)現(xiàn)成本低。
2、本發(fā)明金屬線材精密調(diào)直切斷裝置的自動(dòng)化程度高，使用操作便捷，無需經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)即可操作。
3、本發(fā)明金屬線材精密調(diào)直切斷方法的實(shí)現(xiàn)方便，控制器控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)摩擦輪和被動(dòng)摩擦輪牽引一定長度的金屬線材，同時(shí)通過機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)金屬線材是否精確到位，雙重精確定尺的方式保證了金屬線材切斷的精度。
4、本發(fā)明旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒的結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，通過五個(gè)調(diào)直模塊的巧妙設(shè)置，使得金屬線材在五個(gè)調(diào)直芯體的五個(gè)十字導(dǎo)引孔內(nèi)呈正弦曲線分布，能夠很好地消除彎曲金屬線材的彎曲應(yīng)力，對彎曲的金屬線材進(jìn)行有效調(diào)直。
5、本發(fā)明切割機(jī)構(gòu)中采用高速旋轉(zhuǎn)的薄片式切割輪對金屬線材旋轉(zhuǎn)切斷，特別適合處理硬脆性、線徑較細(xì)且長度要求短的金屬線材零件，而且切口平整無毛邊，無劈裂。
6、本發(fā)明切割的金屬線段的形狀及尺寸精度高，長度公差小，切口不需后續(xù)加工，縮減了后續(xù)加工成本，滿足高精密零配件加工行業(yè)的質(zhì)量需求。
7、本發(fā)明的實(shí)用性強(qiáng)，推廣應(yīng)用價(jià)值高。
綜上所述，本發(fā)明設(shè)計(jì)新穎合理，自動(dòng)化程度高，實(shí)現(xiàn)方便，切割的金屬線段的形狀及尺寸精度高，切口平整無毛邊、無劈裂，縮減了后續(xù)加工成本，避免了傳統(tǒng)調(diào)直切斷裝置和方法切斷長度較長、切口不平、尺寸精度差的缺陷和不足，實(shí)用性強(qiáng)，推廣應(yīng)用價(jià)值高。
下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明金屬線材精密調(diào)直切斷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明控制器的電路原理框圖。
圖4為本發(fā)明金屬線材精密調(diào)直切斷方法的方法流程圖。
附圖標(biāo)記說明:
I 一雙層機(jī)架； 2—前端導(dǎo)引筒；3—旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒；
3-1一旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒支座；3-2—第一軸承座；3-3—第二軸承座；
3~4一調(diào)直導(dǎo)引筒； 3-51—圓盤固定座；3-52—調(diào)直芯體；
3-53一十字導(dǎo)引孔； 3_6—保護(hù)罩；4_1一牽引機(jī)構(gòu)支座；
4-2—伺服電機(jī)； 4-3—主動(dòng)摩擦輪；4-4一被動(dòng)摩擦輪；
5一后端導(dǎo)引筒； 6-1—切割輪支架；6-2—?dú)飧祝?br> 6-3—切割輪電機(jī)； 6-4—薄片式切割輪；6_5 —電磁換向閥；
7-1—水平刻度板； 7-2—水平滑塊；7-3—第一豎直定尺板；
7-4—第二豎直定尺板；7-5—壓力傳感器；7-6—紅外發(fā)射傳感器；
7-7一紅外接收傳感器；8—料槽；9一接料盒；
10一控制柜； 11 一變頻電機(jī)；12-1—主控制器模塊；
12-2—電源模塊；12-3—參數(shù)設(shè)置電路模塊；
12-4一顯不屏； 12-5—變頻器；13—第二皮帶輪；
14一皮帶； 15—第一皮帶輪；16—金屬線段；
17—金屬線材。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，本發(fā)明所述的金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，包括設(shè)置有上層放置平面和下層放置平面的雙層機(jī)架1，所述雙層機(jī)架I的上層放置平面頂部從前到后依次設(shè)置有前端導(dǎo)引筒2、旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒3、牽引機(jī)構(gòu)、后端導(dǎo)引筒5、切割機(jī)構(gòu)和機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒3包括安裝在雙層機(jī)架I的上層放置平面頂部的旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒支座3-1以及安裝在旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒支座3-1頂部的第一軸承座3-2和第二軸承座3-3，所述第一軸承座3-2和第二軸承座3-3上安裝有調(diào)直導(dǎo)引筒3-4，所述調(diào)直導(dǎo)引筒3-4上安裝有多個(gè)調(diào)直模塊和用于罩住多個(gè)所述調(diào)直模塊的保護(hù)罩3-6，所述調(diào)直導(dǎo)引筒3-4的端部安裝有第一皮帶輪15 ;所述牽引機(jī)構(gòu)包括安裝在雙層機(jī)架I的上層放置平面頂部的牽引機(jī)構(gòu)支座4-1和安裝在牽引機(jī)構(gòu)支座4-1頂部的伺服電機(jī)4-2，所述伺服電機(jī)4-2的輸出軸上安裝有主動(dòng)摩擦輪4-3，所述牽弓I機(jī)構(gòu)支座4-1上設(shè)置有位于所述主動(dòng)摩擦輪4-3下方且與所述主動(dòng)摩擦輪4-3相配合牽引金屬線材17運(yùn)動(dòng)的被動(dòng)摩擦輪4-4 ;所述切割機(jī)構(gòu)包括安裝在所述后端導(dǎo)引筒5頂部的切割輪支架6-1和安裝在所述切割輪支架6-1上的氣缸6-2，所述氣缸6-2活塞桿的端部連接有切割輪電機(jī)6-3，所述切割輪電機(jī)6-3的輸出軸上連接有用于切斷金屬線材17的薄片式切割輪6-4，所述氣缸6-2上連接有電磁換向閥6-5 ;所述機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)包括安裝在雙層機(jī)架I的上層放置平面頂部的水平刻度板7-1，所述水平刻度板7-1的起始刻度位于所述薄片式切割輪6-4的正下方，所述水平刻度板7-1上設(shè)置有卡槽，所述卡槽中設(shè)置有能夠在卡槽中前后移動(dòng)的水平滑塊7-2，所述水平滑塊7-2的頂部設(shè)置有與所述水平刻度板7-1相垂直的第一豎直定尺板7-3，所述第一豎直定尺板7-3的上部靠近所述薄片式切割輪6-4的側(cè)面設(shè)置有與所述后端導(dǎo)引筒5的側(cè)面相對設(shè)置的第二豎直定尺板7-4，所述第二豎直定尺板7-4靠近所述薄片式切割輪6-4的側(cè)面安裝有用于檢測金屬線材17線頭位置的壓力傳感器7-5和用于檢測薄片式切割輪6-4位置的紅外發(fā)射傳感器7-6，所述紅外發(fā)射傳感器7-6位于所述壓力傳感器7-5的下方，所述后端導(dǎo)引筒5的側(cè)面安裝有與所述紅外發(fā)射傳感器7-6相對設(shè)置且配合的紅外接收傳感器7-7 ;所述雙層機(jī)架I的上層放置平面上嵌入安裝有位于所述薄片式切割輪6-4下方的料槽8，所述料槽8的底部設(shè)置有接料盒9 ;所述雙層機(jī)架I的下層放置平面頂部設(shè)置有控制柜10和用于帶動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒3調(diào)直的變頻電機(jī)11，所述控制柜10內(nèi)設(shè)置有用于采集壓力傳感器7-5、紅外發(fā)射傳感器7-6和紅外接收傳感器7-7檢測到的信號(hào)并用于對變頻電機(jī)11、伺服電機(jī)4-2、電磁換向閥6-5和切割輪電機(jī)6-3進(jìn)行控制的控制器，所述壓力傳感器7-5和紅外接收傳感器7-7均與所述控制器的信號(hào)輸入端連接，所述變頻電機(jī)11、伺服電機(jī)4-2、電磁換向閥6-5和切割輪電機(jī)6-3均與所述控制器的信號(hào)輸出端連接，所述變頻電機(jī)11的輸出軸上安裝有位于所述第一皮帶輪15下方的第二皮帶輪13，所述第一皮帶輪15和第二皮帶輪13上連接有皮帶14。
結(jié)合圖3，本實(shí)施例中，所述控制器包括主控制器模塊12-1和為控制器中各用電模塊供電的電源模塊12-2，所述主控制器模塊12-1的輸入端接有用于輸入控制參數(shù)的參數(shù)設(shè)置電路模塊12-3，所述主控制器模塊12-1的輸出端接有顯示屏12-4和變頻器12_5，所述變頻電機(jī)11與所述變頻器12-5的輸出端相接，所述壓力傳感器7-5和紅外接收傳感器7-7均與所述主控制器模塊12-1的信號(hào)輸入端連接，所述伺服電機(jī)4-2、電磁換向閥6-5和切割輪電機(jī)6-3均與所述主控制器模塊12-1的輸出端相接；所述參數(shù)設(shè)置電路模塊12-3和顯示屏12-4均外露在所述控制柜10的外表面上。
本實(shí)施例中，所述壓力傳感器7-5為陶瓷壓力傳感器。所述主控制器模塊12-1為PLC模塊。
如圖2所示，本實(shí)施例中，所述調(diào)直模塊由安裝在調(diào)直導(dǎo)弓丨筒3-4上的圓盤固定座3-51和螺紋連接在所述圓盤固定座3-51內(nèi)的調(diào)直芯體3-52構(gòu)成，所述調(diào)直芯體3-52的幾何中心設(shè)置有供金屬線材17穿過的十字導(dǎo)引孔3-53。調(diào)直芯體3-52由加帶有外螺紋的模具鋼構(gòu)成。所述調(diào)直模塊的數(shù)量為五個(gè)，所述調(diào)直芯體3-52為T字型，五個(gè)所述調(diào)直模塊中調(diào)直芯體3-52在圓盤固定座3-51內(nèi)的位置各不相同，使得金屬線材17在五個(gè)十字導(dǎo)引孔3-53內(nèi)呈正弦曲線分布。具體實(shí)施時(shí)，五個(gè)所述調(diào)直模塊分別為從前到后依次排列的第一調(diào)直模塊、第二調(diào)直模塊、第三調(diào)直模塊、第四調(diào)直模塊和第五調(diào)直模塊，所述第一調(diào)直模塊和第五調(diào)直模塊中的T字型調(diào)直芯體3-52均安裝在所述圓盤固定座3-51內(nèi)中間位置處，所述第二調(diào)直模塊和第四調(diào)直模塊中的T字型調(diào)直芯體3-52均安裝在所述圓盤固定座3-51內(nèi)上部，所述第三調(diào)直模塊中的T字型調(diào)直芯體3-52倒置安裝在所述圓盤固定座3-51內(nèi)下部。
本實(shí)施例中，所述主動(dòng)摩擦輪4-3和被動(dòng)摩擦輪4-4均為外圓周面覆裹有耐磨橡膠或尼龍的鋼輪，有足夠的摩擦力及耐磨性。
本實(shí)施例中，切割輪電機(jī)6-3和薄片式切割輪6-4是由氣缸6_2和連接在氣缸6_2上的電磁換向閥6-5控制上行和下行的，具體實(shí)施時(shí)，切割輪電機(jī)6-3和薄片式切割輪6-4也可以由絲杠或齒條機(jī)構(gòu)帶動(dòng)上行和下行。
如圖4所示，本發(fā)明所述的金屬線材精密調(diào)直切斷方法，包括以下步驟:
步驟一、盤繞的金屬線材17通過前端導(dǎo)引筒2進(jìn)入旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒3 ；
步驟二、金屬線材17調(diào)直:控制器控制變頻電機(jī)11轉(zhuǎn)動(dòng)，變頻電機(jī)11帶動(dòng)第二皮帶輪13轉(zhuǎn)動(dòng)，第二皮帶輪13通過皮帶14帶動(dòng)第一皮帶輪15轉(zhuǎn)動(dòng)，第一皮帶輪15帶動(dòng)調(diào)直導(dǎo)引筒3-4轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)直導(dǎo)引筒3-4帶動(dòng)多個(gè)調(diào)直模塊旋轉(zhuǎn)，盤繞的金屬線材17在調(diào)直模塊旋轉(zhuǎn)的作用下消除彎曲應(yīng)力，進(jìn)行調(diào)直；
步驟三、金屬線材17牽引:控制器控制伺服電機(jī)4-2旋轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)4-2帶動(dòng)主動(dòng)摩擦輪4-3旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)摩擦輪4-3驅(qū)動(dòng)被動(dòng)摩擦輪4-4旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)摩擦輪4-3和被動(dòng)摩擦輪4-4相配合，通過摩擦力牽引調(diào)直后的金屬線材17通過后端導(dǎo)引筒5進(jìn)入到薄片式切割輪6-4工作區(qū)域內(nèi)；當(dāng)伺服電機(jī)4-2的旋轉(zhuǎn)角位移達(dá)到預(yù)先通過操作參數(shù)設(shè)置電路模塊12-3設(shè)定好的旋轉(zhuǎn)角位移時(shí)，控制器控制伺服電機(jī)4-2停止旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)摩擦輪4-3和被動(dòng)摩擦輪4-4停止?fàn)恳饘倬€材17 ;同時(shí)，控制器實(shí)時(shí)采集壓力傳感器7-5檢測到的信號(hào)，當(dāng)此時(shí)壓力傳感器7-5有壓力信號(hào)輸出時(shí)，說明金屬線材17的線頭已接觸到了壓力傳感器7-5，即金屬線材17已牽引到了通過操作所述機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)設(shè)定好的截?cái)嚅L度處，執(zhí)行步驟四；否貝U，當(dāng)此時(shí)壓力傳感器7-5沒有壓力信號(hào)輸出時(shí)，說明金屬線材17的線頭未接觸到壓力傳感器7-5，即金屬線材17未牽引到通過操作所述機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)設(shè)定好的截?cái)嚅L度處，此時(shí)，控制器控制顯示屏12-4發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒用戶進(jìn)行檢修；其中，控制器是發(fā)出脈沖信號(hào)控制伺服電機(jī)4-2旋轉(zhuǎn)的；通過操作所述機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)設(shè)定截?cái)嚅L度時(shí)，具體是通過移動(dòng)卡槽中的水平滑塊7-2來實(shí)現(xiàn)的，使得水平刻度板7-1的起始刻度與壓力傳感器7-5的端面之間的距離正好為金屬線材17的截?cái)嚅L度；壓力傳感器7-5反饋的壓力信號(hào)可作為判斷主動(dòng)摩擦輪4-3和被動(dòng)摩擦輪4-4的摩擦力是否可靠的參考，即判斷摩擦力牽引的金屬線材17是否能夠精確到位；預(yù)先通過操作參數(shù)設(shè)置電路模塊12-3設(shè)定好的伺服電機(jī)4-2的旋轉(zhuǎn)角位移與通過操作所述機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)設(shè)定的金屬線材17的截?cái)嚅L度相對應(yīng)；
步驟四、金屬線材17切割:控制器控制伺服電機(jī)4-2停止旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，控制器通過控制電磁換向閥6-5動(dòng)作，控制氣缸6-2帶動(dòng)切割輪電機(jī)6-3和薄片式切割輪6-4下行，控制器控制切割輪電機(jī)6-3轉(zhuǎn)動(dòng)，切割輪電機(jī)6-3帶動(dòng)薄片式切割輪6-4轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的薄片式切割輪6-4下行到金屬線材17所在位置處時(shí)，切斷金屬線材17，合格長度的金屬線段16通過料槽8落入接料盒9內(nèi)；
步驟五、控制器實(shí)時(shí)采集紅外接收傳感器7-7檢測到的信號(hào)，當(dāng)紅外接收傳感器7-7接收不到紅外信號(hào)時(shí)，說明薄片式切割輪6-4擋住了紅外發(fā)射傳感器7-6與紅外接收傳感器7-7之間的紅外線傳輸線路，即薄片式切割輪6-4已下行到位，此時(shí)，控制器通過控制電磁換向閥6-5動(dòng)作，控制氣缸6-2帶動(dòng)切割輪電機(jī)6-3和薄片式切割輪6-4上行到一定位置處，準(zhǔn)備進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。具體實(shí)施時(shí)，用戶可以通過操作參數(shù)設(shè)置電路模塊12-3設(shè)置進(jìn)入下一個(gè)工作選好的間隔時(shí)間，間隔時(shí)間到達(dá)后，控制器開始啟動(dòng)變頻電機(jī)11和伺服電機(jī)4-2，金屬線材精密調(diào)直切斷裝置自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，其特征在于:包括設(shè)置有上層放置平面和下層放置平面的雙層機(jī)架(I)，所述雙層機(jī)架(I)的上層放置平面頂部從前到后依次設(shè)置有前端導(dǎo)引筒(2)、旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒(3)、牽引機(jī)構(gòu)、后端導(dǎo)引筒(5)、切割機(jī)構(gòu)和機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒(3)包括安裝在雙層機(jī)架(I)的上層放置平面頂部的旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒支座(3-1)以及安裝在旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒支座(3-1)頂部的第一軸承座(3-2)和第二軸承座(3-3)，所述第一軸承座(3-2)和第二軸承座(3-3)上安裝有調(diào)直導(dǎo)引筒(3-4)，所述調(diào)直導(dǎo)引筒(3-4)上安裝有多個(gè)調(diào)直模塊和用于罩住多個(gè)所述調(diào)直模塊的保護(hù)罩(3-6)，所述調(diào)直導(dǎo)引筒(3-4)的端部安裝有第一皮帶輪(15);所述牽引機(jī)構(gòu)包括安裝在雙層機(jī)架(I)的上層放置平面頂部的牽引機(jī)構(gòu)支座(4-1)和安裝在牽引機(jī)構(gòu)支座(4-1)頂部的伺服電機(jī)(4-2)，所述伺服電機(jī)(4-2)的輸出軸上安裝有主動(dòng)摩擦輪(4-3)，所述牽引機(jī)構(gòu)支座(4-1)上設(shè)置有位于所述主動(dòng)摩擦輪(4-3)下方且與所述主動(dòng)摩擦輪(4-3)相配合牽引金屬線材(17)運(yùn)動(dòng)的被動(dòng)摩擦輪(4-4);所述切割機(jī)構(gòu)包括安裝在所述后端導(dǎo)引筒(5)頂部的切割輪支架(6-1)和安裝在所述切割輪支架(6-1)上的氣缸(6-2)，所述氣缸(6-2)活塞桿的端部連接有切割輪電機(jī)(6-3)，所述切割輪電機(jī)(6-3)的輸出軸上連接有用于切斷金屬線材(17)的薄片式切割輪(6-4),所述氣缸(6-2)上連接有電磁換向閥(6-5);所述機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)包括安裝在雙層機(jī)架(O的上層放置平面頂部的水平刻度板(7-1)，所述水平刻度板(7-1)的起始刻度位于所述薄片式切割輪(6-4)的正下方，所述水平刻度板(7-1)上設(shè)置有卡槽，所述卡槽中設(shè)置有能夠在卡槽中前后移動(dòng)的水平滑塊(7-2)，所述水平滑塊(7-2)的頂部設(shè)置有與所述水平刻度板(7-1)相垂直的第一豎直定尺板(7-3 )，所述第一豎直定尺板(7-3 )的上部靠近所述薄片式切割輪(6-4)的側(cè)面設(shè)置有與所述后端導(dǎo)引筒(5)的側(cè)面相對設(shè)置的第二豎直定尺板(7-4)，所述第二豎直定尺板(7-4)靠 近所述薄片式切割輪(6-4)的側(cè)面安裝有用于檢測金屬線材(17)線頭位置的壓力傳感器(7-5)和用于檢測薄片式切割輪(6-4)位置的紅外發(fā)射傳感器(7-6)，所述紅外發(fā)射傳感器(7-6)位于所述壓力傳感器(7-5)的下方，所述后端導(dǎo)引筒(5)的側(cè)面安裝有與所述紅外發(fā)射傳感器(7-6)相對設(shè)置且配合的紅外接收傳感器(7-7);所述雙層機(jī)架(I)的上層放置平面上嵌入安裝有位于所述薄片式切割輪(6-4)下方的料槽(8 )，所述料槽(8 )的底部設(shè)置有接料盒(9 );所述雙層機(jī)架(I)的下層放置平面頂部設(shè)置有控制柜(10)和用于帶動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒(3)調(diào)直的變頻電機(jī)(11)，所述控制柜(10)內(nèi)設(shè)置有用于采集壓力傳感器(7-5 )、紅外發(fā)射傳感器(7-6 )和紅外接收傳感器(7-7 )檢測到的信號(hào)并用于對變頻電機(jī)(11 )、伺服電機(jī)(4-2 )、電磁換向閥(6-5 )和切割輪電機(jī)(6-3 )進(jìn)行控制的控制器，所述壓力傳感器(7-5)和紅外接收傳感器(7-7)均與所述控制器的信號(hào)輸入端連接，所述變頻電機(jī)(11)、伺服電機(jī)(4-2 )、電磁換向閥(6-5 )和切割輪電機(jī)(6-3 )均與所述控制器的信號(hào)輸出端連接，所述變頻電機(jī)(11)的輸出軸上安裝有位于所述第一皮帶輪(15)下方的第二皮帶輪(13)，所述第一皮帶輪(15)和第二皮帶輪(13)上連接有皮帶(14)。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，其特征在于:所述控制器包括主控制器模塊(12-1)和為控制器中各用電模塊供電的電源模塊(12-2)，所述主控制器模塊(12-1)的輸入端接有用于輸入控制參數(shù)的參數(shù)設(shè)置電路模塊(12-3)，所述主控制器模塊(12-1)的輸出端接有顯示屏(12-4)和變頻器(12-5)，所述變頻電機(jī)(11)與所述變頻器(12-5)的輸出端相接，所述壓力傳感器(7-5)和紅外接收傳感器(7-7)均與所述主控制器模塊(12-1)的信號(hào)輸入端連接,所述伺服電機(jī)(4-2 )、電磁換向閥(6-5 )和切割輪電機(jī)(6-3)均與所述主控制器模塊(12-1)的輸出端相接；所述參數(shù)設(shè)置電路模塊(12-3)和顯示屏(12-4)均外露在所述控制柜(10)的外表面上。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，其特征在于:所述壓力傳感器(7-5)為陶瓷壓力傳感器。
4.按照權(quán)利要求2所述的一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，其特征在于:所述主控制器模塊(12-1)為PLC模塊。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，其特征在于:所述調(diào)直模塊由安裝在調(diào)直導(dǎo)引筒(3-4)上的圓盤固定座(3-51)和螺紋連接在所述圓盤固定座(3-51)內(nèi)的調(diào)直芯體(3-52)構(gòu)成，所述調(diào)直芯體(3-52)的幾何中心設(shè)置有供金屬線材(17)穿過的十字導(dǎo)引孔(3-53)。
6.按照權(quán)利要求5所述的一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，其特征在于:所述調(diào)直模塊的數(shù)量為五個(gè)，所述調(diào)直芯體(3-52)為T字型，五個(gè)所述調(diào)直模塊中調(diào)直芯體(3-52)在圓盤固定座(3-51)內(nèi)的位置各不相同，使得金屬線材(17)在五個(gè)十字導(dǎo)引孔(3-53)內(nèi)呈正弦曲線分布。
7.按照權(quán)利要求6所述的一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，其特征在于:五個(gè)所述調(diào)直模塊分別為從前到后依次排列的第一調(diào)直模塊、第二調(diào)直模塊、第三調(diào)直模塊、第四調(diào)直模塊和第五調(diào)直模塊，所述第一調(diào)直模塊和第五調(diào)直模塊中的T字型調(diào)直芯體(3-52)均安裝在所述圓盤固定座(3-51)內(nèi)中間位置處，所述第二調(diào)直模塊和第四調(diào)直模塊中的T字型調(diào)直芯體(3-52)均安裝在所述圓盤固定座(3-51)內(nèi)上部，所述第三調(diào)直模塊中的T字型調(diào)直芯體(3-52)倒置安裝在所述圓盤固定座(3-51)內(nèi)下部。
8.按照權(quán)利要求1所述的一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置，其特征在于:所述主動(dòng)摩擦輪(4-3)和被動(dòng)摩擦輪(4-4)均為外圓周面覆裹有耐磨橡膠或尼龍的鋼輪。
9.一種利用如權(quán)利要求1所述裝置的金屬線材精密調(diào)直切斷方法，其特征在于該方法包括以下步驟: 步驟一、盤繞的金屬線材(17)通過前端導(dǎo)引筒(2)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒(3)； 步驟二、金屬線材(17 )調(diào)直:控制器控制變頻電機(jī)(11)轉(zhuǎn)動(dòng)，變頻電機(jī)(11)帶動(dòng)第二皮帶輪(13)轉(zhuǎn)動(dòng)，第二皮帶輪(13)通過皮帶(14)帶動(dòng)第一皮帶輪(15)轉(zhuǎn)動(dòng)，第一皮帶輪(15)帶動(dòng)調(diào)直導(dǎo)引筒(3-4)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)直導(dǎo)引筒(3-4)帶動(dòng)多個(gè)調(diào)直模塊旋轉(zhuǎn)，盤繞的金屬線材(17)在調(diào)直模塊旋轉(zhuǎn)的作用下消除彎曲應(yīng)力，進(jìn)行調(diào)直； 步驟三、金屬線材(17)牽引:控制器控制伺服電機(jī)(4-2)旋轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)(4-2)帶動(dòng)主動(dòng)摩擦輪(4-3 )旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)摩擦輪(4-3 )驅(qū)動(dòng)被動(dòng)摩擦輪(4-4 )旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)摩擦輪(4-3 )和被動(dòng)摩擦輪(4-4)相配合，通過摩擦力牽引調(diào)直后的金屬線材(17)通過后端導(dǎo)引筒(5)進(jìn)入到薄片式切割輪(6-4)工作區(qū)域內(nèi)；當(dāng)伺服電機(jī)(4-2)的旋轉(zhuǎn)角位移達(dá)到預(yù)先通過操作參數(shù)設(shè)置電路模塊(12-3)設(shè)定好的旋轉(zhuǎn)角位移時(shí)，控制器控制伺服電機(jī)(4-2)停止旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)摩擦輪(4-3)和被動(dòng)摩擦輪(4-4)停止?fàn)恳饘倬€材(17);同時(shí)，控制器實(shí)時(shí)采集壓力傳感器(7-5)檢測到的信號(hào)，當(dāng)此時(shí)壓力傳感器(7-5)有壓力信號(hào)輸出時(shí)，說明金屬線材(17)的線頭已接觸到了壓力傳感器(7-5)，即金屬線材(17)已牽引到了通過操作所述機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)設(shè)定好的截?cái)嚅L度處，執(zhí)行步驟四；否則，當(dāng)此時(shí)壓力傳感器(7-5)沒有壓力信號(hào)輸出時(shí)，說明金屬線材(17)的線頭未接觸到壓力傳感器(7-5)，即金屬線材(17)未牽引到通過操作所述機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)設(shè)定好的截?cái)嚅L度處，此時(shí)，控制器控制顯示屏(12-4)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒用戶進(jìn)行檢修； 步驟四、金屬線材(17)切割:控制器控制伺服電機(jī)(4-2)停止旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，控制器通過控制電磁換向閥(6-5)動(dòng)作，控制氣缸(6-2)帶動(dòng)切割輪電機(jī)(6-3)和薄片式切割輪(6-4)下行，控制器控制切割輪電機(jī)(6-3)轉(zhuǎn)動(dòng)，切割輪電機(jī)(6-3)帶動(dòng)薄片式切割輪(6-4)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的薄片式切割輪(6-4)下行到金屬線材(17)所在位置處時(shí)，切斷金屬線材(17)，合格長度的金屬線段(16)通過料槽(8)落入接料盒(9)內(nèi)； 步驟五、控制器實(shí)時(shí)采集紅外接收傳感器(7-7)檢測到的信號(hào)，當(dāng)紅外接收傳感器(7-7 )接收不到紅外信號(hào)時(shí)，說明薄片式切割輪(6-4)擋住了紅外發(fā)射傳感器(7-6 )與紅外接收傳感器(7-7)之間的紅外線傳輸線路，即薄片式切割輪(6-4)已下行到位，此時(shí)，控制器通過控制電磁換向閥(6-5)動(dòng)作，控制氣缸(6-2)帶動(dòng)切割輪電機(jī)(6-3)和薄片式切割輪(6-4)上行到一定位置處， 準(zhǔn)備進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬線材精密調(diào)直切斷裝置及方法，其裝置包括雙層機(jī)架，雙層機(jī)架的上層頂部設(shè)置有前端導(dǎo)引筒、旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒、牽引機(jī)構(gòu)、后端導(dǎo)引筒、切割機(jī)構(gòu)和機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)；旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒包括旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒支座、調(diào)直導(dǎo)引筒、多個(gè)調(diào)直模塊和保護(hù)罩；牽引機(jī)構(gòu)包括牽引機(jī)構(gòu)支座、伺服電機(jī)、主動(dòng)摩擦輪和被動(dòng)摩擦輪；切割機(jī)構(gòu)包括切割輪支架、氣缸、切割輪電機(jī)和薄片式切割輪；機(jī)械定尺機(jī)構(gòu)包括水平刻度板、壓力傳感器、紅外發(fā)射傳感器和紅外接收傳感器；其方法包括步驟金屬線材通過前端導(dǎo)引筒進(jìn)入旋轉(zhuǎn)調(diào)直筒，調(diào)直，牽引，切割和準(zhǔn)備進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。本發(fā)明自動(dòng)化程度高，切割的金屬線段的形狀及尺寸精度高，切口平整無毛邊、無劈裂，實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)B21F23/00GK103157738SQ201310103848
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者劉俊懷, 張鐵軍, 孫院軍 申請人:金堆城鉬業(yè)股份有限公司