CN105730972B - 一种型材的进料机构及其进料方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种型材的进料机构，其包括架体、设置在架体上的无动力滚筒传送线、用于测量型材长度的长度测量装置和用于测量型材宽度的宽度测量装置；所述长度测量装置设置在无动力滚筒传送线下方，工作时，外力作用下型材与长度测量装置同速运动以测量型材的长度，并且型材在无动力滚筒传送线实现传送；所述宽度测量装置设置在无动力滚筒传送线的两侧，以夹持型材测量型材传输时的宽度。本发明结构简单、成本低、实用性强、以及对型材进行传输的同时可实现型材的尺寸测量，从而提高型材的加工效率以及加工精度和质量。本发明还提供一种型材进料机构采用的进料方法，该方法可提高生产效率和测量精度、准确度，降低生产成本。

Description

一种型材的进料机构及其进料方法

技术领域

本发明涉及型材加工制造技术领域，更具体地说，涉及一种型材的进料机构及其进料方法。

背景技术

随着工业自动化进程的发展，采用型材作为原材料的工业生产中也逐渐使用了自动化设备。在国内企业现场条件的制约下，上述标准型材通常都存在变形，这不仅对自动化设备的使用型材阻碍，而且也会影响后续加工成品的质量。因此，此时就急需一种能够检测出变化情况并将数据传输至自动化设备的机构。

在大型型材生产线的进料设备中，由于型材应用领域比较广泛，对于型材应用场合不同，其尺寸要求也不相同。采用同一批型材进行进料加工时，型材的尺寸是有一定标准范围的，超出该标准范围的产品被认定为不合格产品。

目前，在进料设备中有些是采用人工操作的方式对型材进行尺寸测量来判断型材是否合格，然而这种人工检测不仅劳动强度大和工作效率低，而且不同的检测人员差异会导致主观性判断，从而大大影响型材加工质量。有些是在进料设备设置激光测距或电阻尺等，采用电子方式进行型材的尺寸测量，这种方式价格昂贵、安装精度高以及容易受到现场环境的干扰而影响测量结果。

因此，现需提供一种实用性强、成本低、对型材进行传输的同时可实现型材尺寸测量的型材的进料机构及其进料方法，以提高型材加工的效率和质量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种结构简单、成本低、实用性强、对型材进行传输的同时可实现型材的尺寸测量的型材的进料机构；该型材的进料机构有效解决目前型材加工机械行业自动化程度不高、测量易受干扰、成本高和生产效率低等问题，从而提高型材的加工效率以及加工精度和质量。同时，本发明还提供一种型材进料机构的进料方法，该进料方法可实现稳定输送型材的同时也可对型材的尺寸进行有效测量，从而提高生产效率和降低生产成本。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种型材的进料机构，其特征在于：包括架体、设置在架体上的无动力滚筒传送线、用于测量型材长度的长度测量装置和用于测量型材宽度的宽度测量装置；所述长度测量装置设置在无动力滚筒传送线下方，工作时，外力作用下型材与长度测量装置同速运动以测量型材的长度，并且型材在无动力滚筒传送线实现传送；所述宽度测量装置设置在无动力滚筒传送线的两侧，以夹持型材测量型材传输时的宽度。

在上述方案中，本发明型材的进料机构在传输型材的同时实现对型材进行尺寸测量便于后续的加工，避免人工尺寸测量导致效率低、劳动强度大和错误率增加的问题。而尺寸测量也便于后续对尺寸不合格的型材进行筛选和后续型材加工定位，从而提高型材的加工效率、加工精度和加工质量。而且，相对于人工测量，本发明采用自动测量技术可提高测量的准确性和可靠性。本发明测量型材长度和宽度的装置十分巧妙和成本低，通过得到长度测量装置的速度得到与长度测量装置同速运动的型材的长度，通过夹持型材的方式测量夹持的行走距离得到型材的宽度。

具体地说，所述长度测量装置为安装在架体上并位于无动力滚筒传送线下方的皮带传动装置，其包括皮带相连的皮带轮A和皮带轮B，与皮带轮A同轴连接的摩擦轮，以及用于测量皮带轮B转速的编码器一；所述皮带轮B安装在机架上并与编码器一同轴连接；所述摩擦轮与外力作用下的型材同速运动。

所述摩擦轮与外力作用下的型材同速运动是指：所述摩擦轮伸出无动力滚筒传送线的传送面，工作时摩擦轮与外力作用下的型材摩擦接触，实现摩擦轮与外力作用下的型材同速运动。

本发明与型材摩擦接触的摩擦轮带动同轴连接的皮带轮轮A转动和与皮带轮A通过皮带相连的皮带轮B转动，与皮带轮B同轴连接的编码器一测得的转速为摩擦轮的转速。在外力作用下型材运动过程中，依靠摩擦力拉动摩擦轮转动，这样就可把型材的直线位移(长度)转换为编码器一的脉冲数字信号输出，从而通过编码器一输出的量得到型材的长度。本发明的测量方式成本低，无需设置传送机构，通过外力作用型材则可实现型材的传送和型材长度的测量。与现有的长度测量方式(如人工测量、激光测距和超声波测量等等)相比，编码器具有精度高、响应快、测量范围大、体积小、成本低、安装方便和易于与控制系统连接等特点，可满足型材的长度测量要求。

本发明还包括用于支撑摩擦轮与型材贴紧并增加摩擦力的弹性部件；所述弹性部件设置在摩擦轮与皮带轮A的同一转轴上。本发明设置弹性部件可起到缓冲的作用，使得摩擦轮以浮动的形式与型材紧密接触，从而提高型材长度测量的精度和准确度。

本发明还包括用于调节皮带松紧度的张紧部件；所述张紧部件包括与皮带连接的张紧轮和安装部，安装部设置在皮带轮A与皮带轮B的轴心连线上，并与张紧轮连接。

所述宽度测量装置包括设置在无动力滚筒传送线两侧的支架、用于夹持型材的夹板、用于驱动夹板运动的驱动部件和传动部件；所述驱动部件安装在支架上，并与夹板连接；所述传动部件一端与支架滑动连接，另一端与夹板连接。

所述传动部件包括齿条和与齿条啮合的齿轮；所述齿条一端与支架滑动连接，另一端与夹板连接；还包括用于测量齿轮转速的编码器二，所述编码器二与齿轮同轴连接。本发明的驱动部件和齿条连接在同一夹板上，则夹板运动时，驱动部件与齿条是同步运动的，而且运动距离相等。在驱动部件作用下夹板运动过程中，带动齿条直线运动；由于齿条与齿轮啮合，因此可把齿条的直线位移转换为与齿轮同轴连接的编码器二的脉冲数字信号输出，从而通过编码器二输出的量得到驱动部件的驱动行程。

本发明还包括用于防止型材夹持变形的滚筒；所述滚筒设置在夹板远离驱动部件的一侧。

一种上述的型材进料机构采用的型材进料方法，其特征在于：包括进料工序、长度测量工序和宽度测量工序；所述进料工序是指通过外力作用下带动型材在无动力滚筒传送线上进行传送；所述长度测量工序是指设置与型材摩擦接触的摩擦轮、皮带轮A和皮带轮B同速运动，通过测量皮带轮B的转速得到摩擦轮的转速来实现测量型材的长度；所述宽度测量工序是指采用两侧夹持型材的方式实现均与夹板连接的齿条与驱动部件同步运动，通过测量齿轮的转速来测量与齿轮啮合的齿条移动距离和驱动部件的驱动行程，实现测量型材的宽度。

在长度测量工序中，所述设置与型材摩擦接触的摩擦轮、皮带轮A和皮带轮B同速运动，通过测量皮带轮B的转速得到摩擦轮的转速来实现测量型材的长度是指：皮带轮A与皮带轮B均与皮带相连接，摩擦轮与皮带轮A同轴连接并伸出无动力滚筒传送线与型材摩擦接触；设置与皮带轮B同轴连接的编码器一，通过编码器一测量皮带轮B的转速得到摩擦轮的转速来实现测量型材的长度；

在宽度测量工序中，所述采用两侧夹持型材的方式实现均与夹板连接的齿条与驱动部件同步运动是指：两侧的驱动部件的活动部与齿条的一端连接在同一夹板上，齿条的另一端与支架滑动连接，实现驱动部件驱动夹板夹持型材时驱动部件与齿条同步运动。

在型材长度测量中，由于长度测量装置的摩擦轮通过弹性部件以浮动的方式与型材接触，因此为了提高长度测量的精度和准确度，本发明设置了与摩擦轮同轴连接的皮带轮A和通过与皮带轮A皮带相连的皮带轮B，使得皮带轮B的转速与摩擦轮的转速一致，而皮带轮B是固定安装在架体上的，因此可保证与其同轴连接的编码器一不受摩擦轮上、下浮动的干扰，可准确和精确地测量皮带轮B和摩擦轮的转速，即为型材的直线位移(长度)，从而提高型材长度测量的精准性和后续的加工质量。

在型材宽度测量中，驱动部件可采用气缸，则无动力滚筒传送线两侧的气缸驱动夹板夹持型材时，则可通过编码器二测得气缸驱动的实际行程，并通过以下公式得到型材的宽度：S＝L₁-L′₁+L₂-L′₂+L₃，其中，L₁和L₂分别为两个气缸驱动的总行程(气缸的参数)；L′₁和L′₂分别为两个编码器二测得气缸驱动的实际行程；L₃为两个气缸之间安装的预留空间距离(这个根据实际情况设定，为已知值)。由于气缸驱动夹板夹持型材时会产生碰撞等干扰，为了可准确测量气缸驱动的实际行程，本发明设置了与气缸同步动作的齿条，并在与齿条啮合的齿轮上同轴连接有编码器二，这样编码器二可大大减少碰撞等干扰来测量气缸驱动的实际行程，从而提高型材宽度测量的精准性和后续的加工质量。

与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：

1、本发明型材的进料机构结构简单、成本低、实用性强、以及对型材进行传输的同时可实现型材的尺寸测量；该型材的进料机构有效解决目前型材加工机械行业自动化程度不高、测量易受干扰、成本高和生产效率低等问题，从而提高型材的加工效率以及加工精度和质量。

2、本发明的型材进料方法，可实现稳定输送型材的同时也可对型材的尺寸进行有效测量，从而提高生产效率和测量精度、准确度，降低生产成本。

附图说明

图1是本发明型材进料机构的工作运动示意简图；

其中，1为架体、2为无动力滚筒传送线、3为型材、4为皮带、5为皮带轮A、6为皮带轮B、7为摩擦轮、8为编码器一、9为弹性部件、10为张紧轮、11为安装部、12支架、13为夹板、14为气缸、15为齿条、16为齿轮、17为编码器二、18为滚筒。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

实施例

如图1所示，本发明的型材的进料机构，包括架体1、设置在架体1上的无动力滚筒传送线2、用于测量型材3长度的长度测量装置和用于测量型材3宽度的宽度测量装置；其中，长度测量装置设置在无动力滚筒传送线2下方，工作时，外力作用下型材3与长度测量装置同速运动以测量型材3的长度，并且型材3在无动力滚筒传送线2实现传送；宽度测量装置设置在无动力滚筒传送线2的两侧，以夹持型材3测量型材3传输时的宽度。

本发明的长度测量装置为安装在架体1上并位于无动力滚筒传送线2下方的皮带传动装置，其包括皮带4相连的皮带轮A 5和皮带轮B 6，与皮带轮A5同轴连接的摩擦轮7，以及用于测量皮带轮B 6转速的编码器一8，其中，皮带轮B 6安装在机架1上并与编码器一8同轴连接，摩擦轮7伸出无动力滚筒传送线2的传送面，工作时摩擦轮7与外力作用下的型材3摩擦接触，实现摩擦轮7与外力作用下的型材3同速运动。

本发明还包括用于支撑摩擦轮7与型材3贴紧并增加摩擦力的弹性部件9；该弹性部件9设置在摩擦轮7与皮带轮A 5的同一转轴上。本发明还包括用于调节皮带4松紧度的张紧部件，该张紧部件包括与皮带4连接的张紧轮10和安装部11，安装部11设置在皮带轮A 5与皮带轮B 6的轴心连线上，并与张紧轮10连接。

本发明型材进料机构的宽度测量装置包括设置在无动力滚筒传送线2两侧的支架12、用于夹持型材的夹板13、用于驱动夹板13运动的气缸14和传动部件，其中，两个气缸14分别安装在支架12上，并与夹板13连接，且位于架体1两侧；传动部件包括齿条15和与齿条15啮合的齿轮16，齿条15一端与支架12滑动连接，另一端与夹板13连接。本发明还包括用于测量齿轮16转速的编码器二17，编码器二17与齿轮16同轴连接。本发明的气缸14和齿条15连接在同一夹板13上，则夹板13运动时，气缸14与齿条15是同步运动的，而且运动距离相等。为了防止型材夹持变形，本发明还包括滚筒18，该滚筒18设置在夹板13远离气缸14的一侧。

本发明一种上述的型材进料机构采用的型材进料方法，其包括进料工序、长度测量工序和宽度测量工序；其中，进料工序是指通过外力作用下带动型材3在无动力滚筒传送线2上进行传送；长度测量工序是指设置与型材3摩擦接触的摩擦轮7、皮带轮A 5和皮带轮B6同速运动，通过测量皮带轮B 6的转速得到摩擦轮7的转速来实现测量型材3的长度；宽度测量工序是指采用两侧夹持型材3的方式实现均与夹板13连接的齿条15与气缸14同步运动，通过测量齿轮16的转速来测量与齿轮16啮合的齿条15移动距离和气缸14的驱动行程，实现测量型材3的宽度。

在长度测量工序中，上述设置与型材3摩擦接触的摩擦轮7、皮带轮A 5和皮带轮B6同速运动，通过测量皮带轮B 6的转速得到摩擦轮7的转速来实现测量型材3的长度是指：皮带轮A 5与皮带轮B 6均与皮带4相连接，摩擦轮7与皮带轮A 5同轴连接并伸出无动力滚筒传送线2与型材3摩擦接触；设置与皮带轮B 6同轴连接的编码器一8，通过编码器一8测量皮带轮B 6的转速得到摩擦轮7的转速来实现测量型材3的长度；

在宽度测量工序中，上述采用两侧夹持型材3的方式实现均与夹板13连接的齿条15与气缸14同步运动是指：两侧的气缸14的活动部与齿条15的一端连接在同一夹板13上，齿条15的另一端与支架12滑动连接，实现气缸14驱动夹板13夹持型材3时气缸14与齿条15同步运动。

在型材3长度测量中，由于长度测量装置的摩擦轮7通过弹性部件9以浮动的方式与型材3接触，因此为了提高长度测量的精度和准确度，本发明设置了与摩擦轮7同轴连接的皮带轮A 5和通过与皮带轮A 5皮带4相连的皮带轮B6，使得皮带轮B 6的转速与摩擦轮7的转速一致，而皮带轮B 6是固定安装在架体1上的，因此可保证与其同轴连接的编码器一8不受摩擦轮7上、下浮动的干扰，可准确和精确地测量皮带轮B 6和摩擦轮7的转速，即为型材3的直线位移(长度)，从而提高型材3长度测量的精准性和后续的加工质量。

在型材宽度测量中，无动力滚筒传送线2两侧的气缸14驱动夹板13夹持型材3时，则可通过编码器二17测得气缸14驱动的实际行程，并通过以下公式得到型材3的宽度：S＝L₁-L′₁+L₂-L′₂+L₃，其中，L₁和L₂分别为两个气缸14驱动的总行程(气缸14的参数)；L′₁和L′₂分别为两个编码器二17测得气缸14驱动的实际行程；L₃为两个气缸14之间安装的预留空间距离(这个根据实际情况设定，为已知值)。由于气缸14驱动夹板13夹持型材3时会产生碰撞等干扰，为了可准确测量气缸14驱动的实际行程，本发明设置了与气缸14同步动作的齿条15，并在与齿条15啮合的齿轮16上同轴连接有编码器二17，这样编码器二17可大大减少碰撞等干扰来测量气缸14驱动的实际行程，从而提高型材3宽度测量的精准性和后续的加工质量。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种型材的进料机构，其特征在于：包括架体、设置在架体上的无动力滚筒传送线、用于测量型材长度的长度测量装置和用于测量型材宽度的宽度测量装置；所述长度测量装置设置在无动力滚筒传送线下方，工作时，外力作用下型材与长度测量装置同速运动以测量型材的长度，并且型材在无动力滚筒传送线实现传送；所述宽度测量装置设置在无动力滚筒传送线的两侧，以夹持型材测量型材传输时的宽度；

所述长度测量装置为安装在架体上并位于无动力滚筒传送线下方的皮带传动装置，其包括皮带相连的皮带轮A和皮带轮B，与皮带轮A同轴连接的摩擦轮，以及用于测量皮带轮B转速的编码器一；所述皮带轮B安装在机架上并与编码器一同轴连接；所述摩擦轮与外力作用下的型材同速运动；

所述宽度测量装置包括设置在无动力滚筒传送线两侧的支架、用于夹持型材的夹板、用于驱动夹板运动的驱动部件和传动部件；所述驱动部件安装在支架上，并与夹板连接；所述传动部件一端与支架滑动连接，另一端与夹板连接；

所述传动部件包括齿条和与齿条啮合的齿轮；所述齿条一端与支架滑动连接，另一端与夹板连接；还包括用于测量齿轮转速的编码器二，所述编码器二与齿轮同轴连接。

2.根据权利要求1所述的型材的进料机构，其特征在于：所述摩擦轮与外力作用下的型材同速运动是指：所述摩擦轮伸出无动力滚筒传送线的传送面，工作时摩擦轮与外力作用下的型材摩擦接触，实现摩擦轮与外力作用下的型材同速运动。

3.根据权利要求1所述的型材的进料机构，其特征在于：还包括用于支撑摩擦轮与型材贴紧并增加摩擦力的弹性部件；所述弹性部件设置在摩擦轮与皮带轮A的同一转轴上。

4.根据权利要求1所述的型材的进料机构，其特征在于：还包括用于调节皮带松紧度的张紧部件；所述张紧部件包括与皮带连接的张紧轮和安装部，安装部设置在皮带轮A与皮带轮B的轴心连线上，并与张紧轮连接。

5.根据权利要求1所述的型材的进料机构，其特征在于：还包括用于防止型材夹持变形的滚筒；所述滚筒设置在夹板远离驱动部件的一侧。

6.一种权利要求1所述的型材的进料机构采用的型材进料方法，其特征在于：包括进料工序、长度测量工序和宽度测量工序；所述进料工序是指通过外力作用下带动型材在无动力滚筒传送线上进行传送；所述长度测量工序是指设置与型材摩擦接触的摩擦轮、皮带轮A和皮带轮B同速运动，通过测量皮带轮B的转速得到摩擦轮的转速来实现测量型材的长度；所述宽度测量工序是指采用两侧夹持型材的方式实现均与夹板连接的齿条与驱动部件同步运动，通过测量齿轮的转速来测量与齿轮啮合的齿条移动距离和驱动部件的驱动行程，实现测量型材的宽度。

7.根据权利要求6所述的型材进料方法，其特征在于：在长度测量工序中，所述设置与型材摩擦接触的摩擦轮、皮带轮A和皮带轮B同速运动，通过测量皮带轮B的转速得到摩擦轮的转速来实现测量型材的长度是指：皮带轮A与皮带轮B均与皮带相连接，摩擦轮与皮带轮A同轴连接并伸出无动力滚筒传送线与型材摩擦接触；设置与皮带轮B同轴连接的编码器一，通过编码器一测量皮带轮B的转速得到摩擦轮的转速来实现测量型材的长度；

在宽度测量工序中，所述采用两侧夹持型材的方式实现均与夹板连接的齿条与驱动部件同步运动是指：两侧的驱动部件的活动部与齿条的一端连接在同一夹板上，齿条的另一端与支架滑动连接，实现驱动部件驱动夹板夹持型材时驱动部件与齿条同步运动。