专利名称：一种金属棒料输送装置及应用方法
技术领域：
本发明属于合金生产原料输送机械技术领域，特别涉及一种棒型物料的自动化输
送装置，能够使码成垛的棒料自动有序的传送。
背景技术：
在锻造铝合金轮毂的自动化生产线上，棒型毛坯需要连续送入加热炉中进行加 热，普通的给料机构只能依靠人工搬运将毛坯摆成单层或者直接依靠人工给料，操作工人 劳动强度极大。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种金属棒料输送装置及应用方法，利用 该装置将合金生产中码成垛的棒料有序释放，通过将码放在转运拍子上的多层棒型物料自 动有序的转换成单层排列，以达到防止物料偏离初始运动方向，产生打旋，造成整体队形的 散乱，并形成堆积的目的。 本发明的技术方案是这样实现的该装置结构包括电控部分、固定导轨、移动机构 和阻挡机构，其中电控部分包括PLC控制装置、光电开关、气缸电磁阀、伺服电机和电动推 缸及限位开关，其中每一组光电开关包括一个光电发射器和一个光电接收器；移动机构包 括移动导轨、移动当料板和移动支撑梁，阻挡机构包括阻挡旋臂、气缸、主动旋臂、销子、底 座和旋臂轴； 该装置连接阻挡旋臂和主动旋臂通过旋臂轴同轴安装在主体框架上，主动旋臂 连接气缸，气缸固定在底座上，固定导轨安装在主体框架上，移动导轨安装在固定导轨上， 与固定导轨平行，移动支撑梁垂直固定在移动导轨上，上述移动当料板垂直安装在移动支 撑梁上，伺服电机安装在移动导轨上，电动推缸位于移动支撑梁和移动当料板之间，光电开 关中光电发射器和光电接收器安装在主体框架上，输出端连接PLC控制装置，气缸电磁阀 安装在连接气缸的压縮空气管路上，输入端连接PLC控制装置，限位开关分别安装在移动 支撑梁和固定导轨上。 所述的光电开关和限位开关分别为两组。 所述的采用金属棒料输送装置的应用方法，步骤如下 步骤1、移动挡料板在伺服电机的驱动下，沿着固定导轨按着预定方向运动，令速 度V—Dgsina，式中D为物料直径，g为重力加速度； 步骤2、两个光电开关A、B分别监控A、B两个区域，如图l和图7(a)所示，当区域 A监控到有物料进入时，光电开关A将信号传递给PLC,PLC给出动作指令，控制气缸电磁阀 使气缸将阻挡机构自动抬起，将第一层第二排及以后的物料挡住； 步骤3、当区域B监控到物料全部离开时，光电开关B将信号传递给PLC,PLC给出
动作指令，控制气缸电磁阀使气缸将阻挡机构自动收回，将先前阻挡的物料放开； 步骤4、物料沿运动方向前进，当区域A再次监控到有物料进入时，阻挡机构再次
3抬起阻挡，如此反复动作，整垛的物料就会有序的转换为单层平面排列。 本发明的工作原理控制料垛中棒料的释放速度，使之按照规定的速度及顺序运 动，如图8所示，假定料垛层数为n，暂不考虑摩擦力，当无外力约束的状态下，在料垛中A层 a排的棒料Aa在运动方向Q所受到的合力FXa = Gsin a +(n-l)NcOS60° ;在料垛中A层b 排的棒料Ab在运动方向Q所受到的合力Fxb = Gsin a + (n-2)Ncos6(T ;在料垛中A层c排 的棒料Ac在运动方向Q所受到的合力Fx。 = Gsina +(n-3)NcOS60°……;在料垛中A层第 n排的棒料An在运动方向Q所受到的合力FXn = Gsin a ;可见A层从第n排到a排在Q方 向每个棒料所受合力为递增。但由于有摩擦力的存在，当n为某一数值Y，且a为数值k 时，料垛可能保持静止。当增加料垛倾角a使之大于数值k时，料垛开始向q方向运动， 并且底层棒料沿Q方向速度递增加快，Aa、 Ab、 Ac……开始逐渐分离，上层物料开始逐渐下 落。由于物料为非精加工表面，表面摩擦系数的差异导致了摩擦力的不同，从而导致在高速 运动状态下，上层物料下落过程的不平衡。只要有一个物料偏转，将导致整个队列的堆积。 而且前排高速运动的物料还会对设备造成很大的冲击。 为达到控制料垛中棒料的释放速度，使之按照规定的速度及顺序运动的目的，本 发明需要使设备达到能够控制第一排物料的速度，并且能够使第二排及以后的整个料垛间 断动作的功能。 该发明工作过程活动挡料板在伺服电机的驱动下，沿着固定导轨按着预定方向 运动，区域A和区域B为两组光电开关监控区域，当区域A监控到有物料进入时，阻挡机构 自动抬起，将第一层第二排及以后的物料挡住，当区域B监控到物料全部离开时，阻挡机构 自动收回，将先前阻挡的物料放开，物料沿运动方向前进，当区域A再次监控到有物料进入 时，阻挡机构再次抬起阻挡，如此反复动作，整垛的物料就会有序的转换为单层平面排列。
本发明优点通过该装置将来料转运及自动化给料有机的结合起来，省去了中间 的人工环节，使自动化工序得到了延伸，同时可扩展到需要进行自动化输送棒料的其他行 业，特别适用于棒料长度与直径之比小于2的物料。
图1是本发明一种金属棒料输送装置装配图； 图2是本发明一种金属棒料输送装置光电开关电路图； 图3是本发明一种金属棒料输送装置气缸电磁阀控制开关和伺服电机控制电路 图； 图4是本发明一种金属棒料输送装置PLC输入模块地址接口图；
图5是本发明一种金属棒料输送装置PLC输出模块地址接口图；
图6是本发明一种金属棒料输送装置PLC和气缸电磁阀供电原理图；
图7(a)和图7(b)是本发明一种金属棒料输送装置工作原理图；
图8是本发明一种金属棒料输送装置应用方法原理图； 图中1固定导轨、2伺服电机、3移动支撑梁、4限位开关、5电动推缸、6移动导轨、 7移动当料板、8(a)光电开关A、8(b)光电开关B、9旋臂轴、10销子、11底座、12气缸、13主 动旋臂、14阻挡旋臂、15主体框架。
具体实施例方式
本发明一种金属棒料输送装置及应用方法的详细结构结合实施例加以说明。
本发明如图1所示，其结构包括电控部分、固定导轨1、移动机构和阻挡机构，其中 电控部分包括一个PLC控制装置、光电开关A8 (a)、光电开关B8 (b)、一组气缸电磁阀、一个 伺服电机2和一个电动推缸5及两组限位开关4，光电开关A8(a)和光电开关B8(b)均包 括一个光电发射器和一个光电接收器；移动机构包括移动导轨6、移动当料板7和移动支撑 梁3，阻挡机构包括阻挡旋臂14、气缸12、主动旋臂13、底座11和旋臂轴9 ;该装置的连接 关系为阻挡旋臂14和主动旋臂13通过旋臂轴9同轴安装在主体框架15上，主动旋臂13 通过销子IO连接气缸12，气缸12固定在底座11上，固定导轨1安装在主体框架15上，移 动导轨6通过滑轮限位在固定导轨1上，并平行于固定导轨1，移动支撑梁7垂直固定在移 动导轨6上，移动当料板7垂直安装在移动支撑梁3上，伺服电机2安装在移动导轨6上， 电动推缸5位于移动支撑梁3和移动当料板7之间，如图2所示，光电开关A8(a)和光电开 关B8(b)中光电发射器和光电接收器安装在主体框架15上，输出端N21、X1CB和X1CC连接 PLC的N21、X1CB和X1CC端，如图3、图4和图5所示，气缸电磁阀安装在连接气缸的压縮空 气管路上，输入端2R150和2R151连接PLC的2R150和2R151端，伺服电机控制电路中线圈 MC2F和MC2R连接PLC输入模土央的2PBICD和2PBICE端，PLC输出模块的2R152禾P 2R153端 连接伺服电机控制电路中的2R152和2R153端，两组限位开关4 一组安装在移动支撑梁3 上，另一组安装固定导轨1上，如图6和图4所示，PLC的N21和P21端连接PLC供电电路 的N21和P21端，如图3和图6气缸电磁阀的206和207端连接气缸电磁阀供电电路206 和207端。 如图7(a)和图7(b)所示，该装置的工作过程活动挡料板在伺服电机的驱动下，
沿着固定导轨按着图示方向运动，区域A和区域B为两组光电开关监控区域，当区域A监控
到有物料进入时，阻挡机构自动抬起，将第一层第二排及以后的物料挡住，当区域B监控到
物料全部离开时，阻挡机构自动收回，将先前阻挡的物料放开，物料沿运动方向前进，当区
域A再次监控到有物料进入时，阻挡机构再次抬起阻挡，如此反复动作，整垛的物料就会有
序的转换为单层平面排列。 该装置的应用方法 步骤1、移动挡料板在伺服电机的驱动下，沿着固定导轨按着图7(a)所示方向运 动，令速度V=^/Dgsin"，式中D为物料直径，g为重力加速度； 步骤2、光电开关A、 B分别监控A、 B两个区域，当区域A监控到有物料进入时，光 电开关A通过N21X1CB将信号传递给PLC, PLC给出动作指令，通过2R150端控制气缸电磁 阀使气缸将阻挡机构自动抬起，将第一层第二排及以后的物料挡住； 步骤3、当区域B监控到物料全部离开时，光电开关B开关通过N21X1CC将信号传 递给PLC, PLC给出动作指令，通过2R151端控制气缸电磁阀使气缸将阻挡机构自动收回，将 先前阻挡的物料放开； 步骤4、物料沿运动方向前进，当区域A再次监控到有物料进入时，阻挡机构再次 抬起阻挡，如此反复动作，整垛的物料就会有序的转换为单层平面排列。
权利要求
一种金属棒料输送装置，其特征在于该装置包括电控部分、固定导轨(1)、移动机构和阻挡机构，其中电控部分包括PLC控制装置、光电开关、气缸电磁阀、伺服电机(2)和电动推缸(5)及限位开关(4)，其中每一组光电开关包括一个光电发射器和一个光电接收器；移动机构包括移动导轨(6)、移动当料板(7)和移动支撑梁(3)，阻挡机构包括阻挡旋臂(14)、气缸(12)、主动旋臂(13)、底座(11)和旋臂轴(9)；该装置的连接关系为阻挡旋臂(14)和主动旋臂(13)通过旋臂轴(9)同轴安装在主体框架(15)上，主动旋臂(13)连接气缸(12)，气缸(12)固定在底座(11)上，固定导轨(1)安装在主体框架(15)上，移动导轨(6)安装在固定导轨(1)上，于固定导轨(1)平行，移动支撑梁(7)垂直固定在移动导轨(6)上，移动当料板(7)垂直安装在移动支撑梁(3)上，伺服电机(2)安装在移动导轨(6)上，电动推缸(5)位于移动支撑梁(3)和移动当料板(7)之间，光电开关中光电发射器和光电接收器安装在主体框架(15)上，输出端连接PLC控制装置，气缸电磁阀安装在连接气缸的压缩空气管路上，输入端连接PLC控制装置，限位开关(4)分别安装在移动支撑梁(3)上和固定导轨(1)上。
2. 按权利要求1所述的一种金属棒料输送装置，其特征在于所述的光电开关和限位开 关(4)分别为两组。
3. 采用权利要求1所述的金属棒料输送装置的应用方法，其特征在于，步骤包括 步骤1、移动挡料板在伺服电机的驱动下，沿着固定导轨按着预定方向运动，令速度V,gsin"，式中D为物料直径，g为重力加速度；步骤2、两个光电开关A、 B分别监控A、 B两个区域，当区域A监控到有物料进入时，光 电开关A将信号传递给PLC, PLC给出动作指令，控制气缸电磁阀使气缸将阻挡机构自动抬 起，将第一层第二排及以后的物料挡住；步骤3、当区域B监控到物料全部离开时，光电开关B将信号传递给PLC,PLC给出动作 指令，控制气缸电磁阀使气缸将阻挡机构自动收回，将先前阻挡的物料放开；步骤4、物料沿运动方向前进，当区域A再次监控到有物料进入时，阻挡机构再次抬起 阻挡，如此反复动作，整垛的物料就会有序的转换为单层平面排列。
全文摘要
一种金属棒料输送装置及应用方法，属于合金生产原料输送机械技术领域。该装置结构包括电控部分、固定导轨、移动机构和阻挡机构；该装置的应用方法是使设备达到能够控制第一排物料的速度，并且能够使第二排及以后的整个料垛间断动作的功能。本发明优点通过该装置将来料转运及自动化给料有机的结合起来，省去了中间的人工环节，使自动化工序得到了延伸，同时可扩展到需要进行自动化输送棒料的其他行业，特别适用于棒料长度与直径之比小于2的物料。
文档编号B21J1/06GK101786545SQ200910248958
公开日2010年7月28日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者李正 申请人:沈阳东大三建工业炉制造有限公司