一种板材推送机设计方法及装置与流程

本发明涉及板材尺寸检测领域，具体涉及一种多型号板材检测装置的自动化板材推送机设计方法及装置。

背景技术：

目前，计量检定部门对于板材如陶瓷砖等的传统板材检测方法，需人工将板材抬入及抬出测量装置，不仅工作效率低下，而且存在安全隐患。

技术实现要素：

本发明的第一个目的是提供一种板材推送机的设计方法。因所述的板材检测装置，是以该装置的左侧为固定测量原点的，因此板材传送机的y向设计原点是固定于推送支架左侧的滑轨位置，在横截面内xoy平面采用非对称结构设计丝杠轴心位置，使yoz平面内，丝杠产生的牵引力和不同规格的板材及推送装置对滑轨所产生的摩擦力相对推送机构的丝杠轴心的最大扭矩为最小，且各叉齿所受板材的压力均衡。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是采用以下4个设计步骤：步骤s1，对常用的不同规格板材和推送机构，进行三维模型建模；步骤s2，对步骤s1所述板材、推送机构的三维模型进行网络剖分和有限元分析仿真计算；步骤s3，根据步骤s2的有限元分析仿真计算结果，建立推送机构轴心、板材重心与叉齿数量和间隔的函数关系；步骤s4，计算不同规格板材相对推送机构轴心最大扭矩为最小时的推送机构轴心位置和相应的叉齿间隔与数量后，再通过平衡计算确定推送机构轴心位置；步骤s5，根据步骤s4的计算结果确定电机、丝杠、叉齿的具体安装位置。

本发明的第二个目的是提供一种板材推送机装置。根据本发明目的一确定的设计方案，板材推送机装置，包括推送支架、推送机构和控制系统，以实现推送装置的自动推送、撤出以及定位控制。

所述推送机构包括电机及电机支架、联轴器、丝杠、丝杠螺母、两个滑轨和四个滑块、上侧桥板一、上侧桥板二、上侧桥板连接板、两个侧面桥板、叉齿、丝杠支座，叉齿数量和位置是可根据板材规格进行调整的。

其中，电机通过电机支架固定在推送支架上，并通过联轴器与丝杠相连，丝杠通过丝杠支座固定在推送支架上；上侧桥板连接板将上侧桥板一与上侧桥板二连接在一起，且均固定在两个侧面桥板之上，上侧桥板一通过丝杠螺母与丝杠相连；两个侧面桥板分别通过两个滑块分别安装在两个侧立的滑轨上；叉齿固定在上侧桥板二；四个滑块、上侧桥板一、上侧桥板二、上侧桥板连接板、两个侧面桥板、叉齿以及丝杠螺母组装后成为一体，可通过电机正反两个方向的旋转驱动丝杠带动叉齿在z向实现板材推送和撤离测量装置。

控制系统包括计算机、同步运动控制器和电机驱动控制器；通过计算机给同步运动控制器发送同步运动指令、同步运动控制器将运动指令发送给电机驱动控制器，驱动和控制电机的正反转以及运动位置，实现叉齿的推送及撤离运动以及定位。

本发明的有益效果是推送装置可将板材运送至板材测量装置内部并准确定位，当板材在测量装置内被定位后，其叉齿可撤离测量装置，从而实现推送装置与测量装置互不干涉，实现板材进出测量装置的自动化，显著提高板材的测量效率。

附图说明

图1是一种板材推送机设计方法流程图；

图2是一种板材推送机装置三维示意图；

图3是一种板材推送机装置俯视示意图；

图4是控制系统示意图。

其中：

1、推送支架2、电机3、电机支架

4、联轴器5、丝杠6、丝杠螺母

701-702、滑轨8、滑块9、上侧桥板一

10、上侧桥板二11、上侧桥板连接板12、侧面桥板

1301-1305、叉齿1401-1402、丝杠支座

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图1所示，一种板材推送机设计方法，首先对推送机构和长×宽的规格为300mm～1000mm×300mm～1000mm、厚度范围为6mm～20mm的板材以solidworks进行三维模型建模；然后对推送机构及板材的三维模型采用comsolmultiphysics软件进行网络剖分和有限元分析仿真；根据有限元分析仿真结果建立推送机构轴心、板材重心与叉齿数量和间隔的函数关系；最后以不同规格板材相对推送机构轴心最大扭矩为最小作为衡量标准，确定电机、丝杠、叉齿的具体安装位置。

以i＝5为例，根据权利要求2中的模型计算公式，最终得到y为337.5mm，y1为100mm，y2为200mm，y3为600mm，y4为700mm，y5为900mm。

如图2、图3所示，一种板材推送机装置，包括推送支架、推送机构、控制系统。推送机构包括电机及电机支架、联轴器、丝杠、丝杠螺母、两个滑轨和四个滑块、上侧桥板一、上侧桥板二、上侧桥板连接板、两个侧面桥板、叉齿、丝杠支座。

其中，电机通过电机支架固定在推送支架上，并通过联轴器与丝杠相连，丝杠通过丝杠支座固定在推送支架上；上侧桥板连接板将上侧桥板一与上侧桥板二连接在一起，且均固定在两个侧面桥板之上，上侧桥板一通过丝杠螺母与丝杠相连；两个侧面桥板分别通过两个滑块分别安装在两个侧立的滑轨上；叉齿固定在上侧桥板二上；四个滑块、上侧桥板一、上侧桥板二、上侧桥板连接板、两个侧面桥板、叉齿以及丝杠螺母组装后成为一体，可通过电机正反两个方向的旋转驱动丝杠带动叉齿在x向实现板材推送和撤离测量装置。

如图4所示，一种板材推送机装置采用同步运动控制器和asd-a2-1021-m，单相220v供电、额定输出功率为1kw的交流伺服驱动器电机驱动控制器，计算机给同步运动控制器发送同步运动指令、同步运动控制器将运动指令发送给电机驱动控制器，驱动和控制电机的正反转以及运动位置，实现叉齿的推送及撤离运动以及定位。

本发明的工作过程为：(1)通过计算机程序控制电机，带动推送机构复位至推送起始点，即z向，靠近电机所在端；(2)根据所要推送的板材规格，调整叉齿的数量和位置；(3)根据板材规格，由计算机发送推送距离和推送速度指令，将置于叉齿上、定位于上侧桥板二的定位位置的板材沿z向送入测量装置内部；(4)当板材在测量装置内被定位后，在电机的驱动下，叉齿撤离测量装置；(5)当板材在测量装置内检测完毕，叉齿在电机的驱动下再次进入测量装置，测量装置将板材释放至叉齿上；(6)推送机构复位至推送起始点。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种板材推送机设计方法及装置，包括推送支架、推送机构和控制系统。推送机构包括电机及电机支架、联轴器、丝杠、丝杠螺母、两个滑轨、四个滑块、上侧桥板一、上侧桥板二、上侧桥板连接板、两个侧面桥板、叉齿结构。叉齿间隔为非等间隔设计，叉齿间隔和数量可根据板材规格调整，区别于传统的传送带式运送机构，叉齿可以探出推送支架、并可实现精确定位。本发明的有益效果是：推送装置可将板材运送至板材测量装置内部并准确定位，当板材在测量装置内被定位后，其叉齿可撤离测量装置，从而实现推送装置与测量装置互不干涉，实现板材进出测量装置的自动化，显著提高板材的测量效率。

技术研发人员：刘庆纲;郭玉坤;王一凡;郎垚璞;宋皓杰;肖景红;顾轩
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2018.12.10
技术公布日：2019.04.12