一种整卷薄板卷料横向和纵向卷桶同步进给送料的方法和装置

摘要

本发明涉及到一种整卷薄板卷料横向和纵向卷桶同步进给送料的方法和装置。一种整卷薄板卷料横向和纵向卷桶同步进给送料方法，包括卷料的展开，板料带的导引和翻转，板料带的横向和纵向卷桶同步进给；一种整卷薄板卷料横向和纵向卷桶同步进给送料方法的装置，包括：开卷机，开卷机卷料展开方向配合下托料架进料端，下托料架出料端上方垂直于下托料架对应设上托料架进料端，上托料架出料端设上托料横向进给运动系统，下托料架的进料端设前进给装置，上托料架的出料端设后进给装置，前进给装置与后进给装置同步。解决了供料装置对接近开关信号的响应稍慢或者供料装置供料误差稍大，接近开关与展开料卷触碰剐蹭，导致损坏接近开关并使剐蹭部位报废的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及到一种整卷薄板卷料横向和纵向卷桶同步进给送料的方法和装置。

背景技术

现在生产企业，以卷料为原材料冲压机件时，购进标准幅宽（即轧钢设备直接轧制出来的板的宽度，对于冷轧硅钢卷料，通常不超过1300mm）的卷料后，根据要冲压零件的尺寸和形状进行排样。根据提高原材料利用率和提高生产效率的原则确定好排样方案后，要对卷料裁剪成合适的条料，这就是传统的开料工序。开好的条料由人工送到冲床下面进行冲压。如果生产企业的用量足够大，他可以向轧钢企业定制专门适合他生产的宽度的卷料，或者在冲床吨位足够大，一次排列多套模具同时冲下来来适应宽料幅。但是对于占绝大多数的中小企业而言，没有那么大的产量可以从钢厂直接订到需要的幅宽的料，而且型号也太多，生产情况也太复杂，也不会有那么大的冲床和产能支撑，所以必须有适合中小批量生产，方便更换产品规格的灵活的加工方法和设备，不需要经过裁剪工序而直接使用从轧钢厂出来的标准的幅宽的卷料，同时可以自动进行横向和纵向的进给以适应不同的产品、提高劳动生产率，降低劳动强度、提高原材料的利用率。

在实现卷料沿其展开为板料带长边方向上的纵向进给（以下简称纵向进给）自动送料方面，现已有较为完善的方法，其方法是让卷料和纵向卷桶同步进给送料装置之间有一定的距离，且在其间有一定的板料带的积存，积存的板料带在重力的作用下自然下垂形成下垂的弧形板料带，通过检测板料带的下垂量控制卷料的展开速度或卷料展开运动的启动和停止。由于卷料和纵向进给运动送料装置之间有一定的板料积存，因此缓冲或消除了纵向进给运动和卷料展开运动之间的差异，从而避免了两者因为运动性质不同而造成的运动干涉。以上方法在垂直于纵向进给运动的横向卷桶同步进给送料时遇到了问题，其原因是：在卷料和横向卷桶同步进给装置之间不存在板料带的横向进给积存，因此在卷料横向不移动的情况下，横向进给运动将造成卷料和横向进给装置间的板料带的扭曲变形，这一扭曲变形使得冲压部位的板料的位置发生不规则变化，从而导致自动送料的失败。

现有专利技术一：带卷输送系统、方法和设备（公开号：CN1041550A）就是试图解决卷料在横向不移动情况下，实现卷料横向和纵向卷桶同步进给送料的一种方法和设备。该方法和设备是在卷料和自动送料装置之间插入一个补偿装置，该补偿装置和自动送料装置一起夹持住卷料展开后的板料带，在自动送料装置自动送料时，补偿装置跟随自动送料装置的横向进给运动，板料带在补偿装置和自动送料装置之间无扭曲变形，使得卷料的横向卷桶同步进给送料得以实现。我们认为该专利技术仍存在缺点或不足之处，其表现为：加入补偿装置后，虽然避免了自动送料装置在横向自动送料时，板料带在补偿装置和自动送料装置之间无扭曲变形，但是补偿装置和卷料之间的板料带仍然有扭曲变形，这一扭曲变形直接影响补偿装置，从而间接影响自动送料装置，尤其是冲压过程中需要的横向进给量较大时，这一问题将更加严重，我们认为解决办法是只有增加卷料和补偿装置之间的板料带的长度，把该扭曲变形减小到不影响自动送料装置自动送料的程度，这意味着整个送料系统将占用更大的厂房面积。再者，该补偿装置结构复杂，在横向自动给时，它与自动送料装置要保持严格的同步。因此，在不经裁剪直接使用标准幅宽的卷料进行一次冲压时的自动送料仍然存在许多问题，需要我们去研究解决。

现有专利技术二：整卷卷料横向和纵向卷桶同步进给送料方法和装置（公开号：CN1297358C），提出了卷料在横向不移动情况下，实现卷料横向和纵向卷桶同步进给送料的另外一种方法和设备。该方法和设备是在卷料展开方向，使料卷一端绕主轴旋转360度形成麻花筋，然后将展开的料卷和扭转90度，使得料卷在扭转部位不规则圆锥壳体，然后探测圆锥壳体的壳表面即展开料卷的变动，控制开卷机供料速度，避免卷料展开运动和横向进给运动之间的干涉。该方法和设备，由于必须探测圆锥壳体的壳表面即展开料卷的变动,以控制开卷机供料速度，而自动送料为间歇性而且频率较快，这就要求测使用的接近开关非常精密，而且供料装置对接近开关信号的响应非常快，供料装置供料精确，这在理论上可行，实际上很难办到；这种设备使用时，由于供料装置对接近开关信号的响应稍慢或者供料装置供料误差稍大，接近开关就与圆锥壳体表面即展开料卷触碰剐蹭，不但损坏接近开关，还导致触碰剐蹭部位报废。同时纵向卷桶同步进给送料是靠两对固定夹子和活动架夹子组成的夹子对牵引板料带间歇前进，实现起来很难精确控制，张开卷料和送料很难同步。

发明内容

为了解决供料装置对接近开关信号的响应稍慢或者供料装置供料误差稍大，接近开关与展开料卷触碰剐蹭，导致损坏接近开关并使剐蹭部位报废的问题，本发明提供一种避免触碰剐蹭展开料卷的整卷薄板卷料横向和纵向卷桶同步进给送料方法的装置。

本发明是这样实现的：

整卷薄板卷料横向和纵向卷桶同步进给送料方法，包括以下步骤：

1.开卷机展开成的板料带，经过导引装置平铺于下托料架上，绕过居于下托料架上方并和下托料架90度垂直交叉的上托料架，向上翻转并空间转折90度后平铺于上托料架上，使板料带在下托料架与上托料架之间形成锥状卷曲结构；

2.上托料架设横向卷桶同步进给装置；

3.在下托料架的进料端设前进给装置，上托料架的出料端设后进给装置；使前进给装置与后进给装置同步。

所述开卷机展开成的板料带，为卷料装于开卷机的轴上，由电机通过减速机和皮带带动主轴旋转，从而带动卷料一起旋转，在旋转的过程中把卷料展开成板料带；

所述上托料架设横向卷桶同步进给装置，为伺服电机驱动滚珠丝杠幅带动上托料座沿直线导轨副左右运动，实现横向卷桶同步进给；

所述下托料架的进料端设前进给装置，上托料架的出料端设后进给装置，前进给装置与后进给装置同步，为纵向进给是由前后两套同步工作的伺服进给系统来实现，这两套进给系统同步运行，夹持板料带做纵向进给运动，保证翻转的板料带在托料架上的积存量恒定。

整卷薄板卷料横向和纵向卷桶同步进给送料方法的装置，包括：开卷机，开卷机卷料展开方向配合下托料架进料端，下托料架出料端上方垂直于下托料架对应设上托料架进料端，上托料架出料端设上托料横向进给运动系统，下托料架的进料端设前进给装置，上托料架的出料端设后进给装置，前进给装置与后进给装置同步。

所述上托料架出料端设上托料横向进给运动系统，横向进给指的是进给运动方向和展开的板料带的长边垂直的进给运动。横向进给运动系统包括伺服电机、联轴器、滚珠丝杠副、左支座、右支座、直线导轨、上托料架组成。滚珠丝杠等安装在左右支座上，左右支座安装在基座上。伺服电机做旋转运动，通过连轴器带动滚珠丝杠转动，从而使丝母带动上托料架和板料带在直线导轨上移动。当伺服电机反向旋转时，上托料架和板料带在直线导轨上向相反方向移动，从而构成了板料带左右移动的横向进给运动，实现横向自动送料。

所述下托料架的进料端设前进给装置，前纵向进给系统包括伺服电机及减速机、连轴器、下送料辊、上送料辊、左右固定送料辊座、左右压紧送料辊座组成，板料带从上下送料辊间穿过；下送料辊安装在左右固定送料辊座上，上送料辊安装在左右压紧辊座上；左右压紧辊座分别安装在左右固定辊座上，可以沿滑道下压，保证上下送料辊夹紧板料带；前送料辊安装在平置装置上；当伺服电机带动送料辊转动时，就实现了板料带的前后纵向自动送料。

所述上托料架的出料端设后进给装置，后纵向进给系统包括伺服电机及减速机、连轴器、下送料辊、上送料辊、左右固定送料辊座、左右压紧送料辊座组成，板料带从上下送料辊间穿过。下送料辊安装在左右固定送料辊座上，上送料辊安装在左右压紧辊座上。左右压紧辊座分别安装在左右固定辊座上，可以沿滑道下压，保证上下送料辊夹紧板料带。后纵向进给送料辊安装在上托料架上。当伺服电机带动送料辊转动时，就实现了板料带的前后纵向自动送料。

本发明由于板料带两侧不设置内接近开关和外接近开关，就不会出接近开关与展开料卷触碰剐蹭，导致损坏接近开关并使剐蹭部位报废的问题。

同时现取得的技术进步还有：

在自动冲压过程中，实现卷料横向和纵向卷桶同步进给送料，就是卷料展开为板料带的端部作为冲压部位在冲床冲压模具位置上，实现按预定的横向和纵向有规律的进给运动。卷料冲压部位的横向和纵向进给运动必须完全跟随冲床的冲压节拍，冲床的连续冲压才有可能顺畅地进行。这个特点决定了卷料冲压部位的横向和纵向进给运动是和冲床冲压节拍完全同步的间歇运动，而间歇运动最大的特点就是运动是时断时续的，按照一定的时间规律间歇循环进行，所以在运动的一个周期范围内，运动的最高速度比平均速度要快很多倍，运动开始的起始阶段要启动响应快，高速时要运动平稳，在运动的末段要能可靠的停稳停的。间歇运动的特点决定了我们要想实现纵向横向卷桶同步进给送料，必须解决以下几个方面的问题：那就是第一要动部分质量小；第二是不能发生运动干涉；这两个是间歇运动的通常要求。第三项也是针对冲压板料的特殊要求是钢板带不得有永久扭曲变形。

控制运动部件的质量，是保证间歇运动能够快速响应，在启动的时候能够快速启动起来，在高速时能够平稳运行，在停止时能够快速停住，停的稳停得准的必要条件。在以往的设计中，曾有人为了克服横向进给运动造成的钢板带的扭曲，曾让开卷机带着卷料一起跟随横向进给运动间歇运动，而开卷机和带钢卷合起来的重量接近20吨，要驱动这么大质量的系统高速做间歇运动，不仅是动力系统很庞大，浪费能源，实现起来不经济，而且因为质量大，运动惯量太大，在不停的启停过程中，运动精度达不到，设备易损毁，被证明是一种不可行的设计方案。在本发明中，横向进给时只有用轻型型钢焊接的上托料架和钢板带做间歇运动，纵向进给时只用上下送料辊的转动，钢板带的展开只有钢卷和带卷轴的转动，质量较大的钢带卷、开卷机、下托料架、机座等都没参与间歇运动。不仅能够以小的伺服电机、简单、方便、快捷、经济地实现运动要求，而且运动精度很高（进给运动到位的精度很高，误差以零点几毫米计），完全满足了冲压的要求。

不仅避免了开卷运动、横向进给运动，纵向进给运动的相互运动干涉，使得自动送料得以实现；而且避免了各个运动同时作用于钢板带对钢板带的综合影响，易于操作和控制。

开卷运动是在开卷机上实现的。通过变频控制的普通电机和普通电动机带动开卷牵引辊转动，将卷料展开成板料带。在这个过程中，只有牵引辊的旋转运动和带卷在牵引辊作用下的转动，开出来的钢板带只在重力的作用下下垂，本身不受扭曲力。另外，设定一个基本的和纵向卷桶同步进给送料速度基本匹配的速度后，随着电机旋转把料开出来。检测开关会检测到检测到下垂的钢板带位置的变化，对电机的转速做调整，保证开出来的板料带的有合适的积存量。开卷电机的运动和纵向进给、横向进给运动相对独立，不需要严格同步，实现起来简单方便，经济可行。

纵向卷桶同步进给送料由两组伺服电机分别带到两组送料辊组成，同步启停，只和冲床的冲压节拍同步，和冲床冲压动作联动，实现起来方便，不会对板料带产生扭曲变形。

横向卷桶同步进给送料由伺服电机和滚珠丝杠副带动上托料架在直线导轨上运行来实现，该运动只和冲床的冲压节拍同步，和冲床冲压动作联动，实现起来方便。因为前后纵向进给送礼间的板料带积存始终不变，横向进给过程中，在一个横向进给运动周期内，积存的板料总长不变但是堆积的形状会有周期性变化，但是这个变化不会影响到横向进料，也不会造成板料带的扭曲变形。

在控制板料带的扭曲变形方面，因为板料带在下托料架上空间翻转90进入上托料架后，在上下托料架间自然形成一个钢带卷，要发生扭曲变形只能在这个部位。调整好后在自动送料的过程中，这个钢带卷的大小会只和横向进给运动时上托料架的位置有关，在一个横向进给运动周期内发生一个由小变大、再由大变小的过程，只要钢带卷在最小的时候的曲率半径大于钢板带不产生永久扭曲变形的最小半径要求，钢板带就不会产生有扭曲变形。这个最小半径发生在上托料架最远离前纵向送料辊的地方，可以在手工调试的时候方便设置。安全、经济、可靠。易于掌握，操作简单。

附图说明

图1为本发明俯视图；

图2为本发明主视图；

图3为本发明左视图。

具体实施方式

整卷卷料横向和纵向卷桶同步进给送料的方法是：

A卷料的展开

卷料装于开卷机4的主轴1上，主轴1通过轴承安装在机架14上。一对开卷牵引辊夹紧板料带。开卷电机6通过减速机7带动开卷牵引辊旋转，从而将卷料源源不断地开出来成板料带。

B板料带的导引和翻转

开出来的板料带，经过导引装置平铺于下托料台2上，穿过居于下托料台2上方并和下托料台290度垂直交叉的上托料台3，向上翻转并空间转折90度后平铺于上托料台3上，通过前后纵向送料系统的同步来保证在横向进给和纵向进中不发生运动干涉。

C板料带的横向和纵向卷桶同步进给

伺服电机10驱动滚珠丝杠幅12带动上托料座沿直线导轨13副左右运动，实现横向卷桶同步进给。纵向进给是由前后两套同步工作的伺服进给系统来实现的。前进给系统处于下托料台2的入料端，后进给系统安装于上托料台3的出料端。这两套进给系统同步运行，夹持板料带做纵向进给运动，并且保证翻转的板料带在托料台上的积存量恒定，只要在开始安装手动穿板料的过程中，板料带的积存量在上工作台远离下托料台2的入料端，而且不会在板料翻转的过程中造成板料曲率过小造成板料带的永久变形就可以了，有很强的可操作性。

实现整卷薄板卷料横向和纵向卷桶同步进给送料方法的装置主要包括：

A卷料展开装置

卷料展开装置包含机架14、主轴1、电机6及减速机7、开卷牵引辊8、板带下垂检测接近开关9等。

机架14是支撑卷料的箱体式结构件，能承受开卷装置自身和卷料的重量。主轴1是支撑卷料的，用轴承安装在机架14上。在卷料开出端有电机6通过减速机7带动一对开卷牵引辊8旋转。板料带夹在一对开卷牵引辊8中间。当开卷牵引辊8旋转时带动带卷转动，从而将卷料源源不断地开成板料带。展开的钢板带15在重力作用下自然下垂会被检测开关9检测到，当检测到钢板带15位置过低的时候电机6会减速，过高电机6会加速从而保证在前纵向进给装置和开卷装置间有钢板带15的积存，保证纵向进给运动和开卷运动之间不发生运动干涉。

B板料带的导引及翻转装置

板料带的导引和翻转装置包括钢板带平置装置17、钢板带限位装置18、下托料台2、上托料台3等几部分。

下垂的板料带经导轮16上升后进入板料带平置装置17，平置装置17的作用就是让板料带在进入前纵向进给系统前有一段足够长的平置放置，作用是消除板料带在展开时的下垂对纵向进给的影响。钢板带限位装置18在平置装置17上，调整钢板带15的左右位置。钢板带15在下托料台2上平置，穿过上托料台3后向上翻转进入上托料台3。上托料台3、下托料台2在空间上上下交错成90度。下托料台2固定不动，上托料台3随横向进给运动左右移动。

C板料带伺服卷桶同步进给系统

板料带的进给系统包括横向进给伺服自动送料系统、前纵向进给伺服自动送料系统、后纵向进给伺服自动送料系统。

横向进给指的是进给运动方向和展开的板料带的长边垂直的进给运动。横向进给运动系统包括伺服电机10、联轴器19、滚珠丝杠副41（滚珠丝杠和丝母组成）、左支座20、右支座21、直线导轨13、上托料台3组成。滚珠丝杠等安装在左右支座上，左右支座安装在基座22上。伺服电机10做旋转运动，通过连轴器19带动滚珠丝杠12转动，从而使丝母23带动上托料台3和板料带在直线导轨13上移动。当伺服电机10反向旋转时，上托料台3和板料带在直线导轨13上向相反方向移动，从而构成了板料带左右移动的横向进给运动，实现横向自动送料。

纵向进给指的是进给运动方向和展开的板料带的长边平行的进给运动。实现纵向进给是靠前、后两套纵向进给运动系统来实现的。

前纵向进给系统包括伺服电机24及减速机42、连轴器25、下送料辊（主动送料辊）27、上送料辊（压紧送料辊）26、左右固定送料辊座43、左右压紧送料辊座44组成，板料带从上下送料辊间穿过。下送料辊27安装在左右固定送料辊座43上，上送料辊26安装在左右压紧辊座44上。左右压紧辊座44分别安装在左右固定辊座43上，可以沿滑道下压，保证上下送料辊27夹紧板料带。前送料辊安装在平置装置17上。当伺服电机24带动送料辊转动时，就实现了板料带的前后纵向自动送料

后纵向进给系统包括伺服电机28及减速机40、连轴器29、下送料辊（主动送料辊）30、上送料辊（压紧送料辊）31、左右固定送料辊座45、左右压紧送料辊座46组成，板料带从上下送料辊间穿过。下送料辊30安装在左右固定送料辊座45上，上送料辊31安装在左右压紧辊座46上。左右压紧辊座46分别安装在左右固定辊座45上，可以沿滑道下压，保证上下送料辊夹紧板料带。后纵向进给送料辊安装在上托料台3上。当伺服电机28带动送料辊转动时，就实现了板料带的前后纵向自动送料

在自动送料过程中，前后纵向卷桶同步进给送料装置同步运行，这样就保证了在前后送料辊间积存的板料带是个恒定值，只要在开始装夹板料带时在前后送料辊间积存的板料带足够抵消掉横向进给所需的板料带的变化量，就不会对横向进给运动造成干涉，从而保证了横向卷桶同步进给送料的持续稳定运行。