一种自动寻边定位装置及其定位方法与流程

1.本发明涉及焊接送料技术领域，特别涉及一种自动寻边定位装置及其定位方法。


背景技术：

2.在冷轧连续生产工艺中，为了形成连续板料轧制，非常重要的一点就是将前行板料末端与后续板料的头部焊接为一体，激光焊接前，后续板料需要先通过定位装置进行定位，然后将后续板料的头部通过移送装置送入焊接装置中实现焊接。然而现有生产线中的定位装置一般都结构简单且不具备宽度的定位调节功能，不仅只能适用于特定一种宽度规格的板料定位，适用性极差，还需要人工进行预放置，确保板料的送入方向和位置不能有过大的偏差，否则会与定位装置发生干涉，不能实现定位；尽管现有的定位装置经过改进后具有宽度的定位调节功能，但是每次更换板料的加工规格则需要将整个生产线停机，才能对定位装置进行宽度的定位调节，严重影响生产节奏，降低生产效率。
3.可见，现有技术还有待改进和提高。


技术实现要素：

4.鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种自动寻边定位装置及其定位方法，旨在能够对不同规格的板料自动完成寻边和定位。
5.为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
6.一种自动寻边定位装置，包括机架、若干根横跨设置在机架上的托料辊、设置在机架上的定位挡边组件、用于将板料拉向定位挡边组件的拉料机构、用于将板料推向定位挡边组件的推料机构；所述定位挡边组件上设有用于检测板料的侧边缘是否移动到位的到位感应组件；所述拉料机构上设有用于感应板料一侧边的第一寻边感应组件，所述推料机构上设有用于感应板料另一侧边的第二寻边感应组件，所述机架上设有用于感应板料传输位置的位置感应组件。
7.所述机架包括两块对称设置的侧板、若干根连接两块侧板的导向杆；所述导向杆沿横向延伸且设有托料架，所述位置感应组件设置在托料架上。
8.所述拉料机构包括与所述导向杆滑动连接的拉料滑座、设置在拉料滑座上的活动抓手以及用于驱动拉料滑座横向移动的拉料驱动装置。
9.所述活动抓手包括固定在拉料滑座上的座体、可水平转动地设置在座体上的摆动座、竖直朝下地设置在摆动座上的气缸；所述气缸的输出端设有第一夹料块，所述摆动座上固设有与第一夹料块相配合的第二夹料块；所述摆动座上设有所述第一寻边感应组件。
10.所述座体包括固定板、固设在固定板上的竖杆、固设在竖杆顶端的顶板以及固设在竖杆底端的底板；所述摆动座包括围成c形结构的上连接板、竖板以及下连接板；所述摆动座可转动地设置在顶板和底板之间；所述固定板包括凸头部和平板部，所述竖杆竖直设置在凸头部的中心，所述平板部与拉料滑座可拆卸连接；所述竖板背离上连接板的端面上设有竖向延伸的限位侧边，限位侧边设有两个并且分别位于凸头部的两旁。
11.所述拉料驱动装置包括横向延伸的拉料丝杠、套在拉料丝杠上的丝杠螺母以及用于驱动拉料丝杠转动的拉料驱动电机，所述丝杠螺母固设在拉料滑座上。
12.所述推料机构包括与导向杆滑动连接的推料滑座、至少两根竖直设置在推料滑座上的推边辊以及用于驱动推料滑座横向移动的推料驱动装置；所述第二寻边感应组件设置在推料滑座上。
13.所述定位挡边组件包括至少两个竖直固设在导向杆上的挡边辊，所述到位感应组件设置在挡边辊上，所述导向杆上固设有至少两个限位辊。
14.所述托料架包括多根间隔设置的托料方管，每根所述导向杆均串连所有托料方管，所述托料方管通过锁环固定在导向杆上，每根托料方管上开设有与托料辊数量相同且一一对应的u形槽，每根托料辊嵌入u形槽中；所述位置感应组件设置在托料方管上。
15.一种基于自动寻边定位装置的定位方法包括拉料机构、推料机构、到位感应组件、第一寻边感应组件、第二寻边感应组件、位置感应组件均由控制系统控制工作，包括以下步骤：
16.s01:板料水平送入拉料机构和推料机构之间，托料辊支撑板料向前输送；s02:位置感应组件采集板料位置并且反馈信号至控制系统，当最前方的位置感应组件感应到板料的前边缘时，板料继续向前输送一段距离，使其过渡至移送装置上；
17.s03:控制系统控制拉料机构朝板料方向靠近实现寻边，当第一寻边感应组件感应到板料时，拉料机构寻边成功而停止移动，拉料机构对板料的一侧边进行夹持；与此同时，控制系统也控制推料机构朝板料方向靠近实现寻边，当第二寻边感应组件感应到板料时，推料机构停止移动，推料机构对板料的另一侧边施加推力；
18.s04:拉料机构和推料机构同步且等速朝定位挡边组件方向移动，拉料机构将板料拉向定位挡边组件，推料机构将板料推向定位挡边组件；
19.s05：当到位感应组件感应到板料时，定位挡边组件完成板料的定位；
20.s06:拉料机构复位至初始位置，推料机构与定位挡边组件共同对板料进行输送导向。
21.有益效果：
22.本发明提供的自动寻边定位装置通过设置拉料机构和推料机构而具备自动寻边和定位功能，在初始状态下，拉料机构和推料机构之间存在较长宽距的板料规格适配量，只需将一定宽度以及厚度规格范围内的钢卷板料送入自动寻边定位装置即能全自动完成板料的寻边定位操作，不仅无需人为触发启动或停止，也解决了耗费人力进行准确的预放置操作的问题，各种常用的板料均能适用于自动寻边定位装置，大大提高了适用性，即使更换板料的加工规格也能照常生产，无需进行设备调整，不会影响生产节奏和生产效率。
附图说明
23.图1为本发明提供的自动寻边定位装置的立体图一。
24.图2为本发明提供的自动寻边定位装置的立体图二。
25.图3为板料送入自动寻边定位装置时的状态示意图。
26.图4为自动寻边定位装置对板料进行寻边的状态示意图。
27.图5为自动寻边定位装置对板料进行横向移送定位的状态示意图。
28.图6为本发明提供的活动抓手的立体图。
29.图7为本发明提供的活动抓手的爆炸图。
30.图8为本发明提供的活动抓手在初始状态下的俯视图。
31.图9为本发明提供的活动抓手，摆动座在摆动后的俯视图。
32.图10为图1中l1区域的局部放大图。
33.图11为图2中l2区域的局部放大图。
34.主要元件符号说明：1-机架、11-侧板、12-导向杆、13-托料架、131-托料方管、132-锁环、133-u形槽、2-托料辊、3-定位挡边组件、31-挡边辊、32-限位辊、4-拉料机构、41-拉料滑座、42-活动抓手、421-座体、4211-固定板、4211a-凸头部、4211b-平板部、4212-顶板、4213-竖杆、4214-底板、422-摆动座、4221-上连接板、4222-竖板、4223-下连接板、423-气缸、424-第一夹料块、425-第二夹料块、426-限位侧边、43-拉料丝杠、44-丝杠螺母、45-拉料驱动电机、5-推料机构、51-推料滑座、52-推边辊、6-到位感应组件、71-第一红外发射器、72-第一红外接收器、8-第二寻边感应组件、9-位置感应组件。
具体实施方式
35.本发明提供一种自动寻边定位装置及其定位方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
36.本文中，“前”为图1-图5中箭头所指示的方向，即板料的传送方向，“后”与“前”反向。
37.请参阅图1和图2，本发明提供一种自动寻边定位装置，包括机架1、若干根横跨设置在机架1上的托料辊2、设置在机架1上的定位挡边组件3、用于将板料拉向定位挡边组件3的拉料机构4、用于将板料推向定位挡边组件3的推料机构5；所述定位挡边组件3上设有用于检测板料的侧边缘是否移动到位的到位感应组件6；所述拉料机构4上设有用于感应板料一侧边的第一寻边感应组件，所述推料机构5上设有用于感应板料另一侧边的第二寻边感应组件8，所述机架1上设有用于感应板料传输位置的位置感应组件9。
38.所述拉料机构4、推料机构5、到位感应组件6、第一寻边感应组件7、第二寻边感应组件8、位置感应组件9均由控制系统控制工作，基于所述自动寻边定位装置形成一种板料定法方法，具体步骤如下：s01:见图3所示，板料10水平送入拉料机构4和推料机构5之间，托料辊2支撑板料10向前输送；s02:位置感应组件9采集板料位置并且反馈信号至控制系统，当最前方的位置感应组件9感应到板料的前边缘时，板料继续向前输送一段距离，使其过渡至移送装置上；s03:控制系统控制拉料机构4朝板料10方向靠近实现寻边，当第一寻边感应组件感应到板料时，拉料机构4寻边成功而停止移动，拉料机构4对板料的一侧边进行夹持；与此同时，控制系统也控制推料机构5朝板料方向靠近实现寻边，当第二寻边感应组件8感应到板料时，推料机构5寻边成功而停止移动，推料机构5对板料的另一侧边施加推力；s04:见图4所示，当拉料机构4和推料机构5均寻边成功后，拉料机构4和推料机构5同步且等速朝定位挡边组件3方向移动，拉料机构4将板料拉向定位挡边组件3，推料机构5将板料10推向定位挡边组件3；s05：见图5所示，当到位感应组件6感应到板料10时，定位挡边组件3完成板料的定位，板料10的侧边缘抵靠在定位挡边组件3上；s06:拉料机构4复位至初始位置，推料
机构5与定位挡边组件共同对板料进行输送导向，代表单个寻边流程结束，控制系统等待下一次寻边信号触发，单个寻边流程结束后长时间有板料通过但不出现乱触发寻边信号或中途寻边情况。
39.由此可见，本发明提供的自动寻边定位装置通过设置拉料机构4和推料机构5而具备自动寻边和定位功能，在初始状态下，拉料机构4和推料机构5之间存在较长宽距的板料规格适配量，只需将宽度为1.0-1.5m以及厚度为0.2-5mm规格范围内的钢卷板料送入自动寻边定位装置即能全自动完成板料的寻边定位操作，不仅无需人为触发启动或停止，也解决了耗费人力进行准确的预放置操作的问题，各种常用的板料均能适用于自动寻边定位装置，大大提高了适用性，即使更换板料的加工规格也能照常生产，无需进行设备调整，不会影响生产节奏和生产效率。
40.具体的，所述机架1包括两块对称设置的侧板11、若干根连接两块侧板11的导向杆12；所述导向杆12沿横向延伸且设有托料架13，所述位置感应组件9设置在托料架13上。通过这样设置，自动寻边定位装置可以形成模块，通过侧板11可安装配套在焊接生产线上对板料进行定位，辅助板料的对接。
41.在本实施例中，所述拉料机构4包括与所述导向杆12滑动连接的拉料滑座41、设置在拉料滑座41上的活动抓手42以及用于驱动拉料滑座41横向移动的拉料驱动装置。在寻边时，拉料驱动装置带来拉料滑座41上的活动抓手42朝板料的侧边移动；当寻边成功后，活动抓手42夹紧板料，在拉料驱动装置的牵引下拉料滑座41上的活动抓手42拉动板料的侧边朝定位挡边组件3方向移动。
42.在本实施例中，请参阅图6和图7，所述活动抓手42包括固定在拉料滑座41上的座体421、可水平转动地设置在座体421上的摆动座422、竖直朝下地设置在摆动座422上的气缸423；所述气缸423的输出端设有第一夹料块424，所述摆动座422上固设有与第一夹料块424相配合的第二夹料块425；所述摆动座422上设有所述第一寻边感应组件7。在初始状态下，活动抓手42上的第一夹料块424和第二夹料块425相互分离形成夹持口；摆动座422如图8所示，摆动座422正朝推料机构，没有相对座体421发生摆动。
43.当第一寻边感应组件7感应到板料10时，说明活动抓手42寻边成功，夹持口距离板料的侧边非常近，拉料驱动装置按照设定控制程序继续驱动活动抓手42朝板料移动，从而使板料的侧边伸入所述夹持口中并且板料的边缘抵靠在摆动座422，继而气缸423驱动第一夹料块424动作，第一夹料块424和第二夹料块425共同顺利夹住板料10，此时板料侧边的延伸方向与第一夹料块424的长度延伸方向平行，板料10没有带动摆动座422摆动。如果板料在入料时发生偏侧，会导致板料伸入所述夹持口后，一部分位于夹持口中的板料侧边无法抵靠在摆动座422上，而另一部分位于夹持口中的板料侧边则推动摆动座422摆动，直至板料侧边的延伸方向与第一夹料块424的长度延伸方向平行并且夹持口的板料侧边完全抵靠在摆动座422为止，由于摆动座422能够根据板料侧边偏侧程度而适应性地作出摆动，一方面可以减少板料对摆动座422所造成的刚性冲击，另一方面可以调整第一夹料块424和第二夹料块425的位置，确保第一夹料块424和第二夹料块425能够有效地夹持板料。需要说明的是，活动抓手42会拖动板料至设定的区域实现定位，在定位过程中会对板料进行纠偏，板料在纠偏时会带动摆动座422复位至初始状态，即摆动座422重新正朝推料机构。
44.进一步的，所述座体421包括固定板4211、固设在固定板4211上的竖杆4213、固设
在竖杆4213顶端的顶板4212以及固设在竖杆4213底端的底板4214；所述摆动座422包括围成c形结构的上连接板4221、竖板4222以及下连接板4223形成一个供气缸423、第一夹料块424以及第二夹料块425容纳的安装空间，即所述气缸423竖直朝下设置在竖板4222上，所述第二夹料块425固设在下连接板4223上，使得整体结构更加紧凑。另外，所述摆动座422可转动地设置在顶板4212和底板4214之间，通过对摆动座422的顶部和底部均进行转轴定位，一方面可以提高载荷能力，另一方面使摆动座422更好地抵抗那些偏侧板料所造成的冲撞。
45.进一步的，所述固定板4211包括凸头部4211a和平板部4211b，所述竖杆4213竖直设置在凸头部4211a的中心，所述平板部4211b与拉料滑座41可拆卸连接；所述竖板4222背离上连接板4221的端面上设有竖向延伸的限位侧边426，限位侧边426设有两个并且分别位于凸头部4211a的两旁。见图9所示，限位侧边426与凸头部4211a配合限制摆动座422的活动角度，防止摆动座422过度转动。
46.优选的，所述第一寻边感应组件7包括安装在上连接板4221上的第一红外发射器71，安装在下连接板4223上且与第一红外发射器71相适配的第一红外接收器72。工作时，第一红外发射器71发射出竖直的红外光线由第一红外接收器72接收，红外光线位于夹持口的前方，当板料遮挡红外光线，第一红外接收器72就会反馈信号给控制系统，说明活动抓手42寻边成功，然后控制系统完成计时设定后控制气缸423驱动第一夹料块424压住板料在第二夹料块425上。
47.优选的，所述第一夹料块424和第二夹料板相对的端面上设有防滑纹路。通过设置防滑纹路能够增加第一夹料块424和第二夹料板与板料之间的摩擦力，更有效地夹住板料，防止打滑松脱。
48.在本实施例中，请参阅图10和图11，所述拉料驱动装置包括横向延伸的拉料丝杠43、套在拉料丝杠43上的丝杠螺母44以及用于驱动拉料丝杠43转动的拉料驱动电机45，所述拉料驱动电机45通过电机支架固定在侧板11上，所述丝杠螺母44固设在拉料滑座41上。拉料丝杠43朝向机架1中部的一端通过轴承穿置在第一轴承安装块46上；另一端通过轴承穿置在第二轴承安装块47上；拉料丝杠43的一端与联轴器与所述拉料驱动电机45的输出轴连接；所述第一轴承安装块46固定在位于机架1中部的托料架13上，所述第二轴承安装块47固定在侧板11上。丝杠传动的方式具有高精度、可逆性和高效率的优点，拉料驱动电机45通过正反转运动，在拉料丝杠43和丝杠螺母44的传动下带动拉料滑座41在导向杆12的导引下靠近或远离机架1的中部，寻边以及拉料效果好。
49.具体的，所述推料机构5包括与导向杆12滑动连接的推料滑座51、至少两根竖直设置在推料滑座51上的推边辊52以及用于驱动推料滑座51横向移动的推料驱动装置；所述第二寻边感应组件8设置在推料滑座51上。
50.需要说明的是，由于板料具有一定的重量负载，为了使板料平稳且可靠地进行平移，本实施例中，推料机构5中的推边辊52设置有两根，活动抓手42设置有一个，从而形成稳定的力三角，巧妙地利用推料机构5和拉料机构4相互配合对板料进行横向平移定位，也因此推料滑座51和拉料滑座41需同步且等速移动，推料驱动装置和拉料驱动装置的结构相同且对称设置，此处不再赘述推料驱动装置的具体结构和工作原理。
51.优选的，所述第二寻边感应组件8包括拉料传感器支架，设置在拉料传感器支架顶部的第二红外发射器以及设置在拉料传感器支架底部且与第二红外发射器相适配的第二
红外接收器。工作时，第二红外发射器发射出竖直的红外光线由第二红外接收器接收，当板料的侧边遮挡红外光线时，推边辊52刚好抵靠在板料的侧边上，第二红外接收器就会反馈信号给控制系统，说明推料机构5寻边成功，然后控制系统控制推料机构5停止动作，等待与拉料机构4相互配合进行板料的横向移送定位。
52.在本实施例中，所述定位挡边组件3包括至少两个竖直固设在导向杆12上的挡边辊31，所有挡边辊31的横向位置相同，以形成定位基准，所述到位感应组件6设置在挡边辊31上，依靠到位感应组件6检测板料的侧边是否紧贴挡边辊31实现定位。
53.所述到位感应组件6包括到位传感器支架，设置在到位传感器支架顶部的第三红外发射器以及设置到位传感器支架底部且与第三红外发射器相适配的第三红外接收器。工作时，第三红外发射器发射出竖直的红外光线由第三红外接收器接收，当板料的侧边遮挡红外光线时，推边辊52刚好抵靠在板料的侧边上，第三红外接收器就会反馈信号给控制系统，说明板料经过推料机构5和拉料机构4共同配合移送后，板料的侧边成功抵靠在推边辊52上实现定位，此时控制系统控制推料机构5和拉料机构4停止移动，控制系统控制活动抓手42松开板料，随后板料可以进一步地向前输送，板料在挡边辊31和推料辊的共同限位和导引下，板料在输送过程中不会偏移，确保板料对接精准。可以理解的是，由于挡边辊31和推料辊是可转动的，所以挡边辊31和推料辊与板料的侧边之间的摩擦力小，不会影响板料正常输送。
54.更进一步的，所述导向杆12上固设有至少两个限位辊32。通过设置限位辊32可以将刚送入机架1的板料限制在限位辊32和挡边辊31之间，以免板料的边角与推料机构5和拉料机构4的发生碰撞。
55.优选的，所述托料架13包括多根间隔设置的托料方管131，每根所述导向杆12均串连所有托料方管131，所述托料方管131通过锁环132固定在导向杆12上，每根托料方管131上开设有与托料辊2数量相同且一一对应的u形槽133，每根托料辊2嵌入u形槽133中；由于在实际应用中，托料辊2的高度略高于托料方管131的顶面，并且托料辊2与u形槽133的槽壁之间的间隙极窄，所以板料的前边缘在离开托料辊2后会顺滑地落到托料方管131的顶面上，不会卡入托料辊2与u形槽133的槽壁之间的间隙中形成干涉，以免板料在定位过程中发生卡壳问题。
56.所述位置感应组件9设置在托料方管131上，所述位置感应组件9包括多组从后往前排布的漫反射光电传感器，通过漫反射光电传感器向控制系统的反馈信号，控制系统即可获知板料前边缘的位置。
57.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
58.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术
人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
59.可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。