一种摇晃式收放料轧机带材精整卧式圆柱面系统的制作方法

本发明涉及轧机技术领域，特别涉及一种摇晃式收放料轧机带材精整卧式圆柱面系统。

背景技术：

一种摇晃式收放料轧机柔性轧制厚度周期性改变的金属带，其生产的带材由于产生塑性延伸和摇晃消解应力，各部分得到了均匀的残余变形，由于机组的机械精度、输入输出信号精度、测控精度、应变动态响应、轧制时的微张力跳跃，这些影响会造成成品金属带材产品局部残余力不均。

因带材产品厚薄度规格很多，在表面整形时是由‘s’形上下卷筒辊系直径决定，由于整形核心部件‘s’形第一、第二卷筒组件精度影响，以及备用辊系组不会分得很细等原因都或多或少地影响带材整形时对板材表面的板形一致性，本发明的技术特点在于最大限度地因带材规格的差异减少了换辊次数，提高了换辊速度，对‘s’形卷筒辊系精度在精整板形时有了动态条件下调整的手段和方法。

随着科学技术进步和产业链升级，用户对金属带材表面质量越来越高，有必要对金属带材尤其对薄膜类带材表面质量要把控得更严更精准。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种摇晃式收放料轧机轧制金属带材在线表面精准整理板形用卧式圆柱面机器人系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种摇晃式收放料轧机带材精整卧式圆柱面系统，包括两组径向对称设置的5轴机器人、两组径向对称设置的可逆导入卷筒机构、平整卷筒机构、收卷卷筒、轧制工作辊机构和检测机构；其中5轴机器人包括旋转地台、下卷筒连接器以及连接于下卷筒和旋转地台之间的5轴链接臂，所述5轴链接臂包括转动连接于旋转地台上的主转盘，所述旋转地台上设置有一个旋转驱动电机A,所述主转盘转动连接于旋转地台上并通过旋转驱动电机A进行旋转驱动，所述主转盘与旋转地台之间为第一旋转轴单位；所述5轴链接臂还包括一个主摆臂，主转盘上设置有一个连接座，所述主摆臂一端部与所述连接座之间转动连接，所述连接座上设置有旋转驱动电机B,所述旋转驱动电机B的旋转轴线垂直于旋转驱动电机A的轴线，所述主摆臂通过旋转驱动电机B2进行驱动，所述主摆臂与主转盘之间为第二转轴单位；所述5轴链接臂还包括一个主旋转臂，所述主旋转臂的一端部与主摆臂的端部之间转动连接，所述主摆臂的端部上设置有一个旋转驱动电机C，所述旋转驱动电机C的旋转轴线平行于旋转驱动电机B的旋转轴线，所述主旋转臂通过旋转驱动电机C进行驱动，所述主旋转臂与主摆臂之间为第三旋转轴单位；所述5轴链接臂还包括辅助旋转臂，所述辅助旋转臂与主旋转臂之间转动连接，所述主旋转臂上设置有一个旋转驱动电机D，所述旋转驱动电机D的旋转轴线垂直于旋转驱动电机C的旋转轴线，所述辅助旋转臂通过旋转驱动电机D进行驱动，所述辅助旋转臂与主旋转臂之间为第四旋转轴单位；所述5轴链接臂还包括一个连接臂，所述连接臂与主旋转臂之间转动连接，所述主旋转臂的端部设置有旋转驱动电机E，所述旋转驱动电机E的旋转轴线垂直于旋转驱动电机D的旋转轴线，所述连接臂通过旋转驱动电机E进行驱动，所述主旋转臂与连接臂之间为第五旋转轴单位；所述连接臂与下卷筒连接器之间固定连接；所述可逆导入卷筒机构位于5轴机器人的横向一端，所述可逆导入卷筒机构包括上卷筒和下卷筒，其中上卷筒通过一个与前述旋转地台同步固定连接的基座固定连接于下卷筒的上部，所述下卷筒通过下卷筒连接器浮动连接；所述轧制工作辊机构位于两组5轴链接臂之间；所述收卷卷筒设置于5轴机器人背向轧制工作辊机构的一侧，所述收卷卷筒通过一个与前述旋转地台同步固定连接的连接柱转动连接；所述轧制工作辊机构设置于两组5轴机器人之间，所述轧制工作辊机构包括两个对称固定的轧制工作辊和两组对称设置的支撑辊阵列，轧制工作辊和支撑辊均在钢带穿入传动时转动连接于一个与前述旋转地台同步固定连接的旋转座上，金属带压紧于前述的两个轧制工作辊之间，所述检测机构设置于旋转座的轴向两端，分为前测厚机构和后测厚机构，前测厚机构和后测厚机构均为距离传感器，并通过控制中枢连接到5轴机器人旋转驱动电机的控制端上。

作为本发明的进一步改进，所述下卷筒连接器包括两个转动连接的夹紧臂，所述夹紧臂均转动连接于一个连接台上，连接台与连接臂之间固定连接，所述夹紧臂之间通过驱动机构作往复开合运动，所述夹紧臂包括连接部和固定部，连接部和固定部之间设有小于180°的夹角，所述夹紧臂之间通过连接部转动连接，所述固定部包括一个滚筒转轴承托孔，所述滚筒转轴承托孔的径向一端部设置有一个嵌入开口，所述滚筒转轴承托孔与滚筒转轴之间设置有一个固定间隙，固定间隙的内径等于嵌入开口的宽度，所述滚筒转轴承托孔内还设置有一个连接卡簧，所述连接卡簧为环形筒结构，其圆周方向侧壁上设置有一个与其轴线平行的嵌入开口，所述连接卡簧的轴向两端各设置有一个固定凸起部，固定凸起部嵌入到滚筒转轴承托孔内壁上。

作为本发明的进一步改进，所述两个夹紧臂分别连接于一个旋转驱动电机F上实现往复开合驱动，两个旋转驱动电机F均固定连接于连接台上。

作为本发明的进一步改进，所述固定凸起部之间通过网状的连接部连接，连接部4-8通过对弹性钢片冲孔制成。

作为本发明的进一步改进，所述滚筒转轴承托孔内壁设置有两组膨胀槽，两组膨胀槽之间互相平行，膨胀槽的平面垂直于滚筒转轴承托孔轴线，固定凸起部嵌入到膨胀槽内。

作为本发明的进一步改进，所述固定部上还连接有一个摆动臂，滚筒转轴承托设置于摆动臂端部，摆动臂通过旋转弹簧连接到固定部上，所述两个夹紧臂的摆动臂在旋转弹簧的驱动下相向摆动。

作为本发明的进一步改进，所述距离传感器为红外传感器。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置5轴机器人手臂来控制下卷筒的姿态，相比于传统的X、Y轴方向驱动多了一个Z轴方向，提高了自由度，具有更大的可调整空间和精密度，修正范围也更大。

2、连接爪为可动结构，可以适应不同宽度的物料进行下卷筒的更换调整，泛用度更广。

3、冲孔设置的连接部摩擦力更大，固定性能更好。

4、膨胀槽结构可以实现对滚筒固定位置应力的释放，同时保证卡簧的固定稳定性。

、摆动臂结构可以修正刚性连接的固定部之间的角度，保证两个夹紧机构的平行度，提高夹紧稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是5轴链接臂的示意图；

图3是下卷筒5-1连接器的示意图；

图4是滚筒转轴承托孔4-5的示意图；

图5是卡簧结构的示意图。

图中：1-1、机架；1-2、旋转地台；1-3、主转盘；1-4、连接座；1-5、主摆臂；1-6、辅助旋转臂；1-7、主旋转臂；1-8、连接臂；1-9、连接台；2-1、旋转驱动电机A；2-2、旋转驱动电机B；2-3、旋转驱动电机C；2-4、旋转驱动电机D；2-5、旋转驱动电机E；3-1、第一旋转轴单位；3-2、第二旋转轴单位；3-3、第三旋转轴单位；3-4、第四旋转轴单位；3-5、第五旋转轴单位；4-1、旋转驱动电机F；4-2、转动连接部；4-3、固定部；4-4、摆动臂；4-5、滚筒转轴承托孔；4-6、膨胀槽；4-7、连接卡簧；4-8、连接部；4-9、固定凸起部；5-1、下卷筒；5-2、上卷筒；5-3、收卷卷筒；5-4、旋转座；5-5、红外距离传感器；5-6、轧制工作辊。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-5所示，本发明为一种摇晃式收放料轧机带材精整卧式圆柱面系统，包括两组径向对称设置的5轴机器人、两组径向对称设置的工作方向可逆的可逆导入卷筒机构、平整卷筒机构、收卷卷筒、轧制工作辊机构和检测机构；其中5轴机器人包括旋转地台1-2、下卷筒5-1连接器以及连接于下卷筒5-1和旋转地台1-2之间的5轴链接臂，所述5轴链接臂包括转动连接于旋转地台1-2上的主转盘1-3，所述旋转地台1-2上设置有一个旋转驱动电机A2-1,所述主转盘1-3转动连接于旋转地台1-2上并通过旋转驱动电机A2-1进行旋转驱动，所述主转盘1-3与旋转地台1-2之间为第一旋转轴单位3-1；所述5轴链接臂还包括一个主摆臂1-5，主转盘1-3上设置有一个连接座1-4，所述主摆臂1-5一端部与所述连接座1-4之间转动连接，所述连接座1-4上设置有旋转驱动电机B2-2,所述旋转驱动电机B2-2的旋转轴线垂直于旋转驱动电机A2-1的轴线，所述主摆臂1-5通过旋转驱动电机B2-2进行驱动，所述主摆臂1-5与主转盘1-3之间为第二转轴单位3-2；所述5轴链接臂还包括一个主旋转臂1-7，所述主旋转臂1-7的一端部与主摆臂1-5的端部之间转动连接，所述主摆臂1-5的端部上设置有一个旋转驱动电机C2-3，所述旋转驱动电机C2-3的旋转轴线平行于旋转驱动电机B2-2的旋转轴线，所述主旋转臂1-7通过旋转驱动电机C2-3进行驱动，所述主旋转臂1-7与主摆臂1-5之间为第三旋转轴单位3-3；所述5轴链接臂还包括辅助旋转臂1-6，所述辅助旋转臂1-6与主旋转臂1-7之间转动连接，所述主旋转臂1-7上设置有一个旋转驱动电机D2-4，所述旋转驱动电机D2-4的旋转轴线垂直于旋转驱动电机C2-3的旋转轴线，所述辅助旋转臂1-6通过旋转驱动电机D2-4进行驱动，所述辅助旋转臂1-6与主旋转臂1-7之间为第四旋转轴单位3-4；所述5轴链接臂还包括一个连接臂1-8，所述连接臂1-8与主旋转臂1-7之间转动连接，所述主旋转臂1-7的端部设置有旋转驱动电机E2-5，所述旋转驱动电机E2-5的旋转轴线垂直于旋转驱动电机D2-4的旋转轴线，所述连接臂1-8通过旋转驱动电机E2-5进行驱动，所述主旋转臂1-7与连接臂1-8之间为第五旋转轴单位3-5；所述连接臂1-8与下卷筒5-1连接器之间通过一个连接台1-9固定连接；所述可逆导入卷筒机构位于5轴机器人的横向一端，所述可逆导入卷筒机构包括上卷筒5-2和下卷筒5-1，其中上卷筒5-2通过一个与前述旋转地台1-2同步固定连接的基座固定连接于下卷筒5-1的上部，所述下卷筒5-1通过下卷筒5-1连接器浮动连接；所述轧制工作辊机构位于两组5轴链接臂之间；所述收卷卷筒5-3设置于5轴机器人背向轧制工作辊机构的一侧，所述收卷卷筒5-3通过一个与前述旋转地台1-2同步固定连接的连接柱转动连接；所述轧制工作辊机构设置于两组5轴机器人之间，所述轧制工作辊机构包括两个对称固定的轧制工作辊5-6和两组对称设置的支撑辊阵列，轧制工作辊5-6和支撑辊均在钢带穿入传动时转动连接于一个与前述旋转地台1-2同步固定连接的旋转座5-4上，金属带压紧于前述的两个轧制工作辊5-6之间并通过支撑辊进行支撑，所述检测机构设置于旋转座5-4的轴向两端，分为前测厚机构和后测厚机构，前测厚机构和后测厚机构均为红外距离传感器5-5，并通过控制中枢连接到5轴机器人旋转驱动电机的控制端上。

所述下卷筒连接器包括两个转动连接的夹紧臂，所述两个夹紧臂分别连接于一个旋转驱动电机F4-1上实现往复开合驱动，两个旋转驱动电机F4-1均固定连接于前述的连接台1-9上，所述夹紧臂包括转动连接部4-2和固定部4-3，转动连接部4-2和固定部4-3之间设有小于180°的夹角，所述夹紧臂通过转动连接部4-2转动连接，所述固定部4-3上还连接有一个摆动臂4-4，滚筒转轴承托设置于摆动臂4-4端部，摆动臂4-4通过旋转弹簧连接到固定部4-3上，所述两个夹紧臂的摆动臂4-4在旋转弹簧的驱动下相向摆动，所述摆动臂4-4上设置有一个滚筒转轴承托孔4-5，所述滚筒转轴承托孔4-5的径向一端部设置有一个嵌入开口，所述滚筒转轴承托孔4-5与滚筒转轴之间设置有一个固定间隙，固定间隙的内径等于嵌入开口的宽度，所述滚筒转轴承托孔4-5内还设置有一个连接卡簧4-7，所述连接卡簧4-7为环形筒结构，其圆周方向侧壁上设置有一个与其轴线平行的嵌入开口，所述连接卡簧4-7的轴向两端各设置有一个固定凸起部4-9，所述固定凸起部4-9之间通过网状的连接部4-8连接，连接部4-8通过对弹性钢片冲孔制成，所述滚筒转轴承托孔4-5内壁设置有两组膨胀槽4-6，两组膨胀槽4-6之间互相平行，膨胀槽4-6的平面垂直于滚筒转轴承托孔4-5轴线，固定凸起部4-9嵌入到膨胀槽4-6内。

安装时，首先调节两个夹紧臂的角度，然后手动摆动摆动臂4-4，并将滚筒的旋转轴两端推入到嵌入开口中，通过压力，降旋转轴通过嵌入开口嵌入到滚筒转轴承托孔4-5的连接卡簧4-7内，并通过卡簧夹紧摆动臂4-4。

如图1，金属带绕过一端部的上卷筒5-2缠绕到一端的下卷筒5-1上，下卷筒5-1通过一端部的5轴链接臂进行摆动驱动，金属带绕过下卷筒5-1后穿过所述的金属带穿过孔，使得局部金属带位于两个轧制工作辊5-6之间，通过轧制工作辊5-6的驱动进行轧制变形，轧制后，再次绕过末端5轴链接臂上的下卷筒5-1，再通过末端的上卷筒5-2后绕接到收卷卷筒5-3上进行收卷；同时轧制过程也可以通过控制轧制工作辊，收卷卷筒的转动方向，变为反向轧制，从而实现对金属带的多次轧制加工。

设置的红外距离传感器5-5可以检测到金属带轧制前后的各向形态，其中包括带材的翘曲度（镰刀弯）形态，控制中枢通过其检测信息判断出带材的侧向应力梯度。由于金属带为具有一定厚度的金属且一开始为有弧度的收卷状态，为了令金属带以近平面的状态进入轧制工作辊5-6，前部的5轴链接臂通过Y轴移动会调整其上部连接的下卷筒5-1在相对地面的位置，即通过前后摇摆释放金属带侧向应力，通过X轴移动摇摆调节金属带张紧较为平衡的状态进入工作辊之间，而Z轴方向的调节可以修正Y、X轴的一些误差，提高摆动区间，这样轧制成型的产品可避免因为残留应力而发生不良变形，提高了最终产品的精度；第二组5轴链接臂与第一组5轴链接臂原理相同，也旨在于调节金属带在收卷侧收卷卷筒上时第二次消解侧向应力，必要时金属带的输送方向可以逆转进行机上二次加工。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。

本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。