一种冷轧钢卷废边料收集系统及方法与流程

本发明属于钢卷废料收集领域，更具体地说，涉及一种冷轧钢卷废边料收集系统及方法。

背景技术：

带钢生产过程中，需要对带钢的两侧边缘进行剪切，从而加工成所需宽度的钢板，但是现有的带钢剪切生产线对带钢进行剪切后，不能对剪切过程中产生的边角废料进行合理有效的处理，从而使得废料随意堆积在生产线的两侧，占用了较大的地面使用面积，废料随意堆放，容易发生划伤刮伤工作人员的危险，并且随意堆积的废料，运输非常不便；往往用人工的方法来进行去除，工作效率低，不方便。

针对上述问题也进行了相应的改进，如中国专利申请号cn201711190811.2，公开日为2018年3月30日，该专利公开了一种带钢剪切废料收集装置，包括废料收卷机构和吊运机构，废料收卷机构包括机座，机座的两端分别对称设置有导向组件和卷绕组件，导向组件包括水平设置的连接板，连接板上竖直可转动的设置有两限位辊，两限位辊之间设置有废料穿过的间隙，连接板上位于限位辊的两侧分别可转动的设置有第一导向辊和第二导向辊，卷绕组件包括水平设置并与机座转动连接的转轴，以及驱动转轴转动的驱动装置，转轴的端部上环绕其轴线均布设置有至少两根收卷杆，吊运机构包括竖直设置的立柱，立柱的顶端可转动的水平设置有悬臂，悬臂上滑动设置有电动葫芦，电动葫芦连接有吊钩。本发明的一种带钢剪切废料收集装置，可以对剪切的废料进行有效处理。该专利的不足之处在于：电动葫芦机械效率较低，且维修更换较为麻烦，额外增加吊运废边料的设备，成本较高。

又如中国专利申请号201621030835.2，公开日为2017年3月15日，该专利公开了一种冷轧钢卷剪板机废料回收系统，属于钢卷加工制造领域。一种冷轧钢卷剪板机废料回收系统，包括剪板机，剪板机出口连接出料平台，出料平台后续连接导料平台，导料平台通过导料支撑杆支撑和抬升，出料平台和导料平台之间缝隙下方设置有收料车，收料车内壁设置有弹性层，弹性层为橡胶层，收料车底部设置有轨道收料车轮毂与轨道匹配，收料车内部靠近上端设置有红外探测器，探测废料高度是否达到设定高度，收料车在轨道上进行运动，收料车底部设置压力传感器，所述的压力传感器与外部控制系统连接，综合通过探测器探测废料是否达到设定值，进行收料车的移动工作。它可以实现自动化进行废料回收、效率高、方便快捷的效果。该专利的不足之处在于：无法精确控制废边料落入收料车中，会存在废边料洒落在收料车外部的情形，容易划伤工作人员。

技术实现要素：

1.要解决的问题

针对现有技术中对冷轧钢卷废边料收集效率不高和安全性差的问题，本发明提供一种冷轧钢卷废边料收集系统及方法。本发明所述的冷轧钢卷废边料收集系统设置在剪板机的机体上，合理利用空间，减少额外的使用空间，具有较高的合理性，结构简单；本发明采用冷轧钢卷废边料收集系统的收集方法通过牵引装置将废边料引导至打卷装置上进行打卷，打卷完成后再下落至运输装置中，整体自动化程度较高，大幅度减少人工的参与程度，在提高了收集效率的同时保证了整个过程的安全性能。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种冷轧钢卷废边料收集系统，包括剪板机，剪板机两侧出料口处均设置有引导废边料进入打卷装置的牵引装置，所述打卷装置包括伸缩驱动机构和旋转驱动机构，伸缩驱动机构与圆盘连接，旋转驱动机构通过轴套与转盘连接，转盘下表面设置有若干个机械臂，机械臂通过机械爪铰接在圆盘上，且打卷装置的下方设置有运输废边料的装置。整个收集系统结构简单，便于控制，合理利用设备的空间，使得整体系统的占地面积较小，废边料的收集效率与操作过程的安全性大幅度提高。

更进一步的，所述牵引装置包括与调节螺栓螺纹连接的面板，面板上设置有垂直面板所在平面的传动辊i，传动辊ii与面板所在的平面呈平行设置，传动辊ii一端固定在支架上，调节螺栓穿过支架与剪板机机体上的固定座连接，传动辊ii另一端固定面板上方的横梁上。通过传动辊i和传动辊ii对废边料进行引导，不会对废边料产生划伤。

更进一步的，调节螺栓与剪板机机体之间设置有挡板，面板固定在挡板上且与挡板呈垂直设置。合理利用空间，整体占地面积小。

更进一步的，所述轴套、机械臂与转盘为一体化结构。一体化的结构便于制造且传动效率准确。

更进一步的，旋转驱动机构包括电机，电机的输出轴与小齿轮连接，大齿轮与小齿轮啮合且大齿轮连接在轴套上，轴套与转盘连接。采用电机与齿轮配合的传动方式传动效率高且精准。

更进一步的，大齿轮和小齿轮均为斜齿圆柱齿轮。噪音小传动平稳。

更进一步的，伸缩驱动机构包括油缸，油缸中的活塞杆与圆盘连接，轴套套设在活塞杆外表面。合理利用空间，减少整个装置的占地面积。

更进一步的，所述机械臂包括前半段和后半段，后半段与圆盘铰接，前半段和后半段连接处与机械臂铰接。通过机械臂旋转带动机械爪旋转，无需加设其它动力传输装置，减少成本的投入。

更进一步的，圆盘上设置有底座，每个机械爪的后半段对应两个底座，每个底座上均设置有通孔，销轴通过通孔将底座与后半段连接。通过销轴连接随着机械爪的旋转带动圆盘旋转，结构简单巧妙。

一种使用冷轧钢卷废边料收集系统的收集方法，包括如下步骤：

(一)准备工作：当剪板机开始工作之前，启动打卷装置中的伸缩驱动机构驱动圆盘伸长带动机械爪撑开，使得机械爪保持撑开状态；

(二)开始工作：当剪板机开始工作时，剪板机出料口产生废边料，先将废边料端部穿过牵引装置进而固定在打卷装置中的机械臂上，然后启动旋转驱动机构带动机械臂的旋转，进而带动废边料的旋转，使得剪板机在工作时不断产生的废边料呈卷状缠绕在机械臂上；

(三)结束工作：当剪板机工作结束时，停止旋转驱动机构工作，同时启动打卷装置中的伸缩驱动机构驱动圆盘缩短带动机械爪闭合，机械臂上的成卷状的废边料下落至运输废边料的装置中完成后续的处理。整个废边料收集方法易于操作与控制，减小人工的参与程度，大幅度提高了废边料的收集效率与操作过程的安全性。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明通过将废边料进行牵引至打卷装置中进行打卷，牵引装置保障了废边料能够顺利且有序的进入到打卷装置中，打卷装置中的旋转驱动机构开始工作且伸缩驱动机构驱动圆盘进行伸长，机械爪与圆盘铰接，进而带动机械爪撑开，避免在卷料过程中废边料滑落；卷料完成后伸缩驱动机构驱动圆盘缩短带动机械爪收缩，废边料滑落至收集装置中进行废边料的收集与后续应用；整个过程保证了废边料的有效收集，提高了废边料的收集效率且减少人员的参与程度，保证了整个过程的安全性能；整体装置结构简单，制造成本较低，具有较高的使用价值；

(2)本发明所述的牵引装置中的面板通过调节螺栓固定在剪板机出料口处，面板上设置有垂直面板所在平面的两个传动辊i，两个传动辊ii呈平行面板所在的平面设置，传动辊ii一端固定在支架上，另一端设置在横梁上，横梁与面板为一体化结构，调节螺栓穿过支架与剪板机机体上的固定座连接，通过调节螺栓实现面板的上下移动从而保证传动辊i和传动辊ii所传动的废边料能够顺利且均匀的进入到机械臂中进行打卷，避免出现机械臂中废边料打卷不均匀的现象，方便废边料最终的收集与处理；且两个传动辊i和两个传动辊ii的设置，在起到导向作用的同时又起到限位作用，避免了废边料在进行传输至机械臂的过程中出现滑落跑偏的现象，保证了打卷工作的顺利进行；

(3)本发明在调节螺栓与剪板机机体之间设置有挡板，面板固定在挡板上且与挡板呈垂直设置，一方面减少空间的使用，最大程度的利用设备空间，使得整体结构紧凑，占地面积较小且挡板表面设置有橡胶条，因橡胶条弹性较大且耐磨损，在进行调节螺栓的调节时，使得调节螺栓与挡板之间的摩擦较小，减缓挡板与调节螺栓的磨损，有效提高两者的使用寿命，减小装置的维修成本；

(4)本发明打卷装置中的旋转驱动机构采用电机与齿轮配合的方式，传动效率高且精准；在电机与小齿轮之间设置有减速机，保证动力的输出较为平稳，使得卷料工作顺利进行；通过小齿轮与减速机输出轴连接，大齿轮与小齿轮啮合传递动力，动力传输平稳效率高；且大齿轮与小齿轮均为斜齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮在工作过程中产生噪音小且传动平稳；采用最优化，模块组合体系先进的设计理念，整体具有体积小、重量轻、传递转矩大、起动平稳、传动比分级精细等优点；

(5)本发明打卷装置中采用油缸进行驱动实现圆盘的上下移动，结构简单，工作可靠；用它来实现圆盘的往复运动时，可免去减速装置，节省成本；并且没有传动间隙，运动平稳；且轴套套设在油缸中的活塞杆外表面，轴套与活塞杆在工作过程中互不影响，节省整体装置的空间，使得整体装置的占地面积较小，结构紧凑，为一些中小型企业提供了较大的方便；

(7)本发明机械爪包括了前半段与后半段，后半段通过销轴与圆盘上的底座铰接，通过圆盘的伸缩带动机械爪的伸缩，前半段与后半段连接处也通过销轴与机械臂铰接，通过旋转臂的转动带动机械爪的转动进而带动圆盘的转动，使得圆盘既可实现旋转也可实现伸缩，整体结构简单，控制准确，大大提高了废边料打卷的效率；

(8)本发明机械爪前半段的顶端呈圆弧状，使得机械爪顶端不锋利，一方面避免机械爪在撑开状态下旋转时对周围产品的划伤；另一方面机械爪在闭合状态时，避免废边料呈卷状下落时机械爪划到废边料使得废边料松散从而不利于废边料的收集；

(9)本发明所述的采用废边料收集系统的收集方法通过牵引装置将废边料引导至打卷装置上进行打卷，打卷完成后再下落至运输装置中，自动化程度较高，大幅度减少人工的参与程度，使得整个废边料的收集过程安全性能较高，且整个过程易于操控，方便调节，大大提高了废边料收集效率，能够为企业带来不错的经济效益。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中打卷装置结构示意图；

图3为图2中a部分的放大图；

图4为本发明工作过程示意图。

图中：图中：1、油缸；2、活塞杆；3、轴套；4、轴承；5、小齿轮；6、大齿轮；7、电机；8、减速机；9、转盘；10、机械臂；11、机械爪；111、后半段；112、前半段；12、圆盘；13、底座；14、开口销；15、剪板机；16、固定座；17、挡板；18、面板；19、传动辊i；20、横梁；21、传动辊ii；22、支架；23、调节螺栓；24、废边料。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1和图2所示，一种冷轧钢卷废边料收集系统，包括剪板机15，剪板机15两侧出料口处均设置有引导废边料24进入打卷装置的牵引装置，所述打卷装置包括伸缩驱动机构和旋转驱动机构，伸缩驱动机构与圆盘12连接控制圆盘12的伸缩，旋转驱动机构通过轴套3与转盘9连接，转盘9下表面设置有若干个机械臂10，机械臂10通过机械爪11铰接在圆盘12上，且打卷装置的下方设置有运输废边料24的装置。通过将废边料24进行牵引至打卷装置中进行打卷，牵引装置保障了废边料24能够顺利且有序的进入到打卷装置中，打卷装置中的旋转驱动机构开始工作且伸缩驱动机构驱动圆盘12进行伸长，机械爪11与圆盘12铰接，进而带动机械爪11撑开，避免在卷料过程中废边料24滑落；卷料完成后伸缩驱动机构驱动圆盘12缩短带动机械爪11收缩，废边料24滑落至收集装置中进行废边料24的收集与后续应用；整个过程保证了废边料24的有效收集，提高了废边料24的收集效率且减少人员的参与程度，保证了整个过程的安全性能；整体装置结构简单，制造成本较低，具有较高的使用价值；且合理利用剪板机15机体，将牵引装置与打卷装置均设置在剪板机15机体上，无需额外加设空间，减少场地的投入成本，为企业节约了成本；本实施例中打卷装置中所述的伸缩驱动机构也可为气缸驱动、油缸1驱动或电动机驱动，旋转驱动机构也可为液压油缸驱动或电动机驱动；因这些驱动方式为本领域技术人员所公知的，在本实施例中不再详细赘述。

优选的，所述牵引装置包括与调节螺栓23螺纹连接的面板18，面板18上设置有垂直面板18所在平面的传动辊i19，传动辊ii21与面板18所在的平面呈平行设置，传动辊ii21一端固定在支架22上，调节螺栓23穿过支架22与剪板机15机体上的固定座16连接，传动辊ii21另一端固定在横梁20上，横梁20设置在面板18的一侧，优选的，横梁20与面板18为一体化结构，一体化的结构制作简便；所述传动辊i19和传动辊ii21均为两个，两个传动辊i19之间的间隙与两个传动辊ii21之间的间隙供废边料24穿过；通过调节螺栓23实现面板18的上下移动从而保证传动辊i19和传动辊ii21所传动的废边料24能够顺利且均匀的进入到机械臂10中进行打卷，避免出现机械臂10中废边料24打卷不均匀的现象，方便废边料24最终的收集与处理；且两个传动辊19i和两个传动辊ii21的设置，在起到导向作用的同时又起到限位作用，避免了废边料24在进行传输至机械臂10的过程中出现滑落跑偏的现象，减小废边料24在打卷过程中的摆动，保证了打卷工作的顺利进行；其它能够实现引导废边料24进入到打卷装置中的装置均可使用在本发明中；

如图3所示，优选的，所述旋转驱动机构包括电机7，电机7的输出轴与小齿轮5连接，大齿轮6与小齿轮5啮合且大齿轮6连接在轴套3上，轴套3与转盘9连接，旋转驱动机构采用电机7与齿轮配合的方式，传动效率高且精准；所述伸缩驱动机构包括油缸1，油缸1中的活塞杆2与圆盘12连接，轴套3套设在活塞杆2外表面，采用油缸1进行驱动实现圆盘12的上下移动，结构简单，工作可靠；用它来实现圆盘12的往复运动时可免去减速装置，节省成本；并且没有传动间隙，运动平稳；且轴套3套设在油缸1中的活塞杆2外表面，轴套3与活塞杆2在工作过程中互不影响，节省整体装置的空间，使得整体装置的占地面积较小，结构紧凑，为一些中小型企业提供了较大的方便；所述机械臂10包括前半段112和后半段111，后半段111与圆盘12铰接，前半段112和后半段111连接处与机械臂10铰接，转盘9下表面的机械臂10每两个为一组即每两个机械臂10对应一个机械爪11，以一组机械臂10为例：每个机械臂10上均设置有通孔，销轴通过通孔将机械爪11与前半段112和后半段111连接处连接并且通过开口销14进行固定；其它机械臂10与机械爪11的连接均与所述例子相同，因此不再重复赘述；圆盘12上设置有底座13，每个机械爪11的后半段111对应两个底座13，每个底座13上均设置有通孔，销轴通过通孔将底座13与后半段111连接并通过开口销14进行固定；通过销轴进行紧固，工作可靠且装卸方便；优选的，所述机械爪11中的前半段112顶端呈圆弧状，使得机械爪11顶端不锋利，一方面避免机械爪11在撑开状态下旋转时对周围产品的划伤；另一方面机械爪11在闭合状态时，避免废边料24呈卷状下落时机械爪11划到废边料24使得废边料24松散从而不利于废边料24的收集。

该打卷装置的工作原理如下：机械爪11保持撑开状态，启动电机7，电机7的输出轴传输动力至小齿轮5，小齿轮5传递动力至大齿轮6进而带动轴套3的转动，因轴套3、转盘9和机械臂10为一体化结构，所以带动旋转臂10的旋转，废边料24进入到旋转臂10上随着旋转臂10一起旋转进而实现废边料24的打卷，因机械爪11保持为撑开状态，所以在进行废边料24打卷工作时废边料24不会从机械臂10上滑落，保持打卷工作的顺利进行；当生产线停止工作即不再产生废边料24时，关闭电机7，废边料24停止打卷，此时油缸1工作，驱动活塞杆2带动圆盘12向上收缩，进而带动机械爪11闭合，呈卷状的废边料24开始下落至运输小车或其它收集废边料的装置中完成废边料的收集过程。整个过程操作简单，易于控制，减少人力劳动成本，提高废边料24的收集效率与安全性。

实施例2

基本同实施例1，优选的，调节螺栓23与剪板机15机体之间设置有挡板17，面板18固定在挡板17上且与挡板17呈垂直设置，一方面减少空间的使用，最大程度的利用设备空间，使得整体结构紧凑，占地面积较小且挡板17表面设置有橡胶条，因橡胶条弹性较大且耐磨损，在进行调节螺栓23的调节时，使得调节螺栓23与挡板17之间的摩擦较小，减缓挡板17与调节螺栓23的磨损，有效提高两者的使用寿命，减小装置的维修成本；且面板18与挡板17的材质均为合金钢，强度大，耐磨损。

实施例3

基本同实施例1，优选的，所述电机7与小齿轮5之间设置有减速机8，通过小齿轮5与减速机8输出轴连接，大齿轮6与小齿轮5啮合传递动力，动力传输平稳效率高；且大齿轮6和小齿轮5均为斜齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮在工作过程中产生噪音小且传动平稳；减小对环境的噪音污染，有利于员工的身心健康；本发明采用斜齿圆柱齿轮配合电机7与减速机8的最优化模块组合体系先进的设计理念，整体具有体积小、重量轻、传递转矩大、起动平稳、传动比分级精细等优点；且两个斜齿圆柱齿轮本体均采用高强度合金钢材料制成，斜齿圆柱齿轮中的斜齿牙表面经过渗碳硬化处理，使得两个齿轮表面具有较高的耐磨损能力，提高齿轮的使用寿命，无需经常更换，降低成本，提高工作效率；所述轴套3的两端均设置有轴承4，降低轴套3旋转时的摩擦系数，使得轴套3不易损坏，有效提高了整个装置的使用寿命，且保证旋转过程的顺利进行；为进一步的安全考虑，在打卷装置的周围设置有防护栏，避免了车间的工人由于不小心触碰到打卷装置从而影响人身安全。

实施例4

如图4所示，一种使用如实施例1-3中任意一项所述的冷轧钢卷废边料收集系统的收集方法，包括如下步骤：

(一)准备工作：当剪板机15开始工作之前，启动打卷装置中的伸缩驱动机构驱动圆盘12伸长带动机械爪11撑开，使得机械爪11保持撑开状态；所述伸缩驱动机构为油缸1，由油缸1驱动圆盘12进行伸长使得机械爪11撑开保证了废边料24在进行打卷的过程时不会滑落，对废边料24起到限位作用，保证后面打卷工作的顺利进行；优选的，所述机械爪11的数量为六个，六个机械爪11的设计使得机械爪11撑开状态下的面积较大，能够满足对较大较多的废边料24限位，防止废边料24在打卷过程中滑落；且使得废边料24形成卷的直径较大，因此机械臂10上储存的废边料24较多，提高打卷工作效率；

(二)开始工作：当剪板机15开始工作时，剪板机15出料口产生废边料24，先将废边料24端部穿过牵引装置进而固定在打卷装置中的机械臂10上，然后启动旋转驱动机构带动机械臂10的旋转，进而带动废边料24的旋转，使得剪板机15在工作时不断产生的废边料24呈卷状缠绕在机械臂10上；所述牵引装置包括传动辊i19和传动辊ii21，废边料24的端部依次穿过两个传动辊i19之间的间隙和两个传动辊ii21之间的间隙进入到机械臂10上，两个传动辊i19和两个传动辊ii21的设置，在起到导向作用的同时又起到限位作用，避免了废边料24在进行传输至机械臂10的过程中出现滑落跑偏的现象，保证了打卷工作的顺利进行；

在进行打卷过程时，废边料24可能会出现一直在机械臂10的某个地方进行打卷，造成在机械臂10上打卷不均匀，因此牵引装置还包括与调节螺栓23螺纹连接的面板18，面板18上垂直设置有传动辊i19，传动辊ii21与面板18平行设置，因传动辊ii21固定在横梁20上，而横梁20又固定在面板18一侧，所以可在打卷过程中通过调节螺栓23实现面板18的上下移动从而改变传动辊i19和传动辊ii21的位置，保证传动辊i19和传动辊ii21所传动的废边料24能够顺利且均匀的进入到机械臂10中进行打卷，避免出现只在机械臂10某个地方进行集中打卷和废边料24打卷不均匀的现象，方便废边料24最终的收集与处理；

(三)结束工作：当剪板机15工作结束时，停止旋转驱动机构工作，同时启动打卷装置中的伸缩驱动机构驱动圆盘12缩短带动机械爪11闭合，机械臂10上的成卷状的废边料24下落至运输废边料24的装置中完成后续的处理。优选的，所述运输装置为小车，小车运输方便且适合在车间使用，体积较小；更进一步的，该小车内表面设置有橡胶层，橡胶层起到一个缓冲作用，防止废边料24在下降至小车中与小车发生巨大的撞击，有效保护废边料24和小车，提高小车的使用寿命，为企业节约成本，其它能够存储废边料24的装置均可使用在本发明中。

本发明所述的废边料收集方法通过牵引装置将废边料24引导至打卷装置上进行打卷，打卷完成后再下落至运输装置中，自动化程度较高，大幅度减少人工的参与程度，使得整个废边料24的收集过程安全性能较高，且整个过程易于操控，方便调节，大大提高了废边料24的收集效率，能够为企业带来不错的经济效益；并且在进行打卷的过程中能够实时调节牵引装置的位置，通过调节螺栓23实现面板18的上下移动从而保证传动辊i19和传动辊ii21所传动的废边料24能够顺利且均匀的进入到机械臂10中进行打卷，避免出现只在机械臂10某个地方进行集中打卷和废边料24打卷不均匀的现象，方便废边料24最终的收集与处理。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。