专利名称：线材自动点数机的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械设备技术领域，特别是一种轧钢生产线上的线材自动点数机。
背景技术：
随着国民经济的飞速发展，市场对各种线材的需求变得越来越旺盛。各轧钢厂为了满足这种市场需求，都在千方百计地挖掘潜力，让轧钢生产线满负荷甚至超负荷运行。在生产线上钢胚经过加热、挤压、成型、切割之后变成线材，并通过输送带将一堆一堆的线材输送到生产线的末端进行点数，然后按规定根数打捆成包。客户也是按每捆的根数验收货物。如果每捆的根数出现短缺，那么轧钢厂必须接受相应的惩罚，对客户进行赔偿。因此，轧钢厂十分重视线材点数的准确性。
虽然国外已经有自动点数机，但针对的都是完全分离的一根一根的线材。由于国内的企业都是在超负荷运行，最后进入点数阶段的线材不是一根一根过来，而是一堆一堆过来，并且排列无序，层次错乱，因此国外的自动点数机不适合中国国情，国内几家公司引进的自动点数机也因此成了摆设品。另外，即使是公称直径相同的线材，根据批次不同，线材的实际直径也可能发生变化，但只要在容许的公差范围内，这样的线材都算是合格的。结果，单纯根据重量既不能精确推算出线材的根数，又不能实现自动分拣。同样，图像检测方法也不适合于这种线材点数。因此，目前国内各轧钢厂均采用人工点数与分拣。人工点数不仅劳动强度大，而且容易出错，效率较低，是提高整个轧钢生产线生产效率的最大瓶颈。
因此，设计一套符合中国国情的具有自动分拣功能的自动点数机既有实际意义，也有很好的市场前景。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种线材自动点数机，能精确计算出线材的根数，又能实现自动分拣。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种线材自动点数机，由输送带、上坡段和水平面段三部分，及所属附设装置组成，将现有的水平面型点数段结构改为上坡段+水平面段结构，上坡段底端与水平输送带的一端连接，上坡段顶端与水平面段一端连接；上坡段与水平面的夹角在30°～45°之间。
所述的线材自动点数机，包括输送带、上坡段链条、水平面段链条、整平装置、点数器、分拣装置、挂钩、支柱、及控制箱，其中，输送带、上坡段链条和水平面段链条，都为封闭的环状带或封闭的环状链条，都为复数根；上坡段链条的上表面等距设有多个倒钩，水平面段链条的上表面连续设有复数个相同的凹槽；输送带的末端和上坡段链条的底端相错套在第一驱动轴上，第一驱动轴两端水平支在垂直的第一支架的上端，第一支架的下端固定于地面；上坡段链条的顶端和水平面段链条的右端相错套在第二驱动轴上，第二驱动轴两端水平支在垂直的第二支架的上端，第二支架的下端固定于地面；水平面段链条的左端套在第三驱动轴上，第三驱动轴两端水平支在垂直的第三支架的上端，第三支架的下端固定于地面；水平面段链条的左端下方水平设有挂钩，挂钩的左上端边缘固接于第四驱动轴上；在水平面段，其右上方，靠近上坡段装有整平装置，靠近中间的位置上方装有点数器，靠近尾部则装有分拣装置；分拣装置为复数个；第一、第二、第三、第四驱动轴和分拣装置连杆的动力装置、点数器与挂钩都与控制箱电连接。
所述的线材自动点数机，其所述输送带、上坡段链条和水平面段链条，都至少为三根；上坡段链条上表面的倒钩，高度≤两倍线材直径，两个倒钩之间的距离≤十倍线材直径；水平面段链条上表面的凹槽，深度在线材半径的1.0～1.1倍之间，宽度在线材直径的1.0～1.1倍之间。
所述的线材自动点数机，其所述整平装置，其底部与凹槽底部的距离在线材直径的1.1～1.5倍之间。
所述的线材自动点数机，其所述挂钩，其为长条形槽状，条形槽上开口中部处于水平面段链条左端的切线下方，挂钩的左上端边缘固接于驱动轴上，驱动轴与动力装置相连。
所述的线材自动点数机，其所述分拣装置的端头侧面为直角三角形或者下弦月形，斜边或内凹边正对输送来的线材，斜边或内凹边正面形状呈一坡面，分拣装置的端头底面垂直固接有连杆，连杆与动力装置相连，其数目与水平面段链条的数目相同。
所述的线材自动点数机，还可用于管材的点数。
本发明有如下特点1)结构简单，占用空间小，实现容易；2)解决了线材的交织错层问题，动作可靠，点数精度高；3)不仅实现了自动点数，而且实现了自动分拣；4)能提高生产率，进一步提高产量；5)还能推广到管材的点数中。
图1为本发明线材自动点数机的侧视示意图；图2为本发明线材自动点数机的俯视示意图。
具体实施例方式
在轧钢车间，经过挤压成型并切割后的线材通过输送带送到最后一道工序，即点数段。点数段的宽度大约只有3米宽。原来的点数段为水平面型，与线材整个输送环节处在同一水平面内。这样的结构虽然方便了工艺，却使得线材成堆，难以进行点数与分拣处理。因此，本发明对原来的点数段工艺进行了改造，将原来的水平面型点数段结构改为上坡段+水平面段结构，设计了图1和图2所示的一套自动点数与自动分拣装置。图1为侧视图，图2为俯视图。
如图1、图2所示，整个装置由输送带CB、上坡段链条SC、水平面段链条PC、整平装置T、点数器C、分拣装置A、挂钩P、支柱S、及控制箱PLC等组成。输送带CB、上坡段链条SC和水平面段链条PC，都为封闭的环状带或封闭的环状链条，都为复数根，都至少为三根。上坡段链条SC的上表面等距设有多个倒钩B，倒钩B的高度为线材W直径的两倍左右，使得能钩住的线材层数最多为两层；两个倒钩B之间的距离适当，使得一次最多只能钩住10根左右的线材W。水平面段链条PC的上表面连续设有复数个相同的凹槽G，凹槽G的深度与线材W的半径基本一致，凹槽G的宽度与线材W的直径基本一致，以保证一个凹槽G内一次只能容纳一根线材W。
输送带CB的末端和上坡段链条SC的底端相错套在驱动轴1上，驱动轴1两端水平支在垂直支架S1的上端，支架S1的下端固定于地面。上坡段链条SC的顶端和水平面段链条PC的右端相错套在驱动轴2上，驱动轴2两端水平支在垂直支架S2的上端，支架S2的下端固定于地面。水平面段链条PC的左端套在驱动轴3上，驱动轴3两端水平支在垂直支架S3的上端，支架S3的下端固定于地面。水平面段链条PC的左端下方水平设有挂钩P，其为长条形槽状，条形槽上开口中部处于水平面段链条PC左端的切线下方。挂钩P的左上端边缘固接于驱动轴4上，驱动轴4与动力装置相连，可使挂钩P以驱动轴4的轴心为旋转中心旋转，将挂钩P所载线材W释放到其他输送带以便最后送出打捆成包。
上坡段与水平面的夹角α在30°～45°之间。
在水平面段，其右上方，靠近上坡段装有整平装置T，靠近中间的位置上方装有点数器C，靠近尾部则装有分拣装置A。点数器C设置在整平装置T和分拣装置A两者之间的部位，既离整平装置T有一段距离，又离分拣装置A有一段距离，使分拣装置A有足够的反应时间。分拣装置A的形状既要满足分拣要求，还需要满足缓冲的要求，其端头侧面为直角三角形或者下弦月形，斜边或内凹边正对输送来的线材W，斜边或内凹边正面形状呈一坡面。分拣装置A的端头底面垂直固接有连杆S4，连杆S4与动力装置相连，可上下移动，其上升速度要求比较快，以保证正确分离。分拣装置A的数目与水平面段链条PC的数目相同。整平装置T的底部与凹槽G底部的距离要约大于线材W的直径，以保证可靠地挡住叠在其它线材上的线材W。
驱动轴1、2、3、4和分拣装置A的连杆S4的动力装置、点数器C与挂钩P都与控制箱PLC电连接，通过控制箱PLC实现时间协调和同步控制。
需要进行点数甚至分拣的线材W，在图1中用黑色圆点表示，在图2中用黑色长条表示。
本发明的工作原理如下。开启控制箱PLC电源，启动控制程序，使得驱动轴1、2、3的动力装置顺序运转，带动输送带CB、上坡段链条SC和水平面段链条PC运转。那么线材W将从图的右侧通过输送带CB一堆一堆输送过来，挤靠在上坡段的下部。此时，上坡段的链条SC转动，使得固定在其上的倒钩B从这一堆线材W中钩住一部分线材W，并随链条SC向上移动。这部分线材W到达上坡段的上部时，正好一根一根压在水平面段的链条PC的凹槽G内。每个凹槽只能容纳一根线材W。水平面段的链条PC带动凹槽G移动，使得放在凹槽G里的线材W随之移动。对没有陷在凹槽G里而是爬在其它线材上的线材W，整平装置T发挥作用，首先挡住这根线材W，并使其掉入空的凹槽G中，以保证在后续过程中不出现叠层现象。因此，通过整平装置T后的线材W都处于凹槽G中，点数器C采用光电开关等方式可以很容易地并且很准确地进行点数，并在控制箱PLC上显示线材数目。当所点的线材数目达到了目标根数，那么控制箱PLC将通知尾部的分拣装置A及末端左侧下部的挂钩P，同时指示点数器C开始下一轮计数。分拣装置A则开始向上移动，并及时插入到上一捆的最后一根线材W与下一捆的第一根线材W之间。而且，分拣装置A能将后面的线材W托起，使这些属于下一捆的线材W得到缓冲，而不影响链条PC的继续转动。左侧下部的挂钩P在收集到上一捆的最后一根线材W之后将这一捆线材W送出，然后恢复到开始收集下一捆线材W的状态，并通知控制箱PLC。控制箱PLC得知挂钩P处于重新点数状态之后，控制分拣装置A退回到原位，使得被其挡住的线材W又开始向前移动，挂钩则开始下一轮的线材W收集。
实施例以目前在建筑行业大量消耗的直径12毫米长约12米的螺纹钢材为例，进行说明。从输送带CB上输送过来的这样的线材W一堆大约有50根，总重量大约为0.5吨。
如图2所示，为了图的简便，这里上坡段采用了4根相同的链条SC，这些链条SC通过控制箱PLC实现同步运转；水平面段也采用了4根相同的链条PC，这些链条PC通过控制箱PLC实现同步运转。实际上，上坡段的链条数及水平面段的链条数可以根据需要予以确定。
设上坡段长度为1米，水平面段长度为2米。如果每堆线材W输送过来的时间间隔为10秒，那么可以设置上坡段链条SC的速度为每秒1倒钩B。这样上坡段链条SC转动10倒钩B正好与从输送带CB上输送来的一堆线材W同步。再调整水平面段链条PC的转动速度为每秒20个凹槽G，即上坡段链条SC转动1倒钩B正好对应水平面段链条PC移动20个凹槽G。输送带CB、上坡段链条SC、水平面段链条PC的运转速度通过控制箱PLC实现。
在系统运行中，尽管上坡段的倒钩B每次从输送带CB上挖走的线材根数可能不同，但每次只须钩住5根左右的线材W，那么每堆线材W都会在容许时间内被上坡段倒钩B挖走，从而可以保证输送带CB上不会发生线材W的累积。而对于一个倒钩B中的线材W，即使多达10根左右，由于水平面段上有20个凹槽G与之对应，所以水平面段上有足够的凹槽G来接纳倒钩B中的线材W。再加上整平装置T可以将不规范的线材W整理到空凹槽G中，因此通过整平装置T之后线材W整齐地通过点数器C。点数器C实时地对通过的线材W进行计数，并将数据反馈给控制箱PLC。
控制箱PLC将点数器C的计数与给定的目标根数比较。如果当前计数达到了目标根数，那么控制箱PLC将对点数器C的计数进行清零，让点数器C进入下一捆计数；同时发送信号给分拣装置A和挂钩P，让分拣装置A和挂钩P开始动作。分拣装置A根据线材W从点数器C到分拣位置所需时间，从初始位置适时上升，通过托起随后的线材W，将线材W分离，并形成一个缓冲区，阻止其后的线材W继续前行。另一方面，挂钩P在收集到上一捆的最后一根线材W后，将这一捆线材W释放出去进行打包，然后恢复到可以接收线材W的状态，同时通过控制箱PLC给分拣装置A一个信号，让分拣装置A退回到其初始位置。这样，包括被分拣装置A挡住的线材W在内，水平面段链条PC上的线材W又开始向前移动，系统进入到下一捆线材W的点数与分拣过程。
假设这条生产线一年工作300天，每天工作24小时，那么采用本发明装置，这条生产线在上述条件下一年可以点数与分拣线材300天/年×24小时/天×3600秒/小时×0.5吨/10秒＝1296000吨/年。
权利要求
1.一种线材自动点数机，由输送带、上坡段和水平面段三部分，及所属附设装置组成，其特征在于，将现有的水平面型点数段结构改为上坡段+水平面段结构，上坡段底端与水平输送带的一端连接，上坡段顶端与水平面段一端连接；上坡段与水平面的夹角在30°～45°之间。
2.如权利要求1所述的线材自动点数机，包括输送带、上坡段链条、水平面段链条、整平装置、点数器、分拣装置、挂钩、支柱、及控制箱，其特征在于，输送带、上坡段链条和水平面段链条，都为封闭的环状带或封闭的环状链条，都为复数根；上坡段链条的上表面等距设有多个倒钩，水平面段链条的上表面连续设有复数个相同的凹槽；输送带的末端和上坡段链条的底端相错套在第一驱动轴上，第一驱动轴两端水平支在垂直的第一支架的上端，第一支架的下端固定于地面；上坡段链条的顶端和水平面段链条的右端相错套在第二驱动轴上，第二驱动轴两端水平支在垂直的第二支架的上端，第二支架的下端固定于地面；水平面段链条的左端套在第三驱动轴上，第三驱动轴两端水平支在垂直的第三支架的上端，第三支架的下端固定于地面；水平面段链条的左端下方水平设有挂钩，挂钩的左上端边缘固接于第四驱动轴上；在水平面段，其右上方，靠近上坡段装有整平装置，靠近中间的位置上方装有点数器，靠近尾部则装有分拣装置；分拣装置为复数个；第一、第二、第三、第四驱动轴和分拣装置连杆的动力装置、点数器与挂钩都与控制箱电连接。
3.如权利要求2所述的线材自动点数机，其特征在于，所述输送带、上坡段链条和水平面段链条，都至少为三根；上坡段链条上表面的倒钩，高度≤两倍线材直径，两个倒钩之间的距离≤十倍线材直径；水平面段链条上表面的凹槽，深度在线材半径的1.0～1.1倍之间，宽度在线材直径的1.0～1.1倍之间。
4.如权利要求2所述的线材自动点数机，其特征在于，所述整平装置，其底部与凹槽底部的距离在线材直径的1.1～1.5倍之间。
5.如权利要求2所述的线材自动点数机，其特征在于，所述挂钩，其为长条形槽状，条形槽上开口中部处于水平面段链条左端的切线下方，挂钩的左上端边缘固接于驱动轴上，驱动轴与动力装置相连。
6.如权利要求2所述的线材自动点数机，其特征在于，所述分拣装置的端头侧面为直角三角形或者下弦月形，斜边或内凹边正对输送来的线材，斜边或内凹边正面形状呈一坡面，分拣装置的端头底面垂直固接有连杆，连杆与动力装置相连，其数目与水平面段链条的数目相同。
7.如权利要求1或2所述的线材自动点数机，其特征在于，还可用于管材的点数。
全文摘要
本发明涉及机械设备，是轧钢生产线上的线材自动点数机。该机输送带、上坡段链条和水平面段链条，都为封闭的环状，为复数根；上坡段链条上表面等距设有多个倒钩，水平面段链条上表面连续设有复数个相同的凹槽；将原来的水平面型点数段结构改为上坡段+水平面段结构，上坡段与水平面的夹角在30°～45°之间；在水平面段，其右上方，靠近上坡段装有整平装置，靠近中间上方装有点数器，靠近尾部装有分拣装置；分拣装置为复数个；第一、第二、第三、第四驱动轴和分拣装置连杆的动力装置、点数器与挂钩都与控制箱电连接，实现时间协调和同步控制。本发明能精确计算出线材的根数，又能实现自动分拣。
文档编号G06M7/00GK1778639SQ20041000981
公开日2006年5月31日 申请日期2004年11月18日 优先权日2004年11月18日
发明者易建强, 赵冬斌 申请人:中国科学院自动化研究所