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两种不同驱动的拆捆机头及捆带回收装置的研制.pdf
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1、DiscussionForum研讨园地机械工业标准化与质量两种不同驱动的拆捆机头及捆带回收装置的研制江苏沙钢集团有限公司口王朱涛机科发展科技股份有限公司口尹晴巢0 0 9第贸摘要紧抓国内冶金行业产业升级的历史机遇,密切结合行业现状、国内钢卷拆捆带的发展趋势以及钢企对人工拆带环节降成本、提效率、提高自动化程度、减人员、重环保、降低安全隐患的强烈需求,本文研究出适应于不同工况下的气动式及液压式两套机器人拆捆带机头及捆带回收装置。关键词钢卷拆捆带拆捆机头捆带回收求,研发一种基于深度学习目标检测的自动拆捆引言机器人捆带视觉检测系统,运行结果表明系统检随着市场经济的发展,各大钢铁企业竞争激烈,我国的钢铁
2、产量不断提高,钢铁企业产品的质量,生产效率和品牌意识也不断提高。全自动拆捆系统是将工业机器人、自动控制及视觉识别等系统结合起来,智能化地解决钢卷捆带拆除和回收的工作,在冷轧、硅钢、酸洗、平整等多个生产线上均有广泛应用。近年来,国内有相关学者对全自动拆捆系统在热轧、冷轧及硅钢生产流程的应用展开相关研究。刘成虎等设计的基于工业机器人的智能化全自动拆捆系统,在九条冷轧产线上成功应用,大大提升了生产线的自动化水平和生产效率。曾求洪等研制的基于酸轧入口的钢卷捆带机器人自动拆捆系统可广泛应用于板卷深加工开卷前拆捆带工序上。卢华阳等针对冷轧机组入口双通道开卷生产线,制定了移动第7 轴的全自动拆捆工艺,实现了
3、对双通道生产线上钢卷的自动拆捆,捆带回收,带头定位和规格复核等一系列作业。王荣浩等综合分析激光和视觉捆带检测方式的特点及硅钢FCL机组开卷工艺需测耗时短,检出成功率高,具有较高的实用性和可靠性。全自动拆捆系统可显著提高企业智能制造水平及生产效率,降低人工操作安全隐患,具有非标性强、作业效率高、作业精度准、节省劳动力成本、能够满足自动化控制连续生产等优点,因此越来越受到企业的重视。而我国钢铁企业拆捆带技术现状是主要依靠人工手动拆带,自动化程度较低,存在被剪断的捆带崩伤的风险,工人安全隐患极高,另外捆带掉入运输辊道中不容易收集,拾取过程相当危险。随着国内冶金行业的产品升级和生产管理技术水平向着数字
4、化、网络化和智能化方向发展,原有技术装备已无法满足行业发展要求,研制机器人全自动拆捆系统势在必行。由于目前拆捆机头及捆带回收装置加工工期不能保证,价格也一直高居不下,一套拆捆机头及捆带回收装置所需费用基本占到整套集成设备成本的一半以上。考虑到以上原因,本文研制出两种驱动形式下的全自动拆捆带机构和捆带回收装置,通过气动或液12研讨园地Discussion Forum机械工业标准化与质量压控制剪带机将捆扎在钢卷表面的钢捆带或PE捆带拆除,另外剪切下来的废捆带可以通过捆带回收装置打成卷自动落入收集斗,降低了工人的作业强度和风险,减小了捆带收集的难度,提高了生产效率。1设备动作及结构如图1所示,原料钢
5、卷卧卷放置在鞍座上,卷芯朝向与钢卷运行方向相同,拆捆作业期间钢卷无动作。捆带形式为手动/自动机打,咬合式固定,捆带数量为钢卷周向1 6 根。捆带为钢捆带,捆带规格(0.8-1.0)mmx31.75mm(厚度宽度)。作业周期:5min以内。(原料卷参考尺寸:外直径范围为10 0 0 mm2150mm,内直径范围为7 6 2 mm750mm,宽度范围为9 0 0 mm2100mm,带钢厚度范围为1.2 mm12.7mm;钢卷表面状态为冷轧卷、热轧卷、退火卷;原料卷表面温度为-18 10 0。)钢捆带原料卷(a)(1)气动式及液压式拆捆机头钢卷输送到地辊鞍座位后,通过机器视觉寻找钢卷带尾,将带尾压在
6、地辊鞍座上,机器人左右移动机头,激光传感器定位钢卷大小及位置,通过视觉系统寻找并定位捆带,机器人拆捆带机头夹带剪切机构对准捆带进行抓带并将其剪断。本文设计的拆捆机头驱动方式分气动式及液压式驱动,其设备及关键结构分别如图2 和图3所示。气动拆捆机头由平衡组件、机头外壳、平移气缸、剪切组件(包括铲带头、压下刀具)、摆动夹持组件(包括顶夹块及偏芯压紧轴等部件)、下压气缸等机构组成,见图2。通过平移气缸推动铲带头,到位后与顶夹块将捆带夹住,下压气缸驱动压下刀具将捆带瞬间切断,摆动气缸控制偏芯压紧轴旋转压紧断带,并由机器人将夹持的废捆带送往捆带回收装置。平衡组件机头外壳平移气缸下压气缸摆动夹持组件偏心压
7、紧轴剪切组件(a)压下刀具顶夹块图2 气动式拆捆机头及其关键结构液压式拆捆机头是由平衡组件、组合式壳(b)体、剪切油缸、左机头滑块(包含铲带头及活动图1气动式拆捆机头及其关键结构钢捆带铲带头(b)剪刃等部件)、固定剪切组件(包括铲带定剪刃及2023.5总总第6 0 0 期13DiscussionForum研讨园地机械工业标准化与质量巢0 0 9第固定剪刃等部件)等机构组成,如图3所示。与气动式拆捆机头不同的是,液压式拆捆机头是通过油缸驱动铲带头,铲带头被推动至挑起捆带,由定剪刃将捆带切断,然后通过安装在剪切组件上的两个剪刃固定捆带,实现对断带的夹持,最后经机器人控制将断带送往捆带回收装置。平衡
8、组件组合式壳体将捆带头压弯,收带伺服电机转动并带动机构将废捆带导入,由于固定卷带辊轮组、浮动卷带辊轮直径不同,两卷带轮在相同工作旋转时间内,直径较大的固定卷带辊轮组线速度相对较大,两卷带轮的速度差导致被夹送的捆带向直径小的一侧弯曲,废捆带卷成空芯卷并自动落入废料斗中。外部送料伺服电机卷带组装A(滚筒组件打开状态)箱体固定剪切组件铲带定剪刃左机头滑块(a)铲带刀剪切油缸滚筒组件LA(a)固定剪刃图3液压式拆捆机头及其关键结构(2)气动式及液压式捆带回收装置气动式捆带回收装置由箱体、滚筒组件(含滚筒)、卷带组装(包含卷曲马达、固定卷带辊轮组、浮动卷带辊轮组、导料块、成型推板和顶压气缸等部件)、窄导
9、带出口等组成,如图4所示。收到废捆带来料信号后,滚筒组件上升至与卷带组装装置齐平的位置,并张开滚筒。废捆带放置滚筒开口位置上后滚筒闭合,滚筒组件夹持着废捆带头下移至捆带头插入进料口,导向滚筒表面为凸棱结构,外部送料伺服电机旋转带动断捆带带头进入卷带组装部件中。当捆带头进入卷带组装位置后,顶压气缸快速将浮动卷带辊轮组推向固定卷带辊轮组,使两轮组夹住捆带,同时推板活动剪刃(b)A-A导料块固定卷带轮组滚筒导向滚筒图4气动式捆带回收装置及其关键结构成型推板顶压气缸浮动卷带轮组窄导带出口(b)14研讨园地Discussion Forum液压式捆带回收装置由箱体、夹带辊组、夹带电机、挡带底板、挡板推进组
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