CN108296308B - 对中检测设备 - Google Patents

Abstract

对中检测设备，属于金属材料成型设备领域。包括设备本体、检测装置、第一导轨、第二导轨、行走装置和电气控制***；检测装置能够检测到位于夹持机构内且平行于加工中心线的夹持中心线相对于加工中心线的偏移位移的大小和方向并将检测信号输送给控制器；控制器能够指令行走装置驱动设备本体沿着第二导轨移动且能够带动检测装置同步移动；行走装置驱动设备本体的驱动位移与夹持中心线相对于加工中心线的位移大小相等且方向相反。检测装置可以移动并且可以快速检测夹持中心线相对于加工中心线的位移，控制器则根据位移信息控制检测装置作补偿移动，保证检测装置的夹持中心线与加工中心线重合，快速实现对中，辅助时间短，操作简单，提高生产效率。

Description

对中检测设备

技术领域

本发明涉及金属材料成型设备领域，具体而言，涉及对中检测设备。

背景技术

在金属排、型材、管、棒等有色金属加工行业中，坯料一般状态为横向螺旋卷状，在下一道工序加工时，需要对卷料先进行开卷处理。加工金属排类产品时，要保证坯料在开卷机处料卷的中心线与加工中心的中心线重合，如果偏心量过大，则加工过的制品会出现侧弯现象(俗称镰刀弯)，影响制品的质量。

通常在加工金属排类制品时，坯料开卷工序需要配置对中检测机构，现有的开卷对中检测方式是对中检测装置固定不动，根据检测的偏移量，控制相应设备带动制品移动，达到对中目的。

这种开卷对中检测方式的缺陷如下：

1.坯料料卷头在料卷的位置不是确定的，由于对中检测装置固定，需要反复移动料卷，才能保证坯料料卷头与设备加工中心同心，辅助时间长，生产效率低；

2.在连续加工过程中，坯料在每一层开卷时，开卷机以一定的速度和方向运动，当坯料移动到料卷边缘位置时需要反向移动时，开卷机还是以原来的速度和方向运动，等到对中检测装置发讯，开卷机必须经过减速、停止、换向过程，在这段时间里开卷的坯料中心线与设备加工中心线偏心，造成制品在长度方向上出现周期性的弯曲缺陷；

3.对中检测装置只有对中检测功能，无法传递一卷料加工结束前的信息。

发明内容

本发明的目的在于提供对中检测设备，检测装置可以移动并且可以快速检测夹持中心线相对于加工中心线的位移，控制器则根据位移信息控制检测装置作补偿移动，保证检测装置的夹持中心线与加工中心线重合，辅助时间短，操作简单。

本发明是这样实现的：

对中检测设备，包括设备本体、检测装置、第一导轨、第二导轨、行走装置和电气控制***；检测装置设置于设备本体，电气控制***包括控制器，检测装置和行走装置分别与控制器电连接；

第一导轨和第二导轨所限定的移动方向均能够垂直于加工中心线；检测装置能够沿着第一导轨往复移动，检测装置设置有夹持机构，检测装置能够检测到位于夹持机构内且平行于加工中心线的夹持中心线相对于加工中心线的偏移位移的大小和方向并将检测信号输送给控制器；

控制器接收检测信号后能够指令行走装置驱动设备本体沿着第二导轨移动且能够带动检测装置同步移动；行走装置驱动设备本体的驱动位移与夹持中心线相对于加工中心线的位移大小相等且方向相反。

可选地，设备本体设置有用于安装料卷的安装空间，夹持机构能够夹持从料卷输出的坯料头，坯料头中心线与夹持机构的夹持中心线重合。

可选地，料卷的转动中心线平行于第二导轨所限定的移动方向且垂直于夹持中心线。

可选地，夹持机构设置有能够夹持从料卷输出的坯料头的对中口，对中口中心线与夹持机构的夹持中心线重合。

可选地，检测装置包括位移传感器，位移传感器与控制器电连接；位移传感器能够检测到夹持中心线相对于加工中心线的偏移位移的大小和方向并将检测信号输送给控制器。

可选地，检测装置滑动设置于第一导轨。

可选地，第一导轨设置于设备本体。

可选地，设备本体滑动设置于第二导轨。

可选地，第一导轨和第二导轨均垂直于能够与加工中心线重合的设备中心线设置，位移传感器能够检测到坯料头中心线相对于设备中心线的偏移位移的大小和方向并将检测信号输送给控制器。

可选地，控制器接收检测信号后能够指令行走装置驱动设备本体沿着第二导轨移动，使坯料头中心线与设备中心线重合。

本发明的有益效果：本申请提供的对中检测设备，检测装置可以移动并且可以快速检测夹持中心线相对于加工中心线的位移，控制器则根据位移信息控制检测装置作补偿移动，保证检测装置的夹持中心线与加工中心线重合，使得坯料头的中心线与加工中心线快速实现对中，辅助时间短，操作简单，提高生产效率，制品质量高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的对中检测设备的初始上料状态的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的对中检测设备的对中工作状态的整体结构示意图。

图中：010-加工中心线；020-夹持中心线；030-设备中心线；100-设备本体；110-安装空间；200-检测装置；210-对中口；220-位移传感器；300-第一导轨；400-第二导轨；500-行走装置；600-电气控制***；610-控制器；700-坯料头；800-料卷。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，“连接”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；可以是直接相连，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1，参照图1至图2。

如图1所示，本实施例提供的对中检测设备，包括设备本体100、检测装置200、第一导轨300、第二导轨400、行走装置500和电气控制***600；检测装置200设置于设备本体100，电气控制***600包括控制器610，检测装置200和行走装置500分别与控制器610电连接；

第一导轨300和第二导轨400所限定的移动方向均能够垂直于加工中心线010；检测装置200能够沿着第一导轨300往复移动，检测装置200设置有夹持机构，检测装置200能够检测到位于夹持机构内且平行于加工中心线010的夹持中心线020相对于加工中心线010的偏移位移的大小和方向并将检测信号输送给控制器610；

控制器610接收检测信号后能够指令行走装置500驱动设备本体100沿着第二导轨400移动且能够带动检测装置200同步移动；行走装置500驱动设备本体100的驱动位移与夹持中心线020相对于加工中心线010的位移大小相等且方向相反。

需要说明的是：检测装置200的移动轨迹为第一导轨300所限定的移动轨迹，设备本体100的移动轨迹为第二导轨400所限定的移动轨迹。检测装置200由夹持机构内的夹持对象同步带动移动，设备本体100由行走装置500驱动移动。

实际实施过程是这样的：

预备阶段：将对中本体夹持于夹持机构内，使对中本体与加工中心线010相对；

对中阶段：对中本体作偏离加工中心线010的移动，带动夹持机构和检测装置200移动，检测装置200检测到对中本体相对于加工中心线010的位移并将位移信息输送给控制器610；控制器610接收该位移信息后指令行走装置500驱动设备本体100作补偿移动，设备本体100带动检测装置200同步移动，也就是带动对中本体作同步移动。设备本体100的移动方向和检测装置200移动方向相反，移动距离相等，即对中本体作偏离加工中心线010的移动，设备本体100带动对中本体重回到与加工中心线010重合的位置，使对中本体能够始终与加工中心线010重合，实现对中。

检测装置200随着对中本体移动，检测装置200、控制器610和行走装置500能够使设备本体100快速响应作补偿移动，辅助时间短，提高工作效率。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，设备本体100设置有用于安装料卷800的安装空间110，夹持机构能够夹持从料卷800输出的坯料头700，坯料头700中心线与夹持机构的夹持中心线020重合。

在该实施例中，对中检测装置200主要用于坯料头700对中，在其他实施例中，不限于坯料头700，可以实现其他物体的对中。从料卷800延伸出来的坯料头700穿过夹持机构沿着加工中心线010输送，夹持于夹持机构内的坯料头700中心线与夹持中心线020重合，夹持中心线020相对于加工中心线010的偏移位移就是坯料头700中心线相对于加工中心线010的偏移位移，实现精确检测反馈和对中。

优选地，如图1所示，料卷800的转动中心线平行于第二导轨400所限定的移动方向且垂直于夹持中心线020。

料卷800转动，可以是主动转动或者被动转动。如此设置，可以使坯料头700沿垂直于料卷800的转动中心线的方向输出，带动检测装置200精确沿第一导轨300移动。

优选地，如图1所示，夹持机构设置有能够夹持从料卷800输出的坯料头700的对中口210，对中口210中心线与夹持机构的夹持中心线020重合。

夹持机构除了要限定坯料头700的位置，还要能够使坯料头700顺利穿过。夹持机构可以采用多种结构，只要实现上述功能即可。设置对中口210，能够更好地限定坯料头700的位置。对中口210中心线与夹持中心线020重合，坯料头700中心线与夹持机构的夹持中心线020重合，也就是坯料头700的中心线与对中口210中心线重合，能够更精确地确定坯料头700的位置，实现对中。

对中本体偏离加工中心线010的位移可以利用位移传感器220测量，在本发明的一个实施例中，如图所示，检测装置200包括位移传感器220，位移传感器220与控制器610电连接；位移传感器220能够检测到夹持中心线020相对于加工中心线010的偏移位移的大小和方向并将检测信号输送给控制器610。

位移传感器220能够连续地记录和传送检测装置200移动的位移，对坯料头700移动的位置控制有预见性，可以有效控制坯料头700的移动速度和方向，始终保持坯料头700与加工中心线010重合，提高制品的加工质量。

优选地，如图1所示，检测装置200滑动设置于第一导轨300。检测装置200能够沿着第一导轨300来回往复移动。

优选地，如图1所示，第一导轨300设置于设备本体100。检测装置200设置于第一导轨300，设备本体100移动能够带动检测装置200同步移动。

优选地，如图1所示，设备本体100滑动设置于第二导轨400。行走装置500能够驱动设备本体100沿着第二导轨400来回往复移动，设备本体100带动检测装置200同步移动。

优选地，如图1所示，第一导轨300和第二导轨400均垂直于能够与加工中心线010重合的设备中心线030设置，位移传感器220能够检测到坯料头700中心线相对于设备中心线030的偏移位移的大小和方向并将检测信号输送给控制器610。

将对中本体相对于加工中心线010的偏离位移转化为对中本体相对于设备中心线030的偏离位移，设备中心线030与加工中心线010重合，检测装置200能够更精确地检测出坯料头700的位移。

需要说明的是：“设备中心线030”是指能够与加工中心线010重合、能够与第一导轨300垂直且位于对中检测设备内的一条虚设的线。设备中心线030在对中检测设备上的位置固定。

优选地，如图1所示，控制器610接收检测信号后能够指令行走装置500驱动设备本体100沿着第二导轨400移动，使坯料头700中心线与设备中心线030重合。

检测装置200检测到坯料头700相对于设备中心线030的位移后并将位移信息传送给控制器610，控制器610接收后指令设备本体100移动，使坯料头700中心线与设备中心线030重合。

整体实施过程是这样的：

如图1所示，进料过程：料卷800在安装空间110上固定完毕后，其坯料头700中心线相对于检测装置200中心距离为X；人工控制检测装置200朝向靠近坯料头700的方向运动距离X，将料卷800的坯料头700放置在检测装置200的夹持机构的对中口210内；

人工控制行走装置500驱动设备本体100向靠近设备中心线030的方向运动(X-L/2)(L为料卷800高度)距离，设备本体100运动到位后，坯料头700中心线与加工中心线010重合，即可进入自动工作状态。

如图2所示，开卷对中过程：在电气控制***600控制器610设定的程序下，行走装置500、料卷800转动速度分别与加工中心线010的加工速度匹配并开始工作。

料卷800工作，坯料头700沿轴向移动，带动检测装置200同步移动，检测装置200和坯料头700均偏离了加工中心线010(或者设备中心线030)，检测装置200检测到坯料头700的偏移位移并发讯给控制器610，偏移位移包括大小和方向；控制器610接收讯号后指令行走装置500驱动设备本体100带动检测装置200同步移动，移动位移大小相等且方向相反，使坯料头700中心始终与设备中心线030重合。

承上述，检测装置200可以随着坯料头700移动使坯料头700中心始终与对中口210中心重合，检测装置200快速检测坯料头700在料卷800的位置，并且显示和传送位置信息，然后通过行走装置500带动检测装置200和坯料头700准确移动，保证坯料头700与加工中心线010重合，辅助时间短，操作简单，显著提高工作效率。

另需要说明的是：控制器610能够接收加工设备发出的料卷800用料长度并控制行走装置500的速度。

对中检测设备用于使坯料头700中心线始终与加工中心线010重合，以保证加工质量。加工设备设置有能够检测到料卷800用料长度的装置，该装置检测到用料长度信号后能够发讯给控制器610，控制器610接收该用料长度后，根据料卷800的总长度(已知每根坯料的厚度h、宽度b；料卷800的总质量、外径D、高度L、内径d，可以计算得到一卷料的总长度、每一层料卷800对应的长度以及每一圈对应的长度，总长度减去用料长度可以得到坯料头700所处的具***置)可以得到坯料头700所处的具***置。

需要说明的是：D为料卷800外径，d为料卷800内径，L为料卷800高度，H为料卷800厚度，B为每根坯料的宽度，h为每根坯料的厚度，n为坯料在料卷800的层数，且n＝H/h。

料卷800开卷过程中，通过用料长度判断进入相邻的下一层(D－2h)，卷料直径变小，坯料要保证与坯料加工速度V0等速，则检测装置200移动速度V1＇和设备本体100移动速度V2＇数值均要加大，且二者的运动方向相反，加大后的数值分别为：

V1＇＝B·V0/(π·(D－2h))²；

V2＇＝﹣B·V0/(π·(D－2h))²。

通过用料长度判断(D－2·x·h)＝d时(x＝n)，可以得知坯料已经处于料卷800最底部，再根据位移传感器220的极限位移，可以得知在料卷800上缠绕的坯料即将完毕，PLC将这一信息及时处理，降低坯料的坯料加工速度V0，设备处于安全运动模式，结束开卷最终过程。

承上述，通过检测装置200移动的位移传送数据，展现开卷过程的实时状态，控制开卷过程与生产过程相匹配，准确把握一卷料开卷结束前的状态，将设备的运行参数调整为安全运动模式，结束开卷最终过程，安全生产。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对中检测设备，其特征在于，包括设备本体、检测装置、第一导轨、第二导轨、行走装置和电气控制***；所述检测装置设置于所述设备本体，所述电气控制***包括控制器，所述检测装置和所述行走装置分别与所述控制器电连接；

所述第一导轨和所述第二导轨所限定的移动方向均能够垂直于加工中心线；所述检测装置能够沿着所述第一导轨往复移动，所述检测装置设置有夹持机构，所述检测装置能够检测到位于所述夹持机构内且平行于所述加工中心线的夹持中心线相对于所述加工中心线的偏移位移的大小和方向并将检测信号输送给所述控制器；

所述控制器接收所述检测信号后能够指令所述行走装置驱动所述设备本体沿着所述第二导轨移动且能够带动所述检测装置同步移动；所述行走装置驱动所述设备本体的驱动位移与所述夹持中心线相对于所述加工中心线的位移大小相等且方向相反。

2.根据权利要求1所述的对中检测设备，其特征在于，所述设备本体设置有用于安装料卷的安装空间，所述夹持机构能够夹持从所述料卷输出的坯料头，所述坯料头中心线与所述夹持机构的所述夹持中心线重合。

3.根据权利要求2所述的对中检测设备，其特征在于，所述料卷的转动中心线平行于所述第二导轨所限定的移动方向且垂直于所述夹持中心线。

4.根据权利要求2所述的对中检测设备，其特征在于，所述夹持机构设置有能够夹持从所述料卷输出的所述坯料头的对中口，所述对中口中心线与所述夹持机构的所述夹持中心线重合。

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的对中检测设备，其特征在于，所述检测装置包括位移传感器，所述位移传感器与所述控制器电连接；所述位移传感器能够检测到所述夹持中心线相对于所述加工中心线的偏移位移的大小和方向并将检测信号输送给所述控制器。

6.根据权利要求5所述的对中检测设备，其特征在于，所述检测装置滑动设置于所述第一导轨。

7.根据权利要求6所述的对中检测设备，其特征在于，所述第一导轨设置于所述设备本体。

8.根据权利要求7所述的对中检测设备，其特征在于，所述设备本体滑动设置于所述第二导轨。

9.根据权利要求8所述的对中检测设备，其特征在于，所述第一导轨和所述第二导轨均垂直于能够与所述加工中心线重合的设备中心线设置，所述位移传感器能够检测到所述坯料头中心线相对于所述设备中心线的偏移位移的大小和方向并将检测信号输送给所述控制器。

10.根据权利要求9所述的对中检测设备，其特征在于，所述控制器接收所述检测信号后能够指令所述行走装置驱动所述设备本体沿着所述第二导轨移动，使所述坯料头中心线与所述设备中心线重合。