CN110014340A - 一种带钢表面打磨机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种带钢表面打磨机，包括打磨机支架，所述打磨机支架上固定有伺服电机，所述伺服电机的传动轴上安装有减速器，所述减速器上设置有转动轴，所述转动轴上设置有摆臂，所述摆臂一端设置有气缸，所述气缸的活塞伸缩杆上固定有柔性打磨头，所述柔性打磨头下方设置有打磨油石；本发明结构设计合理，使用方便，采用该打磨机原理可以实现带钢表面的打磨，这一打磨机不仅能满足轧硬卷表面的打磨，还可实现镀层带钢表面的打磨，既可用于机组不停机情况下的在线打磨，也可实现带钢的离线打磨。采用该打磨机后可实现带钢打磨工作的全自动，完全替代人工打磨，提高劳动生产率，改善职工工作环境，提高机组的运行效率，确保带钢表面缺陷的不漏检。

Description

一种带钢表面打磨机

技术领域

本发明涉及冶金机械技术领域，具体为一种带钢表面打磨机。

背景技术

冷轧带钢生产过程中对于表面质量较高的产品，需要通过打磨来检查。对于轧机出口的轧硬卷而言，轧制过程中会出现辊印、震动纹、表面夹渣等缺陷，这些缺陷宏观上表现轻微，直接用肉眼很难予以识别，需要通过采用油石对轧后钢卷表面进行打磨，使缺陷外露，从而找到板表面的缺陷，为后续制定切实可行的解决措施提供条件。同样对于镀层带钢（如汽车板、家电板等），为检查带钢生产和传输过程中出现的辊印、镀层缺陷、震动纹等表面缺陷，需要将带钢表面的进行打磨，以检测的质量。

目前国内外对冷轧板的打磨大多采用人工打磨，人工打磨的方式是由操作工人手持油石，在带钢表面连续打磨机组最大辊子周长的距离，由打磨工人观察打磨后带钢表面的形貌，以检测板表面的缺陷。采用这种打磨方式不仅劳动工作量大，效率低，而且存在人为的因素，时常出现漏检的情况。这种打磨方式已成为制约机组产能发挥的一个重要因素，限制机组产能的发挥。

本专利在充分掌握人工打磨方法和特点的基础上，利用仿生学原理，模拟人工打磨方法和打磨压力，实现带钢表面在线或离线的打磨。利用该打磨机可完全替代人工打磨，通过打磨可有效显示出表面夹渣、辊印、震动纹等表面缺陷，大幅提高打磨速度和打磨效果。

经联机检索，在专利文献、非专利文献及其他方式公开的技术中未检索到与本申请相同或类似的技术。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种带钢表面打磨机，具有提高劳动生产率、改善职工工作环境等优点，解决了现有打磨工作量大、打磨的效率低等问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带钢表面打磨机，包括打磨机支架，所述打磨机支架上固定有伺服电机，所述伺服电机的传动轴上安装有减速器，所述减速器上设置有转动轴，所述转动轴上设置有摆臂，所述摆臂一端设置有气缸，所述气缸的活塞伸缩杆上固定有柔性打磨头，所述柔性打磨头下方设置有打磨油石。

优选的，所述减速器于所述转动轴通过联轴器连接。

优选的，所述气缸与所述摆臂通过螺丝螺母固定连接。

优选的，所述柔性打磨头为一柔性结构，各空间方向都具有一定的柔性，但各方向的刚度不同，从而确保油石能满足带钢表面不平度的要求，保证打磨的均匀性。

优选的，所述柔性打磨头与所述打磨油石通过磁性连接，所述打磨油石上粘贴上一层厚度为1～2毫米的软钢，所述柔性打磨头上固定的永久磁铁通过吸附软钢，将打磨油石与柔性打磨头相连。

优选的，所述打磨油石的长度L在100～150毫米之间，宽度W在10～50毫米之间，高度h在10～50毫米之间。

优选的，所述摆臂套于转动轴上，并通过螺丝螺母紧固固定。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种带钢表面打磨机，具备以下有益效果：

1、该种带钢表面打磨机，结构设计合理，采用该打磨机原理可以实现带钢表面的打磨，这一打磨机不仅能满足轧硬卷表面的打磨，还可实现镀层带钢表面的打磨，即可用于机组在线打磨，也可实现带钢的离线打磨。采用该打磨机后可实现带钢打磨工作的全自动，完全替代人工打磨，提高劳动生产率，改善职工工作环境，提高机组的运行速度，确保带钢表面缺陷的不漏检。

2、该种带钢表面打磨机，冷轧带钢生产过程中有许多区域需要进行打磨操作，如轧机出口、汽车和家电板镀层生产线、带钢精整机组，长期以来这种打磨操作均有人工操作完成，存在劳动工作量大，打磨质量不易控制，所用打磨时间长的问题。本发明可将人工打磨方式提升为机器自动打磨，在提高劳动生产率的同时，提升打磨质量，大幅降低工人的劳动强度，具有非常广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明带钢表面在线打磨机构成图；

图2为本发明带钢表面打磨痕迹示意图；

图3为本发明打磨油石的构造结构示意图；

图4为本发明离线打磨机构成图。

图中：1、伺服电机；2、减速器；3、转动轴；4、摆臂；5、气缸；6、柔性打磨头；7、打磨油石；8、工作台；9、打磨机支架；10、滚轮；11、导轨；12、带钢；13、软钢。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例1：请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种带钢表面打磨机，包括打磨机支架9，所述打磨机支架9上固定有伺服电机1，所述伺服电机1的传动轴上安装有减速器2，所述减速器2上设置有转动轴3，所述转动轴3上设置有摆臂4，所述摆臂4一端设置有气缸5，所述气缸5的活塞伸缩杆上固定有柔性打磨头6，所述柔性打磨头6下方设置有打磨油石7。

进一步改进地，所述减速器2于所述转动轴3通过联轴器连接。

进一步改进地，所述气缸5与所述摆臂4通过螺丝螺母固定连接。

进一步改进地，所述柔性打磨头6与所述打磨油石7通过磁性连接，所述打磨油石7上粘贴上一层厚度为1～2毫米的软钢，所述柔性打磨头6上固定的永久磁铁通过吸附软钢，将打磨油石7与柔性打磨头6相连。

进一步改进地，所述打磨油石7的长度L在100～150毫米之间，宽度W在10～50毫米之间，高度h在10～50毫米之间。

进一步改进地，所述摆臂4套于转动轴3上，并通过螺丝螺母紧固固定。

进一步改进地，所述柔性打磨头6为一柔性结构，使得打磨油石7能容忍板表面的不平度，确保打磨均匀。

1）所发明的在线打磨机如图1所示，打磨机的摆臂由伺服电机通过减速器驱动，作往复旋转运动，柔性打磨头通过气缸压下，与带钢紧密贴合，打磨油石在运行的带钢表面做往复圆周运动，实现对带钢表面的打磨。

2）柔性打磨头通过气缸推动压下，打磨头与带钢紧密贴合。之后柔性打磨头依靠由伺服电机驱动的打磨臂带动，在移动带钢表面作往复旋转运动，实现对带钢表面的打磨。打磨所得到的打磨痕迹如图2所示。图2中R为打磨臂的摆动半径，A为摆臂的摆动角度，B为油石的长度。

3）打磨机驱动机构由伺服电机，减速器，转动轴和摆臂组成，摆臂的往复旋转运动的角度A由伺服电机控制，摆臂的长度固定，所得到的旋转半径为R。

实施例2：某镀锌板的精整机组，带钢12的工作宽度为700mm，带钢12在正常工作情况下的运行速度为150m/min，为检测带钢12表面镀层辊印、夹渣、震动纹缺陷，需要对整卷带钢12的带头和带尾6米区域范围进行表面打磨，由于采用人工打磨，打磨过程中需要停机，以观察打磨后表面质量。为替代人工打磨，该机组在观察台上采用了本专利来实现自动打磨。

该机组上实施的在线打磨机技术方案为：

1）当带钢12需要打磨时，机组实施降速，当带感速度从150m/min下降到10m/min时，启动打磨机开始打磨，当达到所需要的打磨长度后，机组停机，带钢12停留在观察台区域，由操作工人对带钢12的表面质量进行检查。

2）该在线打磨机的基本组成如图1所示。打磨机摆臂4的长度为500mm，打磨臂由伺服电机1通过减速器2驱动，摆动的角度A为70°，摆臂4在伺服电机1的驱动下摆动频率为70HZ。

3）打磨机采用的打磨油石7为金刚玉油石，打磨油石7的粒度为800#，打磨油石7的长度L为150mm，宽度W为30mm，厚度h为20mm，打磨油石7表面用环氧树脂粘附一块150*30mm厚度为1.5mm的冷轧软钢。打磨油石7与柔性打磨头6之间的连接采用安装在打磨头内部的四块永久磁铁。

4）柔性打磨头6为一柔性机构，其纵向柔度由气缸5加打磨头内部的弹簧自动调节，径向柔度的调节由打磨头内部的边刚度弹簧实现，周向柔度的调节由打磨头内容的变刚度弹簧和连接部位的柔性阻尼垫片调节。综合这些柔性结构，可实现打磨头根据带钢12表面的形状变化，实现与带钢12的紧密贴合，保证打磨效果。

5）打磨头在自由状态下，通过调节支架的高度使得新油石与带钢12之间的距离为15mm，气缸5的行程为35mm，气缸5采用压缩空气驱动，作用在气缸5上的压缩空气压力为1kg/cm²。

采用该打磨机可实现带钢的在线打磨，打磨机采用人工手动操作，运行安全可靠，对于6米长的区域有人工打磨需要3分钟的时间，采用打磨机打磨后，打磨时间可压缩到1分钟之内，大幅减轻工人的劳动强度，提高机组的产能。

实施例3：某汽车板热镀锌生产机组，检测镀层表面辊印、夹渣、震动纹等缺陷，需要取样到打磨台进行离线人工打磨检查，所取带钢的长度为5米，机组带钢宽度范围为700～1200mm，该打磨和检测均采用人工打磨。为替代人工打磨，该机组在观察台上采用了本专利技术实现自动打磨。

该机组上实施的在线打磨机技术方案为：

1）该在线打磨机的基本组成如图4所示。打磨机摆臂4的长度为700mm，打磨臂由伺服电机1通过减速器2驱动，摆动的角度根据带钢12的宽度由PLC自动计算，A=2*arcsinB/1000，当带钢12宽度为700mm时，摆动的角度为60°，当带钢12宽度为1200mm时，摆动的角度为100°，摆臂4在伺服电机1的驱动下摆动频率为30HZ。

2）工作台8带电机的驱动下，其移动速度为10m/min。打磨机工作台8上垫上2～3mm厚的丁腈橡胶板，带钢12放置在橡胶板上。

3）打磨机采用的打磨油石7为碳化硼精磨油石，打磨油石7的粒度为800#，打磨油石7的长度L为150mm，宽度W为50mm，厚度h为30mm，打磨油石7表面用环氧树脂粘附一块150*50mm厚度为1.5mm的冷轧软钢。打磨油石7与柔性打磨头6之间的连接采用安装在打磨头内部的四块永久磁铁。

4）柔性打磨头6为一柔性机构，其纵向柔度由气缸5加打磨头内部的弹簧自动调节，径向柔度的调节由打磨头内部的边刚度弹簧实现，周向柔度的调节由打磨头内容的变刚度弹簧和连接部位的柔性阻尼垫片调节。综合这些柔性结构，可实现打磨头根据带钢12表面的形状变化，实现与带钢12的紧密贴合，保证打磨效果。

5）打磨头在自由状态下，通过调节支架的高度使得新油石与带钢12之间的距离为15mm，气缸5的行程为35mm，气缸5采用压缩空气驱动，作用在气缸5上的压缩空气压力为1kg/cm²。

采用该打磨机可实现带钢的离线打磨，原来有人工打磨这块5米长的带钢需要3-5分钟的时间，采用打磨机打磨后，打磨时间可压缩到1分钟之内，大幅减轻工人的劳动强度。

综上所述，本发明结构设计合理，采用该打磨机原理可以实现带钢12表面的打磨，这一打磨机不仅能满足轧硬卷表面的打磨，还可实现镀层带钢12表面的打磨，即可用于机组在线打磨，也可实现带钢12的离线打磨。采用该打磨机后可实现带钢12打磨工作的全自动，完全替代人工打磨，提高劳动生产率，改善职工工作环境，提高机组的运行速度，确保带钢12表面缺陷的不漏检；冷轧带钢12生产过程中有许多区域需要进行打磨操作，如轧机出口、汽车和家电板镀层生产线、带钢12精整机组，长期以来这种打磨操作均有人工操作完成，存在劳动工作量大，打磨质量不易控制，所用打磨时间长的问题。本发明可将人工打磨方式提升为机器自动打磨，在提高劳动生产率的同时，提升打磨质量，大幅降低工人的劳动强度，具有非常广阔的应用前景。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种带钢表面打磨机，包括打磨机支架（9），其特征在于：所述打磨机支架（9）上固定有伺服电机（1），所述伺服电机（1）的传动轴上安装有减速器（2），所述减速器（2）上设置有转动轴（3），所述转动轴（3）上设置有摆臂（4），所述摆臂（4）一端设置有气缸（5），所述气缸（5）的活塞伸缩杆上固定有柔性打磨头（6），所述柔性打磨头（6）下方设置有打磨油石（7）。

2.根据权利要求1所述的一种带钢表面打磨机，其特征在于：所述减速器（2）于所述转动轴（3）通过联轴器连接。

3.根据权利要求1所述的一种带钢表面打磨机，其特征在于：所述气缸（5）与所述摆臂（4）通过螺丝螺母固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种带钢表面打磨机，其特征在于：所述柔性打磨头（6）与所述打磨油石（7）通过磁性连接，所述打磨油石（7）上粘贴上一层厚度为1～2毫米的软钢，所述柔性打磨头（6）上固定的永久磁铁通过吸附软钢，将打磨油石（7）与柔性打磨头（6）相连。

5.根据权利要求1所述的一种带钢表面打磨机，其特征在于：所述打磨油石（7）的长度L在100～150毫米之间，宽度W在10～50毫米之间，高度h在10～50毫米之间。

6.根据权利要求1所述的一种带钢表面打磨机，其特征在于：所述摆臂（4）套于转动轴（3）上，并通过螺丝螺母紧固固定。

7.根据权利要求1所述的一种带钢表面打磨机，其特征在于：所述柔性打磨头（6）为一柔性结构，使得打磨油石（7）能容忍板表面的不平度，确保打磨均匀。