一种型钢堆垛机的磁头摆动臂及堆垛方法与流程

本发明属于型钢生产线的辅助规整设备，具体涉及一种型钢堆垛机的磁头摆动臂及堆垛方法。

背景技术：

1、型钢是指具有一定截面形状和尺寸的条形钢材型钢根据断面形状，分为简单断面型钢和复杂断面型钢(异型钢)两种，其中简单断面型钢包括方钢、圆钢、扁钢、角钢、六角钢等；复杂断面型钢包括工字钢、槽钢、钢轨、窗框钢、弯曲型钢等。

2、在型钢生产中，其最后一道工序一般为型钢的收集，收集时需要将定尺剪切、矫直后的型钢按照指定的垛型截面尺寸码放成捆，如图1、2所示。目前国内大部分生产线对各种型钢的堆垛采用人工堆垛或半机械化堆垛，型钢由输送链输送至码垛台架，人工抬起型钢放置在码垛台上，由工作人员目测码垛整齐，这两种方式劳动强度大，堆垛质量差，且对一些中大型型钢则无法实现堆垛或者根本无法达到堆垛要求。而现有的全自动型钢码垛机多集中应用在大规格型钢生产领域中，存在成本高、工作节拍慢，适用的产品规格范围窄，码垛效率低且工作不稳定以及占地面积大等突出问题，很难在生产中、小规格型钢类型企业推广应用。

3、基于以上原因，加之近年来随着人工成本的提高、生产规模的扩大和环境、劳动保护进一步规范以及一些大客户对型钢包装提出了更高要求，中小型型钢生产企业亟需全自动、高速度堆垛型钢组替代目前人工或半自动码垛方式，以解决上述问题。

4、有鉴于此，特提出此发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种型钢堆垛机的磁头摆动臂及堆垛方法，本发明通过双驱动的摆臂连杆结构以及plc控制系统，能够精准的控制铰接于第二摆臂上磁头在接料位置与指定区域内的不同卸料位置进行来回切换，同时磁头不仅可吸附或者放开待堆垛的各类型钢，而且通过驱动电机可使其进行180°的顺时针翻转动作，再结合前期的分钢装置能够实现将不同种类型钢在指定区域内的不同位置进行高速堆垛的目的。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

3、一方面，本发明提供一种型钢堆垛机的磁头摆动臂，包括由高向低且从左向右依次错位布设的第一基座、第二基座和第三基座，所述第二基座上铰接有第一摆臂，所述第一摆臂上铰接有第二摆臂，所述第二摆臂的上部铰接有用于吸附或者放开待堆垛型钢的磁头，且所述磁头通过驱动装置驱动使其围绕与第二摆臂铰接的铰接点做180°的顺指针翻转动作；

4、所述第三基座上铰接有能够做往复直线运动的伸缩驱动装置，所述伸缩驱动装置的伸缩端与第一摆臂铰接，用于驱动第一摆臂和第二摆臂共同围绕所述第一摆臂与第二基座铰接的铰接点旋转；

5、所述第一基座上固设有第一驱动电机，所述第一驱动电机与第二摆臂之间设置有连杆组件，所述第一驱动电机通过连杆组件带动第二摆臂围绕其与第一摆臂铰接的铰接点旋转。

6、进一步地，所述驱动装置包括第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴与磁头和第二摆臂铰接的铰接轴固定连接，用于驱动所述磁头围绕铰接轴实现180°的顺时针翻转动作。

7、进一步地，所述磁头摆动臂还包括plc控制系统，所述plc控制系统与磁头、伸缩驱动装置、第一驱动电机和第二驱动电机分别连接，所述plc控制系统通过协同控制磁头、伸缩驱动装置、第一驱动电机以及第二驱动电机，用于实现磁头摆动臂从接料位置到指定区域内不同卸料位置的自动堆垛作业。

8、进一步地，所述磁头摆动臂还包括设置于第二基座与第一摆臂铰接处的第一编码器、第一摆臂与第二摆臂铰接处的第二编码器、以及第二摆臂与磁头铰接处的第三编码器，且所述第一编码器、第二编码器和第三编码器均与plc控制系统连接，用于实时检测反馈所述第一摆臂、第二摆臂以及磁头旋转的角度。

9、进一步地，所述磁头为电磁铁结构，通过plc控制系统根据需要控制磁头吸附或者放开待堆垛型钢。

10、进一步地，所述第一驱动电机和第二驱动电机均为减速电机。

11、进一步地，所述伸缩驱动装置为气缸或者液压缸，所述气缸或者液压缸的缸体底端与第三基座铰接，所述气缸或者液压缸的活塞顶部与第一摆臂铰接。

12、进一步地，所述连杆组件包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端与第一驱动电机的输出轴固定连接，所述第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与第二摆臂铰接。

13、进一步地，所述第一连杆与第一驱动电机的输出轴通过键连接。

14、另一方面，本发明提供一种上述型钢堆垛机的磁头摆动臂的堆垛方法，包括以下步骤：

15、步骤一、接料工序

16、控制所述伸缩驱动装置的伸缩端伸出推动第一摆臂和第二摆臂共同围绕所述第一摆臂与第二基座铰接的铰接点逆时针旋转，同时控制第一驱动电机通过连杆组件带动第二摆臂围绕其与第一摆臂铰接的铰接点逆时针旋转，直至磁头到达接料位置后，再控制磁头的上表面吸附待堆垛型钢，完成接料工序；

17、步骤二、转移输送工序

18、待磁头吸附待堆垛型钢后，控制伸缩驱动装置的伸缩端回缩拉动第一摆臂和第二摆臂共同围绕所述第一摆臂与第二基座铰接的铰接点顺时针旋转，同时控制第一驱动电机通过连杆组件带动第二摆臂围绕其与第一摆臂铰接的铰接点顺时针旋转，即协同控制调整第二摆臂向远离接料位置的相对一侧摆动，直至使吸附有待堆垛型钢的磁头移至指定区域内的卸料位置，即完成转移输送工序；

19、步骤三、卸料码垛工序

20、待吸附有待堆垛型钢的磁头指定区域内的卸料位置后，此时180°顺时针翻转吸附有待堆垛型钢的磁头，使待堆垛型钢位于磁头的底部，待翻转后再控制磁头放开待堆垛型钢进行堆垛，即完成卸料码垛工序；完成后可按程序设定返回或复位，重复进行下一次堆垛作业。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

22、本发明提供的磁头摆动臂，主要由第一摆臂、第二摆臂、磁头、直线运动的伸缩驱动装置、第一驱动电机以及连杆组件组成；其中，磁头铰接于第二摆臂的上部，且磁头通过驱动装置驱动能够使其绕着与第二摆臂的铰接点顺时针实现180°的翻转动作，第二摆臂与第一摆臂铰接，第一摆臂铰接在中部的基座上，并通过伸缩驱动装置驱动其左右摆动，第二摆臂通过连杆组件与第一驱动电机连接形成曲柄运动。即本发明工作时，通过第一驱动电机和伸缩驱动装置能够使磁头先到达接料位置，再通过控制磁头使其上表面吸附型钢，然后控制吸附有型钢的磁头摆动壁到达指定区域内的卸料位置，并使磁头翻转180°让型钢位于磁头的底部，最后控制磁头放开型钢进行堆垛作业，完成堆垛作业后再控制磁头摆动臂返回接料位置，重复对型钢进行输送转移和堆垛，加之以上步骤可通过plc控制系统自动化控制，因此大幅提高了堆垛的工作效率，同时节省了人力。

技术特征：

1.一种型钢堆垛机的磁头摆动臂，其特征在于，包括由高向低且从左向右依次错位布设的第一基座(1)、第二基座(2)和第三基座(3)，所述第二基座(2)上铰接有第一摆臂(4)，所述第一摆臂(4)上铰接有第二摆臂(5)，所述第二摆臂(5)的上部铰接有用于吸附或者放开待堆垛型钢(a)的磁头(6)，且所述磁头(6)通过驱动装置驱动使其围绕与第二摆臂(5)铰接的铰接点做180°的顺时针翻转动作；

2.根据权利要求1所述型钢堆垛机的磁头摆动臂，其特征在于，所述驱动装置包括第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴与磁头(6)和第二摆臂(5)铰接的铰接轴固定连接，用于驱动所述磁头(6)围绕铰接轴实现180°的顺时针翻转动作。

3.根据权利要求2所述型钢堆垛机的磁头摆动臂，其特征在于，所述磁头摆动臂还包括plc控制系统，所述plc控制系统与磁头(6)、伸缩驱动装置(7)、第一驱动电机(8)和第二驱动电机分别连接，所述plc控制系统通过协同控制磁头(6)、伸缩驱动装置(7)、第一驱动电机(8)以及第二驱动电机，用于实现磁头摆动臂从接料位置到指定区域内不同卸料位置的自动堆垛作业。

4.根据权利要求3所述型钢堆垛机的磁头摆动臂，其特征在于，所述磁头摆动臂还包括设置于第二基座(2)与第一摆臂(4)铰接处的第一编码器、第一摆臂(4)与第二摆臂(5)铰接处的第二编码器、以及第二摆臂(5)与磁头(6)铰接处的第三编码器，且所述第一编码器、第二编码器和第三编码器均与plc控制系统连接，用于实时检测反馈所述第一摆臂(4)、第二摆臂(5)以及磁头(6)旋转的角度。

5.根据权利要求3所述型钢堆垛机的磁头摆动臂，其特征在于，所述磁头(6)为电磁铁结构，通过plc控制系统根据需要控制磁头(6)吸附或者放开待堆垛型钢(a)。

6.根据权利要求3所述型钢堆垛机的磁头摆动臂，其特征在于，所述第一驱动电机(8)和第二驱动电机均为减速电机。

7.根据权利要求1所述型钢堆垛机的磁头摆动臂，其特征在于，所述伸缩驱动装置(7)为气缸或者液压缸，所述气缸或者液压缸的缸体底端与第三基座(3)铰接，所述气缸或者液压缸的活塞顶部与第一摆臂(4)铰接。

8.根据权利要求1所述型钢堆垛机的磁头摆动臂，其特征在于，所述连杆组件(9)包括第一连杆(91)和第二连杆(92)，所述第一连杆(91)的一端与第一驱动电机(8)的输出轴固定连接，所述第一连杆(91)的另一端与第二连杆(92)的一端铰接，所述第二连杆(92)的另一端与第二摆臂(5)铰接。

9.根据权利要求1所述型钢堆垛机的磁头摆动臂，其特征在于，所述第一连杆(91)与第一驱动电机(8)的输出轴通过键连接。

10.一种基于权利要求1～9任一项所述型钢堆垛机的磁头摆动臂的堆垛方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明属于型钢生产线的辅助规整设备技术领域，具体公开了一种型钢堆垛机的磁头摆动臂及堆垛方法，包括由高向低且从左向右依次错位布设的三个基座，中间基座上铰接有第一摆臂，第一摆臂上铰接有第二摆臂，第二摆臂铰接有用于吸附或放开型钢的磁头，且该磁头能被动围绕铰接点翻转；底部基座上铰接有伸缩驱动装置，其伸缩端与第一摆臂铰接，用于驱动第一摆臂和第二摆臂共同旋转；上部基座上设有驱动电机，该驱动电机通过连杆组件带动第二摆臂旋转，且以上动作均通过PLC控制系统控制。本发明能控制磁头在接料位置与指定区域内的不同卸料位置进行自由切换，故可针对不同种类的型钢进行高速堆垛，大幅提高了堆垛的工作效率，同时节省了人力。技术研发人员：毛皓若,孟网网,傅昊,田刚,冯清受保护的技术使用者：中钢集团西安重机有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15