CN202110033971.6硅钢片纵剪边料收卷装置及收卷方法

权利要求

1.硅钢片纵剪边料收卷装置，其特征在于，包括：用于将收卷装置固定于地面的机架底座(1)，所述的机架底座(1)由三条横向杆(8)与三条竖向杆(9)焊接组成，所述的机架底座(1)的一端设置固定支架(2)，所述的固定支架(2)上安装电动定尺收料盘(4)，所述的电动定尺收料盘(4)用于收卷硅钢片纵剪线设备一侧切下的固定宽度的边料；在机架底座(1)上设置电动可移动支架(3)，所述的电动可移动支架(3)在机架底座(1)的长方向上相对固定支架(2)移动，电动可移动支架(3)上安装电动可调收料盘(5)，所述的电动可调收料盘(5)的收料宽度可调整、用于收卷硅钢片纵剪线设备另一侧切下的不定宽度的边料；电动可移动支架(3)、电动定尺收料盘(4)、电动可调收料盘(5)分别与PLC控制系统(6)连接，所述的PLC控制系统(6)用于控制电动可移动支架(3)的移动距离、以及控制电动定尺收料盘(4)和电动可调收料盘(5)的收料速度；

所述的电动定尺收料盘(4)包括：第一RV减速机(19)、第一收料盘体(12)；所述的第一收料盘体(12)，由右料盘(13)和左料盘(18)组合而成；在右料盘(13)的左侧面固定设置右料盘外螺纹盘(14)，在左料盘(18)的右侧面固定设置左料盘内螺纹套(16)，在右料盘外螺纹盘(14)与左料盘内螺纹套(16)之间设置隔套(15)，在左料盘(18)的左侧面通过锁紧螺母(17)锁紧；

还包括：速度差缓冲机构与涨力监测机构；所述的速度差缓冲机构包括：第一固定导轮(21)、移动导轮(22)，所述的第一固定导轮(21)固定在固定支架(2)的上部，所述的移动导轮(22)位于固定支架(2)的垂直方向的滑轨中；所述的涨力监测机构包括：涨力监测机构安装板(26)，所述的涨力监测机构安装板(26)固定安装在固定支架(2)的上部；涨力监测机构安装板(26)上设置起导向作用的第二固定导轮(23)、第三固定导轮(24)，在第二固定导轮(23)和第三固定导轮(24)之间设置涨力传感器(25)；固定支架(2)的滑轨的上下两端装有光电开关。

2.根据权利要求1所述的硅钢片纵剪边料收卷装置，其特征在于，在三条竖向杆(9)的端部分别设置有六个锚栓固定孔(10)，在外侧的两条横向杆(8)上分别固定安装两条直线导轨(11)；机架底座(1)的长度方向上设置有标尺。

3.根据权利要求1所述的硅钢片纵剪边料收卷装置，其特征在于，所述的电动定尺收料盘(4)、电动可调收料盘(5)采用镜像对称及高度差的安装结构。

4.根据权利要求1所述的硅钢片纵剪边料收卷装置，其特征在于，所述的机架底座(1)、固定支架(2)、电动可移动支架(3)采用型材与钢板焊接制成。

5.根据权利要求1－4任一项所述的硅钢片纵剪边料收卷装置，其特征在于，所述的收卷装置设置有安全机构(7)；所述的安全机构(7)为位于收卷装置外侧的安全防护栏，并安装两组光电防护开关，安全机构(7)上设置急停按钮。

6.硅钢片纵剪边料收卷方法，其特征在于，应用如权利要求5所述的硅钢片纵剪边料收卷装置，包括以下步骤：

a.根据待收卷的硅钢片纵剪边料参数，设定收卷装置的初始参数，具体包括：待纵剪硅钢片的总宽度、硅钢片纵剪边料的宽度；

b.根据待纵剪硅钢片的总宽度调整电动可移动支架的位置，使电动可调收料盘的位置与硅钢片纵剪边料的出料位置对应；

根据硅钢片纵剪边料的宽度调整电动可调收料盘的宽度和涨力值；

c.根据硅钢片纵剪线的速度设置RV减速机的电机转速；

d.手动将边料的起头处固定到两个收料盘上，收卷装置开始自动收卷边料。

7.根据权利要求6所述的硅钢片纵剪边料收卷方法，其特征在于，收料盘接近满盘时设置声光报警功能，收料盘满盘时设置自动停机功能；

设置安全机构，预警和警示区域各设置一套道光电开关；收卷装置运行时，安全机构自动启动，分别执行声光报警和自动停机功能。

8.根据权利要求7所述的硅钢片纵剪边料收卷方法，其特征在于，设置数据远传功能，上传全套剪切线数据和收卷装置数据至公司互联网的数据平台数据库。

说明书

硅钢片纵剪边料收卷装置及收卷方法

技术领域

本发明属于变压器生产制造技术领域，具体涉及一种硅钢片纵剪边料收卷装置及收卷方法，用于将硅钢片纵剪设备两侧的边料回收利用，将边料收制成盘料。

背景技术

目前，硅钢片纵剪线设备在滚剪硅钢片的过程中，将宽度150～1250mm、厚度0.23～0.3mm的硅钢片料卷切成宽度不等的条料。为了保证条料的边缘毛刺及直线度满足要求，硅钢片料卷的一侧需要切下5mm宽的边料，另一侧由于排料规格不同会留有5～40mm的边料，这两种边料又称为硅钢片纵剪边料(余料)。

目前，硅钢片纵剪边料未经过任何处理直接散落在地面上，由于硅钢片裁切边非常锋利，容易对操作人员造成伤害，曾经发生过割断操作人员跟腱的安全事故。另外，硅钢片纵剪线的裁切速度非常快，速度在每分钟0～125m范围内，每裁切两卷硅钢片就需要清理一次地面，增加了现场操作工人的劳动强度，降低了生产效率。而且，由于自由状态的硅钢片纵剪边料较蓬松会占用大量的面积和体积，不方便储存及运输。

国外的硅钢片纵剪边料处理装置叫碎片机，是同步将硅钢片边料剪碎排入废料箱内，没有实现硅钢片纵剪边料的有效回收再利用。国内只有简易的硅钢片边料收卷机，既不能与裁剪设备同步，也不能收成卷料，只能收成杂乱的边料团，需要手工整理顺成盘料，质量差、成本高。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种针对硅钢片滚剪线产生的边料进行同步收卷的硅钢片纵剪边料收卷装置及收卷方法，可以将硅钢片纵剪设备两侧的边料同步收成卷，形成盘料，方便进行回收及集中处理，还可变废为宝，用于小型铁芯的生产制造中。本发明所采用的技术方案如下：

一种硅钢片纵剪边料收卷装置，包括：用于将收卷装置固定于地面的机架底座，所述的机架底座由三条横向杆与三条竖向杆焊接组成，所述的机架底座的一端设置固定支架，所述的固定支架上安装电动定尺收料盘，所述的电动定尺收料盘用于收卷硅钢片纵剪线设备一侧切下的固定宽度(5mm宽)的边料；在机架底座上设置电动可移动支架，所述的电动可移动支架在机架底座的长方向上相对固定支架移动，电动可移动支架上安装电动可调收料盘，所述的电动可调收料盘的收料宽度可调整、用于收卷硅钢片纵剪线设备另一侧切下的不定宽度(5～40mm)的边料；电动可移动支架、电动定尺收料盘、电动可调收料盘分别与PLC控制系统连接，所述的PLC控制系统用于控制电动可移动支架的移动距离、以及控制电动定尺收料盘和电动可调收料盘的收料速度。

将本发明的硅钢片纵剪边料收卷装置安装在硅钢片滚剪线切刀后面的输送平台的下部，卧式布局，不占用外部空间，和滚剪线无缝集成在一起，自动完成硅钢片纵剪边料的收卷工作。

一种硅钢片纵剪边料收卷方法，应用前述的硅钢片纵剪边料收卷装置，包括以下步骤：

a.根据待收卷的硅钢片纵剪边料参数，设定收卷装置的初始参数，具体包括：待纵剪硅钢片的总宽度、硅钢片纵剪边料的宽度；

b.根据待纵剪硅钢片的总宽度调整电动可移动支架的位置，使电动可调收料盘的位置与硅钢片纵剪边料的出料位置对应；

根据硅钢片纵剪边料的宽度调整电动可调收料盘的宽度和涨力值；

c.根据硅钢片纵剪线的速度设置RV减速机的电机转速；

d.手动将边料的起头处固定到两个收料盘上，收卷装置开始自动收卷边料。

本发明的有益效果：

(1)可实现与硅钢片纵剪设备无缝对接，将原作为废钢处理的边料自动收制成盘，方便进行回收及集中处理，用于小型变压器生产中，变废为宝，节能环保。

(2)收卷速度通过控制系统自动调节，与硅钢片纵剪设备运行速度匹配，不会硬性拉拽边料损伤主料。

(3)收料盘可快速拆装，使用安全方便。

(4)可满足24小时连续工作，收卷后，不易散饼，方便回收、不占用空间、并不会对操作人员造成危险。

(5)设置物联网卡，将收卷装置的数据定时发送到公司物联网平台，形成数据库用于大数据分析和管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些具体实施方式，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的属于本申请保护范围之内的附图。

图1是本发明实施例的收卷装置的主视图；

图2是本发明实施例的收卷装置的左视图；

图3是本发明实施例的收卷装置的俯视图；

图4是本发明实施例的机架底座的主视图；

图5是本发明实施例的电动定尺收料盘的主视图；

图6是本发明实施例的第一收料盘体的主视图；

图7是本发明实施例的第一收料盘体的立体组合图；

图8是本发明实施例的速度差缓冲机构与涨力监测机构的安装示意图；

图9是本发明实施例的电动定尺收料盘和电动可调收料盘安装示意图；

图10是本发明实施例的收卷方法的控制逻辑框图；

图中，1-机架底座，2-固定支架，3-电动可移动支架，4-电动定尺收料盘，5-电动可调收料盘，6-PLC控制系统，7-安全机构，8-横向杆，9-竖向杆，10-锚栓固定孔，11-直线导轨，12-第一收料盘体，13-右料盘，14-右料盘外螺纹盘，15-隔套，16-左料盘内螺纹套，17-锁紧螺母，18-左料盘，19-第一RV减速机，20-行走驱动电机，21-第一固定导轮，22-移动导轮，23-第二固定导轮，24-第三固定导轮，25-涨力传感器，26-涨力监测机构安装板，27-第一RV减速机安装孔及螺栓，28-行走驱动电机安装孔及螺栓。

具体实施方式

下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，是本发明实施例的收卷装置的主视图；如图2所示，是本发明实施例的收卷装置的左视图；如图3所示，是本发明实施例的收卷装置的俯视图。一种硅钢片纵剪边料收卷装置，包括：用于将收卷装置固定于地面的机架底座1，所述的机架底座1安装在硅钢片滚剪线切刀后面的输送平台的下部，机架底座1的长度方向上设置有标尺。

如图4所示，是本发明实施例的机架底座的主视图。所述的机架底座1是整个收卷装置放置于地面的基础框架，机架底座1是由三条横向杆8与三条竖向杆9焊接组成的框架结构，在三条竖向杆9的端部分别设置有六个锚栓固定孔10，用六根化学锚栓穿过锚栓固定孔10将机架底座1整体固定在地面上，使得收卷装置在工作过程中整体保持牢固稳定。在外侧的两条横向杆8上分别固定安装两条直线导轨11，电动可移动支架3安装在直线导轨11上，通过安装在机架底座1一端的行走驱动电机20实现电动可移动支架3在直线导轨11上行走移动。

所述的机架底座1的一端通过焊接方式设置固定支架2，所述的固定支架2上安装电动定尺收料盘4，所述的电动定尺收料盘4用于收卷硅钢片纵剪线设备一侧切下的5mm宽的边料。所述的电动定尺收料盘4包括：第一RV减速机19、第一收料盘体12，所述的第一RV减速机19通过伺服电机的转动、驱动第一收料盘体12转动，将硅钢片纵剪边料盘绕收卷。如图5所示，是本发明实施例的电动定尺收料盘的主视图。电动定尺收料盘4用螺栓固定到固定支架2的输出轴上，满料后，可以拆开螺母将电动定尺收料盘4整体取下。因为电动定尺收料盘4收卷的边料宽度一般固定不变为5mm，所以两轮盘(右料盘13和左料盘18)之间的间距为定值5mm，所以叫定尺收料盘。固定支架2固定在硅钢片滚剪线内侧边料的出料端，与边料出料位置对齐，不会斜拉斜拽边料，不会造成产品毛刺或波浪度超标。

如图6所示，是本发明实施例的第一收料盘体的主视图；如图7所示，是本发明实施例的第一收料盘体的立体组合图。所述的第一收料盘体12，由右料盘13和左料盘18组合而成。在右料盘13的左侧面固定设置右料盘外螺纹盘14，在左料盘18的右侧面固定设置左料盘内螺纹套16，在右料盘外螺纹盘14与左料盘内螺纹套16之间设置隔套15，使得右料盘13与左料盘18之间的距离略大于5mm、正好可以收卷5mm的边料，在左料盘18的左侧面通过锁紧螺母17锁紧、将右料盘13和左料盘18组合成一体的第一收料盘体12。对硅钢片纵剪边料收卷时，将边料头反转插入隔套15的间隙内，第一收料盘体12转动，就可以将边料整齐地卷绕在第一收料盘体12上。

在机架底座1上设置电动可移动支架3，所述的电动可移动支架3在机架底座1的长方向上相对固定支架2移动、配合满足不同硅钢片的宽度要求，电动可移动支架3上安装电动可调收料盘5，所述的电动可调收料盘5的收料宽度可调整、用于收卷硅钢片纵剪线设备另一侧切下的5～40mm的边料。所述的电动可调收料盘5包括：第二RV减速机、第二收料盘体，所述的第二RV减速机驱动第二收料盘体转动，将硅钢片纵剪边料盘绕收卷。所述的第二收料盘体与第一收料盘体12结构相同，只是第二收料盘体在组合过程中，需要根据硅钢片边料的不同宽度选择不同规格的隔套15进行组合，以满足收卷硅钢片纵剪线设备另一侧切下的5～40mm边料的不同宽度的具体要求。

将第一RV减速机19和第二RV减速机两台减速机反向相对布置，即：第一RV减速机19位于固定支架2的右侧、第二RV减速机位于电动可移动支架3的左侧，使收卷装置的结构更加紧凑，加大了操作空间。同时，将第一RV减速机19和第二RV减速机置于收卷装置的内侧，即操作者不易接触到的位置，安全性更好。

电动可移动支架3通过轴向移动以达到调整电动定尺收料盘4、电动可调收料盘5两收料盘间距的目的，配合硅钢片裁剪线原料卷外侧边料出料位置的变化。机架底座1上的标尺可显示间距值，定位精准，固定牢固，不会斜拉斜拽边料，造成产品毛刺及波浪度超标。

作为优选的实施例，为了保证硅钢片纵剪边料收卷装置的收卷速度与硅钢片纵剪线的裁切速度更好地配合，以及边料收卷时保持适当的涨紧力，在固定支架2和电动可移动支架3上分别设置速度差缓冲机构与涨力监测机构。如图8所示，是本发明实施例的速度差缓冲机构与涨力监测机构在固定支架2上的安装示意图。

所述的速度差缓冲机构包括：第一固定导轮21、移动导轮22，所述的第一固定导轮21固定在固定支架2的上部，所述的移动导轮22位于固定支架2的垂直方向的滑轨中，第一固定导轮21和移动导轮22在固定支架2上保持一定的距离。边料通过第一固定导轮21和移动导轮22之后再进入电动定尺收料盘4内，移动导轮22在自重重力作用下在滑轨中上下移动，带动边料的长度改变、以实现硅钢片剪切生产线与边料收卷装置之间的速度差缓冲。固定支架2的滑轨的上下两端装有光电开关，以控制移动导轮22的最大移动范围、满足边料速度差缓冲的需要。

所述的涨力监测机构包括：涨力监测机构安装板26，所述的涨力监测机构安装板26固定安装在固定支架2的上部。涨力监测机构安装板26上设置起导向作用的第二固定导轮23、第三固定导轮24，在第二固定导轮23和第三固定导轮24之间设置涨力传感器25。涨力传感器25将硅钢片边料的拉紧力信号随时传送到PLC控制系统6，PLC控制系统6则根据拉紧力信号随时调整电动定尺收料盘4的转速，以确保收卷速度与生产线剪切速度同步，保证边料不会被拉断且边料收卷紧密结实。

第一RV减速机19通过第一RV减速机安装孔及螺栓27固定安装在固定支架2的中部，行走驱动电机20通过行走驱动电机安装孔及螺栓28固定安装在固定支架2的下部。硅钢片边料从硅钢片纵剪设备剪下之后，依次经过第一固定导轮21、移动导轮22、第二固定导轮23、涨力传感器25、第三固定导轮24，进入电动定尺收料盘4整齐地收卷起来。

在电动可移动支架3上所设置的速度差缓冲机构与涨力监测机构，其结构和原理与前述相同，在此不再赘述。

作为优选的实施例，为了保证较窄硅钢片裁剪时电动定尺收料盘4、电动可调收料盘5能够互相嵌入而不发生干涉，二者之间设置了镜像对称及高度差安装结构，如图9所示，是本发明实施例的电动定尺收料盘和电动可调收料盘安装示意图。

电动可移动支架3、电动定尺收料盘4、电动可调收料盘5分别与PLC控制系统6连接，所述的PLC控制系统6用于控制电动可移动支架3的移动距离、以及控制电动定尺收料盘4和电动可调收料盘5的收料速度。所述的PLC控制系统6只是进行简单的速度与距离控制，其控制方法均为现有技术，在此不再赘述。

本发明实施例中，所述的机架底座1、固定支架2、电动可移动支架3是整个装置的刚性架体，经过机械加工、采用型材与钢板焊接制成，焊接后处理消除内应力，使其结构强度高不易变形。

作为优选的实施例，为了保证现场工作人员的安全，所述的收卷装置设置有安全机构7，所述的安全机构7为位于收卷装置外侧的安全防护栏，并安装两组光电防护开关，一旦有人误入收卷装置工作区域，启动声光报警提示、自动停机。同时，安全机构7上设置急停按钮，可一击停机。

当电动定尺收料盘4和电动可调收料盘5上的边料接近满盘时，PLC控制系统发出报警，并且自动停机。

作为优选的实施例，本发明的一种硅钢片纵剪边料收卷装置的技术参数如下：

硅钢片滚剪线裁切速度：0～125m/min；

硅钢片边丝料材质：硅钢片；

边丝料宽度范围：2.5～40mm；

硅钢片厚度：0.23～0.3mm；

原料卷宽度范围：150～1250mm；

原料卷直径范围：内径510mm，外径1010mm；

收料盘转速：0～150m/min和生产线剪切速度随动；

收料盘间距：150～1250mm可调；

收料盘宽度：2.5～40mm可调；

收料盘内外径：内径80mm，外径880mm；

边料缓冲长度：200～2000mm自动调节；

卷料涨紧力：5～50kg可调；

PLC控制系统：触摸屏控制操作，与生产线剪切联动；

功率：0.75*2＝1.5kW；

许用空间：1060(局部可加100)*1350*1125mm(长*宽*高)；

外形尺寸：1100mm*1350mm*1120mm。

如图10所示，是本发明实施例的收卷方法的控制逻辑框图。一种硅钢片纵剪边料收卷方法，应用前述的硅钢片纵剪边料收卷装置，包括以下步骤：

a.根据待收卷的硅钢片纵剪边料参数，设定收卷装置的初始参数；具体包括：待纵剪硅钢片的总宽度、硅钢片纵剪边料的宽度。

b.根据待纵剪硅钢片的总宽度调整电动可移动支架的位置，使电动可调收料盘的位置与硅钢片纵剪边料的出料位置对应，不会斜拉斜拽边料，造成产品毛刺及波浪度超标；

根据硅钢片纵剪边料的宽度调整电动可调收料盘的宽度和涨力值，边料所需卷取涨力值随边料的宽度变化以免拉断边料。边料所需卷取涨力值与边料宽度的对照表预先存储在PLC控制系统中，操作者可在触摸屏上设置和选取，实时数值显示在屏幕上。

c.根据硅钢片纵剪线的速度设置RV减速机的电机转速，保证收料速度与剪切线同步，确保收料不破坏剪切线正常运行及不对主料有损伤。

固定支架和电动可移动支架上的RV减速机的电机独立运行，可分别进行转速调节。

d.手动将边料的起头处固定到两个收料盘上，收卷装置开始自动收卷边料。收料盘接近满盘时设置有声光报警，提示操作者换盘；收料盘满盘时设置有自动停机功能。

作为优选的实施例，本收卷方法中设置安全机构，预警和警示区域各设置一套道光电开关。收卷装置运行时，安全机构自动启动，分别执行声光报警和自动停机功能。

作为优选的实施例，本收卷方法中设置数据远传功能，上传全套剪切线数据和收卷装置数据至公司互联网的数据平台数据库。数据平台数据库可用于大数据分析，进一步完善收卷方法与控制步骤。

作为优选的实施例，本收卷方法中设置手动和自动两种模式来实现收卷装置的控制。

最后需要说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。