本发明涉及金属带材料的卷紧、卷绕或开卷领域，具体为一种内圈带折头钢卷自动上卷装置及其使用方法。一种内圈带折头钢卷自动上卷装置，包括开卷机(1)，其特征是：还包括齿轮马达(2)、激光测距仪(3)、激光探头(4)和套筒(5)，套筒(5)一个端面的侧壁上开有凹槽，套筒(5)套设在卷筒(12)外；步进电机(11)、齿轮马达(2)、激光测距仪(3)和激光探头(4)都通过信号线连接控制器(6)。一种内圈带折头钢卷自动上卷装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：a. 轴线对齐；b. 测量折头；c. 对齐折头；d. 开卷。本发明自动化程度高，生产率高，适用范围广。
1.一种内圈带折头钢卷自动上卷装置，包括开卷机(1)，开卷机(1)由步进电机(11)驱动，开卷机(1)的转轴上固定有卷筒(12)，卷筒(12)和开卷机(1)转轴这两者的中心轴线互相重合，其特征是：还包括齿轮马达(2)、激光测距仪(3)、激光探头(4)和套筒(5)，齿轮马达(2)的转轴通过传动机构连接激光测距仪(3)，激光测距仪(3)设于卷筒(12)的一侧；
激光探头(4)和套筒(5)都至少有2个，各个激光探头(4)依次设于卷筒(12)端面所在平面的径向上，套筒(5)一个端面的侧壁上开有凹槽，套筒(5)套设在卷筒(12)外，卷筒(12)、开卷机(1)转轴和套筒(5)这三者的中心轴线互相重合，步进电机(11)、齿轮马达(2)、激光测距仪(3)和激光探头(4)都通过信号线连接控制器(6)。
2.如权利要求1所述的内圈带折头钢卷自动上卷装置，其特征是：控制器(6)选用可编程控制器。
3.如权利要求1或2所述的内圈带折头钢卷自动上卷装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
a. 轴线对齐：在卷筒(12)外套上套筒(5)，套筒(5)的外径和钢卷(10)的内径相匹配，使固定在小车上的钢卷(10)的中心轴线和卷筒(12)的中心轴线重合，使激光测距仪(3)发射的激光从钢卷(10)内孔的孔壁上沿通过；
b. 测量折头：齿轮马达(2)驱动激光测距仪(3)围绕卷筒(12)的中心轴线旋转一周，在旋转过程中，钢卷(10)内孔中无折头处让激光通过，而钢卷(10)内孔中有折头处阻挡激光的通过，根据激光的通过与否检测出卷筒(12)内孔中的折头位置，齿轮马达(2)内的编码器记录下激光测距仪(3)的初始位置和激光被阻挡位置并输入控制器(6)；
选用至开卷机(1)转轴的中心轴线之间的距离和钢卷(10)内径相匹配的激光探头(4)，用激光探头(4)测出套筒(5)凹槽的初始位置并输入控制器(6)；
c. 对齐折头：控制器(6)根据激光测距仪(3)的初始位置、钢卷(10)内孔中的折头位置和套筒(5)凹槽的初始位置，计算出套筒(5)凹槽和钢卷(10)内孔折头之间的角度差值，控制器(6)根据角度差值控制步进电机(11)驱动开卷机(1)，使卷筒(12)转过相应的角度，从而使套筒(5)凹槽和钢卷(10)内孔折头互相对齐；
d. 开卷：驱动载运钢卷(10)的小车向卷筒(12)方向移动，使钢卷(10)内孔的折头插入套筒(5)凹槽内，随后开卷机(1)实施开卷作业。
内圈带折头钢卷自动上卷装置及其使用方法
技术领域
[0001] 本发明涉及金属带材料的卷紧、卷绕或开卷领域，具体为一种内圈带折头钢卷自动上卷装置及其使用方法。
背景技术
[0002] 目前冷轧带钢处理线入口一般采用半自动化上卷系统，即顺序控制加人工确认，对开卷机进行上卷，设备及其控制系统所适应的原料钢卷内径变化范围较窄，一般≤102mm，而且要求原料钢卷内圈无折头或小折头，随着市场竞争的加剧和客户要求的增加，原料钢卷的多样化，不但内径范围较以前更宽，如需要同时满足Φ610mm～Φ760mm，内径差达到150mm，并且内圈还带有不同长度的折头，而且折头尺寸较大，从而造成开卷机上卷异常困难，甚至无法上卷和产生事故，仅凭开卷机卷筒结构设计难以解决。另外，为实现带钢处理线生产效率的提高，需要逐步实现无人化操作，即通过自动化设备系统替代原先人工确认的工序环节。
发明内容
[0003] 为了克服现有技术的缺陷，提供一种自动化程度高、适用范围广的开卷设备，本发明公开了一种内圈带折头钢卷自动上卷装置及其使用方法。
[0004] 本发明通过如下技术方案达到发明目的：
[0005] 一种内圈带折头钢卷自动上卷装置，包括开卷机，开卷机由步进电机驱动，开卷机的转轴上固定有卷筒，卷筒和开卷机转轴这两者的中心轴线互相重合，其特征是：还包括齿轮马达、激光测距仪、激光探头和套筒，
[0006] 齿轮马达的转轴通过传动机构连接激光测距仪，激光测距仪设于卷筒的一侧；
[0007] 激光探头和套筒都至少有2个，各个激光探头依次设于卷筒端面所在平面的径向上，各个激光探头至开卷机转轴的中心轴线之间的距离和各个钢卷的内径相匹配，套筒一个端面的侧壁上开有凹槽，套筒套设在卷筒外，各个套筒的外径和各个钢卷的内径相匹配，卷筒、开卷机转轴和套筒这三者的中心轴线互相重合，步进电机、齿轮马达、激光测距仪和激光探头都通过信号线连接控制器。
[0008] 所述的内圈带折头钢卷自动上卷装置，其特征是：控制器选用可编程控制器。
[0009] 所述的内圈带折头钢卷自动上卷装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
[0010] a. 轴线对齐：在卷筒外套上套筒，套筒的外径和钢卷的内径相匹配，使固定在小车上的钢卷的中心轴线和卷筒的中心轴线重合，使激光测距仪发射的激光从钢卷内孔的孔壁上沿通过；
[0011] b. 测量折头：齿轮马达驱动激光测距仪围绕卷筒的中心轴线旋转一周，在旋转过程中，钢卷内孔中无折头处让激光通过，而钢卷内孔中有折头处阻挡激光的通过，根据激光的通过与否检测出卷筒内孔中的折头位置，齿轮马达内的编码器记录下激光测距仪的初始位置和激光被阻挡位置并输入控制器；
[0012] 选用至开卷机转轴的中心轴线之间的距离和钢卷内径相匹配的激光探头，用激光探头测出套筒凹槽的初始位置并输入控制器；
[0013] c. 对齐折头：控制器根据激光测距仪的初始位置、钢卷内孔中的折头位置和套筒凹槽的初始位置，计算出套筒凹槽和钢卷内孔折头之间的角度差值，控制器根据角度差值控制步进电机驱动开卷机，使卷筒转过相应的角度，从而使套筒凹槽和钢卷内孔折头互相对齐；
[0014] d. 开卷：驱动载运钢卷的小车向卷筒方向移动，使钢卷内孔的折头插入套筒凹槽内，随后开卷机实施开卷作业。
[0015] 本发明通过使用对应的套筒，通过激光测距仪和激光探头的测量以和不同内径产品的配合，从而实现自动上卷，从根本上解决了无法通过改进开卷机卷筒结构来满足带大折头钢卷自动上料问题。本发明可以实现带钢处理线全自动上料，无论钢卷内圈的折头大小都可自动化作业而无需人工确认。
[0016] 本发明的有益效果是：自动化程度高，生产率高，适用范围广，可产生较好的经济效益。
附图说明
[0017] 图1是本发明的俯视图；
[0018] 图2是图1的Z向视图；
[0019] 图3是图2中X部位的局部放大图；
[0020] 图4是图1中Y部位的局部放大图；
[0021] 图5是图1中的A-A向剖视图；
[0022] 图6是本发明中步进电机、齿轮马达、激光测距仪、激光探头和控制器的连接示意图。
具体实施方式
[0023] 以下通过具体实施例进一步说明本发明。
[0024] 实施例1
[0025] 一种内圈带折头钢卷自动上卷装置，包括开卷机1、齿轮马达2、激光测距仪3、激光探头4和套筒5，如图1～图6所示，具体结构是：
[0026] 开卷机1由步进电机11驱动，开卷机1的转轴上固定有卷筒12；
[0027] 齿轮马达2的转轴通过传动机构连接激光测距仪3，激光测距仪3设于卷筒12的一侧；
[0028] 激光探头4和套筒5都至少有2个，各个激光探头4依次设于卷筒12端面所在平面的径向上，各个激光探头4至开卷机1转轴的中心轴线之间的距离和各个钢卷的内径相匹配，套筒5一个端面的侧壁上开有凹槽，套筒5套设在卷筒12外，各个套筒5的外径和各个钢卷的内径相匹配，卷筒12、开卷机1转轴和套筒5这三者的中心轴线互相重合，步进电机11、齿轮马达2、激光测距仪3和激光探头4都通过信号线连接控制器6，本实施例中，控制器6选用德国西门子公司出品的6ES7 416-2 XN05-0AB0型可编程控制器。
[0029] 本实施例使用时，按如下步骤依次实施：
[0030] a. 轴线对齐：在卷筒12外套上套筒5，套筒5的外径和钢卷10的内径相匹配，使固定在小车上的钢卷10的中心轴线和卷筒12的中心轴线重合，使激光测距仪3发射的激光从钢卷10内孔的孔壁上沿通过；
[0031] b. 测量折头：齿轮马达2驱动激光测距仪3围绕卷筒12的中心轴线旋转一周，在旋转过程中，钢卷10内孔中无折头处让激光通过，而钢卷10内孔中有折头处阻挡激光的通过，根据激光的通过与否检测出卷筒12内孔中的折头位置，齿轮马达2内的编码器记录下激光测距仪3的初始位置和激光被阻挡位置并输入控制器6；
[0032] 选用至开卷机1转轴的中心轴线之间的距离和钢卷10内径相匹配的激光探头4，用激光探头4测出套筒5凹槽的初始位置并输入控制器6；
[0033] c. 对齐折头：控制器6根据激光测距仪3的初始位置、钢卷10内孔中的折头位置和套筒5凹槽的初始位置，计算出套筒5凹槽和钢卷10内孔折头之间的角度差值，控制器6根据角度差值控制步进电机11驱动开卷机1，使卷筒12转过相应的角度，从而使套筒5凹槽和钢卷10内孔折头互相对齐；
[0034] d. 开卷：驱动载运钢卷10的小车向卷筒12方向移动，使钢卷10内孔的折头插入套筒5凹槽内，随后开卷机1实施开卷作业。
