CN102179456B - 复合型材构件的嵌套合抱装置及其嵌套复合方法 - Google Patents

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Abstract

一种复合型材构件的嵌套合抱装置，其特征在于包括有：设置于地面上的嵌套床身；嵌套底座，设置于嵌套床身上并能相对水平滑移；旋转定位装置，包括有相对于嵌套底座水平滑移的车座，车座连接有第一气缸并设置有两固定支架，固定支架内设置有旋转器，旋转器开设有和型材的形状大小相适配的方孔，旋转器在端面上还设置有夹具，夹具包括有导轨和夹头，述导轨固定于旋转器端面上，夹头能沿导轨滑移并与切断后的型材相紧抵。本发明采用嵌套合抱装置来实现两个单独第一构件和第二构件的自动嵌套合抱，实现了复合型材构件的自动化嵌套合抱，大大提高了复合型材的嵌套合抱工作效率，避免嵌套合抱后的复合型材构件变形。

Description

复合型材构件的嵌套合抱装置及其嵌套复合方法
技术领域
本发明涉及一种用于复合型材构件成型的嵌套合抱装置及其嵌套复合方法。
背景技术
标准型材由于形式简单、结构单一，而使用过程中的切割钻孔等工序又往往需要人工划线放样，因此加工速度慢，材料利用率低，而且孔槽的尺寸几何精度与形位公差也难以保证。
为了减少生产过程中的原材料等资源消耗，降低生产成本，本人在先申请的专利号为ZL201020191781.4的中国实用新型专利《嵌套式复合型材构件》公开了这样一种型材，该型材采用由第一构件和第二构件组成的嵌套式复合结构，所谓嵌套式复合是指：第一构件旋转180度后和第二构件相互交错合抱成一柱体，其中，第一构件和第二构件分别为形状与尺寸相同的等断面长条形构件。类似的嵌套式复合构件结构还可以参见本人在先申请的专利号为ZL201020191801.8的中国实用新型《一种嵌套式型材构件》和专利号为ZL201020191783.3的中国实用新型《一种嵌套式工字型立柱》。
但是，针对上述专利结构的复合型材构件，现有技术中通常是将两个单独的第一构件和第二构件进行人工嵌套式复合，人工嵌套复合不仅工作效率低、加工速度慢，而且尺寸几何精度与形位公差难以调节，无法实现自动化流水线生产，从而造成材料利用率与成品率低。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种确保生产线能够连续不间断地工作，并且，能显著提高工作效率和保证前后工序连贯性的用于复合型材构件的嵌套合抱装置。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种采用上述嵌套合抱装置实现的嵌套复合方法。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种复合型材构件的嵌套合抱装置，其特征在于，包括有：
嵌套床身，固定设置于所述地面上；
嵌套底座，设置于所述嵌套床身上并能相对于该嵌套床身水平滑移；
旋转定位装置，包括有设置于所述嵌套底座上并能相对于该嵌套底座水平滑移的车座，所述车座连接有能驱动该旋转定位装置沿所述嵌套底座滑移的第一气缸，该车座上固定有间隔且相对而设的两固定支架，所述的固定支架内设置有沿长度方向贯穿且能相对该支架旋转的旋转器，所述旋转器开设有和所述型材的形状大小相适配的方孔，所述旋转器在端面上还设置有多个沿所述方孔的周边布置的夹具，所述夹具包括有导轨和夹头，所述导轨固定设置于所述旋转器端面上，所述夹头能沿所述导轨滑移并与切断后的所述型材相紧抵。于是，夹具能够顶紧由切割装置切断后获得第一构件，保证第一构件和第二构件之间的可靠合抱。
为了确保第一构件在180度范围内旋转，防止旋转不到位或转过头导致无法实现嵌套合抱，作为优选，所述旋转器沿圆周面开设有间隔设置的齿槽，所述旋转器在相对而设呈180度方向的两侧相应齿槽内插设有限定该旋转器旋转方位的定位插销。当旋转器旋转180度后，旋转器两侧相对应的定位槽内分别插入定位销，能够限定旋转器相对于固定支架的旋转位置，防止旋转器相对于固定支架支架定位的偏移，保证嵌套合抱的准确性和可靠性。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种复合型材构件的嵌套复合方法，其特征在于，该嵌套复合方法包括有以下步骤：
a、经截面成型后获得的型材送入所述嵌套合抱装置的旋转定位装置中，当该型材碰到第一检测控制触点时，设置于切割工序上的切割装置随所述型材同步移动，并切断该型材而获得嵌套复合用的第一构件；
b、所述旋转定位装置沿所述嵌套合抱装置中的嵌套底座快速移动，并与后面输送中的型材之间留出所需的间隔距离；
c、当所述第一构件随所述旋转定位装置移动并碰到第二检测控制触点时，所述旋转定位装置驱动所述第一构件旋转180度定位，同时，所述切割装置和所述旋转定位装置复位；
d、所述旋转定位装置复位过程中，后面输送中的型材进入到所述旋转定位装置中并与所述第一构件中实现嵌套合抱；
e、当后面输送中的型材再一次碰到所述第一检测控制触点时，所述切割装置再一次随该型材同步移动，并再次切断该型材而获得嵌套复合用的第二构件，此时，继续输送中的型材顶住所述第二构件使得所述第二构件继续和所述第一构件进行嵌套合抱；
f、在所述第一构件和第二构件完全嵌套合抱完毕后，该第一构件和第二构件形成复合一体件，继续输送中的型材顶着将该复合一体件向下一个工序输送；当继续输送中的型材再次碰到所述第一检测控制触点时，回到步骤a，继续下一次的嵌套合抱过程。
为了实现切割装置和嵌套合抱装置的联动，同时保证切割和嵌套合抱两个工序的连贯性，作为进一步优选，所述切割装置包括有切割底座，设置于所述嵌套床身上并能相对于该床身水平滑移，所述切割底座和嵌套底座固定相连，该切割底座上连接有驱动该切割底座沿所述嵌套床身滑移的第二气缸；刀模，固定设置于所述切割底座上；其中，所述嵌套底座沿长度方向设置有控制刀模切割的切割挡块和控制所述旋转定位装置转动的定位挡块，所述嵌套床身在位于所述切割底座的一侧设置有限制该切割底座移动的复位挡块。由于切割底座和嵌套底座之间是固定连接的，当切割装置复位时，嵌套底座同时复位，保证第二构件和第一构件的定位基准和切割长度都相同。
为了避免挡块和金属带材发生干涉，使得金属带材和构件均能够顺利的沿着生产线输送，作为进一步优选，所述切割挡块和定位挡块分别为可上下伸缩的挡块。其中，切割挡块和定位挡块既用来检测金属带材或切割后构件在生产线上的位置，又用于控制刀模和旋转器的动作，所述切割挡块和定位挡块可以分别由气缸控制实现伸缩，当需要检测金属带材或切割后构件的位置时，可以通过气缸活塞杆将挡块向上顶出；当已经检测到金属带材或切割后构件的位置时，可以通过气缸活塞杆将挡块向下缩进。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用嵌套合抱装置来实现两个单独第一构件和第二构件的自动嵌套合抱，实现了复合型材构件的自动化嵌套合抱，和人工嵌套合抱相比，大大地提高了复合型材的嵌套合抱工作效率；而且，采用机械化结构的嵌套合抱装置还能够提高嵌套合抱的质量，避免嵌套合抱后的复合型材构件变形；另外，在嵌套合抱装置中设置有夹具，该夹具能够顶紧嵌套式复合型材构件，保证第一构件和第二构件之间的可靠合抱，保证嵌套合抱的强度和质量。
附图说明
图1为本发明实施例的嵌套合抱装置的结构示意简图(连接有切割装置)。
图2为图1所示嵌套合抱装置的轴向结构示意简图。
图3为图1所示嵌套合抱装置的A-A向结构示意简图。
图4为图3所示嵌套合抱装置的传动结构示意简图
图5为用于嵌套式复合型材构件生产的完整设备流水线结构示意简图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1～图4所示，为本实施例的嵌套合抱装置和切割装置结构示意图，该嵌套合抱装置6包括有
嵌套床身61，固定设置于地面9上；
嵌套底座62，设置于嵌套床身61上并能相对于该嵌套床身61水平滑移；
旋转定位装置，包括有设置于嵌套底座62上并能相对于该嵌套底座62水平滑移的车座63，车座63连接有能驱动该旋转定位装置沿所述嵌套底座62滑移的第一气缸T1，该车座63上固定有间隔且相对而设的两固定支架64，固定支架64内设置有沿长度方向贯穿且能相对该支架旋转的旋转器65；
其中，旋转器65沿圆周面开设有间隔设置的齿槽651，当旋转器65旋转180度后，旋转器65在相对而设呈180度方向的两侧相应齿槽651内分别插设有定位销子68，定位销子68能够限定旋转器65相对于固定支架64的旋转方位，使得旋转器65旋转180度后能够定位，保证嵌套合抱的准确性和可靠性；旋转器65沿轴向开设有和型材B的形状大小相适配的方孔652，旋转器65在端面上还设置有多个沿方孔652的周边布置的夹具，夹具包括有导轨66和夹头67，导轨66固定设置于述旋转器65端面上，夹头67能沿导轨66滑移并与切断后的型材B(即第一构件)相紧抵，通过调节夹头67沿导轨66的相对位置，使得旋转器65能够适应不同几何形状和尺寸的型材构件的夹持。
切割装置5包括有切割底座51，设置于嵌套床身上并能相对于嵌套床身61水平滑移，切割底座51和嵌套底座62固定相连，该切割底座51上连接有驱动该切割底座51沿嵌套床身滑移的第二气缸T2；
刀模52，固定设置于切割底座51上；
并且，嵌套底座62沿长度方向设置有控制刀模52切割的切割挡块621和控制所述旋转定位装置转动的定位挡块622，嵌套床身61在位于所述切割底座51的一侧设置有限制该切割底座51移动的复位挡块611。由于切割底座51和嵌套底座62之间是固定连接的，当切割装置5复位时，嵌套底座62同时复位，保证第二构件和第一构件的定位基准和切割长度都相同。
切割挡块621和定位挡块622分别为可上下伸缩的挡块，其中，切割挡块621和第三气缸T3的活塞杆相连，定位挡块622和第四气缸T4的活塞杆相连。切割挡块621和定位挡块622都是为了检测金属带材A或切割后构件在生产线上的位置，当需要检测金属带材A或切割后构件的位置时，可以通过气缸活塞杆将挡块向上顶出；当已经检测到金属带材A或切割后构件的位置时，可以通过气缸活塞杆将挡块向下缩进。
本实施例的切割装置5切断型材B形成第一构件和第二构件，第一构件和第二构件通过嵌套合抱装置自动嵌套合抱为一体，该自动嵌套合抱过程具体包括如下步骤：
a、型材B沿生产线方向自动输送，当该型材B碰到所述切割挡块621时，所述切割装置5随型材B移动，并切断该型材B而获得所述第一构件；
b、第一气缸T1驱动所述旋转定位装置沿所述嵌套底座62快速移动，并与后面输送中的型材B之间留出一定的间隔距离；
c、当第一构件随所述旋转定位装置移动并碰到所述定位挡块622时，所述旋转定位装置驱动所述第一构件旋转180度定位，同时，所述切割装置5在所述第二气缸的驱动下复位，所述旋转定位装置在所述第一气缸T1作用下复位；
d、所述旋转定位装置复位过程中，后面输送中的型材B进入夹持定位在所述旋转定位装置中的第一构件中实现嵌套合抱；
e、当后面输送中的型材B再一次碰到所述切割挡块621时，所述切割装置随型材B移动，并再次切断该型材B而获得所述第二构件，此时，后面输送中的所述型材B顶住所述第二构件使得所述第二构件继续和所述第一构件进行嵌套合抱；
f、在所述第一构件和第二构件完全嵌套合抱完毕后，该第一构件和第二构件形成一复合一体件C，后面输送中的型材B顶着将该复合一体件C向下一个工序输送；当后面输送中的型材B再次碰到所述切割挡块621时，回到步骤a，继续下一次的嵌套合抱过程。
如图5所示，为应用有本实施例嵌套合抱装置的嵌套式复合型材构件的流水线制造设备，该制造设备为一多工序连续生产的自动化流水线，加工原料为一送入送料器的连续金属带材A，该金属带材A能够沿流水线向下一个工序自动输送，嵌套式复合型材构件的制造设备按生产线工序的先后次序依次包括有：
型材平整机1，用于平整送入生产线的金属带材A。
第一辊压模具组2，固定设置于地面上，该第一辊压模具组2包括有多个用于辊压成型嵌套式复合型材构件所需加强筋的第一辊轮组；
冲孔装置3，包括有固定设置于地面9上的冲孔床身31、能沿该冲孔床身31水平滑移的冲孔机32、固定设置在冲孔床身31上并能驱动冲孔机32沿该冲孔床身31滑移的第五气缸T5以及压紧装置8；其中，压紧装置8包括有压板81、驱动压板81动作的压紧油缸83和带动压板81沿冲孔床身31水平滑移的压紧底座84，压紧底座84和冲孔机32固定连接，第五气缸T5的活塞杆和压紧底座84固定连接，压板81的底部还设置有能穿入金属带材A的成型冲孔中的定位销82；在冲孔过程中，冲孔机32能够随着金属带材A一起移动，当前面金属带材A的冲孔完毕后，压板81上的定位销82能够插入冲完的通孔中进行定位，冲孔机32则在第五气缸T5作用下复位。
第二辊压模具组4，固定设置于地面9上，该第二辊压模具组包括有多个用于辊压成型嵌套式复合型材构件所需横截面形状(包括有横边、竖边、内嵌折边、外包折边和弯折部等)的第二辊轮组。
切割装置5，用于切断型材B并形成第一构件和第二构件。
嵌套合抱装置6，用于将所述第一构件旋转180定位并和所述第二构件交错合抱成嵌套式复合型材构件。
第三辊压模具组7，固定设置于地面9，该第三辊压模具组7包括有用于辊压成型嵌套式复合型材构件所需紧固折边的第三辊轮组。
于是，上述复合型材构件的制造方法包括有如下工艺步骤：
(1)、平整工序，首先把金属带材A送入型材平整机1进行平整，并且，该金属带材A沿生产线自动向后一工序方向输送。
(2)、加强筋成型工序，述金属带材A接着送入第一辊压模具组，并经该第一辊压模具组辊压成型所需的加强筋。
(3)、冲孔工序，金属带材A送入冲孔装置3冲制通孔。
(4)、截面成型工序，所述金属带材A继续送入第二辊压模具组，所述金属带材A经该第二辊压模具组辊压成型后形成具有所需横截面形状的型材B；
(5)、嵌套合抱工序，将由切割装置5切断型材B而形成的第一构件和第二构件自动嵌套合抱为复合一体件C：
(6)、紧贴工序，复合一体件C送入第三辊压模具组7，该第三辊压模具组7将所述第一构件、第二构件的外包折边相咬合紧贴，使得复合一体件C形成最终产品——嵌套式复合型材构件D，然后脱离生产线。

Claims (5)

1.一种复合型材构件的嵌套合抱装置，其特征在于，包括有：
嵌套床身(61)，固定设置于地面(9)上；
嵌套底座(62)，设置于所述嵌套床身(61)上并能相对于该嵌套床身(61)水平滑移；
旋转定位装置，包括有设置于所述嵌套底座(62)上并能相对于该嵌套底座(62)水平滑移的车座(63)，所述车座(63)连接有能驱动该旋转定位装置沿所述嵌套底座(62)滑移的第一气缸(T1)，该车座(63)上固定有间隔且相对而设的两固定支架(64)，所述的固定支架(64)内设置有沿长度方向贯穿且能相对该支架旋转的旋转器(65)，所述旋转器(65)上开设有和所述型材(B)的形状大小相适配的方孔(652)，所述旋转器(65)在端面上还设置有多个沿所述方孔(652)的周边布置的夹具，所述夹具包括有导轨和夹头，所述导轨固定设置于所述旋转器(65)端面上，所述夹头能沿所述导轨滑移并与切断后的所述型材(B)相紧抵。
2.根据权利要求1所述的复合型材构件的嵌套合抱装置，其特征在于，所述旋转器(65)沿圆周面开设有间隔设置的齿槽(651)，所述旋转器(65)在相对而设呈180度方向的两侧相应齿槽(651)内插设有限定该旋转器(65)旋转方位的定位插销(68)。
3.一种采用如权利要求1或2所述的嵌套合抱装置实现的嵌套复合方法，其特征在于，该嵌套复合方法包括有以下步骤：
a、经截面成型后获得的型材(B)送入所述嵌套合抱装置的旋转定位装置中，当该型材(B)碰到第一检测控制触点时，设置于切割工序上的切割装置(5)随所述型材(B)同步移动，并切断该型材(B)而获得嵌套复合用的第一构件；
b、所述旋转定位装置沿所述嵌套合抱装置中的嵌套底座(62)快速移动，并与后面输送中的型材(B)之间留出所需的间隔距离；
c、当所述第一构件随所述旋转定位装置移动并碰到第二检测控制触点时，所述旋转定位装置驱动所述第一构件旋转180度定位，同时，所述切割装置(5)和所述旋转定位装置复位；
d、所述旋转定位装置复位过程中，后面输送中的型材(B)进入到所述旋转定位装置中并与所述第一构件实现嵌套合抱；
e、当后面输送中的型材(B)再一次碰到所述第一检测控制触点时，所述切割装置再一次随该型材(B)同步移动，并再次切断该型材(B)而获得嵌套复合用的第二构件，此时，继续输送中的型材(B)顶住所述第二构件使得所述第二构件继续和所述第一构件进行嵌套合抱；
f、在所述第一构件和第二构件完全嵌套合抱完毕后，该第一构件和第二构件形成复合一体件(C)，继续输送中的型材(B)顶着将该复合一体件(C)向下一个工序输送；当 继续输送中的型材(B)再次碰到所述第一检测控制触点时，回到步骤a，继续下一次的嵌套合抱过程。
4.根据权利要求3所述的嵌套复合方法，其特征在于，所述切割装置(5)包括有：
切割底座(51)，设置于所述嵌套床身(61)上并能相对于该床身水平滑移，所述切割底座(51)和嵌套底座(62)固定相连，该切割底座(51)上连接有驱动该切割底座(51)沿所述嵌套床身(61)滑移的第二气缸；
刀模(52)，设置于所述切割底座(51)上；
其中，所述嵌套底座(62)沿长度方向设置有控制刀模(52)开始切割的切割挡块(621)和控制所述旋转定位装置开始转动的定位挡块(622)，所述嵌套床身(61)在位于所述切割底座(51)的一侧设置有限制该切割底座(51)移动的复位挡块。
5.根据权利要求4所述的嵌套复合方法，其特征在于，所述切割挡块(621)和定位挡块(622)分别为可上下伸缩的挡块。 
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