CN102962511B - 一种钢板剪切机的钢板定位系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种钢板剪切机的钢板定位系统，包括多工位旋转吸盘上料机、工作台、侧定位装置、送板装置和剪切机，多工位旋转吸盘上料机设置在工作台上方，工作台的一侧设置侧定位装置，送板装置设置在工作台上。本发明结合送板装置定位基准与剪切机剪刃平行的性能，剪切机剪切第一个边时由送板装置的定位基准定位，剪切后退回，由多工位旋转吸盘上料机吊起、旋转、下降，当钢板板边下降到靠模范围内，板边的一端首先接触到侧定位装置的定位平面，随着钢板向靠模平面继续趋近，钢板旋转，一直到整个板边接触到定位平面，再超过一段距离使板边对靠模产生一定的压力后，钢板落到工作台面上，此时钢板板边与靠模平面是不会产生间隙的，钢板的位置精度将不会改变。

Description

一种钢板剪切机的钢板定位系统及其使用方法

技术领域

本发明属于在大尺寸金属板材中的钢板剪切技术领域，具体是一种钢板剪切机的钢板定位系统及其使用方法。

背景技术

随着机械行业的发展，对大尺寸金属板材剪切机的要求愈来愈高，由原来用一台剪切机剪切钢板的一边或两边、到现在要求用一台剪切机剪切钢板的四边，并且效率和自动化程度高；加工板料尺寸精度和位置精度高，我公司生产的柔性数控金属板材自动剪切生产线加工出的板料在6200mm长度上尺寸偏差不大于1mm；6200X2100（mm）矩形板的对角线不大于2mm.。多工位旋转吸盘上料机是柔性数控金属板材自动剪切生产线的必要设备，其功能是将备料台上的钢板运送到剪切机的工作台上，进行定位后落下，由送料机送入剪切机剪切一边后由吸盘上料机将钢板提起，旋转90o再将钢板放下，再剪钢板另一边，直至旋转剪切四边完毕，它的运动包括纵向、横向、升降和旋转。由于1）、钢板配料的四边是不垂直的；2）、旋转吸盘的的旋转角度位置精度满足不了高精度要求，所以旋转升降自动上料机必需具有按预先设定好的定位机构自动“找正”功能，使钢板的第一边（长边）剪切后，再剪切第二边（短边）和第四边（短边）时保证与第一边的垂直度精度要求；（保证剪切第三边与第一边平行，通常的送料装置容易做到）。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供一种使旋转升降自动上料机实现按预先设定好的定位机构自动“找正”功能的一种钢板剪切机的钢板定位系统。

本发明的另一目的还提供一种钢板剪切机的钢板定位系统的使用方法。

为解决本发明的技术问题采用如下技术方案：

一种钢板剪切机的钢板定位系统，包括多工位旋转吸盘上料机、工作台、侧定位装置、送板装置和剪切机，所述多工位旋转吸盘上料机设置在工作台上方，所述工作台的一侧设置侧定位装置，所述送板装置设置在工作台上。

所述多工位旋转吸盘上料机包括升降驱动装置、旋转驱动装置和吸盘安装架，所述旋转驱动装置包括变频电机，所述变频电机连接一减速机，所述减速机连接一传动轴，所述传动轴的另一端设一电磁离合器，所述电磁离合器连接一小齿轮，所述小齿轮设置在传动轴上，所述小齿轮与大齿轮啮合，所述大齿轮连接回转球轴承，所述回转球轴承设置在吸盘安装架上，所述吸盘安装架上设置真空吸盘安装机构，所述真空吸盘安装机构的下端设置真空吸盘。

所述真空吸盘安装机构包括球铰链，所述球铰链的下端连接真空吸盘，所述球铰链的上端连接摆动杆，所述摆动杆的上方套装上弹簧和下方套装下弹簧，所述摆动杆与吸盘安装架连接。

所述侧定位装置由辊轮组成，所述辊轮的侧母线组成定位平面。

一种钢板剪切机的钢板定位系统的使用方法，其步骤为：

第一步，使用上述多工位旋转吸盘上料机将钢板送到工作台上，钢板的长边与剪切机的剪刃基本平行，使用上述送板装置在把钢板推进剪切机的过程中，使钢板摆正，剪切机剪切钢板第一边；

第二步，使用上述多工位旋转吸盘上料机将钢板提起、旋转、下降，当钢板的板边下降到侧定位装置的定位面范围内时，多工位旋转吸盘上料机的电磁离合器脱开，多工位旋转吸盘上料机向侧定位装置的辊轮的侧母线组成定位平面方向趋近，钢板板边距定位平面最近的一端首先接触定位平面，随着吸盘上料机的移动，定位平面对钢板产生压力，使吸盘上料机的吸盘安装架沿连接回转球轴承旋转，使钢板剪切后的整个板边顶靠在侧定位装置的定位平面上，并对定位面产生一定压力，然后钢板下降、落到工作台上，由送料装置按钢板摆放的方向送入剪切机剪切第二边；

第三步，使用上述多工位旋转吸盘上料机将钢板提起、旋转、下降，将钢板放到工作台上，以剪切第一边为定位面，使用上述送板装置将钢板送入剪切机剪切第三边，保证第三边与第一边平行；

第四步，按照第二步剪切第四边。

本发明采用的多工位旋转吸盘上料机旋转装置的驱动方式链为：变频电机（带制动）—减速机—电磁离合器—小齿轮_大齿轮-吸盘架。这一装置当需要吸盘安装架旋转时，电磁离合器吸合，变频电机旋转，经过减速机减速后快速驱动吸盘安装架旋转，电机停止后制动器立即制动；由于吸盘安装架是使用回转球轴承连接到上料机的升降驱动装置上，所以当离合器脱开后，施加到吸盘安装架旋转上很小力（只要不通过轴承中心）都可以使吸盘安装架旋转。同时将真空吸盘用弹簧浮动的摆动杆连接到吸盘安装架上，真空吸盘与摆动杆的连接为球铰接，所以所有真空吸盘提升钢板后，钢板可以向任意方向摆动一定的距离。同时本发明结合送板装置定位基准与剪切机剪刃平行的性能，剪切机剪切第一个边时以板胚的长边由送板装置的定位基准定位，在送板过程中实现定位，剪切后退回，由多工位旋转吸盘上料机吊起、旋转、下降，当钢板板边下降到靠模范围内，钢板向靠模平面趋近，板边的一端首先接触到侧定位装置的定位平面，随着钢板向靠模平面继续趋近，钢板旋转，一直到整个板边接触到定位平面，再超过一段距离使板边对靠模产生一定的压力后，钢板落到工作台面上，此时钢板板边与靠模平面是不会产生间隙的，接下来由送料夹钳夹住钢板后，钢板的位置精度将不会改变。剪切第三边（长边）以剪切后的的长边（第一边）定位，由送板装置的定位基准定位，在送板过程中实现定位，剪切最后一边（短边）的定位方法与第一个短边一样。这样剪出钢板相邻边的垂直度精度完全能够给予保证。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为剪切机、工作台、送料机的平面布置图

图3为多工位旋转吸盘上料机旋转装置的结构图

图4为吸盘与吸盘安装架的连接结构图

图中：1－多工位旋转吸盘上料机；2－升降驱动装置；3－旋转驱动装置；4－吸盘安装架；5－真空吸盘安装机构；6－真空吸盘；7—钢板；8—工作台；9—侧定位装置；10—定位平面；11—剪切机；12—剪刃线；13—送板装置；3.1－变频电机；3.2—减速机；3.3—传动轴；3.4—电磁离合器；3.5—小齿轮；3.6—轴承；3.7—大齿轮；5.1—上弹簧5.2—摆动杆；5.3—下弹簧；5.4—球铰链；

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

如图1、2、3所示，一种多工位旋转吸盘上料机，包括多工位旋转吸盘上料机1、升降驱动装置2、旋转驱动装置3和吸盘安装架4。旋转驱动装置3包括变频电机3.1，变频电机3.1连接一减速机3.2，减速机3.2的空心轴孔装入传动轴3.3，传动轴3.3的另一端连接电磁离合器3.4，电磁离合器3.4连接一小齿轮3.5，小齿轮3.5通过轴承安装到传动轴3.3上，小齿轮3.5用螺钉和电磁离合器3.4的被动半体连接。小齿轮3.5与大齿轮3.6啮合，大齿轮3.6连接回转球轴承3.7，大齿轮3.6与回转球轴承3.7的外圈连为一体。回转球轴承3.7安装在吸盘安装架4上，吸盘安装架4上安装真空吸盘安装机构5，真空吸盘安装机构5包括球铰链5.4，球铰链5.4的下端连接真空吸盘6，球铰链5.4的上端连接摆动杆5.2，摆动杆5.2的上方套装上弹簧5.1和下方套装下弹簧5.3，所述摆动杆5.2与吸盘安装架4连接。真空吸盘安装机构5的下端设置真空吸盘6。

使用时，当需要吸盘安装架4旋转时，电磁离合器3.4吸合，变频电机3.1旋转，经过减速机3.2减速后快速驱动吸盘安装架4旋转，变频电机3.1停止后制动器立即制动；由于吸盘安装架4是使用回转球轴承3.7连接到上料机的升降驱动装置2上，所以电磁离合器3.4脱开后，施加到吸盘安装架4很小力（只要不通过轴承中心）都可以使吸盘安装架4旋转。真空吸盘6用弹簧浮动的摆动杆5.2连接到吸盘安装架4上，真空吸盘6与摆动杆5.2的连接为球铰接5.4的柔性连接，摆动杆对垂直位置有3o的摆角。所以所有真空吸盘6提升钢板7后，钢板可以向任意方向摆动一定的距离。

根据图1和图2，在机器工作台8的一侧，装置了一套侧定位装置9，侧定位装置的定位平面10是由几个辊轮9.1的侧母线组成，在安装侧定位装置9过程中，保证定位平面的平面度并保证定位平面对剪切机11的剪刃线12的垂直度精度。当钢板的一边用定位面定位，剪刃剪出的另一边肯定与定位边垂直。用辊轮9.1的侧母线组合一个定位平面目的是当送板装置13沿定位平面送板时，减少板边对定位平面的磨擦。

根据图4，真空吸盘6通过球铰链5.4和摆动杆5.2连接，摆动杆上方的上弹簧5.1和下方的下弹簧5.3是为了保证所有的真空吸盘与钢板板面接触良好，由于摆动杆与安装架为柔性连接，摆动杆对垂直位置有3o的摆角。这样的结构特性使得吸盘架吊起的钢板可以偏离垂直位置一定的距离。

一种钢板剪切机的钢板定位系统的使用方法，其步骤为：

第一步，使用上述多工位旋转吸盘上料机将钢板送到工作台上，钢板的长边与剪切机的剪刃基本平行，使用上述送板装置在把钢板推进剪切机的过程中，使钢板“摆正”，剪切机剪切钢板第一边（长边），剪切后的边与相对的一边平行；

第二步，使用上述多工位旋转吸盘上料机将钢板提起、旋转、下降，当钢板的板边下降到侧定位装置的定位面范围内时，多工位旋转吸盘上料机的电磁离合器脱开，多工位旋转吸盘上料机向侧定位装置的辊轮的侧母线组成定位平面方向趋近，钢板板边距定位平面最近的一端首先接触定位平面，随着吸盘上料机的移动，定位平面对钢板产生压力，使吸盘上料机的吸盘安装架沿连接回转球轴承旋转，使钢板剪切后的整个板边顶靠在侧定位装置的定位平面上，并对定位面产生一定压力，然后钢板下降、落到工作台上，由送料装置按钢板摆放的方向送入剪切机剪切第二边（短边）；

第三步，使用上述多工位旋转吸盘上料机将钢板提起、旋转、下降，将钢板放到工作台上，以剪切第一边为定位面，使用上述送板装置将钢板送入剪切机剪切第三边（长边），保证第三边与第一边平行；

第四步，按照第二步剪切第四边（短边）。

本发明结合送板装置定位基准与剪切机剪刃平行的性能，钢板剪切第一个边时以板胚的长边由送板装置的定位基准定位，在送板过程中实现定位，剪切后退回，由多工位旋转吸盘上料机吊起、旋转、下降，当钢板板边下降到侧定位装置的定位平面范围内，钢板向定位平面趋近，板边的距定位平面最近一端首先接触到定位平面，随着钢板继续向定位平面趋近时，接触点产生的压力使钢板旋转（由于电磁离合器脱开后钢板和吸盘架旋转需要的旋转力矩很小），一直到整个板边接触到定位平面，再超过一段距离使板边对靠模产生一定的压力后，钢板落到工作台面上，此时钢板板边与侧定位装置的定位平面是不会产生间隙的，接下来由送料夹钳夹住钢板后，钢板的位置精度将不会改变。剪切另一短边的定位方法与第一个短边一样；剪切第三边（长边）以剪切后的的长边（第一边）定位，由送板装置的定位基准定位，在送板过程中实现定位。这样剪出钢板相邻边的垂直度精度完全能够给予保证。

剪切矩形金属板材时，位置精度的自动控制方案是柔性数控金属板材自动剪切生产线的关键技术之一，本发明采用简单的几个机械结构结合电气控制技术，给多工位旋转吸盘上料机增加了不多的几个动作，解决了本机的关键技术。为该机的研制成功奠定了基础。

Claims (4)

1.一种钢板剪切机的钢板定位系统，其特征在于：包括多工位旋转吸盘上料机（1）、工作台（8）、侧定位装置（9）、送板装置（13）和剪切机（11），所述多工位旋转吸盘上料机（1）设置在工作台（8）上方，所述工作台（8）的一侧设置侧定位装置（9），所述送板装置（13）设置在工作台（8）上，所述多工位旋转吸盘上料机（1）包括升降驱动装置（2）、旋转驱动装置（3）和吸盘安装架（4），所述旋转驱动装置（3）包括变频电机（3.1），所述变频电机（3.1）连接一减速机（3.2），所述减速机（3.2）连接一传动轴（3.3），所述传动轴（3.3）的另一端设一电磁离合器（3.4），所述电磁离合器（3.4）连接一小齿轮（3.5），所述小齿轮（3.5）设置在传动轴（3.3）上，所述小齿轮（3.5）与大齿轮（3.6）啮合，所述大齿轮（3.6）连接回转球轴承（3.7），所述回转球轴承（3.7）设置在吸盘安装架（4）上，所述吸盘安装架（4）上设置真空吸盘安装机构（5），所述真空吸盘安装机构（5）的下端设置真空吸盘（6）。

2.根据权利要求1所述的一种钢板剪切机的钢板定位系统，其特征在于：所述真空吸盘安装机构（5）包括球铰链（5.4），所述球铰链（5.4）的下端连接真空吸盘（6），所述球铰链（5.4）的上端连接摆动杆（5.2），所述摆动杆（5.2）的上方套装上弹簧（5.1）和下方套装下弹簧（5.3），所述摆动杆（5.2）与吸盘安装架（4）连接。

3.根据权利要求1所述的一种钢板剪切机的钢板定位系统，其特征在于：所述侧定位装置（9）由辊轮（9.1）组成，所述辊轮（9.1）的侧母线组成定位平面（10）。

4.上述任一项权利要求所述的一种钢板剪切机的钢板定位系统的使用方法，其步骤为：

第一步，使用上述多工位旋转吸盘上料机将钢板送到工作台上，钢板的长边与剪切机的剪刃基本平行，使用上述送板装置在把钢板推进剪切机的过程中，使钢板摆正，剪切机剪切钢板第一边；

第二步，使用上述多工位旋转吸盘上料机将钢板提起、旋转、下降，当钢板的板边下降到侧定位装置的定位面范围内时，多工位旋转吸盘上料机的电磁离合器脱开，多工位旋转吸盘上料机向侧定位装置的辊轮的侧母线组成定位平面方向趋近，钢板板边距定位平面最近的一端首先接触定位平面，随着吸盘上料机的移动，定位平面对钢板产生压力，使吸盘上料机的吸盘安装架沿连接回转球轴承旋转，使钢板剪切后的整个板边顶靠在侧定位装置的定位平面上，并对定位面产生一定压力，然后钢板下降、落到工作台上，由送料装置按钢板摆放的方向送入剪切机剪切第二边；

第三步，使用上述多工位旋转吸盘上料机将钢板提起、旋转、下降，将钢板放到工作台上，以剪切第一边为定位面，使用上述送板装置将钢板送入剪切机剪切第三边，保证第三边与第一边平行；

第四步，按照第二步剪切第四边。