CN104668752A - 大型角钢切角机械装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型角钢切角机械装置，包括工作平台、通过导轨组件滑动设置在工作平台上用于切割角钢的切割主机，以及控制切割主机的自动控制系统操作平台，所述自动控制系统操作平台通过电缆与切割主机连接，所述切割主机具有使枪头组件前后移动的前后移动组件和左右移动的左右移动组件，所述前后移动组件的齿轮与导轨组件的齿条传动连接，大型角钢切角机械装置采用等离子切割形式，同时切割精度由电脑控制，准确可靠，切割效率更高；另外工件由机械传动完成搬运，无需人工搬运，减轻人工劳动强度，同时提高生产安全；其工作条件仅仅需要工业用电与工业用气，降低切割成本，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种角钢切角设备，尤其涉及一种大型角钢切角机械装置。
背景技术
大型角钢切角是各类钢结构铁塔（包括电力铁塔、通讯铁塔等）制造过程中的必备工艺。目前大型角钢切角工艺主要由两种操作方式：第一种是使用压力切角机（包括液压与机械压力等）进行剪切操作，但其缺陷是：压力切角机是利用液压设备等改造而成，配合相应的剪切模具完成切角功能，所以剪切厚度一般不超过10mm，而且剪切尺寸受模具限制，剪切模具费用昂贵且易损坏，造成使用成本较高。同时工件需要人力搬运，效率不高，而且增加了人工操作风险。第二种是使用火焰切割进行人工切割；但其缺陷是：对于大型角钢，需要非常大的场地才能进行操作，因此对场地浪费严重。而人工火焰切割需要消耗大量的切割气体，同时由于需要人工连续进行切割工作，劳动强度大，造成生产制造成本昂贵。切割时以人工划线进行切割，造成切割面不美观，质量不能很好的控制。在进行工件运送摆放过程中极易对工人造成安全隐患。
发明内容
本发明的目的是解决上述存在的问题，提供机械替代人工操作为主的切角工艺，不仅极大的减轻工人的劳动强度，同时提高切割质量与切割效率的一种大型角钢切角机械装置。
本发明的目的是以如下方式实现的：一种大型角钢切角机械装置，包括工作平台、通过导轨组件滑动设置在工作平台上用于切割角钢的切割主机，以及控制切割主机的自动控制系统操作平台，所述自动控制系统操作平台通过电缆与切割主机连接，所述切割主机具有使枪头组件前后移动的前后移动组件和左右移动的左右移动组件，所述前后移动组件的齿轮与导轨组件的齿条传动连接。
上述的大型角钢切角机械装置，所述前后移动组件具有与导轨组件相连的滑动平台、设置在滑动平台上的第一步进电机，所述第一步进电机通过第一电机同步带轮与第一同步带轮连接，所述第一同步带轮与传动轴连接，所述传动轴与齿轮传动连接。
上述的大型角钢切角机械装置，所述左右移动组件具设置在滑动平台上的主动平台，所述主动平台上设有第二步进电机，所述第二步进电机通过第二电机同步电机带轮与第三同步带轮连接，所述第三同步带轮套接在滚珠丝杆的一端，所述滚珠丝杆的另一端通过第四同步带与涡轮蜗杆减速机连接。
上述的大型角钢切角机械装置，所述涡轮蜗杆减速机通过主传动轴与精密凸轮连接。
上述的大型角钢切角机械装置，所述滚珠丝杆上设有与微调电机连接的联轴器，所述微调电机固定在主动平台上。
上述的大型角钢切角机械装置，所述枪头组件具有与精密凸轮相连接的凸轮随动轴承，所述凸轮随动轴承通过枪头运动底板与摆动板连接，所述摆动板上设有割枪安装悬臂，所述割枪安装悬臂的顶端设有枪头，所述摆动板上还设有定位气缸，所述枪头运动底板与割枪安装悬臂之间连接有摆动气缸。
上述的大型角钢切角机械装置，所述摆动气缸具有两组，对称布置。
上述的大型角钢切角机械装置，所述工作平台是由预备工位架、定位工作工位架、卸料架、输送传动和定位传动组成。
上述的大型角钢切角机械装置，所述自动控制系统操作平台是由人机对话界面、主控PLC、运动控制卡、电机控制器和传感器组成。
本发明的优点：大型角钢切角机械装置采用等离子切割形式，最大切割厚度可达到35mm；不仅切割端面平整美观，而且切割后无需打磨即可满足工艺要求；同时切割精度由电脑控制，准确可靠，切割效率更高；另外工件由机械传动完成搬运，无需人工搬运，减轻人工劳动强度，同时提高生产安全；其工作条件仅仅需要工业用电与工业用气，降低切割成本，安全可靠。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的切割主机结构示意图；
图2为导轨组件结构示意图；
图3为前后移动组件结构示意图；
图4为左右移动组件结构示意图；
图5为枪头组件结构示意图；
附图标记：1、导轨组件，2、切割主机，3、联轴器，4、微调电机，5、枪头组件，6、前后移动组件，7、左右移动组件，11、齿条，51、凸轮随动轴承，52、枪头运动底板，53、摆动板，54、割枪安装悬臂，55、枪头，56、定位气缸，57、摆动气缸，61、滑动平台，62、第一步进电机，63、第一电机同步带轮，64、第一同步带轮，65、传动轴，66、齿轮，71、第二步进电机，72、第二电机同步电机带轮，73、第三同步带轮，74、滚珠丝杆，75、第四同步带，76、涡轮蜗杆减速机，77、传动轴，78、精密凸轮。
具体实施方式：
见图1至图5所示，一种大型角钢切角机械装置，包括工作平台、所述工作平台是由预备工位架、定位工作工位架、卸料架、输送传动和定位传动组成，通过导轨组件1滑动设置在工作平台上用于切割角钢的切割主机2，以及控制切割主机2的自动控制系统操作平台，所述自动控制系统操作平台是由人机对话界面、主控PLC、运动控制卡、电机控制器和传感器组成，所述自动控制系统操作平台通过电缆与切割主机2连接，所述切割主机2具有使枪头组件5前后移动的前后移动组件6和左右移动的左右移动组件7，所述前后移动组件6的齿轮66与导轨组件1的齿条11传动连接。所述前后移动组件6具有与导轨组件1相连的滑动平台61、设置在滑动平台上的第一步进电机62，所述第一步进电机62通过第一电机同步带轮63与第一同步带轮64连接，所述第一同步带轮64与传动轴65连接，所述传动轴65与齿轮66传动连接。所述左右移动组件7具设置在滑动平台61上的主动平台，所述主动平台上设有第二步进电机71，所述第二步进电机71通过第二电机同步电机带轮72与第三同步带轮73连接，所述第三同步带轮73套接在滚珠丝杆74的一端，所述滚珠丝杆74的另一端通过第四同步带75与涡轮蜗杆减速机76连接。所述涡轮蜗杆减速机76通过主传动轴77与精密凸轮78连接。所述滚珠丝杆74上设有与微调电机4连接的联轴器3，所述微调电机4固定在主动平台上。所述枪头组件5具有与精密凸轮78相连接的凸轮随动轴承51，所述凸轮随动轴承51通过枪头运动底板52与摆动板53连接，所述摆动板53上设有割枪安装悬臂54，所述割枪安装悬臂54的顶端设有枪头55，所述摆动板53上还设有定位气缸56，所述枪头运动底板52与割枪安装悬臂54之间连接有摆动气缸57。所述摆动气缸57具有两组，对称布置。
其工作过程为：见图1至图5所示，滑动平台61通过第一步进电机62带动第一同步带轮64，将动力传递到齿轮66与齿条11配合，使这个主机在导轨组件1上前后运动，形成Y方向上的运动副。第二步进电机71带动第二电机同步电机带轮72，将动力传递给滚珠丝杠74，使主动平台在直线导轨上左右运动，形成X方向的运动副。滚珠丝杠74通过第四同步带75将动力传递给涡轮蜗杆减速机76，则涡轮蜗杆减速机76将动力传递给传动轴77，传动轴77上的精密凸轮78旋转运动，精密凸轮78将动力传递给凸轮随动轴承51，枪头组件5上下运动，形成Z方向的运动副。X方向运动副与Z方向运动副共同合成45°倾斜角的左右直线运动，与角钢的外轮廓面吻合，从而形成左右方向的空间运动副X’。左右方向的空间运动副X’与前后方向的运动副Y，共同合成切割路径，带动割枪对工件进行切割动作。
摆动气缸57共有2件，分为A件与B件，A与B同时收缩时，带动摆动板53旋转回中位；A收缩与B伸出时，带动摆动板53向左摆动；A伸出与B收缩时，带动摆动板53向右摆动；从而实现割枪与角钢切割面的垂直，保证切割效果。而动控制系统操作平台是采用步进电机控制器+PLC+触摸屏方式，触摸屏是用户界面接口也是系统指令的生成者，PLC是步进电机控制器的命令者和监督者，触摸屏根据切割流程生成指令串传送给PLC，PLC将指令串解析后的步进动作分为单步逐条发送给步进电机并监督步进电机执行，同时PLC也可执行指令串中的气缸动作，状态监控等工作，使得步进电机和切割头的摆动能协调一致。本发明通过自动控制系统，将各运动部件结合，配合逻辑功能，完成对各个部件的控制，并组合完成对工件的切割工作。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种大型角钢切角机械装置，其特征在于：包括工作平台、通过导轨组件（1）滑动设置在工作平台上用于切割角钢的切割主机（2），以及控制切割主机（2）的自动控制系统操作平台，所述自动控制系统操作平台通过电缆与切割主机（2）连接，所述切割主机（2）具有使枪头组件（5）前后移动的前后移动组件（6）和左右移动的左右移动组件（7），所述前后移动组件（6）的齿轮（66）与导轨组件（1）的齿条（11）传动连接。
2.根据权利要求1所述的大型角钢切角机械装置，其特征在于：所述前后移动组件（6）具有与导轨组件（1）相连的滑动平台（61）、设置在滑动平台上的第一步进电机（62），所述第一步进电机（62）通过第一电机同步带轮（63）与第一同步带轮（64）连接，所述第一同步带轮（64）与传动轴（65）连接，所述传动轴（65）与齿轮（66）传动连接。
3.根据权利要求2所述的大型角钢切角机械装置，其特征在于：所述左右移动组件（7）具设置在滑动平台（61）上的主动平台，所述主动平台上设有第二步进电机（71），所述第二步进电机（71）通过第二电机同步电机带轮(72)与第三同步带轮(73)连接，所述第三同步带轮（73）套接在滚珠丝杆（74）的一端，所述滚珠丝杆（74）的另一端通过第四同步带（75）与涡轮蜗杆减速机（76）连接。
4.根据权利要求3所述的大型角钢切角机械装置，其特征在于：所述涡轮蜗杆减速机（76）通过主传动轴(77)与精密凸轮（78）连接。
5.根据权利要求4所述的大型角钢切角机械装置，其特征在于：所述滚珠丝杆（74）上设有与微调电机（4）连接的联轴器（3），所述微调电机（4）固定在主动平台上。
6.根据权利要求5所述的大型角钢切角机械装置，其特征在于：所述枪头组件（5）具有与精密凸轮（78）相连接的凸轮随动轴承（51），所述凸轮随动轴承（51）通过枪头运动底板（52）与摆动板(53)连接，所述摆动板(53)上设有割枪安装悬臂（54），所述割枪安装悬臂（54）的顶端设有枪头（55），所述摆动板(53)上还设有定位气缸（56），所述枪头运动底板（52）与割枪安装悬臂（54）之间连接有摆动气缸（57）。
7.根据权利要求6所述的大型角钢切角机械装置，其特征在于：所述摆动气缸(57)具有两组，对称布置。
8.根据权利要求1或7所述的大型角钢切角机械装置，其特征在于：所述工作平台是由预备工位架、定位工作工位架、卸料架、输送传动和定位传动组成。
9.根据权利要求8所述的大型角钢切角机械装置，其特征在于：所述自动控制系统操作平台是由人机对话界面、主控PLC、运动控制卡、电机控制器和传感器组成。
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