CN104842053B - 球扁钢切割机生产线 - Google Patents

Abstract

球扁钢切割机生产线，包括：用于对球扁钢进行切割的主机；送料机构、上料机构、出料机构，主机包括一密闭的箱体，切割头位于箱体内，该切割头安装在一切割机械手上，切割机械手上还设有一激光扫描器；在箱体内设有一对下支撑辊，下支撑辊的上方设有一对上压辊，在两根下支撑辊之间设有一对里限位辊，在里限位辊的外侧设有一对外限位辊，下支撑辊的前方设有夹紧装置，夹紧装置连接拉绳编码器；还包括一控制器，控制器内预存有对应不同型号球扁钢的切割参数及不同型号球扁钢尺寸参数，拉绳编码器及激光扫描器均与控制器信号连接，切割机械手亦与控制器信号连接。本发明可提高切割精度，同时切割装置均封闭于一箱体内，不会产生污染问题。

Description

球扁钢切割机生产线

技术领域

本发明涉及一种球扁钢切割机生产线。

背景技术

球扁钢是一种主要应用于造船和造桥领域的中型材，近年来，随着我国造船技术的快速发展，越来越多的船体设计采用高强度球扁钢来做船体龙骨结构。传统的船用球扁钢加工，先用人工划线，然后用小车或手工进行火焰切割下料，最后还需对加工表面进行打磨。如此繁琐的加工方法，不仅生产效率低，劳动强度高，而且产品质量差，无法保证工件的焊接质量。目前船厂的球扁钢的加工量不断增加，大量的工作场地被占用，给安全产生和工艺管理带来了很大的困难。

球扁钢机器人切割生产线具有生产效率高、自动化程度高、切割质量好等特点，近年来，球扁钢机器人切割技术在造船行业中开始推广运用。为了提高球扁钢的切割生产效率，船用球扁钢机器人切割生产线一般都采用等离子切割方式，由于等离子在切割过程中产生的强弧光、噪声、粉尘、烟尘，将会严重污染整个工作环境，给操作人员的健康带来了一定的危害。另外球扁钢原材料每根长度都在12m左右，经运输、吊装、储存后造成材料表面变形，因此在切割时会对切割精度造成极大的影响。现有的球扁钢切割机均无法有效地克服上述问题。

发明内容

为了克服现有球扁钢切割主机的上述不足，本发明提供一种更环保、切割更精确的球扁钢切割机生产线。

本发明解决其技术问题的技术方案是：球扁钢切割机生产线，包括切割头，该生产线还包括：

用于对球扁钢进行切割的主机；

送料机构，所述的送料机构位于所述主机的前方，用于将球扁钢原料送入主机内进行切割；

上料机构，所述的上料机构位于所述送料机构的外侧，用于将球扁钢原料送至所述的送料机构上；

出料机构，所述的出料机构位于所述主机的后方，用于将切割完成的球扁钢输出；

所述的主机包括一密闭的箱体，所述的切割头位于所述的箱体内，该切割头安装在一切割机械手上，所述的切割机械手亦安装在所述的箱体内，所述的切割机械手上还设有一激光扫描器；

在所述的箱体内：所述切割机械手的下方设有一对用于支撑球扁钢物料的横卧的下支撑辊，所述下支撑辊的上方设有一对可升降的横卧的上压辊，所述的上压辊与用于驱动其升降的升降机构连接；

在两根下支撑辊之间设有一对竖置的里限位辊，在所述里限位辊的外侧设有一对可横向移动的外限位辊， 所述的外限位辊与用于驱动其移动的横移机构连接；

所述下支撑辊的前方设有用于夹紧球扁钢物料的夹紧装置，所述的夹紧装置连接拉绳编码器；

还包括一控制器，所述的控制器内预存有对应不同型号球扁钢的切割参数及不同型号球扁钢尺寸参数，所述的拉绳编码器及激光扫描器均与所述的控制器信号连接，所述的切割机械手亦与所述的控制器信号连接。

进一步，所述的送料机构为：该送料机构具有一个送料架，所述的送料架上设有送料辊；

所述的送料架上设有可前后往复运动的送料臂，该送料臂与用于驱动其前后往复运动的往复驱动机构连接，所述的送料臂上铰接有铰臂，所述的铰臂和送料臂之间设有弹性机构从而使铰臂具有张开的趋势；所述的送料臂内设有液压机构，所述液压机构前方的送料臂上设有一开合链轮，所述液压机构的输出端连接一开合链条，所述的开合链条张紧在所述的开合链轮上后其另一端连接到所述的铰臂上；

所述的送料臂的前端设有一传感板，所述的传感板上设有位置传感器，所述的位置传感器与所述的液压机构信号连接，所述的传感板设于一滑杆上，所述的滑杆从所述送料臂的前端穿入所述的送料臂内；所述的送料臂内设有传感气缸，所述传感气缸的输出端与所述的滑杆连接；

所述送料臂的前端设有下夹爪，所述铰臂的前端设有与所述的下夹爪对应的上夹爪。

进一步，所述的上料机构为：

该上料机构包括一上料架，所述的上料架上设有若干对上料链轮，每对上料链轮上均张紧有上料链条，各上料链条相互平行，所述的上料链条伸入到所述的送料架的上端面内；

所述的上料链条上设有若干定料块，相邻的两块定料块之间形成用于放置球扁钢物料的放置空间。

进一步，该出料机构包括一出料架，所述的出料架的后端设有后出料链轮，位于后方的下支撑辊上设有前出料链轮，所述的前出料链轮和后出料链轮之间张紧有出料链条，所述的出料链条上设有出料履带。

进一步，所述出料架的一侧设有盛料架，所述出料架的另一侧设有顶出气缸。

进一步，所述的送料架上设有第一光电感应器和位于所述第一光电传感器后方的第二光电传感器，所述的第一光电传感器及第二光电传感器均与所述的往复驱动机构连接，所述的第二光电传感器还与所述的控制器信号连接。

进一步，在所述第二光电传感器后方的送料架上设有逆直线划线装置，所述的逆直线划线装置包括划线支架，所述的划线支架上铰接有倾斜的划线喷臂，所述的划线支架上还设有一划线气缸，所述划线气缸的输出端与所述的划线喷臂铰接；

所述的划线喷臂上设有可沿该划线喷臂滑动的喷头，所述的喷头可对准所述送料架上球扁钢物料，所述的喷头与驱动其滑动的喷头驱动机构连接。

进一步，所述的上压辊均设于一升降架上，所述的升降机构包括设于升降架上的从动升降链轮、设于箱体上的升降驱动电机，所述升降驱动电机的输出轴上设有主动升降链轮，所述的主动升降链轮和从动升降链轮之间通过升降链条连接；

所述的外限位辊设于一辊架上，所述的横移机构为设于所述箱体上的横移气缸，所述横移气缸的输出端与所述的辊架连接；

所述的夹紧装置为气动夹爪。

进一步，所述下支撑辊下方的箱体内插设有抽屉式的废料收集箱；

所述箱体内设有位于所述箱体里部、且位于下支撑辊下方的废气收集箱，所述的废气收集箱内设有风扇。

进一步，所述箱体的正面设有缺口，所述缺口的两边分别枢接有两扇箱门，所述的箱门上设有透明玻璃，所述的箱门之间设有磁吸机构。

本发明在使用时，由上料机构将球扁钢物料输送到送料机构上，送料机构将球扁钢物料送至主机内进行切割，切割完成后的球扁钢物料由出料机构送出。球扁钢物料进入主机的箱体内，支撑在下支撑辊上，由夹紧装置夹紧向前输送。到位后横移机构带动外限位辊向里推进，将球扁钢物料限定在外限位辊和里限位辊之间；然以升降机构带动上压辊下降，将球扁钢物料压紧。如此则球扁钢物料得以定位。

拉绳编码器的作用在于，通过位移量检测工件的定位位置，检测数据在程序设定偏差值范围内则可接受，控制器按照原定程序对工件进行切割；如检测数据超出程序设定偏差值范围，则由激光扫描器对工件位置进行精确扫描检测，检测完毕后将检测数据反馈到控制其内，控制器将自动修正切割参数然后再指令切割机械手操作对工件进行切割，保证工件的切割精确。

本发明的有益效果在于：可对工件的位置及尺寸进行检测，提高切割精度；同时切割装置均封闭于一箱体内，不会产生污染问题。

附图说明

图1是上料结构的俯视图。

图2是上料链条的结构示意图。

图3是送料架上的结构示意图。

图4是送料臂上的结构示意图。

图5是逆直线划线装置的结构示意图。

图6是主机的外形图。

图7是主机的内部结构主视图。

图8是主机的内部结构侧视图。

图9是出料机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

参照图1~图9，球扁钢切割机生产线，包括切割头1，该生产线还包括：

用于对球扁钢进行切割的主机。

送料机构，所述的送料机构位于所述主机的前方，用于将球扁钢原料送入主机内进行切割。

上料机构，所述的上料机构位于所述送料机构的外侧，用于将球扁钢原料送至所述的送料机构上。

出料机构，所述的出料机构位于所述主机的后方，用于将切割完成的球扁钢输出。

所述的主机包括一密闭的箱体3，所述的切割头1位于所述的箱体3内，该切割头安装在一切割机械手2上，所述的切割机械手2亦安装在所述的箱体3内，所述的切割机械手2上还设有一激光扫描器4。

在所述的箱体内：所述切割机械手2的下方设有一对用于支撑球扁钢物料的横卧的下支撑辊5，所述下支撑辊5的上方设有一对可升降的横卧的上压辊6，所述的上压辊6与用于驱动其升降的升降机构连接。本实施例中，所述的上压辊6均设于一升降架7上，所述的升降机构包括设于升降架7上的从动升降链轮、设于箱体上的升降驱动电机，所述升降驱动电机的输出轴上设有主动升降链轮，所述的主动升降链轮和从动升降链轮之间通过升降链条8连接。升降驱动电机即可通过升降链条8带动升降架7升降，从而带动上压辊6升降。

在两根下支撑辊之间设有一对竖置的里限位辊，在所述里限位辊的外侧设有一对可横向移动的外限位辊9， 所述的外限位辊9与用于驱动其移动的横移机构连接。本实施例中所述的外限位辊设于一辊架10上，所述的横移机构为设于所述箱体上的横移气缸，所述横移气缸的输出端与所述的辊架10连接，从而通过带动辊架10来带动外限位辊横移。

所述下支撑辊的前方设有用于夹紧球扁钢物料的夹紧装置，所述的夹紧装置连接拉绳编码器。本实施例中，所述的夹紧装置为气动夹爪。

还包括一控制器，所述的控制器内预存有对应不同型号球扁钢的切割参数及不同型号球扁钢尺寸参数，所述的拉绳编码器及激光扫描器4均与所述的控制器信号连接，所述的切割机械手2亦与所述的控制器信号连接。

在使用时，由上料机构将球扁钢物料输送到送料机构上，送料机构将球扁钢物料送至主机内进行切割，切割完成后的球扁钢物料由出料机构送出。球扁钢物料进入箱体，支撑在下支撑辊5上，由夹紧装置夹紧向前输送。到位后横移机构带动外限位辊9向里推进，将球扁钢物料限定在外限位辊9和里限位辊之间；然以升降机构带动上压辊6下降，将球扁钢物料压紧。如此则球扁钢物料得以定位。

拉绳编码器的作用在于，通过位移量检测工件的定位位置，检测数据在程序设定偏差值范围内则可接受，控制器按照原定程序内存储的对应切割参数对工件进行切割；如检测数据超出程序设定偏差值范围，则由激光扫描器4对工件位置进行精确扫描检测，检测完毕后将检测数据反馈到控制其内，控制器将自动修正切割参数然后再指令切割机械手2操作对工件进行切割，保证工件的切割精确。

本实施例中，所述下支撑辊下方的箱体内插设有抽屉式的废料收集箱，切割产生的废料落于该废料收集箱内，切割完成后该废料收集箱可抽出。

本实施例中，所述箱体内设有位于所述箱体里部、且位于下支撑辊下方的废气收集箱，所述的废气收集箱内设有风扇，切割产生的废气及烟尘可被风扇吸入到废气收集箱内。

本实施例中，所述箱体的正面设有缺口，所述缺口的两边分别枢接有两扇箱门11，所述的箱门11上设有透明玻璃，所述的箱门之间设有磁吸机构。通过透明玻璃可观察箱体内的情况。切割完成后可打开箱门，进行切割时合上箱门，箱门之间通过磁吸机构（磁吸机构通常为分别设置在两箱门上的磁铁，以异性磁极相对）吸紧，防止箱门意外打开。

本实施例中，所述的送料机构为：该送料机构具有一个送料架12，所述的送料架12上横向设有送料辊13；

所述的送料架12上设有可前后往复运动的送料臂14，该送料臂14与用于驱动其前后往复运动的往复驱动机构连接，所述的送料臂14上铰接有铰臂15，所述的铰臂15和送料臂14之间设有弹性机构（例如弹簧）从而使铰臂15具有张开的趋势；所述的送料臂14内设有液压机构，所述液压机构前方的送料臂上设有一开合链轮16，所述液压机构的输出端连接一开合链条17，所述的开合链条17张紧在所述的开合链轮16上后其另一端连接到所述的铰臂15上；

所述的送料臂14的前端设有一传感板18，所述的传感板18上设有位置传感器，所述的位置传感器与所述的液压机构信号连接，所述的传感板18设于一滑杆19上，所述的滑杆19从所述送料臂14的前端穿入所述的送料臂内；所述的送料臂14内设有传感气缸20，所述传感气缸20的输出端与所述的滑杆19连接；

所述送料臂14的前端设有下夹爪21，所述铰臂15的前端设有与所述的下夹爪21对应的上夹爪22。

所述的送料架12上设有第一光电感应器23和位于所述第一光电传感器23后方的第二光电传感器24，所述的第一光电传感器23及第二光电传感器24均与所述的往复驱动机构连接，所述的第二光电传感器24还与所述的控制器信号连接。

上述送料机构的原理是：球扁钢物料在送料架12上放置，往复驱动机构带动送料臂14向前运动，直至传感板18与球扁钢物料相抵，并将传感板18向后顶，使得传感板18与送料臂14的前端重合；由于传感板18上设有位置传感器，位置传感器感测到位置变化后指令液压机构动作，液压机构的输出端后退，从而带动开合链条17后退，进而带动铰臂15克服弹性机构的弹力而转动，使得铰臂15前端的上夹爪22与送料臂前端的下夹爪21夹紧，从而将球扁钢夹紧在上夹爪22和下夹爪21之间。

之后往复驱动机构驱动送料臂14向前运动，进而带动球扁钢物料向主机运动。往复驱动机构可采用常用的往复驱动机构，本实施例中该往复驱动机构包括一往复电机，该往复电机安装在送料臂上，往复电机的输出轴上设有往复齿轮；在送料架上设有往复齿条，往复齿轮与往复齿条啮合，通过往复电机的运转即可带动送料臂往复运动。

开始时往复驱动结构快速推动球扁钢物料前行，当球扁钢物料到达第一光电传感器23时，第一光电传感器23感测到球扁钢物料的位置，第一光电传感器23指令往复驱动机构慢速推进；当球扁钢物料到达第二光电传感器24时，第二光电传感器感测到球扁钢物料的位置，第二光电传感器24指令往复驱动机构停止运动，此点作为工件的加工零点。整个工件送料工序完成。

在所述第二光电传感器24后方的送料架上设有逆直线划线装置，该装置用于在球扁钢物料上画出后续弯曲成形的基准线，所述的逆直线划线装置包括划线支架25，所述的划线支架25上铰接有倾斜的划线喷臂26，所述的划线支架25上还设有一划线气缸27，所述划线气缸27的输出端与所述的划线喷臂26铰接；

所述的划线喷臂26上设有可沿该划线喷臂滑动的喷头，所述的喷头可对准所述送料架12上的球扁钢物料，所述的喷头与驱动其滑动的喷头驱动机构连接。喷头驱动机构可采用常用的驱动机构，例如丝杆等。

在进行基准线的喷涂时，划线气缸27带动划线喷臂26转动，使得喷头靠近球扁钢物料，然后喷头驱动机构带动喷头运动，而球扁钢物料同时被向前推进，两者的复合运动使得喷头喷出的涂料在球扁钢物料上画出基准线。

本实施例中，所述的上料机构为：该上料机构包括一上料架29，所述的上料架29上设有若干对上料链轮，每对上料链轮上均张紧有上料链条30，各上料链条30相互平行，所述的上料链条30伸入到所述的送料架12的上端面内；

所述的上料链条30上设有若干定料块31，相邻的两块定料块31之间形成用于放置球扁钢物料的放置空间。

在进行上料时，首先将球扁钢物料放置在上料架29上，球扁钢位于相邻的两块定料块31之间，然后上料链条30动作，带动定料块31移动，从而定料块31将球扁钢物料推进，直至将球扁钢物料推进至送料架12上，从而完成上料。

本实施例中，该出料机构包括一出料架32，所述的出料架32的后端设有后出料链轮，位于后方的那一根下支撑辊上设有前出料链轮，所述的前出料链轮和后出料链轮之间张紧有出料链条，所述的出料链条上设有出料履带33。出料时，出料链条转动，从而带动出料履带33转动，切割好的球扁钢的头部架在出料履带33上，出料履带33的转动即可将球扁钢带出。本实施例中，所述出料架32的一侧设有盛料架34，所述出料架32的另一侧设有顶出气缸，通过顶出气缸可将切割完成的球扁钢顶出所述的出料架32，球扁钢被顶至盛料架，盛料架的上端面设置为镂空，便于对球扁钢进行进一步打磨。

Claims (9)

1.球扁钢切割机生产线，包括切割头，其特征在于该生产线还包括：

用于对球扁钢进行切割的主机；

送料机构，所述的送料机构位于所述主机的前方，用于将球扁钢原料送入主机内进行切割；

上料机构，所述的上料机构位于所述送料机构的外侧，用于将球扁钢原料送至所述的送料机构上；

出料机构，所述的出料机构位于所述主机的后方，用于将切割完成的球扁钢输出；

所述的主机包括一密闭的箱体，所述的切割头位于所述的箱体内，该切割头安装在一切割机械手上，所述的切割机械手亦安装在所述的箱体内，所述的切割机械手上还设有一激光扫描器；

在所述的箱体内：所述切割机械手的下方设有一对用于支撑球扁钢物料的横卧的下支撑辊，所述下支撑辊的上方设有一对升降的横卧的上压辊，所述的上压辊与用于驱动其升降的升降机构连接；

在两根下支撑辊之间设有一对竖置的里限位辊，在所述里限位辊的外侧设有一对横向移动的外限位辊， 所述的外限位辊与用于驱动其移动的横移机构连接；

所述下支撑辊的前方设有用于夹紧球扁钢物料的夹紧装置，所述的夹紧装置连接拉绳编码器；

还包括一控制器，所述的控制器内预存有对应不同型号球扁钢的切割参数及不同型号球扁钢尺寸参数，所述的拉绳编码器及激光扫描器均与所述的控制器信号连接，所述的切割机械手亦与所述的控制器信号连接；

所述的送料机构为：该送料机构具有一个送料架，所述的送料架上设有送料辊；

所述的送料架上设有前后往复运动的送料臂，该送料臂与用于驱动其前后往复运动的往复驱动机构连接，所述的送料臂上铰接有铰臂，所述的铰臂和送料臂之间设有弹性机构从而使铰臂具有张开的趋势；所述的送料臂内设有液压机构，所述液压机构前方的送料臂上设有一开合链轮，所述液压机构的输出端连接一开合链条，所述的开合链条张紧在所述的开合链轮上后其另一端连接到所述的铰臂上；

所述的送料臂的前端设有一传感板，所述的传感板上设有位置传感器，所述的位置传感器与所述的液压机构信号连接，所述的传感板设于一滑杆上，所述的滑杆从所述送料臂的前端穿入所述的送料臂内；所述的送料臂内设有传感气缸，所述传感气缸的输出端与所述的滑杆连接；

所述送料臂的前端设有下夹爪，所述铰臂的前端设有与所述的下夹爪对应的上夹爪。

2.如权利要求1所述的球扁钢切割机生产线，其特征在于：所述的上料机构为：

该上料机构包括一上料架，所述的上料架上设有若干对上料链轮，每对上料链轮上均张紧有上料链条，各上料链条相互平行，所述的上料链条伸入到所述的送料架的上端面内；

所述的上料链条上设有若干定料块，相邻的两块定料块之间形成用于放置球扁钢物料的放置空间。

3.如权利要求2所述的球扁钢切割机生产线，其特征在于：该出料机构包括一出料架，所述的出料架的后端设有后出料链轮，位于后方的下支撑辊上设有前出料链轮，所述的前出料链轮和后出料链轮之间张紧有出料链条，所述的出料链条上设有出料履带。

4.如权利要求3所述的球扁钢切割机生产线，其特征在于：所述出料架的一侧设有盛料架，所述出料架的另一侧设有顶出气缸。

5.如权利要求1所述的球扁钢切割机生产线，其特征在于：所述的送料架上设有第一光电感应器和位于所述第一光电传感器后方的第二光电传感器，所述的第一光电传感器及第二光电传感器均与所述的往复驱动机构连接，所述的第二光电传感器还与所述的控制器信号连接。

6.如权利要求5所述的球扁钢切割机生产线，其特征在于：在所述第二光电传感器后方的送料架上设有逆直线划线装置，所述的逆直线划线装置包括划线支架，所述的划线支架上铰接有倾斜的划线喷臂，所述的划线支架上还设有一划线气缸，所述划线气缸的输出端与所述的划线喷臂铰接；

所述的划线喷臂上设有沿该划线喷臂滑动的喷头，所述的喷头可对准所述送料架上球扁钢物料，所述的喷头与驱动其滑动的喷头驱动机构连接。

7.如权利要求1~6之一所述的球扁钢切割机生产线，其特征在于：所述的上压辊均设于一升降架上，所述的升降机构包括设于升降架上的从动升降链轮、设于箱体上的升降驱动电机，所述升降驱动电机的输出轴上设有主动升降链轮，所述的主动升降链轮和从动升降链轮之间通过升降链条连接；

所述的外限位辊设于一辊架上，所述的横移机构为设于所述箱体上的横移气缸，所述横移气缸的输出端与所述的辊架连接；

所述的夹紧装置为气动夹爪。

8.如权利要求1~6之一所述的球扁钢切割机生产线，其特征在于：所述下支撑辊下方的箱体内插设有抽屉式的废料收集箱；

所述箱体内设有位于所述箱体里部、且位于下支撑辊下方的废气收集箱，所述的废气收集箱内设有风扇。

9.如权利要求1~6之一所述的球扁钢切割机生产线，其特征在于：所述箱体的正面设有缺口，所述缺口的两边分别枢接有两扇箱门，所述的箱门上设有透明玻璃，所述的箱门之间设有磁吸机构。