CN105014386B - 一种加工金属卷料的自动一体机及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种加工金属卷料的自动一体机及方法，涉及金属卷料加工技术领域。该自动一体机包括顺次设置的用于固定并打开金属卷料的开卷机、用于校平金属卷料的校平机、以及用于将金属卷料切割为定长板料的剪板机；其中，校平机和剪板机之间还设置有用于加工金属卷料板身及切割两长边的激光切割机；激光切割机位于进料端的一侧设置有第一伺服送料机，激光切割机位于出料端的一侧设置有第二伺服送料机。本发明能实现开卷、校平、切割的自动化操作，且切割全面、高效，整个过程无需大量人工配合，生产效率高，材料利用率高。
Description
技术领域
本发明涉及金属卷料加工技术领域，具体来讲是一种加工金属卷料的自动一体机及方法。
背景技术
在钣金加工过程中，比如电热水器内胆等产品搪瓷处理前，通常需要对金属卷料进行开料加工。目前，在进行开料加工时，国内生产厂家一般采用先将金属卷料开卷校平，然后送入剪板机加工成长度相同的板料，最后再由人工切割、打磨成所需规格零件。
但在实际生产过程中发现，现有的加工方式存在以下缺陷：
(1)现有的加工方式需要工人与机器之间的不断配合，生产效率较低，特别是在工人的生产力无法得到提高的前提下，这种生产方式很难适应现代化生产的需要；
(2)现有的加工方式仅能通过剪板机进行金属卷料宽度方向上的自动切割(即通过剪板机将金属卷料打断后形成多段的板料)，对于金属卷料长度方向上的切割(如对金属卷料的两长边的切割，或对金属卷料的板身的加工)只能通过人工进行后期的加工，工人工作量大，材料利用率低。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种加工金属卷料的自动一体机及方法，能实现开卷、校平、切割的自动化操作，且切割更全面、高效，整个过程无需大量人工配合，生产效率高，材料利用率高。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：提供一种加工金属卷料的自动一体机，包括顺次设置的用于固定并打开金属卷料的开卷机、用于校平金属卷料的校平机、以及用于将金属卷料切割为定长板料的剪板机，其中，校平机和剪板机之间还设置有用于加工金属卷料板身及切割两长边的激光切割机；激光切割机位于进料端的一侧设置有第一伺服送料机，激光切割机位于出料端的一侧设置有第二伺服送料机。
在上述技术方案的基础上，所述激光切割机包括Y轴机架，Y轴机架两侧的顶部分别沿长度方向安装有两个Y轴导轨，两个Y轴导轨之间设置有工作台，工作台的上方设置有X轴移动横梁，X轴移动横梁的两端分别固定有与两Y轴导轨相配合的滑块，X轴移动横梁的顶部沿其长度方向滑动设置有激光器安装座，激光器安装座的侧壁竖直设置有用于激光切割头升降的Z轴伺服升降机构；工作台的正下方设置有用于辅助传送金属卷料的升降辊筒机构。
在上述技术方案的基础上，所述工作台包括多个卷料支撑用刀条，所述刀条沿Y轴机架宽度方向设置。
在上述技术方案的基础上，所述升降辊筒机构包括底架，底架的顶部设置有辊筒固定架，辊筒固定架与底架之间设有升降用气缸；辊筒固定架的顶部设置有多个辊筒，所述辊筒与工作台的刀条平行且间隔设置。
在上述技术方案的基础上，所述辊筒固定架与底架之间还竖直设置有直线运动机构，所述直线运动机构包括导向轴支座、设置于导向轴支座内的导向直线轴、以及与导向直线轴连接的法兰式直线轴承。
在上述技术方案的基础上，所述激光切割机还包括两个卷料限位机构，两个卷料限位机构分别位于Y轴机架的进料端和出料端，并分别与工作台固定连接。
在上述技术方案的基础上，每个卷料限位机构包括直线轴和滑动设置于直线轴的两个限位组件；所述直线轴的两端分别通过一块固定板与工作台固定连接，每个限位组件包括滑动设置于直线轴的直线轴承箱式单元，直线轴承箱式单元的顶部设置有滚轮安装板，滚轮安装板的顶部通过滚轮固定螺杆固定有多个树脂滚轮，滚轮安装板的侧壁设置有锁紧螺杆，所述锁紧螺杆穿过一个压紧梁锁紧，所述压紧梁的两端分别固定于工作台。
在上述技术方案的基础上，所述第一伺服送料机、第二伺服送料机均选用滚轮伺服送料机。
在上述技术方案的基础上，该自动一体机还包括用于成品堆垛的液压升降平台和可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器分别与开卷机、校平机、剪板机、激光切割机、第一伺服送料机和第二伺服送料机连接。
本发明还提供一种基于所述自动一体机的加工金属卷料的方法，其步骤包括：固定在开卷机上的金属卷料开卷后经校平机校正；校正后的金属卷料在第一伺服送料机的带动下进入到激光切割机内；第一伺服送料机停机，激光切割机开始对金属卷料的板身及两长边进行加工；待加工完成后，第二伺服送料机启动，拉动金属卷料进入到剪板机内，剪板机根据生产需要将金属卷料切割为定长板料。
本发明的有益效果在于：
1.本自动一体机由一台开卷机、一台校平机、一台激光切割机、一台剪板机和两台伺服送料机组成，生产过程中，金属卷料的开卷、校平、切割以及传送全部自动完成，与现有技术中需要工人与机器之间的不断配合的方式相比，本发明无需大量人工配合，只需要操作者即可，使得加工的自动化程度高，不但显著地降低了工作强度、提高了生产效率，而且还能有效保证加工质量的可靠性。
2.本发明中，激光切割机能实现对金属卷料的板身及两长边的切割加工，剪板机能根据生产需要将金属卷料切割为定长板料；激光切割机与剪板机的配合使用，能实现对金属卷料的全方位切割，不仅加工高效、便捷，且能有效提高材料利用率，适合现代化生产的需要。
3.本发明中，激光切割机内部设置有用于辅助传送金属卷料的升降辊筒机构，该升降辊筒机构的气缸能将辊筒组件(即辊筒固定架和多个辊筒)自动升起，升起后的辊筒组件高过工作台的刀条后，能顶起金属卷料；当第二伺服送料机带动金属卷料移动时，辊筒组件的多个辊筒能通过自身的随动将金属卷料顺利传送至剪板机内，不但起到了辅助传送的作用，而且还能有效避免因金属卷料在刀条上拖行，而造成的表面损伤。
4.本发明中，激光切割机的进料端和出料端均设置有卷料限位机构，卷料限位机构的两个限位组件滑动设置于直线轴上，通过锁紧螺杆调整并固定两个限位组件之间的间距，能使得金属卷料恰好从两个限位组件的中间穿过，并被锁紧，从而起到对金属卷料限位的作用，进而保证了金属卷料在切割加工过程中的稳固性；当金属卷料在伺服送料机的带动下进行传动时，两个限位组件的树脂滚轮能通过自身的随动减少金属卷料在传动过程中的阻力，从而起到辅助传动的作用，进而提高了金属卷料的传输效率。
5.本发明中，激光切割机对金属卷料的板身及两长边进行加工前，由第一伺服送料机将金属卷料推入到激光切割机内；激光切割机对金属卷料加工完成后，由第二伺服送料机将金属卷料拉入到剪板机内进行加工。本方法中采用第一伺服送料机进行推料操作、第二伺服送料机进行拉料操作，可保证金属卷料进入到剪板机时是完全平整的，避免了仅用推入方式传送金属卷料所造成的表面拱起的现象，从而保证了金属卷料的加工质量。
6.本发明的激光切割机对被加工的金属卷料尺寸限制较小，能适用于各种板宽的金属卷料加工，不但适用范围广，而且能满足多加工品种的频繁转换生产要求，使得加工成本低、能耗少。
7.本发明的激光切割机可以脱离一体机单独使用，在带料静止的状态下进行切割，完成后再送料再次切割，循环往复，简化加工流程。
附图说明
图1为本发明实施例中加工金属卷料的自动一体机的结构示意图；
图2为本发明实施例中激光切割机的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为本发明实施例中升降辊筒机构的结构示意图；
图5为图4另一视角的结构示意图；
图6为本发明实施例中工作台和卷料限位机构配合的结构示意图；
图7为本发明实施例中卷料限位机构除去压紧梁的结构示意图。
附图标记：1－开卷机；2－校平机；3－第一伺服送料机；4－激光切割机；5－第二伺服送料机；6－剪板机；7－液压升降平台；8－Y轴机架；9－卷料限位机构，9a－固定板，9b－直线轴，9c－直线轴承箱式单元，9d－滚轮安装板，9e－滚轮固定螺杆，9f－树脂滚轮，9g－锁紧螺杆，9h－压紧梁；10－Y轴导轨；11－激光切割头；12－Z轴伺服升降机构；13－X轴移动横梁；14－激光器安装座；15－刀条；16－升降辊筒机构，16a－底架，16b－气缸，16c－辊筒固定架，16d－辊筒，16e－导向轴支座，16f－导向直线轴，16g－法兰式直线轴承。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种加工金属卷料的自动一体机，包括顺次设置的用于固定并打开金属卷料的开卷机1、用于校平金属卷料的校平机2、以及用于将金属卷料切割为定长板料的剪板机6，其中，校平机2和剪板机6之间还设置有用于加工金属卷料板身及切割两长边的激光切割机4；激光切割机4位于进料端的一侧设置有第一伺服送料机3，激光切割机4位于出料端的一侧设置有第二伺服送料机5。本实施例中，第一伺服送料机3、第二伺服送料机5均选为滚轮伺服送料机。
参见图2和图3所示，激光切割机4包括Y轴机架8，Y轴机架8两侧的顶部分别沿长度方向安装有两个Y轴导轨10，两个Y轴导轨10之间设置有工作台15，该工作台15包括多个卷料支撑用刀条15a，该刀条15a沿Y轴机架8宽度方向设置；所述工作台15的上方设置有X轴移动横梁13，该X轴移动横梁13的两端分别固定有与两Y轴导轨10相配合的滑块，X轴移动横梁13的顶部沿其长度方向滑动设置有激光器安装座14(具体安装时，激光器安装座14可通过滑块和直线导轨来实现滑动设置，也可通过齿轮和齿条来实现滑动设置)，激光器安装座14的侧壁竖直设置有用于激光切割头11升降的Z轴伺服升降机构12；工作台15的正下方设置有用于辅助传送金属卷料的升降辊筒机构16。
参见图3、图4和图5所示，升降辊筒机构16包括底架16a，底架16a的顶部设置有辊筒固定架16c，辊筒固定架16c与底架16a之间设有用于升降辊筒固定架16c的气缸16b(气缸16b由高压气体驱动)；辊筒固定架16c的顶部设置有多个辊筒16d(辊筒固定架16c和多个辊筒16d形成辊筒组件)，该辊筒16d与工作台15的刀条15a平行且间隔设置，使得辊筒16d在上升过程中能顺利穿过工作台15的刀条15a。
本实施例中，为了更好的支撑辊筒固定架16c，并使辊筒固定架16c在气缸16b的作用下，保持做竖直方向上的直线运动，辊筒固定架16c与底架16a之间还竖直设置有直线运动机构，该直线运动机构包括导向轴支座16e、设置于导向轴支座16e内的导向直线轴16f、以及与导向直线轴16f连接的法兰式直线轴承16g。
参见图2和图3所示，激光切割机4还包括两个卷料限位机构9，两个卷料限位机构9分别位于Y轴机架8的进料端和出料端，并分别与工作台15固定连接。
其中，参见图6和图7所示，每个卷料限位机构9包括直线轴9b和滑动设置于直线轴9b的两个限位组件；该直线轴9b的两端分别通过一块固定板9a与工作台15固定连接，每个限位组件包括滑动设置于直线轴9b的直线轴承箱式单元9c，该直线轴承箱式单元9c的顶部设置有滚轮安装板9d，滚轮安装板9d的顶部通过滚轮固定螺杆9e固定有多个树脂滚轮9f，滚轮安装板9d的侧壁设置有锁紧螺杆9g，该锁紧螺杆9g穿过一个压紧梁9h锁紧，该压紧梁9h的两端分别固定于工作台15。本实施例中，每个卷料限位机构9包括两个直线轴9b，两个直线轴9b位于同一水平面，且每个限位组件滑动设置于两个直线轴9b上，使得每个限位组件的平衡性好、稳定性高，且滑动起来更加方便。
该卷料限位机构9使用时，通过松开与压紧梁9h连接的锁紧螺杆9g调整两个限位组件之间的间距，通过将锁紧螺杆9g与压紧梁9h锁紧来固定两个限位组件，使得金属卷料恰好能从两个限位组件的中间穿过(起到限位作用)，当金属卷料在伺服送料机的带动下进行传动时，限位组件的树脂滚轮9f能通过随动减少金属卷料在传动过程中的阻力(起到辅助传动的作用)。
本实施例中，为了减少金属卷料加工后人工堆垛的工作量，提高工作效率，该自动一体机还包括用于成品堆垛的液压升降平台7，该液压升降平台7设置于剪板机6的出料端一侧；进一步，该自动一体机还包括可编程逻辑控制器(图未示)，可编程逻辑控制器分别与开卷机1、校平机2、剪板机6、激光切割机4、第一伺服送料机3和第二伺服送料机5连接。
本发明还提供一种基于所述自动一体机的加工金属卷料的方法，其步骤包括：固定在开卷机1上的金属卷料开卷后经校平机2校正；校正后的金属卷料在第一伺服送料机3的推动下进入到激光切割机4内；第一伺服送料机3停机，激光切割机4开始对金属卷料的板身及两长边进行加工；待加工完成后，第二伺服送料机5启动，拉动金属卷料进入到剪板机6内，剪板机6根据生产需要将金属卷料切割为定长板料。
实际操作时，具体加工过程如下：
在可编程控制器的控制下，固定在开卷机1上的金属卷料开卷后经校平机2校正；校正后的金属卷料在第一伺服送料机3的带动下，穿过激光切割机4进料端的卷料限位机构9进入到激光切割机4的卷料支撑架15上；第一伺服送料机3停机，激光切割机4的激光切割头11开始做三维切割运动，对金属卷料的板身及两长边进行加工；待加工完成后，激光切割机4内升降辊筒机构16通过气缸16b推动辊筒组件(即辊筒固定架16c和多个辊筒16d)上升，上升后的辊筒组件高于工作台15的刀条15a后，托起金属卷料(托起金属卷料能避免金属卷料后续拖动中被刀条15a刮伤，影响表面质量)；第二伺服送料机5启动，拉动金属卷料穿过激光切割机4出料端的卷料限位机构9进入到剪板机6内，剪板机6根据生产需要将金属卷料切割为定长板料，并下料至液压升降平台7上进行堆垛，以便后续搬运和存储。整个过程无需大量人工配合，生产效率高，材料利用率高。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种加工金属卷料的自动一体机，包括顺次设置的用于固定并打开金属卷料的开卷机(1)、用于校平金属卷料的校平机(2)、以及用于将金属卷料切割为定长板料的剪板机(6)，其特征在于：所述校平机(2)和剪板机(6)之间还设置有用于加工金属卷料板身及切割两长边的激光切割机(4)；激光切割机(4)位于进料端的一侧设置有第一伺服送料机(3)，激光切割机(4)位于出料端的一侧设置有第二伺服送料机(5)；
所述激光切割机(4)包括Y轴机架(8)，Y轴机架(8)两侧的顶部分别沿长度方向安装有两个Y轴导轨(10)，两个Y轴导轨(10)之间设置有工作台(15)，工作台(15)的上方设置有X轴移动横梁(13)，X轴移动横梁(13)的两端分别固定有与两Y轴导轨(10)相配合的滑块，X轴移动横梁(13)的顶部沿其长度方向滑动设置有激光器安装座(14)，激光器安装座(14)的侧壁竖直设置有用于激光切割头(11)升降的Z轴伺服升降机构(12)；工作台(15)的正下方设置有用于辅助传送金属卷料的升降辊筒机构(16)。
2.如权利要求1所述的加工金属卷料的自动一体机，其特征在于：所述工作台(15)包括多个卷料支撑用刀条(15a)，所述刀条(15a)沿Y轴机架(8)宽度方向设置。
3.如权利要求2所述的加工金属卷料的自动一体机，其特征在于：所述升降辊筒机构(16)包括底架(16a)，底架(16a)的顶部设置有辊筒固定架(16c)，辊筒固定架(16c)与底架(16a)之间设有升降用气缸(16b)；辊筒固定架(16c)的顶部设置有多个辊筒(16d)，所述辊筒(16d)与工作台(15)的刀条(15a)平行且间隔设置。
4.如权利要求3所述的加工金属卷料的自动一体机，其特征在于：所述辊筒固定架(16c)与底架(16a)之间还竖直设置有直线运动机构，所述直线运动机构包括导向轴支座(16e)、设置于导向轴支座(16e)内的导向直线轴(16f)、以及与导向直线轴(16f)连接的法兰式直线轴承(16g)。
5.如权利要求1所述的加工金属卷料的自动一体机，其特征在于：所述激光切割机(4)还包括两个卷料限位机构(9)，两个卷料限位机构(9)分别位于Y轴机架(8)的进料端和出料端，并分别与工作台(15)固定连接。
6.如权利要求5所述的加工金属卷料的自动一体机，其特征在于：每个卷料限位机构(9)包括直线轴(9b)和滑动设置于直线轴(9b)的两个限位组件；所述直线轴(9b)的两端分别通过一块固定板(9a)与工作台(15)固定连接，每个限位组件包括滑动设置于直线轴(9b)的直线轴承箱式单元(9c)，直线轴承箱式单元(9c)的顶部设置有滚轮安装板(9d)，滚轮安装板(9d)的顶部通过滚轮固定螺杆(9e)固定有多个树脂滚轮(9f)，滚轮安装板(9d)的侧壁设置有锁紧螺杆(9g)，所述锁紧螺杆(9g)穿过一个压紧梁(9h)锁紧，所述压紧梁(9h)的两端分别固定于工作台(15)。
7.如权利要求1所述的加工金属卷料的自动一体机，其特征在于：所述第一伺服送料机(3)、第二伺服送料机(5)均选用滚轮伺服送料机。
8.如权利要求1至7中任一项所述的加工金属卷料的自动一体机，其特征在于：该自动一体机还包括用于成品堆垛的液压升降平台(7)和可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器分别与开卷机(1)、校平机(2)、剪板机(6)、激光切割机(4)、第一伺服送料机(3)和第二伺服送料机(5)连接。
9.一种基于权利要求1所述自动一体机的加工金属卷料的方法，其特征在于，包括以下步骤：固定在开卷机(1)上的金属卷料开卷后经校平机(2)校正；校正后的金属卷料在第一伺服送料机(3)的带动下进入到激光切割机(4)内；第一伺服送料机(3)停机，激光切割机(4)开始对金属卷料的板身及两长边进行加工；待加工完成后，第二伺服送料机(5)启动，拉动金属卷料进入到剪板机(6)内，剪板机(6)根据生产需要将金属卷料切割为定长板料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An automatic integrated machine and method for processing metal coil Effective date of registration: 20210826 Granted publication date: 20170801 Pledgee: Guanggu Branch of Wuhan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: WUHAN TIANQI LASER EQUIPMENT MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2021420000079 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220914 Granted publication date: 20170801 Pledgee: Guanggu Branch of Wuhan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: WUHAN TIANQI LASER EQUIPMENT MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2021420000079 |