CN108838683A - 全自动曲线折弯加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了全自动曲线折弯加工设备，包括主体，主体上设有送料总成、折臂夹头塔总成、万向折头总成、剪切总成以及控制总成；送料总成上设有夹持钳，夹持钳将金属原材料进行夹持带动其向折臂夹头塔总成滑动；折臂夹头塔总成上设有与金属原材料适配的折臂夹头，夹持钳带动金属原材料滑动使其一端穿过折臂夹头进行固定；万向折头总成上设有万向折头，万向折头总成带动万向折头转动，万向折头位于金属原材料伸出折臂夹头的一侧且金属原材料位于万向折头的转动路径上；剪切总成上设有剪切刀头，剪切刀头将折弯完成的金属原材料进行剪切；控制总成控制各个总成工作；本发明具有全自动化操作、无需人工进行翻转、加工精度高、操作简单等特点。

Description

全自动曲线折弯加工设备
技术领域
本发明涉及全自动曲线折弯的加工设备，具体为金属曲线折弯加工。
背景技术
随着社会发展，在生活或工业或电力上，越来越多的金属材料需要进行曲线折弯加工，比如说供电系统中的铜、铝母线排，由于使用环境不同，需要进行不同的曲线折弯，现有的传统的铜、铝母线排加工机通过人工控制夹持装置进行铜、铝金属原材料的固定，另一端通过液压等凸凹模装置进行成型折弯，而需要二次曲线折弯时，需要人工解除原先的夹持，拿出铜、铝金属原材料进行位置的调整与正反面翻转，此种加工存在以下几个缺点：
1.人工定位、夹持，精准度低，无法实现精准定位；
2.此种加工两侧壁距离90mm以上的U型母线排，目前无法完成U型90mm以下至70mmU型折弯；
3.人工加工效率低下，人工成本高；
4.人工翻动母线排，安全系数低，容易发生事故和错误。
再比如，建筑上用的钢筋，通常需要人工进行折弯，需要耗费大量的人力物力，曲线折弯不方便。
再比如铜管、铁管等管材，经常需要进行曲线折弯，通常用模具进行曲线折弯成型。
以上的金属原材料基本通过人工折弯，折弯精度低，效率低，无法实现快速、精准的曲线折弯。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种全自动铜、铝母线排、铜棒、铝棒、铁棒、铜管、铝管以及铁管等金属原材料曲线折弯的加工设备。
本发明所解决其技术问题所采用的技术方案是：全自动曲线折弯加工设备，其中，包括主体，主体上设有送料总成、折臂夹头塔总成、万向折头总成、剪切总成以及控制总成；
送料总成上设有夹持钳，夹持钳将金属原材料进行夹持带动其向折臂夹头塔总成滑动；
折臂夹头塔总成上设有与金属原材料适配的折臂夹头，夹持钳带动金属原材料滑动使其一端穿过折臂夹头进行固定；
万向折头总成上设有万向折头，万向折头总成带动万向折头转动，万向折头位于金属原材料伸出折臂夹头的一侧且金属原材料位于万向折头的转动路径上；
剪切总成上设有剪切刀头，剪切刀头将折弯完成的金属原材料进行剪切；
控制总成控制送料总成送料、折臂夹头塔总成进行固定、万向折头总成进行曲线折弯以及剪切总成进行剪切。
通过此设备的设置，实现了全自动化操作，从送料--固定--曲线折弯--剪切整个流程，全部通过控制总成实现，无需人工手动去翻转，实现全自动化操作。万向折头总成相比于现有技术，由于其是转动设置的，故在使用过程中，万向折头可以位于金属原材料上方或者下方，用对应的正转或者反转，实现金属原材料的曲线折弯，完成一次曲线折弯后，通过控制总成控制万向折头的位置，进行二次曲线折弯，具体的折弯需要几次，通过控制总成控制，曲线折弯完成后分离直接后退进行剪切，完成金属原材料的全自动加工流程，此处万向折头也可位于金属原材料的侧面，只要保证金属原材料位于万向折头的转动路径上即可。此种设备可以对铜、铝母线排、铜棒、铝棒、铁棒、铜管、铝管以及铁管等金属原材料进行各类曲线折弯成型，而且通过此设备加工，精度高。
其中，万向折头总成包括曲线折弯机构，曲线折弯机构包括驱动伺服电机Ⅰ以及变速箱，变速箱上设有齿转轮，驱动伺服电机Ⅰ上设有输出齿轮Ⅰ，齿转轮周边上设有卡齿，卡齿为整体的一半，卡齿位于输出齿轮Ⅰ一侧，输出齿轮Ⅰ与卡齿啮合带动齿转轮转动，万向折头位于齿转轮上；齿转轮上设有卡槽，折臂夹头部分伸入至卡槽内固定，卡槽中心设有液压固定顶针。
万向折头总成通过驱动伺服电机Ⅰ带动齿转轮转动，旋转更加稳定，通过控制总成控制驱动伺服电机Ⅰ的转速以及转动的圈数从而控制齿转轮上的万向折头，控制更为方便，使得母线排加工更为精准。折臂夹头部分伸入至卡槽内固定使得两者在固定母线排时，固定更加稳定。卡齿的半边设置，由于设备整体体型较大，故齿转轮的加工成本较高，采用一半卡齿的设置，节约成本，同时防止旋转过度，影响母线排的成型。
其中，折臂夹头塔总成上设有卧转塔，卧转塔与主体呈转动设置，卧转塔的侧面上设有至少一个折臂夹头，折臂夹头设有夹持槽，夹持槽对应不同厚度的金属原材料。
通过不同的折臂夹头对应不同厚度的金属原材料加工，起到通用的作用，需要那个尺寸的折臂夹头就可以通过旋转卧转塔进行转动，旋转合适的尺寸的折臂夹头，使得整体加工更为方便。
其中，折臂夹头塔总成上设有驱动伺服电机Ⅱ、连接带以及齿轴，驱动伺服电机Ⅱ上设有输出齿轮Ⅱ，输出齿轮Ⅱ与齿轴通过连接带联动，卧转塔上设有齿圈，齿轴的输出端与齿圈对位联动，带动齿圈转动，实现卧转塔转动。
通过驱动伺服电机Ⅱ与齿轴的配合，带动齿盘的转动，实现卧转塔的转动，占用空间小，使得卧转塔转动更为方便，方便选择不同的折臂夹头。
其中，折臂夹头包括夹持部、固定部以及伸出部，夹持部与伸出部通过固定部连接，卧转塔侧面上设有凹槽，伸出部伸入至凹槽内，固定部与凹槽通过螺栓固定；夹持槽位于夹持部上。
折臂夹头采用螺栓进行固定，拆装更为方便，可以快速更换自己需要的折臂夹头，起到通用的效果；伸出部伸入至凹槽内，使得折臂夹头固定更加稳定。
其中，还包括第一传动机构、第二传动机构以及第三传动机构，第一传动机构带动夹持钳朝向折臂夹头塔总成前后滑动，第二传动机构带动万向折头总成朝向折臂夹头塔总成直线滑动，第三传动机构带动折臂夹头塔总成朝向万向折头总成直线滑动，第一传动机构、第二传动机构以及第三传动机构均通过控制总成控制。
通过多个传动机构控制各个机构的滑动，控制总成的滑动更为精准，防止操作误差引发母线排加工出现故障等现象。
其中，剪切总成包括固定座、压料机构、上切刀以及下切刀，固定座上设有双导向导槽，上切刀在双导向导槽上下滑动，上切刀与下切刀为错位设置，金属原材料通过压料机构固定，上切刀与下切刀形成剪切将金属原材料进行剪切。
上切刀与下切刀的错位设置，使得两者之间的剪切效果更佳，保证切口平整，通过压料机构将金属原材料进行固定，保证在剪切的过程中，母线排不会晃动。
其中，送料总成上设有滑滚轮，滑滚轮组成滑滚轮传送带，金属原材料在滑滚轮传送带上滑动。
滑滚轮的设置，使得母线排传动更为方便，通过滑滚轮使得母线排滑动无需更大的力，简单方便。
其中，还包括收集输送仓机构，收集输送仓机构位于剪切总成下方，将剪切完成的金属原材料从设备中向设备外输送。
收集输送仓机构的设置，使得剪切完成的母线排可以快速收集，并从设备内向外部输送，无需人工去收集，降低工作难度，同时预防操作人员与设备整体的接触。
其中，控制总成包括处理模块、PLC模块以及监测模块，处理模块处理输入的加工数据或三维图纸或者二维图纸进行数据分析，并将分析的结果传送至PLC模块，PLC模块控制各个机构工作；每个总成上设有编码，监测模块监测每个总成的编码，如发生故障，监测模块显示故障总成并发出报警信号。
通过处理模块将输入的加工数据或三维图纸或二维图纸进行分析，读取母线排具体的结构、尺寸大小，将数据传送至PLC模块，通过PLC模块控制各个机构工作，实现全自动化操作；监测模块的设置，在设备整体运行发生故障时，通过观察检测模块，可以迅速发现故障处，方便维修人员进行维修。
其中，收集输送仓机构上设有传送带，将剪切完成的金属原材料传送收集出仓。
采用此种设置，传送收集更加方便。
此种全自动曲线折弯加工设备存在以下几个优点：
1.采用全自动化操作加工，实现精准定位，精准折弯；
2.此种加工能加工两侧壁距离70mm以上的U型母线排，弥补了现有的70-90mm之间的加工空白；
3.全自动加工，加工效率高，减少人工成本，一个工人同时能够控制3-5台设备；
4.安全系数高，无需人工去翻动金属原材料，通过设备控制，即可实现金属原材料的曲线折弯。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例1的主视图；
图3是图2中A部的放大图；
图4是本发明实施例1中折臂夹头塔总成的结构示意图；
图5是图4的剖视图；
图6是本发明实施例1中剪切总成的结构示意图；
图7是图6的后视图；
图8是本发明实施例1中万向折头总成的结构示意图；
图9是图8的侧视图；
图10是本发明实施例1中夹持钳的结构示意图；
图11是本发明实施例1的控制示意图；
图12是本发明实施例1中万向折头的折弯示意图；
图13是本发明实施例1的剖视图；
图14是本发明实施例2的主视图；
图15是本发明实施例3中万向折头的折弯示意图；
图16是本发明实施例3的主视图。
具体实施方式
实施例1：
参照附图1-13所示，全自动曲线折弯加工设备，包括主体1，主体1包括机架11，主体1上设有送料总成2、折臂夹头塔总成3、万向折头总成4、剪切总成5、收集输送仓机构以及控制总成6，折臂夹头塔总成3以及万向折头总成4均位于机架11上。
送料总成2为长方体结构，顶上设有滑滚轮24，滑滚轮24组成滑滚轮传送带，夹持钳21位于滑滚轮24的上方，第一传动机构22位于送料总成上，且与送料总成呈滑动设置，其具体为丝杆滑块机构实现的传动（伺服电机带动滑块滑动，滑块与夹持钳21联动设置），丝杆滑块机构为公知技术，故在此不多加赘述，此处第一传动机构22不仅仅为此种传动，也可为其他传动方式，如液压式直线导轨。夹持钳21将金属原材料7进行夹持，具体为夹持钳21上设有固定槽23，金属原材料7穿过固定槽23伸出，第一传动机构22带动夹持钳21向折臂夹头塔总成3滑动，此处具体第一传动机构22带动夹持钳21朝向折臂夹头塔总成3前后滑动，此处传动是金属原材料7进行横向传动，即金属原材料7宽的一面与滑滚轮24贴合，第一传动机构22通过控制总成6的PLC模块进行控制，进一步，夹持钳21的固定槽23大小可以进行调整，可以通过更换夹持钳21改变固定槽23的宽度，也可通过丝杆转动改变固定槽23的宽度，此种改变为本领域技术人员很容易联想的改进，故此处不多加赘述。进一步，还可通过水平涡轮与伺服电机组成一个升降机构，提高金属原材料7的进料效率。
折臂夹头塔总成3以及万向折头总成4均位于送料总成2末端的两侧面，且折臂夹头塔总成3与万向折头总成4为对应设置，即一个在左一个右。
第三传动机构31带动折臂夹头塔总成3朝向万向折头总成4左右直线滑动，此处第三传动机构31同样为液压式直线导轨（即以液压为动力源驱动活动件沿着承导件进行直线滑动）为公知技术，故在此不多加赘述，此处第三传动机构31也可以通过丝杆滑块机构进行传动。折臂夹头塔总成3上设有卧转塔32、驱动伺服电机Ⅱ33、连接带34以及齿轴35，驱动伺服电机Ⅱ33位于卧转塔32的顶部，驱动伺服电机Ⅱ33的输出齿轮Ⅱ通过连接带34与齿轴35进行联动，卧转塔32的顶面上设有齿盘36，齿轴35一端与折臂夹头塔总成3主体1固定，另一端为输出端351，输出端351与齿盘36上联动，带动齿盘36转动，进一步卧转塔32中间设有主轴37，卧转塔32围绕主轴37进行旋转。驱动伺服电机Ⅱ33以及第三传动机构31通过PLC模块进行控制。
卧转塔32的侧面上设有至少一个折臂夹头38，此处以卧转塔32为正六边形为例，总共为六个侧面，此处也可为两个、四个、八个等等，每个侧面上设有一个折臂夹头38，每个折臂夹头38内均设有夹持槽，只是每个夹持槽的厚度不一样，夹持槽对应不同厚度的金属原材料7。通过不同的折臂夹头38对应不同厚度的金属原材料7加工，起到通用的作用，需要任何厚度的折臂夹头38就可以通过旋转卧转塔32进行转动，旋转合适的任何厚度的折臂夹头38，使得整体加工更为方便流畅。
折臂夹头38的具体结构包括夹持部381、固定部382以及伸出部383，夹持部381与伸出部383通过固定部382连接，卧转塔32侧面上设有凹槽39，伸出部383伸入至凹槽39内，固定部382与凹槽39通过螺栓固定，折臂夹头38采用螺栓进行固定，拆装更为方便，可以快速更换自己需要的折臂夹头38，起到通用的效果；伸出部383伸入至凹槽39内，使得折臂夹头38固定更加稳定；夹持槽385位于夹持部381上，进一步夹持部381顶端设有两个凸块384，凸块384为半圆形，两个凸块384之间为夹持槽385，凸块384伸入至万向折头总成4的凹槽39中进行固定，进一步两个凸块384朝向夹持槽385一侧的两端设有导向面386，导向面386为斜面或弧面。
第二传动机构41带动万向折头总成4朝向折臂夹头塔总成3左右滑动，此处第二传动机构41也为液压式直线导轨结构，故不重复描述，此处第二传动机构也可为丝杆滑块机构传动。万向折头总成4包括立转塔42，立转塔42包括动电机Ⅰ43以及变速箱8，变速箱8上设有齿转轮44，驱动伺服电机Ⅰ43上设有输出齿轮Ⅰ45，齿转轮44周边上设有卡齿46，卡齿46为整体的一半，卡齿46位于输出齿轮Ⅰ45一侧；输出齿轮Ⅰ45与卡齿46啮合带动齿转轮44转动，万向折头47位于齿转轮44上，进一步，齿转轮44上设有凸轮441，万向折头47位于凸轮441上，万向折头47可以为圆柱形，或者为带有倒角的长方体，万向折头47主要位于金属原材料7伸出折臂夹头38的一侧且金属原材料7位于万向折头47的转动路径上，万向折头47与金属原材料7适配，进行旋转带动金属原材料7进行折弯。齿转轮44上设有卡槽442，凸块384伸入至卡槽442内固定，卡槽442中心设有液压固定顶针443，液压固定顶针443通过液压气缸444与凸块384相抵，使得凸块384固定，防止在转动的过程中发生弯曲。此处第二传动机构41以及驱动伺服电机Ⅰ43通过PLC模块进行控制。
剪切总成5位于送料总成2的末端，剪切总成5包括固定座51、上切刀52、下切刀53以及压料机构58，压料机构58将金属原材料7固定，固定座51上设有双导向导槽54，金属原材料7通过双导向导槽54固定在固定座51上，上切刀52与下切刀53为错位设置，上切刀52下移与下切刀53形成剪切。进一步，上切刀52对应的下方设有橡胶垫Ⅰ55，下切刀53对应的上方设有橡胶垫Ⅱ56，橡胶垫的设置，使得切刀起到一定的缓冲，提高切刀的使用寿命。上、下切刀53具体通过油缸57控制两者之间的剪切动作，具体通过PLC模块进行控制油缸57运动。
收集输送仓机构位于剪切总成5下方，收集输送仓机构上设有传送带，剪切后的金属原材料7位于传送带传送收集，传送带具体从机架11中穿出，此处的传送带为常规技术，故附图中未提现。
控制总成6包括处理模块61以及PLC模块62，处理模块61输入的加工数据、三维图纸或者二维图纸进行数据分析，并将分析的结果传送至PLC模块62，PLC模块62控制各个机构工作，完成全部自动化操作。进一步，控制总成6还包括监测模块63，在设备整体运行发生故障时，通过观察检测模块，可以迅速发现故障处，方便维修人员进行维修，具体通过每个总成上设有对应的编码，当发生故障时，维修人员只要识别编码的位置，即可知晓具体哪里发生故障。
通过此设备的设置，实现了全自动化操作，从送料--固定--折弯--剪切--收集这个流程，全部通过控制总成6实现，无需人工手动去翻转。其具体的使用过程为，先将需要加工的金属原材料7图纸信息导入或者人工手动输入加工信息，且将信息传送给PLC模块62，设备开机，卧转塔32旋转合适的折臂夹头38，立转塔42与卧转塔32合位，此处合位即凸块384伸入至卡槽442内固定。送料钳工作，将金属原材料7从夹持槽385中横向穿入，位于万向折头47的运动轨迹上，万向折头47旋转，将金属原材料7折弯到合适的角度，然后立转塔42回归原位，根据需要调整万向折头47与金属原材料7的位置（万向折头47位于金属原材料7上方或者位于金属原材料7下方），进行二次折弯甚至多次折弯，具体的折弯需要几次，通过控制总成6控制，折弯完成后，直接进行剪切，剪切完成的金属原材料7通过传送带进行传送，完成金属原材料7的全自动加工过程。
实施例2：
参照附图14所示，实施例2与实施例1之间的区别在于：折臂夹头塔总成3包括一个折臂夹头38，仅通过第三传动机构31进行传动，无法进行旋转，采用此种设置，降低了生产成本，使得小规模企业可以进行采购。
实施例3：
参照附图15-16所示，实施例3与实施例1之间的区别在于：折臂夹头塔总成3以及万向折头总成4均位于送料总成末端，折臂夹头塔总成4位于万向折头总成5的上方或下方，金属原材料7通过送料钳竖直固定，金属原材料7竖直穿过折臂夹头38固定且穿出折臂夹头38，金属原材料7伸出部分位于万向折头47的运动轨迹上，通过旋转万向折头47，实现曲线折弯。折臂夹头塔总成3以及万向折头总成4两者为相互独立转动设置。

Claims (10)

1.全自动曲线折弯加工设备，其特征在于：包括主体，主体上设有送料总成、折臂夹头塔总成、万向折头总成、剪切总成以及控制总成；
送料总成上设有夹持钳，夹持钳将金属原材料进行夹持带动其向折臂夹头塔总成滑动；
折臂夹头塔总成上设有与金属原材料适配的折臂夹头，夹持钳带动金属原材料滑动使其一端穿过折臂夹头进行固定；
万向折头总成上设有万向折头，万向折头总成带动万向折头转动，万向折头位于金属原材料伸出折臂夹头的一侧且金属原材料位于万向折头的转动路径上；
剪切总成上设有剪切刀头，剪切刀头将折弯完成的金属原材料进行剪切；
控制总成控制送料总成送料、折臂夹头塔总成进行固定、万向折头总成进行曲线折弯以及剪切总成进行剪切。
2.如权利要求1所述的全自动曲线折弯加工设备，其特征在于：万向折头总成包括曲线折弯机构，曲线折弯机构包括驱动伺服电机Ⅰ以及变速箱，变速箱上设有齿转轮，驱动伺服电机Ⅰ上设有输出齿轮Ⅰ，齿转轮周边上设有卡齿，卡齿为整体的一半，卡齿位于输出齿轮Ⅰ一侧，输出齿轮Ⅰ与卡齿啮合带动齿转轮转动，万向折头位于齿转轮上；齿转轮上设有卡槽，折臂夹头部分伸入至卡槽内固定，卡槽中心设有液压固定顶针。
3.如权利要求1所述的全自动曲线折弯加工设备，其特征在于：折臂夹头塔总成上设有卧转塔，卧转塔与主体呈转动设置，卧转塔的侧面上设有至少一个折臂夹头，折臂夹头设有夹持槽，夹持槽对应不同厚度的金属原材料。
4.如权利要求3所述的全自动曲线折弯加工设备，其特征在于：折臂夹头塔总成上设有驱动伺服电机Ⅱ、连接带以及齿轴，驱动伺服电机Ⅱ上设有输出齿轮Ⅱ，输出齿轮Ⅱ与齿轴通过连接带联动，卧转塔上设有齿圈，齿轴的输出端与齿圈对位联动，带动齿圈转动，实现卧转塔转动。
5.如权利要求3所述的全自动曲线折弯加工设备，其特征在于：折臂夹头包括夹持部、固定部以及伸出部，夹持部与伸出部通过固定部连接，卧转塔侧面上设有凹槽，伸出部伸入至凹槽内，固定部与凹槽通过螺栓固定；夹持槽位于夹持部上。
6.如权利要求1所述的全自动曲线折弯加工设备，其特征在于：还包括第一传动机构、第二传动机构以及第三传动机构，第一传动机构带动夹持钳朝向折臂夹头塔总成前后滑动，第二传动机构带动万向折头总成朝向折臂夹头塔总成直线滑动，第三传动机构带动折臂夹头塔总成朝向万向折头总成直线滑动，第一传动机构、第二传动机构以及第三传动机构均通过控制总成控制。
7.如权利要求1所述的全自动曲线折弯加工设备，其特征在于：剪切总成包括固定座、压料机构、上切刀以及下切刀，固定座上设有双导向导槽，上切刀在双导向导槽上下滑动，上切刀与下切刀为错位设置，金属原材料通过压料机构固定，上切刀与下切刀形成剪切将金属原材料进行剪切。
8.如权利要求1所述的全自动曲线折弯加工设备，其特征在于：送料总成上设有滑滚轮，滑滚轮组成滑滚轮传送带，金属原材料在滑滚轮传送带上滑动。
9.如权利要求1所述的全自动曲线折弯加工设备，其特征在于：还包括收集输送仓机构，收集输送仓机构位于剪切总成下方，将剪切完成的金属原材料从设备中向设备外输送。
10.如权利要求1所述的全自动曲线折弯加工设备，其特征在于：控制总成包括处理模块、PLC模块以及监测模块，处理模块处理输入的加工数据或三维图纸或者二维图纸进行数据分析，并将分析的结果传送至PLC模块，PLC模块控制各个机构工作；每个总成上设有编码，监测模块监测每个总成的编码，如发生故障，监测模块显示故障总成并发出报警信号。
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