CN108838692A - 长型材加工装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种长型材加工装置及其控制方法，其中，长型材加工装置包括可对长型材加工的机床，可支撑机床的支撑架，可支撑长型材的固定台，以及控制器，支撑架上固定设置有直线导轨，机床与直线导轨连接，以沿直线导轨往复移动，固定台固定设置于直线导轨的侧方；机床及直线导轨均为沿直线方向并排设置的多个，多个机床与多个直线导轨一一对应连接，每个直线导轨上均设置有可带动机床移动的动力组件；控制器与动力组件及机床均电性连接，以控制动力组件及机床的运动；控制方法应用上述长型材加工装置实现对长型材的加工。本发明能够减小对长型材加工时的加工行程。

Description

长型材加工装置及其控制方法
技术领域
本发明属于长型材加工设备技术领域，尤其涉及一种长型材加工装置及其控制方法。
背景技术
现有钻攻机加工长型材(例如方钢、角钢及长异形件等)时，机位固定设置在工作台的一侧，通过工作台带动长型材移动，以将长型材的待加工位置移动至机位对应的加工工位上，继而钻头对准待加工位置进行攻丝或钻孔作业。
然而，现有钻攻机加工长型材时，存在加工中心行程过长的缺陷，即工作台动带动长型材的往复移动跨度较大，需要占用较大的空间，从而在车间空间一定的情况下，能够容纳的钻攻机数量较少，进而严重影响了对长型材批量生产过程中的加工效率。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述技术问题，提出一种能够减小加工行程的长型材加工装置，以及控制该长型材加工装置加工(例如攻丝、钻孔及铣槽等)长型材的控制方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种长型材加工装置，包括可对长型材加工的机床，可支撑机床的支撑架，可支撑长型材的固定台，以及控制器，支撑架上固定设置有直线导轨，机床与直线导轨连接，以沿直线导轨往复移动，固定台固定设置于直线导轨的侧方；机床及直线导轨均为沿直线方向并排设置的多个，多个机床与多个直线导轨一一对应连接，每个直线导轨上均设置有可带动机床移动的动力组件；控制器与动力组件及机床均电性连接，以控制动力组件及机床的运动。
作为优选，存在至少一个所述控制器，其电性连接两个所述机床。
作为优选，所述机床为两个，所述控制器为一个。
作为优选，所述动力组件包括丝杠及第一电机，所述直线导轨具有导轨部及滑块部，滑块部与导轨部连接，以沿导轨部往复移动，滑块部与所述机床固定连接，以与机床同步移动，丝杠与导轨部平行，丝杠可转动设置于导轨部上，丝杠与滑块部通过丝杠副连接，第一电机与丝杠连接，以带动丝杠转动。
作为优选，所述动力组件包括齿条、齿轮及第二电机，所述直线导轨具有导轨部及滑块部，滑块部与导轨部连接，以沿导轨部往复移动，滑块部与机床固定连接，以与机床同步移动，齿条与导轨部平行，齿条固定设置于导轨部的侧方，齿轮可转动连接于所述机床上，齿轮与齿条啮合，以通过转动带动机床沿齿条往复移动，第二电机固定设置于机床上，第二电机的动力输出端与齿轮连接，以驱动齿轮转动。
作为优选，所述齿条及所述齿轮均设置于所述机床的下方，齿条具有多个齿部，在导轨部的宽度方向上，齿条的齿部朝向所述导轨部的侧方。
作为优选，所述直线导轨位于所述机床的下方。
作为优选，所述固定台的顶部具有可支撑长型材的支撑平面，支撑平面上设置有可夹紧长型的夹紧组件，夹紧组件包括固定块、夹块及气缸，固定块与固定台固定连接，夹块与固定块间隔设置，气缸的动力输出端与夹块固定连接，以带动夹块做靠近及远离固定块的直线往复移动，所述控制器与气缸电性连接，以控制气缸的动力输出。
作为优选，所述夹紧组件为多个，多个夹紧组件沿所述直线导轨的长度方向间隔设置。
一种控制方法，应用如上所述的长型材加工装置，包括以下步骤：
根据待加工长型材的尺寸控制机床沿直线导轨移动至各自预设的加工位置；
获取各机床的运动位置，当机床的运动位置超出预设的极限位置时，控制相应机床停机。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明长型材加工装置，通过设置直线导轨、固定台、动力组件及控制器，同时设置机床及直线导轨为多个，在对长型材加工的过程中，能够使得长型材固定不动，而各机床移动至各加工工位进行加工作业，从而相对于现有加工方式，能够显著减小加工行程，使得在整个车间空间一定的情况下，能够放置更多的装置，同时在加工行程一定的情况下，能够实现应用多个机床共同分担加工量，进而显著提高了对长型材批量生产过程中的加工效率。
2、本发明长型材加工装置，通过设置夹紧组件，一方面能够对长型材进行夹紧，从而使得长型材能够快速且准确地定位在所需位置，并在加工过程中保持稳定，另一方面，固定块及夹块之间可以放置多个长型材，从而能够一次性对多个长型材进行定位夹紧；因此，本发明长型材加工装置，通过设置夹紧组件，能够显著提高对长型材的加工精度及加工效率。
3、本发明控制方法通过应用上述长型材加工装置，能够显著提高对长型材批量生产过程中的加工效率；同时，本发明控制方法能够提高对长型材加工过程中的安全性。
附图说明
图1为本发明长型材加工装置的结构示意图；
图2为图1中A部分的局部放大图；
图3为图1中B部分的局部放大图；
图4为本发明长型材加工装置的电路连接关系示意图；
以上各图中：1、机床；2、支撑架；3、固定台；4、直线导轨；5、动力组件；6、控制器；7、齿条；8、第二电机；9、夹紧组件；10、固定块；11、夹块；12、气缸；13、限位开关；14、报警器。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
参见图1至图3，一种长型材加工装置，包括可对长型材(例如方钢、角钢及长异形件等)加工(例如攻丝、钻孔及铣槽等)的机床1，以及可支撑机床1的支撑架2，机床1可以是铣床、钻床或车床其中之一种，机床1的具体结构为本领技术人员已知技术，故本发明在此不做赘述；为了减小加工行程，本发明长型材加工装置还包括可支撑长型材的固定台3，支撑架2上固定设置有直线导轨4，机床1与直线导轨4连接，以沿直线导轨4往复移动，固定台3固定设置于直线导轨4的侧方，以相对于现有技术，不具有运动自由度，即固定台3对长型材仅起支撑的作用；机床1及直线导轨4均为沿直线方向并排设置的多个，多个机床1与多个直线导轨4一一对应连接，每个直线导轨4上均设置有可带动机床1移动的动力组件5，多个机床1能够同时运行，分担加工长型材所需的工作量，从而在不增加加工行程的情况下，提高了加工效率；为了实现对机床1运动的自动控制，本发明长型材加工装置还包括控制器6(如采用工控机或PLC)，控制器6与动力组件5及机床1均电性连接，以控制动力组件5及机床1的运动。
基于上述，本发明长型材加工装置，通过设置直线导轨4、固定台3、动力组件5及控制器6，同时设置机床1及直线导轨4为多个，在对长型材加工的过程中，能够使得长型材固定不动，而各机床1移动至各加工工位进行加工作业，从而相对于现有加工方式，能够显著减小加工行程，使得在整个车间空间一定的情况下，能够放置更多的装置，同时在加工行程一定的情况下，能够实现应用多个机床1共同分担加工量，进而显著提高了对长型材批量生产过程中的加工效率。
作为优选的，存在至少一个控制器6，其电性连接两个机床1，即用一个控制器6控制两个机床1运行，从而能够减少成本、降低空间占用，并且提高控制效率。
具体的，如图1所示，机床1优选为两个，控制器6优选为一个，此时直线导轨4为两个，两个直线导轨4沿其长度方向并排设置，直线导轨4位于机床1的下方，直线导轨4具有导轨部及滑块部，导轨部与支撑架2固定连接，滑块部位于导轨部的上方，滑块部与导轨部滑动连接，以沿导轨部直线往复移动，机床1的底部与滑块部固定连接，以与滑块部同步移动，机床1沿直线导轨4的长度方向间隔设置，控制器6与两个机床1及两个直线导轨4均电性连接。
针对动力组件5的结构，其可以为：动力组件5包括丝杠及第一电机，以此通过第一电机驱动丝杠转动，带动机床1做往复移动。本发明长型材加工装置，通过设置动力组件5包括丝杠及第一电机，能够提高机床1沿直线导轨4移动过程的位置精度，从而能够提高对长型材加工的精度。
具体的，丝杠与导轨部平行，丝杠的两端与导轨部可转动连接，第一电机的机体部与导轨部固定连接，第一电机的动力输出端与丝杠固定连接，以驱动丝杠转动，丝杠与滑块部通过丝杠副连接，以此通过丝杠的转动带动滑块部往复移动。
另外，针对动力组件5的结构，其还可以为：在图2所示的实施例中，动力组件5包括齿条7、齿轮及第二电机8，以此通过齿轮齿条传动的方式带动机床1做往复移动。
具体的，如图2所示，齿条7及齿轮均设置于机床1的下方，齿条7与直线导轨4平行，齿条7位于直线导轨4导轨部的侧方，齿条7与支撑架2固定连接，齿条7具有多个齿部，多个齿部沿齿条7长度方向并排分布，在直线导轨4导轨部的宽度方向上，齿条7的齿部朝向导轨部的侧方，齿轮可转动连接于机床1的底部，齿轮与齿条7啮合，以通过转动带动机床1沿齿条往复移动，第二电机8的机体部与机床1固定连接，以随机床1同步移动，第二电机8的动力输出端与齿条固定连接，以驱动齿轮转动，控制器6与第二电机8电性连接，以控制第二电机8的动力输出。本发明长型材加工装置，通过齿条7及齿轮设置于机床1的下方，同时设置齿条7齿部朝向导轨部的侧方，能够使得结构更加紧凑，进而减小了空间的占用。
为了提高对长型材的加工精度，如图1和图3所示，固定台3的顶部具有可支撑长型材的支撑平面，支撑平面上设置有可夹紧长型的夹紧组件9，夹紧组件9包括固定块10、夹块11及气缸12，固定块10与固定台3固定连接，夹块11与固定块10间隔设置，气缸12的缸体部固定连接于固定台3的支撑平面上，气缸12的缸杆部与夹块11固定连接，以带动夹块11做靠近及远离固定块10的直线往复移动，从而能够实现对长型材的夹紧，控制器6与气缸12电性连接，以控制气缸12的动力输出。
基于上述，本发明长型材加工装置，通过设置夹紧组件9，一方面能够对长型材进行夹紧，从而使得长型材能够快速且准确地定位在所需位置，并在加工过程中保持稳定，另一方面，固定块10及夹块11之间可以放置多个长型材，从而能够一次性对多个长型材进行定位夹紧；因此，本发明长型材加工装置，通过设置夹紧组件9，能够显著提高对长型材的加工精度及加工效率。
作为优选的，夹紧组件9为多个，多个夹紧组件9沿直线导轨4的长度方向间隔设置，其中，优选至少一个夹紧组件9对应于相邻直线直线导轨4之间设置，以能够同时对两个工件压紧限位。
为了进一步提高对长型材的加工效率，固定台3的支撑平面上设置有磁铁，以在当放置长型材时，对长型材的底部提供吸引力，减小长型材在定位过程呈中发生的晃动，即提高了长型材定位过程中的稳定性，进而进一步提高了对长型材的加工效率。具体的，固定台3的支撑平面上开设有凹槽，磁铁套设于凹槽的内部，磁铁的顶部高度不大于固定台3支撑平面的高度。
为了提高在对长型材加工过程中的安全性，直线导轨4的导轨部上设置有可与机床1接触的限位开关13，如图4所示，控制器6与限位开关13电性连接，以在当机床1与限位开关13接触时，控制动力组件5及机床1停止运行，控制器6电性连接有报警器14，以在当机床1与限位开关13接触时，控制报警器4报警，报警器4可以为蜂鸣器或报警指示灯。
一种控制方法，应用如上所述的长型材加工装置，该长型材加工装置的具体结构参照上述实施例，本发明在此不做赘述，本发明控制方法包括以下步骤：
根据待加工长型材的尺寸控制机床1沿直线导轨4移动至各自预设的加工位置；
控制各机床1对长型材进行加工(例如攻丝、钻孔及铣槽等)；
获取各机床1的运动位置，当机床1的运动位置超出预设的极限位置时，控制相应机床1停机。
基于上述，本发明控制方法通过应用上述长型材加工装置，能够显著提高对长型材批量生产过程中的加工效率；同时，本发明控制方法能够提高对长型材加工过程中的安全性。

Claims (10)

1.一种长型材加工装置，包括可对长型材加工的机床(1)，以及可支撑机床(1)的支撑架(2)，其特征在于：还包括可支撑长型材的固定台(3)，支撑架(2)上固定设置有直线导轨(4)，机床(1)与直线导轨(4)连接，以沿直线导轨(4)往复移动，固定台(3)固定设置于直线导轨(4)的侧方；
机床(1)及直线导轨(4)均为沿直线方向并排设置的多个，多个机床(1)与多个直线导轨(4)一一对应连接，每个直线导轨(4)上均设置有可带动机床移动的动力组件(5)；
还包括控制器(6)，控制器(6)与动力组件(5)及机床(1)均电性连接，以控制动力组件(5)及机床(1)的运动。
2.根据权利要求1所述的长型材加工装置，其特征在于：存在至少一个所述控制器(6)，其电性连接两个所述机床(1)。
3.根据权利要求2所述的长型材加工装置，其特征在于：所述机床(1)为两个，所述控制器(6)为一个。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的长型材加工装置，其特征在于：所述动力组件(5)包括丝杠及第一电机，所述直线导轨(4)具有导轨部及滑块部，滑块部与导轨部连接，以沿导轨部往复移动，滑块部与所述机床(1)固定连接，以与机床(1)同步移动，丝杠与导轨部平行，丝杠可转动设置于导轨部上，丝杠与滑块部通过丝杠副连接，第一电机与丝杠连接，以带动丝杠转动。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的长型材加工装置，其特征在于：所述动力组件(5)包括齿条(7)、齿轮及第二电机(8)，所述直线导轨(4)具有导轨部及滑块部，滑块部与导轨部连接，以沿导轨部往复移动，滑块部与机床(1)固定连接，以与机床(1)同步移动，齿条(7)与导轨部平行，齿条(7)固定设置于导轨部的侧方，齿轮可转动连接于所述机床(1)上，齿轮与齿条(7)啮合，以通过转动带动机床(1)沿齿条往复移动，第二电机(8)固定设置于机床(1)上，第二电机(8)的动力输出端与齿轮连接，以驱动齿轮转动。
6.根据权利要求5所述的长型材加工装置，其特征在于：所述齿条(7)及所述齿轮均设置于所述机床(1)的下方，齿条(7)具有多个齿部，在导轨部的宽度方向上，齿条(7)的齿部朝向所述导轨部的侧方。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的长型材加工装置，其特征在于：所述直线导轨(4)位于所述机床(1)的下方。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的长型材加工装置，其特征在于：所述固定台(3)的顶部具有可支撑长型材的支撑平面，支撑平面上设置有可夹紧长型的夹紧组件(9)，夹紧组件(9)包括固定块(10)、夹块(11)及气缸(12)，固定块(10)与固定台(3)固定连接，夹块(11)与固定块(10)间隔设置，气缸(12)的动力输出端与夹块(11)固定连接，以带动夹块(11)做靠近及远离固定块(10)的直线往复移动，所述控制器(6)与气缸(12)电性连接，以控制气缸(12)的动力输出。
9.根据权利要求8所述的长型材加工装置，其特征在于：所述夹紧组件(9)为多个，多个夹紧组件(9)沿所述直线导轨(4)的长度方向间隔设置。
10.一种控制方法，应用如权利要求1-8中任一项所述的长型材加工装置，其特征在于，包括以下步骤：
根据待加工长型材的尺寸控制机床(1)沿直线导轨(4)移动至各自预设的加工位置；
获取各机床(1)的运动位置，当机床(1)的运动位置超出预设的极限位置时，控制相应机床(1)停机。
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