CN110142447B - 一种钢格板自动化剪切装置及其剪切方法和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种钢格板自动化剪切装置及其剪切方法和制备方法，包括剪切机构，所述剪切机构包括安装板，所述安装板上固定安装相互对称的上剪切头和下剪切头，所述上剪切头和下剪切头上对称开设槽孔，固定刀片和活动刀片安装于所述上剪切头的槽孔内形成剪切角度，所述上剪切头活动安装于所述安装板上，且由一Z向传动机构带动在所述安装板上移动，所述剪切机构还包括一用于推动活动刀片运动的动力机构。本发明可以通过改变液压缸活塞杆的伸缩距离来满足不同型号钢格板的剪切要求，在换型加工时无需更换另一套夹具，有效地提高了钢格板剪切效率。

Description

一种钢格板自动化剪切装置及其剪切方法和制备方法

技术领域

本发明涉及钢格板设备技术领域，特别是涉及一种钢格板自动化剪切装置。

背景技术

目前在钢格板加工生产领域，钢格板在加工过程中，切割是必不可少的工序之一。

在工业生产中最常用的切割方法大致可分为金属锯切、液压剪切、火焰切割。3大类型，各有其特点：

液压剪切：生产效率高，材料损耗小，维护方便，得到了最广泛的应用；

金属锯切：效率低，锯缝处材料的损耗大，噪音大，粉尘污染大，此外，锯条的消耗也是一种相当可观的浪费；

火焰切割：是易燃气体和氧气混合，产生高温火焰进行切割工作，切割精度差，危险系数高、劳动效率和产品质量很低,在大批量生产过程中很少使用。

因此，剪切是比较适合钢格板切割的一种切割方式。有中国专利公开号为CN101219487A的一种钢格板剪切装置，由机架、升降装置、立轴和夹持器组成，升降装置的下部固定有刀具，刀具可伸入两排夹持器间且其三角形的底边可伸出超过夹持器的下边缘，刀具的头部为三角形，刀具可以是1个及以上，相邻的刀具间具有间隙，升降装置是液压式或者是电机式。其存在的缺陷在于：

1、采用上下式的切割方式，即刀具自上而下插入钢格板的扁钢间隙实现切割，针对不同型号钢格板的需求，需要更换刀具或者调节刀具之间的间隙，操作十分麻烦；

2、无法精准找到需要剪切的位置；

3、自动化程度低，无法满足现在钢格板制造工业上自动化生产的需求；

4、剪切过程中出现的扁钢弯曲无法得到矫正。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种钢格板自动化剪切装置及其剪切方法和制备方法，主要解决了现有技术中的存在的“针对不同型号钢格板的需求，需要更换刀具或者调节刀具之间的间隙，操作十分麻烦”的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明的技术方案之一是一种钢格板自动化剪切装置，包括剪切机构，所述剪切机构包括安装板，所述安装板上固定安装相互对称的上剪切头和下剪切头，所述上剪切头和下剪切头上对称开设槽孔，固定刀片和活动刀片安装于所述上剪切头的槽孔内形成剪切角度，所述上剪切头活动安装于所述安装板上，且由一Z向传动机构带动在所述安装板上移动，所述剪切机构还包括一用于推动活动刀片运动的动力机构。

作为优选的技术方案，所述动力机构为马达或气缸或液压缸，所述动力机构安装在上剪切头上或安装在下剪切头上；

作为优选，所述动力机构设为两个，分别安装在上剪切头和下剪切头上；

作为优选，所述动力机构通过螺杆安装在上剪切头和下剪切头上。

作为优选的技术方案，所述Z向传动机构包括剪切头升降气缸和安装于安装板上的Z向导轨，所述上剪切头可移动地安装在所述Z向导轨上，所述剪切头气缸连接所述上剪切头，以驱动所述上剪切头在Z向导轨上运动。

作为优选的技术方案，所述Z向传动机构包括驱动机构以及安装于安装板的丝杆，所述上剪切头安装在所述丝杆上，所述驱动机构连接所述丝杆，以驱动丝杆转动带动上剪切头在丝杆上运动。

作为优选的技术方案，所述槽孔为“L”型槽，其中固定刀片安装在“L”型槽中短边槽孔内，活动刀片安装在“L”型槽中长边槽孔内。

作为优选的技术方案，所述剪切机构由所述X向传动机构驱动可移动地安装在一X向导轨上，还包括用于检测剪切位置的传感器、与传感器电接的电气控制器，所述电气控制器用于接收所述传感器信号并控制X向传动机构和Z向传动机构的运动；

作为优选，所述剪切机构至少为两个。

作为优选的技术方案，所述X向传动机构包括传动丝杆、动力装置，所述动力装置连接所述传动丝杆，所述传动丝杆连接所述安装板，以带动安装板在X向导轨上运动。

作为优选的技术方案，所述动力装置为电机、气缸、马达中的一种。

作为优选的技术方案，还包括矫正机构，所述矫正机构包括带有斜面角度的矫正杆和矫正杆气缸，所述矫正杆气缸连接所述矫正杆，利用矫正杆的斜面角度楔入剪断的工件侧面。

作为优选的技术方案，所述矫正杆气缸安装于所述安装板的下方。

本发明的技术方案之二是一种钢格板自动化剪切方法，包括以下步骤：

步骤1，传感器找位：剪切机构沿着X方向运动，运用测距传感器根据距离检测找到剪切位置或者运用激光传感器根据是否探测到扁钢找到剪切位置，找到剪切位置后剪切机构停止运动；

步骤2，剪切：Z向传动机构带动上剪切头向下运动，由液压缸或汽缸推动活动刀片向着固定刀片方向前进，使活动刀片和固定刀片产生剪切力剪断钢格板的扁钢；

步骤3，矫正：利用矫正杆的斜面角度楔入剪断的工件侧面，再由X向传动机构控制伸出下剪切头的矫正杆向工件变形的反方向运动；

步骤4，重复步骤1～3，直到完成整块钢格板的剪切。

作为优选，所述步骤2中，剪切工作时，上剪切头的刀具先插入下剪切头的槽孔内，液压油通过上液压缸的第一进油口推动活塞杆前进，再由活塞杆带动活动刀片前进；同时液压油通过下液压缸的第一进油口推动活塞杆前进，再由下液压缸的活塞杆带动活动刀片前进，达到上下液压缸共同带动活动刀片前进的目的，使活动刀片和固定刀片产生剪切力剪断钢格板的承载扁钢，然后液压油通过上、下液压缸上的第二进油口使活塞杆同时回退，使活动刀片复位。

本发明的技术方案之三是一种如上所述的技术方案之一所述的钢格板自动化剪切装置的制造方法，

在上剪切头和下剪切头上对应开设“L”型槽，同时在上剪切头和下剪切头的一侧通过螺杆安装液压缸，固定刀片固定安装在上剪切头上的“L”型槽中短边槽孔内，活动刀片设置在上剪切头上的“L”型槽中长边槽孔内并安装在液压缸的活塞杆上；

在安装板上通过焊接或者切割出Z向导轨，将上剪切头可移动地安装在Z向导轨上，下剪切头通过螺栓安装在安装板上，安装板上端通过气缸座安装剪切头升降气缸，将剪切头升降气缸和上剪切头连接；

矫正杆的一端切割出斜面角度；

在下剪切头下方的安装板上安装矫正杆气缸，将矫正杆气缸的输出端连接矫正杆；

在支架上通过螺栓安装电机座，在电机座上安装电机，电机的输出端连接传动丝杆；

在一支架上切割加工出至少两个的X向导轨，将安装板通过滑块安装在X向导轨上，并同时保证安装板与传动丝杆相连，以保证传动丝杆能够带动安装板在X向导轨上移动；

在安装板的上端焊接一个传感器支板，传感器支板上安装传感器，传感器安装时正下方对准“L”型槽；

将传感器、剪切头升降气缸、上液压缸、下液压缸、电机、传感器通过导线接通电气控制器。

有益效果在于：

1、本发明经过合理地设计，采用剪刀式的设计，利用固定刀片和活动刀片上带有前角和后角形成刀刃，在上剪切头上用螺栓安装固定刀片，在液压缸活塞杆上用螺栓安装活动刀片，通过液压缸带动活动刀片活动和固定刀片产生剪切力剪断钢格板的承载扁钢。本发明可以通过改变液压缸活塞杆的伸缩距离来满足不同型号钢格板的剪切要求，在换型加工时无需更换另一套夹具，有效地提高了钢格板剪切效率。

2、本发明增加了X向传动机构，使得剪切机构可以沿着横向运动，在剪切完一个位置的扁钢后，通过X向传动机构继续移动到下一位置进行剪切，可以自动化地实现钢格板的剪切工作。

3、本发明增加了传感器，用于精准寻找剪切位置，优选为激光传感器，通过激光传感器感应探测是否存在扁钢来确定是否抵达剪切位置，找点方式精确，实现钢格板地自动化剪切。

4、本发明增加了矫正机构，在活动刀片复位后，矫正杆在矫正气缸的推动下，利用矫正杆的斜面角度楔入剪断的工件侧面，再由X向传动机构控制伸出下剪切头的矫正杆向工件变形的反方向运动，达到矫正杆推动变形部分复位的目的，使得剪切后的钢格板工件符合生产需要，外型也会更加美观。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明一种钢格板自动化剪切装置的立体结构图；

图2为本发明一种钢格板自动化剪切装置的剪切机构的主视图；

图3为本发明一种钢格板自动化剪切装置的剪切机构的原理结构图；

图4为本发明一种钢格板自动化剪切装置的剪切机构的俯视图；

图中，1为安装板，2为上剪切头，3为下剪切头，4为槽孔，5为固定刀片，6为活动刀片，7为液压缸，7-1为上液压缸，7-2为下液压缸，7-3为第一进油口，7-4为活塞杆，7-5为第二进油口，8为螺杆，9为剪切头升降气缸，10为Z向导轨，11为钢格板工件，12为X向导轨，13为传感器，14为传动丝杆，15为电机，16为矫正杆，17为矫正杆气缸。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

现在结合说明书附图对本发明做进一步的说明。

实施例1：

一种钢格板自动化剪切装置，参考图1～4所示，包括剪切机构，所述剪切机构包括安装板1，所述安装板1上固定安装相互对称的上剪切头2和下剪切头3，所述上剪切头2和下剪切头3上对称开设槽孔4，固定刀片5和活动刀片6安装于所述上剪切头的槽孔4内形成剪切角度，所述上剪切头2活动安装于所述安装板1上，且由一Z向传动机构带动在所述安装板1上移动，所述剪切机构还包括一用于推动活动刀片运动的动力机构。

本实施例中，继续参考图1～4所示，所述动力机构为液压缸7，且液压缸7设置为两个，为上液压缸7-1和下液压缸7-2；两个液压缸7分别通过螺杆8安装在上剪切头2和下剪切头3上。

本实施例中，继续参考图1～4所示，所述Z向传动机构包括剪切头升降气缸9和安装于安装板1上的Z向导轨10，所述上剪切头2可移动地安装在所述Z向导轨10上，所述剪切头气缸9连接所述上剪切头2，以驱动所述上剪切头2在Z向导轨10上运动。

本实施例中的钢格板自动化剪切装置的剪切工作原理为：剪切工作时，上剪切头2上的刀具先插入下剪切头3，液压油通过上液压缸7-1的第一进油口7-3推动活塞杆7-1前进，再由活塞杆7-4带动活动刀片6前进；同时液压油通过下液压缸7-1的第一进油口7-3推动活塞杆7-4前进，再由下液压缸7-2的活塞杆7-4带动活动刀片6前进，达到上下液压缸共同带动活动刀片6前进的目的，使活动刀片6和固定刀片5产生剪切力剪断钢格板的承载扁钢，然后液压油通过上下液压缸上的第二进油口7-5使活塞杆7-4同时回退，使活动刀片6复位。

在另一实施例，所述Z向传动机构包括驱动机构以及安装于安装板的丝杆，所述上剪切头安装在所述丝杆上，所述驱动机构连接所述丝杆，以驱动丝杆转动带动上剪切头在丝杆上运动。具体实施图本发明并未给出，是另一种运用丝杆传动的方式实现上剪切头的升降方式。

本发明较佳实施例，继续参考图1所示的，所述槽孔4为“L”型槽，其中固定刀片5安装在“L”型槽中短边槽孔内，活动刀片6安装在“L”型槽中长边槽孔内。

“L”型槽在剪切过程中可以起到限位的作用，使得活动刀片6在设计运动宽度范围内进行剪切工作。

本发明较佳实施例，继续参考图1所示，所述剪切机构由所述X向传动机构驱动可移动地安装在一X向导轨12上，还包括用于检测剪切位置的传感器13、与传感器13电接的电气控制器(图中未示出)，所述电气控制器用于接收所述传感器13信号并控制X向传动机构和Z向传动机构的运动；所述剪切机构至少为两个(本实施例中是两个)。

进一步，继续参考图1所示，所述X向传动机构包括传动丝杆14、动力装置，所述动力装置连接所述传动丝杆14，所述传动丝杆14连接所述安装板1，以带动安装板1在X向导轨12上运动。

所述动力装置优选为电机15。

参考图1所示，本实施例增加了传感器的设计，主要目的是用于快速准确地找到扁钢位置进行剪切，钢格板剪切工作效率得到有效地提高，降低了工人的劳动强度，同时有利于工业自动化的进行。本实施例提供两种找位方式，分别为距离找位以及激光找位。

距离找位，就是采用测距传感器，比如激光测距传感器、雷达测距传感器等。其原理为：传感器13向着钢格板工件11的方向发射出信号，如果该位置有扁钢存在，那么信号返回，即可获取到一个距离数值，如果该位置不存在扁钢，那么信号可能要接触到机架或者地面才会返回，就是另外一个距离数值；预设一个标准的传感器到扁钢的距离数值，如果检测到的距离数值与预设的数值接近(误差±0.1mm)，则表示找到位置，可以通过电气控制器控制X向传动机构停止运动且控制Z向传动机构进行如上所提到的剪切工作，实现剪切。

激光找位，采用激光探测器，可以在上下安装激光收发器，在安装板移动过程中，两个激光收发器之间发射激光，如果激光被阻挡，则表示此处存在扁钢，即找到所需剪切的位置，此时，向电气控制器发出讯号。电气控制器控制X向传动机构停止运动且控制Z向传动机构进行如上所提到的剪切工作，实现剪切。

本发明较佳实施例，继续参考图1～4所示，还包括矫正机构，所述矫正机构包括带有斜面角度的矫正杆16和矫正杆气缸17，所述矫正杆气缸17安装于所述安装板1的下方，所述矫正杆气缸17连接所述矫正杆16，利用矫正杆16的斜面角度楔入剪断的工件侧面。

具体实施时，被剪切断的工件会产生变形(主要表现为弯曲)，在活动刀片6复位后，矫正杆16在矫正气缸17的推动下，利用矫正杆16的斜面角度楔入剪断的工件侧面，再由X向传动机构控制通过下剪切头3的槽孔4伸出的矫正杆向工件变形的反方向运动，达到矫正杆16推动变形部分复位的目的。

实施例2：

基于实施例1所述的一种钢格板自动化剪切装置，本实施例提供一种钢格板自动化剪切方法，包括以下步骤：

步骤1，传感器找位：剪切机构沿着X方向运动，运用测距传感器根据距离检测找到剪切位置或者运用激光传感器根据是否探测到扁钢找到剪切位置，找到剪切位置后剪切机构停止运动；其中测距传感器可以是激光测距传感器或者雷达测距传感器，激光传感器优选为上下安装收发器的激光探测器；

步骤2，剪切：Z向传动机构带动上剪切头向下运动，由液压缸或汽缸推动活动刀片向着固定刀片方向前进，使活动刀片和固定刀片产生剪切力剪断钢格板的扁钢；

步骤3，矫正：利用矫正杆的斜面角度楔入剪断的工件侧面，再由X向传动机构控制伸出下剪切头的矫正杆向工件变形的反方向运动；

步骤4，重复步骤1～3，直到完成整块钢格板的剪切。

作为优选，所述步骤2中，剪切工作时，上剪切头的刀具先插入下剪切头的槽孔内，液压油通过上液压缸的第一进油口推动活塞杆前进，再由活塞杆带动活动刀片前进；同时液压油通过下液压缸的第一进油口推动活塞杆前进，再由下液压缸的活塞杆带动活动刀片前进，达到上下液压缸共同带动活动刀片前进的目的，使活动刀片和固定刀片产生剪切力剪断钢格板的承载扁钢，然后液压油通过上、下液压缸上的第二进油口使活塞杆同时回退，使活动刀片复位。

实施例3：

一种如实施例1所述的钢格板自动化剪切装置的制造方法，可以参考图1所示，

在上剪切头2和下剪切头3上对应开设“L”型槽，同时在上剪切头2和下剪切3头的一侧通过螺杆8安装液压缸7，固定刀片5固定安装在上剪切头上的“L”型槽中短边槽孔内，活动刀片6设置在上剪切头上的“L”型槽中长边槽孔内并安装在液压缸的活塞杆上；

在安装板1上通过焊接或者切割出Z向导轨10，将上剪切头2可移动地安装在Z向导轨10上，下剪切头3通过螺栓安装在安装板1上，安装板1上端通过气缸座安装剪切头升降气缸9，将剪切头升降气缸9和上剪切头2连接；

矫正杆16的一端切割出斜面角度；

在下剪切头2下方的安装板上安装矫正杆气缸17，将矫正杆气缸17的输出端连接矫正杆16；

在支架上通过螺栓安装电机座，在电机座上安装电机15，电机15的输出端连接传动丝杆14；

在一支架上切割加工出至少两个的X向导轨12，将安装板通过滑块安装在X向导轨12上，并同时保证安装板1与传动丝杆14相连，以保证传动丝杆14能够带动安装板在X向导轨12上移动；

在安装板的上端焊接一个传感器支板，传感器支板上安装传感器13，传感器13安装时正下方对准“L”型槽；

将传感器13、剪切头升降气缸9、上液压缸7-1、下液压缸7-2、电机15、传感器13通过导线接通电气控制器。完成整个设备的安装。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (4)

1.一种钢格板自动化剪切装置，包括剪切机构，所述剪切机构包括安装板，其特征在于，所述安装板上固定安装相互对称的上剪切头和下剪切头，所述上剪切头和下剪切头上对称开设槽孔，固定刀片和活动刀片安装于所述上剪切头的槽孔内形成剪切角度，所述上剪切头活动安装于所述安装板上，且由一Z向传动机构带动在所述安装板上移动，所述剪切机构还包括用于推动活动刀片运动的动力机构；

所述动力机构为气缸或液压缸，所述动力机构设为两个，两个所述动力机构分别通过螺杆安装在上剪切头和下剪切头上；

所述Z向传动机构包括剪切头升降气缸和安装于安装板上的Z向导轨，所述上剪切头可移动地安装在所述Z向导轨上，所述剪切头升降气缸连接所述上剪切头，以驱动所述上剪切头在Z向导轨上运动；

所述槽孔为“L”型槽，其中固定刀片安装在“L”型槽中短边槽孔内，活动刀片安装在“L”型槽中长边槽孔内；

所述剪切机构包括安装在X向导轨上的X向传动机构，还包括用于检测剪切位置的传感器、与传感器电接的电气控制器，所述电气控制器用于接收所述传感器信号并控制X向传动机构和Z向传动机构的运动；

所述剪切机构至少为两个；

X向传动机构包括传动丝杆、动力装置，所述动力装置连接所述传动丝杆，所述传动丝杆连接所述安装板，以带动安装板在X向导轨上运动；

所述动力装置为电机；

还包括矫正机构，

所述矫正机构包括带有斜面角度的矫正杆和矫正杆气缸，所述矫正杆气缸连接所述矫正杆，利用矫正杆的斜面角度楔入剪断的工件侧面；

所述矫正杆气缸安装于所述安装板的下方。

2.一种如权利要求1所述的钢格板自动化剪切装置的钢格板自动化剪切方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，传感器找位：剪切机构沿着X方向运动，运用测距传感器根据距离检测找到剪切

位置或者运用激光传感器根据是否探测到扁钢找到剪切位置，找到剪切位置后剪切机构停

止运动；

步骤2，剪切：Z向传动机构带动上剪切头向下运动，由液压缸或气缸推动活动刀片向着

固定刀片方向前进，使活动刀片和固定刀片产生剪切力剪断钢格板的扁钢；

步骤3，矫正：利用矫正杆的斜面角度楔入剪断的工件侧面，再由X向传动机构控制伸出

下剪切头的矫正杆向工件变形的反方向运动；

步骤4，重复步骤1～3，直到完成整块钢格板的剪切。

3.根据权利要求2所述的一种钢格板自动化剪切方法，其特征在于，

所述步骤2中，剪切工作时，上剪切头的刀具先插入下剪切头的槽孔内，液压油通过上

液压缸的第一进油口推动活塞杆前进，再由活塞杆带动活动刀片前进；同时液压油通过下

液压缸的第一进油口推动活塞杆前进，再由下液压缸的活塞杆带动活动刀片前进，达到上

下液压缸共同带动活动刀片前进的目的，使活动刀片和固定刀片产生剪切力剪断钢格板的

承载扁钢，然后液压油通过上、下液压缸上的第二进油口使活塞杆同时回退，使活动刀片复

位。

4.一种如权利要求1所述的钢格板自动化剪切装置的制造方法，其特征在

于，

在上剪切头和下剪切头上对应开设“L”型槽，同时在上剪切头和下剪切头的一侧分别通过

螺杆安装上液压缸和下液压缸，固定刀片固定安装在上剪切头上的“L”型槽中短边槽孔内，活动刀片设置在上剪切头上的“L”型槽中长边槽孔内并安装在上液压缸的活塞杆上；

在安装板上通过焊接或者切割出Z向导轨，将上剪切头可移动地安装在Z向导轨上，下

剪切头通过螺栓安装在安装板上，安装板上端通过气缸座安装剪切头升降气缸，将剪切头

升降气缸和上剪切头连接；

矫正杆的一端切割出斜面角度；

在下剪切头下方的安装板上安装矫正杆气缸，将矫正杆气缸的输出端连接矫正杆；

在支架上通过螺栓安装电机座，在电机座上安装电机，电机的输出端连接传动丝杆；

在一支架上切割加工出至少两个的X向导轨，将安装板通过滑块安装在X向导轨上，并

同时保证安装板与传动丝杆相连，以保证传动丝杆能够带动安装板在X向导轨上移动；

在安装板的上端焊接一个传感器支板，传感器支板上安装传感器，传感器安装时正下

方对准“L”型槽；

将传感器、剪切头升降气缸、上液压缸、下液压缸、电机、传感器通过导线接通电气控制

器。