CN110449994A - 一种腹杆梁的生产线和生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种腹杆梁的生产线和生产方法,包括上弦杆制备装置、下弦杆制备装置、腹杆制备装置、成品承托装置、控制系统、焊接装置、腹杆定型和转运装置,上述的设备分为两层布置,其中所述上弦杆制备装置、下弦杆制备装置、焊接装置位于上层,腹杆定型和转运装置位于上层和下层之间。本发明中将上弦杆、下弦杆和腹杆的材料由输送装置送入生产线中,按照预先设定的形状切断、弯曲成上弦杆、下弦杆和腹杆,再由焊接装置将弦杆和腹杆焊接成腹杆梁,成品腹杆梁由成品托架承接并输送至生产线末端,生产过程中腹杆梁无需翻转,提高生产效率,成品腹杆梁外形尺寸、腹杆位置准确,安装的棚面平整,受力均匀。
Description
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域,具体涉及一种腹杆梁的生产线和生产 方法。
背景技术
温室大棚的承力梁一般采用钢管与钢筋焊接的空间腹杆梁或平面腹 杆梁,腹杆梁的上弦杆为钢管,下弦杆为钢管或钢筋,腹杆为钢筋,上下 弦杆与腹杆间采用焊接固定。这种腹杆梁的特点是节约材料、荷载能力强、 不易变形。
目前,钢管钢筋腹杆梁的制做方法是将上下弦杆、腹杆弯曲成型后固 定在焊接模具上,采用手工电弧焊接将弦杆和腹杆做两面焊接,即一面焊 接完成后整体翻转,做另一面焊接。这种方法的缺点是:腹杆梁制作用时 长,效率低;电弧焊接完成后要做清渣、除飞溅等后期处理,占用人工多; 制件的外形尺寸、腹杆位置偏差大,安装的棚面不平整,受力不均匀。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种腹杆梁的生产线和生产方法, 能够连续生产出预定形状的空间腹杆梁或平面腹杆梁。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种腹杆梁的生产线, 包括上弦杆制备装置、下弦杆制备装置、腹杆制备装置、成品承托装置、 控制系统、焊接装置、腹杆定型和转运装置,上述的设备分为两层布置, 其中所述上弦杆制备装置、下弦杆制备装置、焊接装置位于上层,所述腹 杆制备装置位于下层,所述上弦杆制备装置、下弦杆制备装置的后方均设 有焊接装置,腹杆定型和转运装置位于上层和下层之间,腹杆定型和转运 装置递送到上层的焊接位置,焊接装置将腹杆与上下弦杆焊接固定。所述 成品承托装置包括至少两个可活动的成品托架,控制系统分别控制上弦杆 制备装置、下弦杆制备装置、腹杆制备装置、成品承托装置、腹杆定型和 转运装置。
具体地,所述焊接装置采用电阻焊装置,包括固定架、自动伸缩杆、 活动焊头、固定焊头、焊接变压器,所述自动伸缩杆的底部铰接在固定架 上,自动伸缩杆的顶部与机械臂的一端相连接,机械臂的另一端与活动焊 头相连接,固定焊头安装在固定架上,活动焊头、固定焊头均与焊接变压 器电连接,通过活动焊头和固定焊头将需要焊接的部位焊接在一起,所述 自动伸缩杆采用气缸、电动推杆或者液压缸。
具体地,所述焊接装置后均设有喷漆装置。
具体地,所述上弦杆制备装置包括由前到后依次设置的上弦杆托辊、 上弦杆输送装置、上弦杆长度计量装置、上弦杆弯曲装置,所述上弦杆弯 曲装置后方依次设置有两个焊接装置,从前到后依次设为上弦杆与腹杆焊 接装置H1、上弦杆与腹杆焊接装置H2,所述上弦杆与腹杆焊接装置H2后 方依次设有两个喷漆装置,从前到后依次设为上弦杆喷漆装置P1、上弦杆 喷漆装置P2,所述上弦杆与腹杆焊接装置H1的前方设置有上弦杆压紧固 定装置,上弦杆与腹杆焊接装置H2后方设置有上弦杆压紧固定装置。
具体地,所述下弦杆制备装置包括由前到后依次设置的下弦杆托辊、 下弦杆输送装置、下弦杆弯曲装置,所述下弦杆弯曲装置的后方设置有下 弦杆与腹杆焊接装置,下弦杆与腹杆焊接装置后方设置下弦杆与腹杆喷漆 装置。
具体地,所述腹杆制备装置包括由前到后依次设置的腹杆输送装置、 腹杆长度计量装置、腹杆弯曲装置,腹杆弯曲装置后方设置有腹杆切断装 置,所述腹杆输送装置采用较直和输送一体的输送装置。
一种腹杆梁的生产方法,包括以下步骤:
S1准备阶段
上弦杆材料放入到上弦杆制备装置的初始位置,上弦杆材料经过上弦 杆托辊、上弦杆输送装置、上弦杆计量装置到达上弦杆弯曲装置,上弦杆 弯曲装置根据设定的曲率将上弦杆材料进行弯曲,并输送到上弦杆和腹杆 焊接装置、上弦杆和腹杆焊接装置处,此时上弦杆压紧固定装置和上弦杆 压紧固定装置压紧上弦杆材料;
下弦杆材料放入到下弦杆制备装置的初始位置,下弦杆材料的前端经 过下弦杆托辊、下弦杆输送装置到达下弦杆弯曲装置,下弦杆弯曲装置根 据设定的曲率将上弦杆材料进行弯曲,并输送到下弦杆和腹杆焊接装置 处;
同时,腹杆材料由腹杆输送装置、腹杆长度计量装置,到达腹杆弯曲 装置,由腹杆长度计量装置进行计量,腹杆弯曲装置根据设定的参数将腹 杆材料进行弯曲,制作出成型腹杆,成型腹杆由腹杆切断装置切断;
S2焊接
成型腹杆由腹杆定型和转运装置从下层的腹杆制备装置运送至上层 成型腹杆与上弦杆材料需要焊接的位置、成型腹杆与下弦杆材料需要焊接 的位置,进行焊接作业,同时,腹杆制备装置开始制备第二根腹杆;
S3喷漆
上弦输送装置驱动上弦杆材料前进,带动下弦材料前进,到达设定位 置,此时上弦杆喷漆装置、下弦杆喷漆装置,正对焊接点,为焊接点进行 喷漆作业,焊接的过程中第二根成型腹杆制备完成,重复S2、S3;
如此连续生产,前端成型腹杆梁到达成品承托装置,成品承托装置承 载成型腹杆梁向生产线末端延长,直至完成设定长度的腹杆梁为止。
具体地,所述S1中V形的成型腹杆制作过程为:
f1腹杆材料由腹杆输送装置、腹杆长度计量装置,到达腹杆弯曲装置 21;
f2腹杆弯曲装置顺时针旋转,将腹杆材料的前端弯折;
f3腹杆输送装置继续输送腹杆材料,经腹杆长度计量装置计量达到设 定折弯处;
f4腹杆弯曲装置逆时针旋转,将腹杆材料折弯,折弯方向与前端弯折 方向相反;
f5腹杆输送装置继续输送腹杆材料,经腹杆长度计量装置计量达到设 定长度后;
f6腹杆腹杆弯曲装置顺时针旋转,将腹杆材料的后端弯折;
f7腹杆成型后,启动腹杆切断装置,将成型腹杆切断。
具体地,所述腹杆弯曲装置由顺时针旋转到逆时针旋转时,旋转圆心 由腹杆材料的一侧移至另一侧,实现不同方向的折弯。
本发明的有益效果:生产线可以在控制系统中预先设定横截面形状、 上弦杆、下弦杆和腹杆的材料规格、上下弦杆间距、腹杆节距等参数,钢 管、钢筋等上弦杆、下弦杆和腹杆的材料由输送装置送入生产线中,由长 度计量装置进行计量,并按照控制系统内预先设定的形状切断、弯曲成上 弦杆、下弦杆和腹杆,再由焊接装置将弦杆和腹杆焊接成腹杆梁,成品腹 杆梁由成品托架承接并输送至生产线末端,这种计量、切断、弯曲成型和 焊接是连续步进的,生产过程中腹杆梁无需翻转,提高生产效率;生产过 程整洁利落,成品腹杆梁外形尺寸、腹杆位置准确,安装的棚面平整,受 力均匀。
附图说明
图1为平面腹杆梁a的主视图;
图2为平面腹杆梁a的A-A向结构示意图;
图3为平面腹杆梁a的腹杆结构示意图;
图4为平面腹杆梁b的主视图;
图5为平面腹杆梁b的B-B向结构示意图;
图6为平面腹杆梁b的腹杆结构示意图;
图7为三角形截面腹杆梁c的主视图;
图8为三角形截面腹杆梁c的的俯视图;
图9为三角形截面腹杆梁c的C-C向结构示意图。
图10为三角形截面腹杆梁c的腹杆结构示意图
图11为三角形截面腹杆梁d的主视图;
图12为三角形截面腹杆梁d的俯视图;
图13为三角形截面腹杆梁d的D-D向结构示意图;
图14为三角形截面腹杆梁d的腹杆结构示意图;
图15为本发明生产线结构示意图,图中为生产时的初始位置;
图16为本发明生产过程中腹杆制作步骤f1;
图17为本发明生产过程中腹杆制作步骤f2;
图18为本发明生产过程中腹杆制作步骤f3;
图19为本发明生产过程中腹杆制作步骤f4;
图20为本发明生产过程中腹杆制作步骤f5;
图21为本发明生产过程中腹杆制作步骤f6;
图22为本发明生产过程中腹杆制作步骤f7;
图23为本发明生产过程中成形的腹杆与上弦杆、下弦杆焊接过程示 意图;
图24为本发明生产过程中已焊接后的上弦杆与下弦杆往后输送示意 图;
图25为本发明生产过程中第一根腹杆焊接后,进入喷漆工序,第二 根腹杆制作完成的示意图;
图26为本发明生产过程中第一根腹杆进行喷漆作业,第二根腹杆进 入焊接位置,第三根腹杆开始制作;
图27为本发明生产过程中第二根腹杆焊接后,进入喷漆工序,第三 根腹杆制作完成的示意图;
图28为本发明生产过程中第二根腹杆进行喷漆作业,第三根腹杆进 入焊接位置,第四根腹杆开始制作,第一根腹杆部分由成品托架承接运输;
图29为本发明生产过程中成型腹杆梁由成品托架T3、T4承托,运出 生产线。
图30为本发明电阻焊装置的结构示意图。
图31为本发明电阻焊装置焊接时状态示意图。
图中
1上弦杆托辊、2上弦杆输送装置、3上弦杆长度计量装置、4上弦杆 弯曲装置、5上弦杆压紧固定装置、6上弦杆与腹杆焊接装置H1、7上弦 杆与腹杆焊接装置H2、8上弦杆压紧固定装置、9上弦杆喷漆装置P1、10 上弦杆喷漆装置P1、11控制系统、12成品托架、13成品托架T4、14下 弦杆材料托辊T2、15-下弦杆输送装置S2、16-下弦杆弯曲装置W2、17- 下弦杆与腹杆焊接装置3H、18-下弦杆喷漆装置、19-腹杆校直和输送装置 Z1、20-腹杆长度计量装置J2、21-腹杆弯曲装置W3、22-腹杆切断装置Q1、 23-腹杆定型和转运Y1装置、24-成型腹杆F1、25-上弦杆材料、26-下弦 杆材料、27-腹杆材料。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
目前的腹杆梁为平面腹杆梁、空间腹杆梁,又根据采用的材质不同, 分为多种,平面腹杆梁又包括平面腹杆梁a(如图1、2、3所示)、平面 腹杆梁b(如图4、5、6所示),其中平面腹杆梁a包括钢管上弦杆a1、 钢筋腹杆a2、钢筋下弦杆a3、焊接点a4,平面腹杆梁b包括钢管上弦杆 b1、钢筋腹杆b2、钢管下弦杆b3、焊接点b4,空间腹杆梁包括三角形截 面的空间腹杆梁c、空间腹杆梁d,其中空间腹杆梁c包括钢管上弦杆c1、 钢筋下弦杆c2、钢筋腹杆c3、焊接点c4,其中钢筋腹杆c3由多个三角形 的单个腹杆c5组成,空间腹杆梁d包括钢管上弦杆d1、钢管下弦杆d2、 钢筋腹杆d3、焊接点d4,其中钢筋腹杆d3由多个三角形的单个腹杆c5组成。
制作以上腹杆梁的一种腹杆梁的生产线,包括上弦杆制备装置、下弦 杆制备装置、腹杆制备装置、成品承托装置、控制系统、焊接装置、腹杆 定型和转运装置,上述的设备分为两层布置,其中所述上弦杆制备装置、 下弦杆制备装置、焊接装置位于上层,所述腹杆制备装置位于下层,所述 上弦杆制备装置、下弦杆制备装置的后方均设有焊接装置,腹杆定型和转 运装置位于上层和下层之间,腹杆定型和转运装置递送到上层的焊接位 置,焊接装置将腹杆与上下弦杆焊接固定,所述成品承托装置包括至少两 个可活动的成品托架,控制系统分别控制上弦杆制备装置、下弦杆制备装 置、腹杆制备装置、成品承托装置、腹杆定型和转运装置,为满足不同需 要,生产线可以在控制系统中预先设定横截面形状、上弦杆、下弦杆和腹 杆的材料规格、上下弦杆间距、腹杆节距等参数。
具体地,如图30、31所示,所示焊接装置采用电阻焊装置,包括固 定架、自动伸缩杆28、活动焊头30、固定焊头31、焊接变压器29,所述 自动伸缩杆28的底部铰接在固定架上,自动伸缩杆28的顶部与机械臂的 一端相连接,机械臂的另一端固与活动焊头30相连接,固定焊头31安装 在固定架上,活动焊头30、固定焊头31均与焊接变压器29电连接,通过活动焊头30和固定焊头31将需要焊接的位置焊接在一起,所述自动伸缩 杆采用气缸、电动推杆或者液压缸。
具体地,所述焊接装置后均设有喷漆装置。
具体地,所述上弦杆制备装置包括由前到后依次设置的上弦杆托辊1、 上弦杆输送装置2、上弦杆长度计量装置3、上弦杆弯曲装置4,所述上弦 杆弯曲装置4后方依次设置有两个焊接装置,从前到后依次设为上弦杆与 腹杆焊接装置H1、上弦杆与腹杆焊接装置H2,所述上弦杆与腹杆焊接装 置H2后方依次设有两个喷漆装置,从前到后依次设为上弦杆喷漆装置P1、 上弦杆喷漆装置P2,所述上弦杆与腹杆焊接装置H1的前方设置有上弦杆 压紧固定装置5,上弦杆与腹杆焊接装置H2后方设置有上弦杆压紧固定装 置8。
具体地,所述下弦杆制备装置包括由前到后依次设置的下弦杆托辊 14、下弦杆输送装置15、下弦杆弯曲装置16、下弦杆与腹杆焊接装置17, 所述下弦杆与腹杆焊接装置17后方设置下弦杆与腹杆喷漆装置18。
具体地,所述腹杆制备装置包括由前到后依次设置的腹杆输送装置 19、腹杆长度计量装置20、腹杆弯曲装置21,腹杆弯曲装置21后方设置 有腹杆切断装置,所述腹杆输送装置采用较直和输送一体的输送装置。
具体地,所述腹杆弯曲装置21包括旋转轮、中心立柱、压力轮,所 述中心立柱位于旋转轮的圆心处,压力轮位于与中心立柱同侧的旋转轮面 上,腹杆材料穿过中心立柱与压力轮之间,通过压力轮绕中心柱的旋转实 现腹杆材料的弯曲。
一种腹杆梁的生产方法,包括以下步骤:
S1准备阶段
上弦杆材料25放入到上弦杆制备装置的初始位置,上弦杆材料经过 上弦杆托辊、上弦杆输送装置2、上弦杆计量装置3到达上弦杆弯曲装置 4,上弦杆弯曲装置4根据设定的曲率将上弦杆材料进行弯曲,并输送到 上弦杆和腹杆焊接装置6、上弦杆和腹杆焊接装置7处,此时上弦杆压紧 固定装置5和上弦杆压紧固定装置8压紧上弦杆材料;
下弦杆材料26放入到下弦杆制备装置的初始位置,下弦杆材料26的 前端经过下弦杆托辊14、下弦杆输送装置15到达下弦杆弯曲装置16,下 弦杆弯曲装置16根据设定的曲率将上弦杆材料进行弯曲,并输送到下弦 杆和腹杆焊接装置17处;
同时,腹杆材料由腹杆输送装置19、腹杆长度计量装置20,到达腹 杆弯曲装置21,由腹杆长度计量装置20进行计量,腹杆弯曲装置21根据 设定参数将腹杆材料27进行弯曲,制作出成型腹杆24,成型腹杆24由腹 杆切断装置22切断;
S2焊接
成型腹杆24由腹杆定型和转运装置23从下层的腹杆制备装置运送至 上层,成型腹杆24与上弦杆材料25需要焊接的位置,分别送到上弦杆与 腹杆焊接装置6、上弦杆与腹杆焊接装置7处,成型腹杆24与下弦杆材料 25需要焊接的位置,送到下弦杆与腹杆焊接装置18处,进行焊接作业, 同时,腹杆制备装置开始制备第二根腹杆;
S3喷漆
上弦输送装置2驱动上弦杆材料前进,同时带动下弦材料前进,到达 设定位置,此时上弦杆喷漆装置9、上弦杆喷漆装置10、下弦杆喷漆装置 18,正对焊接点,为焊接点进行喷漆作业,焊接的过程中第二根成型腹杆 制备完成,重复S2、S3;
前端成型腹杆梁到达成品承托装置,成品承托装置承载成型腹杆梁向 生产线末端延长,直至完成设定长度的腹杆梁为止。
具体地,如图16-22所示,以V形成型腹杆为例,所述S1中成型腹 杆制作过程为:
f1腹杆材料由腹杆输送装置19、腹杆长度计量装置20,到达腹杆弯 曲装置21;
f2腹杆弯曲装置21顺时针旋转,将腹杆材料27的前端弯折;
f3腹杆输送装置19继续输送腹杆材料27,经腹杆长度计量装置20 计量达到设定折弯处;
f4腹杆弯曲装置21逆时针旋转,将腹杆材料折弯,折弯方向与前端 弯折方向相反;
f5腹杆输送装置继续输送腹杆材料,经腹杆长度计量装置计量达到设 定长度后;
f6腹杆腹杆弯曲装置21顺时针旋转,将腹杆材料27的后端弯折;
f7腹杆成型后,启动腹杆切断装置,将成型腹杆24切断。
具体地,所述腹杆弯曲装置由顺时针旋转到逆时针旋转时,旋转圆心 的压力轮由腹杆材料的一侧移至另一侧,实现不同方向的折弯。
本发明不局限于所述实施方式,任何人应得知在本发明的启示下作出 的结构变化,凡是与本发明具有相同或相近的技术方案,均落入本发明的 保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (8)
1.一种腹杆梁的生产线,其特征在于:包括上弦杆制备装置、下弦杆制备装置、腹杆制备装置、成品承托装置、控制系统、焊接装置、腹杆定型和转运装置,上述的设备分为两层布置,其中所述上弦杆制备装置、下弦杆制备装置、焊接装置位于上层,所述腹杆制备装置位于下层,所述上弦杆制备装置、下弦杆制备装置的后方均设有焊接装置,腹杆定型和转运装置位于上层和下层之间,所述成品承托装置包括至少两个可活动的成品托架,控制系统分别控制上弦杆制备装置、下弦杆制备装置、腹杆制备装置、成品承托装置、腹杆定型和转运装置。
2.根据权利要求1所述的一种腹杆梁的生产线,其特征在于:所示焊接装置采用电阻焊装置,包括固定架、自动伸缩杆、活动焊头、固定焊头、焊接变压器,所述自动伸缩杆的底部铰接在固定架上,自动伸缩杆的顶部与机械臂的一端相连接,机械臂的另一端与活动焊头相连接,固定焊头安装在固定架上,活动焊头、固定焊头均与焊接变压器电连接,通过活动焊头和固定焊头将需要焊接的位置焊接在一起,所述自动伸缩杆采用气缸、电动推杆或者液压缸。
3.根据权利要求1所述的一种腹杆梁的生产线,其特征在于:所述焊接装置后均设有喷漆装置。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种腹杆梁的生产线,其特征在于:所述上弦杆制备装置包括由前到后依次设置的上弦杆托辊、上弦杆输送装置、上弦杆长度计量装置、上弦杆弯曲装置,所述上弦杆弯曲装置后方依次设置有两个焊接装置,从前到后依次设为上弦杆与腹杆焊接装置H1、上弦杆与腹杆焊接装置H2,所述上弦杆与腹杆焊接装置H2后方依次设有两个喷漆装置,从前到后依次设为上弦杆喷漆装置P1、上弦杆喷漆装置P2,所述上弦杆与腹杆焊接装置H1的前方设置有上弦杆压紧固定装置,上弦杆与腹杆焊接装置H2后方设置有上弦杆压紧固定装置。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种腹杆梁的生产线,其特征在于:所述下弦杆制备装置包括由前到后依次设置的下弦杆托辊、下弦杆输送装置、下弦杆弯曲装置,所述下弦杆弯曲装置的后方设置有下弦杆与腹杆焊接装置,下弦杆与腹杆焊接装置后方设置下弦杆与腹杆喷漆装置。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种腹杆梁的生产线,其特征在于:所述腹杆制备装置包括由前到后依次设置的腹杆输送装置、腹杆长度计量装置、腹杆弯曲装置,腹杆弯曲装置后方设置有腹杆切断装置,所述腹杆输送装置采用较直和输送一体的输送装置。
7.一种腹杆梁的生产方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1准备阶段
上弦杆材料放入到上弦杆制备装置的初始位置,上弦杆材料经过上弦杆托辊、上弦杆输送装置、上弦杆计量装置到达上弦杆弯曲装置,上弦杆弯曲装置根据设定的曲率将上弦杆材料进行弯曲,并输送到上弦杆和腹杆焊接装置、上弦杆和腹杆焊接装置处,此时上弦杆压紧固定装置和上弦杆压紧固定装置压紧上弦杆材料;
下弦杆材料放入到下弦杆制备装置的初始位置,下弦杆材料的前端经过下弦杆托辊、下弦杆输送装置到达下弦杆弯曲装置,下弦杆弯曲装置根据设定的曲率将上弦杆材料进行弯曲,并输送到下弦杆和腹杆焊接装置处;
同时,腹杆材料由腹杆输送装置、腹杆长度计量装置,到达腹杆弯曲装置,由腹杆长度计量装置进行计量,腹杆弯曲装置根据设定参数将腹杆材料进行弯曲,制作出成型腹杆,成型腹杆由腹杆切断装置切断;
S2焊接
成型腹杆由腹杆定型和转运装置从下层的腹杆制备装置运送至上层成型腹杆与上弦杆材料需要焊接的位置、成型腹杆与下弦杆材料需要焊接的位置,进行焊接作业,同时,腹杆制备装置开始制备第二根腹杆;
S3喷漆
上弦输送装置驱动上弦杆材料前进,带动下弦材料前进,到达设定位置,此时上弦杆喷漆装置、下弦杆喷漆装置,正对焊接点,为焊接点进行喷漆作业,焊接的过程中第二根成型腹杆制备完成,重复S2、S3;
如此连续生产,前端成型腹杆梁到达成品承托装置,成品承托装置承载成型腹杆梁向生产线末端延长,直至完成设定长度的腹杆梁为止。
8.根据权利要求7所述的一种腹杆梁的生产方法,其特征在于:所述S1中V形的成型腹杆制作过程为:
f1腹杆材料由腹杆输送装置、腹杆长度计量装置,到达腹杆弯曲装置21;
f2腹杆弯曲装置顺时针旋转,将腹杆材料的前端弯折;
f3腹杆输送装置继续输送腹杆材料,经腹杆长度计量装置计量达到设定折弯处;
f4腹杆弯曲装置逆时针旋转,将腹杆材料折弯,折弯方向与前端弯折方向相反;
f5腹杆输送装置继续输送腹杆材料,经腹杆长度计量装置计量达到设定长度后;
f6腹杆腹杆弯曲装置顺时针旋转,将腹杆材料的后端弯折;
f7腹杆成型后,启动腹杆切断装置,将成型腹杆切断。
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