CN110948120B - 一种冷弯型钢加工用切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷弯型钢加工用切割装置，主要涉及型钢加工设备领域。一种冷弯型钢加工用切割装置，包括机身，所述机身包括安装座、导轨、伺服系统和位移平台；承接料系统，所述承接料系统包括承载架、支撑架，所述承载架顶面设置与支撑架滑动连接的限位轨；尾端夹具，所述尾端夹具包括夹具座、第二直线驱动装置、尾端两爪夹具；切割动作部，所述切割动作部包括切割机械手、移动承接底托、移动两爪夹具；输送线，所述输送线尾端设置排削器；控制器。本发明的有益效果在于：本发明利用切割动作部的位移代替型钢的移动，极大的缩短了型钢切割设备需要的长度空间进行周转，减小了设备体积，节省了空间成本。

Description

一种冷弯型钢加工用切割装置

技术领域

本发明主要涉及型钢加工设备领域，具体是一种冷弯型钢加工用切割装置。

背景技术

冷弯型钢是指以热轧或冷轧带钢为坯料经弯曲成型制成的各种截面形状尺寸的型钢，一般多用于建筑、铁路车辆、汽车和船舶等生产部门制作结构件和辅助件。对于冷弯型钢的加工来说，将其切割成需要的形状是一项必要的工序。目前对于冷弯型钢的切割主要采用火焰切割和激光切割的方式，由于冷弯型钢长度一般较大，其加工设备普遍需要占用更大的区域进行操作。附图1即为现有技术下的用于型钢切割的生产设备，可见其为适应型钢的首尾长度，占地至少为两倍型钢长度才可完成型钢的切割加工。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种冷弯型钢加工用切割装置，它利用切割动作部的位移代替型钢的移动，极大的缩短了型钢切割设备需要的长度空间进行周转，减小了设备体积，节省了空间成本。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种冷弯型钢加工用切割装置，包括：

机身，所述机身包括安装座、导轨、伺服系统和位移平台，所述导轨具有一对，两个所述导轨在安装座顶部呈对称设置，所述伺服系统位于安装座内，所述伺服系统横贯机身长度方向，所述位移平台底部设置与导轨相适应的滑动部件和与伺服系统相适应的驱动部件，所述伺服系统用于驱动所述位移平台在所述导轨限位下平移；

承接料系统，所述承接料系统包括承载架、支撑架，所述承载架顶面设置与支撑架滑动连接的限位轨，所述支撑架与承载架之间设置第一直线驱动装置，所述第一直线驱动装置用于驱动所述支撑架在限位轨的限位下直线移动；

尾端夹具，所述尾端夹具安装在机身尾端，所述尾端夹具包括夹具座、第二直线驱动装置、尾端两爪夹具，所述第二直线驱动装置安装在夹具座顶部，所述第二直线驱动装置用于驱动所述尾端两爪夹具朝向所述机身方向平移；

切割动作部，所述切割动作部包括切割机械手、移动承接底托、移动两爪夹具，所述切割机械手安装在位移平台顶部，所述移动承接底托位于所述位移平台朝向支撑架一侧，所述位移平台顶部设置卡爪架，所述卡爪架上设置竖向直线驱动装置，所述移动两爪夹具与竖向直线驱动装置相适应，所述移动两爪夹具装夹轴线与所述尾端两爪夹具装夹轴线共线；

输送线，所述输送线位于所述机身与承接料系统之间的底部，所述输送线尾端设置排削器；

控制器，所述控制器与伺服系统、第一直线驱动装置、第二直线驱动装置、尾端两爪夹具、切割机械手、移动两爪夹具、竖向直线驱动装置电连接。

优选的，所述伺服系统包括伺服电机、驱动丝杠和齿轮减速箱，所述伺服电机与控制器电连接，所述伺服电机与安装座底座固定安装，所述驱动丝杠与安装座枢接，所述齿轮减速箱安装在所述伺服电机与驱动丝杠之间。

优选的，所述第一直线驱动装置、第二直线驱动装置、竖向直线驱动装置均可为气缸或电动缸或液压缸。

优选的，所述切割机械手为七自由度机械手，所述切割机械手端部设置激光切割头，所述位移平台顶面设置激光发生系统，所述激光发生系统与切割头相适应，所述激光发生系统与控制器电连接。

优选的，所述移动承接底托顶面设置滑轮。

优选的，所述排削器为电磁排削器。

对比现有技术，本发明的有益效果是：

本发明通过伺服系统驱动切割动作部沿型钢长度方向移动，从而利用切割机械手对型钢进行全方位的切割。通过切割动作部的移动替代型钢的移动，可以节省出型钢移动的大量空间，将设备的占地长度缩短近一半，减小了设备体积，大大节约了空间成本。

附图说明

附图1是本发明俯视使用状态参考图；

附图2是本发明承接料系统俯视结构示意图；

附图3是本发明A部局部放大结构示意图；

附图4是本发明竖向直线驱动装置主视结构示意图。

附图中所示标号：1、机身；2、安装座；3、导轨；4、伺服系统；5、位移平台；8、承接料系统；9、承载架；10、支撑架；11、限位轨；12、第一直线驱动装置；13、尾端夹具；14、夹具座；15、第二直线驱动装置；16、尾端两爪夹具；17、切割动作部；18、切割机械手；19、移动承接底托；20、移动两爪夹具；21、卡爪架；22、竖向直线驱动装置；23、输送线；24、排削器；25、控制器；26、伺服电机；27、驱动丝杠；28、齿轮减速箱；29、激光切割头；30、激光发生系统；31、滑轮。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1-4所示，本发明所述一种冷弯型钢加工用切割装置，包括：

机身1，所述机身1包括安装座2、导轨3、伺服系统4和位移平台5，所述安装座采用铸造工艺铸造成型，所述底座顶部通过板材冲压铆接进行组合遮挡。所述导轨3具有一对，两个所述导轨3在安装座2顶部呈对称螺钉固定，所述导轨为三角导轨。所述伺服系统4位于安装座2内，所述伺服系统4横贯机身1长度方向，所述位移平台5底部设置与导轨3相适应的滑动部件和与伺服系统4相适应的驱动部件，所述滑动部件为与三角导轨相配合的内三角滑块，所述驱动部件为与位移平台底面螺栓固定的丝杠螺母套筒。所述伺服系统4用于驱动所述位移平台5在所述导轨3限位下平移，使位移平台可以在所述伺服系统驱动下准确步进。所述导轨两端还安装有限位开关，所述限位开关用于对位移平台的移动进行限位，放置位移平台在伺服系统的驱动下超出行程，所述限位开关为机械式行程开关，并与数控系统信号连接。

承接料系统8，所述承接料系统8包括承载架9、支撑架10，所述承载架通过膨胀螺栓固定在地面上，使所述承载架与机身的位置相对固定。所述承载架9顶面螺栓固定若干与支撑架滑动连接的限位轨11，所述限位轨为“T”型槽或者燕尾槽，所述支撑架底面螺栓固定与“T”型槽或燕尾槽相适应的滑块，通过滑槽与滑块的配合对支撑架进行限位并保持其相对于限位轨滑动。所述支撑架10与承载架9之间安装第一直线驱动装置12，所述第一直线驱动装置设置多个，多个所述第一直线驱动装置在承载架上线性均匀安装，所述限位轨就安装在每相邻两个第一直线驱动装置之间。所述第一直线驱动装置的推动部分与支撑架可拆卸固定连接。所述第一直线驱动装置12用于驱动所述支撑架10在限位轨11的限位下直线移动，从而将承载有型钢的支撑架推向机身一侧。更为具体的，所述支撑架中心可开设滑槽或者刻痕，用于将型钢进行对心，以使后续的装夹过程更方便。

尾端夹具13，所述尾端夹具13安装在机身1尾端，当所述支撑架被第一直线驱动装置驱动伸出时，所述尾端夹具正对伸出的支撑架。所述尾端夹具13包括夹具座14、第二直线驱动装置15、尾端两爪夹具16，所述尾端两爪夹具的轴线与支撑架10伸出后的轴线共线或平行。所述夹具座可通过螺栓固定在安装座上或者固定在地面上，所述夹具座上具有搭载平台，当型钢被第一直线驱动装置推动到加工位置时，所述型钢刚好接触搭载平台，当第一直线驱动装置将支撑架收回时，型钢在尾端两爪夹具、移动两爪夹具的装夹下被留置，由尾端的搭载平台和下述位移平台进行承载。所述第二直线驱动装置15安装在夹具座14顶部，所述第二直线驱动装置15用于驱动所述尾端两爪夹具16朝向所述机身1方向平移，从而使尾端两爪夹具移动到型钢尾端，对型钢进行装夹。更进一步的，所述尾端两爪夹具的卡爪面中部安装限位开关，所述限位开关与数控系统信号连接，当两爪夹具被第二直线驱动装置驱动到接触型钢端面时，触发限位开关，限位开关向数控系统发送信号，数控系统控制第二直线驱动装置停止运行，对尾端两爪夹具的装夹进行定位。

切割动作部17，所述切割动作部17包括切割机械手18、移动承接底托19、移动两爪夹具20，所述切割机械手18安装在位移平台5顶部，作为对型钢进行切割的直接工作部件。所述移动承接底托19位于所述位移平台5朝向支撑架10一侧，当所述支撑架携带型钢被推出时，可通过人力或者吊装装置推动型钢，使其尾端被尾端夹具定位装夹，而型钢首端搭上移动承接底托，并被移动两爪夹具装夹。所述移动两爪夹具的卡爪面中部同样安装限位开关，所述限位开关与数控系统信号连接，所述限位开关对移动两爪夹具的作用与尾端两爪夹具的作用相同。所述位移平台5顶部安装卡爪架21，所述卡爪架21上安装竖向直线驱动装置22，所述移动两爪夹具20安装在竖向直线驱动装置22的驱动部上，所述移动两爪夹具20装夹轴线与所述尾端两爪夹具16装夹轴线共线。

输送线23，所述输送线23位于所述机身1与承接料系统8之间的底部，所述输送线为电机驱动输送带装置。所述输送线23尾端设置排削器24，通过输送线可以将所述切割动作部切下的部件进行输送收集，利用输送线末端的排削器可以将切割下的边角料和铁削进行筛除清理。

控制器25，所述控制器为切割加工用数控系统。所述控制器25与伺服系统4、第一直线驱动装置12、第二直线驱动装置15、尾端两爪夹具16、切割机械手18、移动两爪夹具20、竖向直线驱动装置22电连接。通过控制器控制各部件的运行。本装置通过控制器控制各部分的配合，使切割动作部的移动替代型钢的输送，可以节省出型钢移动的大量空间，将设备的占地长度缩短近一半，减小了设备体积，大大节约了空间成本。

具体的，对伺服系统的具体结构进行公开。所述伺服系统4包括伺服电机26、驱动丝杠27和齿轮减速箱28，所述伺服电机26与控制器25电连接，所述伺服电机26与安装座2底座固定安装，所述驱动丝杠27与安装座2枢接，所述齿轮减速箱28安装在所述伺服电机26与驱动丝杠27之间。通过控制器可以控制伺服电机的转动圈数与角度，从而通过传动比计算出位移平台的前进距离，精确的控制切割机械手对型钢的切割操作，保障型钢切割操作的精度。

具体的，所述第一直线驱动装置12、第二直线驱动装置15、竖向直线驱动装置22均可为气缸或电动缸或液压缸。优选的，为使第一直线驱动装置12、第二直线驱动装置15、竖向直线驱动装置22可适应不同型钢的尺寸，采用电动缸作为直线驱动装置的动作部件，利用控制器对电动缸进行控制，控制电动缸的推动距离，根据型钢的尺寸，可以在控制器上对各电动缸的推进距离进行微调。需要指出的是，在使用电动缸作为驱动部件时，需要在第二直线驱动装置、竖向直线驱动装置驱动的两爪夹具一侧安装导向滑轨，通过两爪夹具一侧的滑块与滑轨配合对两爪夹具的移动进行导向，放置两爪夹具随电动缸转动。而当采用气缸或者液压缸时，则无需采用滑轨对两爪夹具进行限位，但是需要利用更为灵敏的两爪夹具端面限位开关，以准确的定位两爪夹具。

具体的，所述切割机械手18为七自由度机械手，所述切割机械手18端部安装激光切割头29，所述位移平台5顶面设置激光发生系统30，所述激光发生系统30与切割头29光纤连接，所述激光发生系统30与控制器25电连接。通过切割机械手携带激光切割头，可以对型钢进行全方位的激光切割。利用七自由度机械手，可以满足型钢360周身的切割要求，切割效率和切割质量更高。

具体的，所述移动承接底托19顶面枢接滑轮31。通过滑轮对型钢的承接，可以将型钢首端进行承载，并且将位移平台承载型钢时的滑动摩擦替换为滚动摩擦，摩擦力更小移动更便捷。

具体的，所述排削器为电磁排削器。通过下落的工件尺寸与重量设定排削器磁力范围，使排削器对边角料和铁削进行吸引，将工件放过，从而实现铁削与工件的分离。

本装置的操作步骤如下：

S1：利用吊装设备将型钢吊装到支撑架上摆正并进行尾部对齐；

S2：控制器控制第一直线驱动装置动作，将支撑架推出到工作位，通过控制器控制第二直线驱动装置动作将尾端两爪夹具推出，并对型钢尾端进行装夹；

S3：根据型钢尺寸设定伺服系统移动距离，控制器控制伺服系统动作，使移动两爪夹具和移动承接底托移动到型钢所在区域，移动承接底托位于型钢下方进行支撑，利用控制器控制移动两爪夹具对型钢进行装夹，并由控制器控制第一直线驱动装置收缩将支撑架复位；

S4：控制器控制切割机械手对型钢进行切割；

S5：对该区域型钢切割完成后，控制器控制伺服系统移动到下一加工区域，通过切割机械手对该区域进行继续切割加工，其间输送线对切割下的工件和边角料进行输送，利用排削器将边角料和铁削进行清理；

S6：切割完成后，控制器控制尾端两爪夹具和移动两爪夹具松开装夹，卸下尾料；

S7：控制器控制伺服驱动装置动作将位移平台复位，控制器控制第二直线驱动装置动作将尾端两爪夹具复位。

Claims (6)

1.一种冷弯型钢加工用切割装置，其特征在于，包括：

机身（1），所述机身（1）包括安装座（2）、导轨（3）、伺服系统（4）和位移平台（5），所述导轨（3）具有一对，两个所述导轨（3）在安装座（2）顶部呈对称设置，所述伺服系统（4）位于安装座（2）内，所述伺服系统（4）横贯机身（1）长度方向，所述位移平台（5）底部设置与导轨（3）相适应的滑动部件和与伺服系统（4）相适应的驱动部件，所述伺服系统（4）用于驱动所述位移平台（5）在所述导轨（3）限位下平移；

承接料系统（8），所述承接料系统（8）包括承载架（9）、支撑架（10），所述承载架（9）顶面设置与支撑架滑动连接的限位轨（11），所述支撑架（10）与承载架（9）之间设置第一直线驱动装置（12），所述第一直线驱动装置（12）用于驱动所述支撑架（10）在限位轨（11）的限位下直线移动；

尾端夹具（13），所述尾端夹具（13）安装在机身（1）尾端，所述尾端夹具（13）包括夹具座（14）、第二直线驱动装置（15）、尾端两爪夹具（16），所述第二直线驱动装置（15）安装在夹具座（14）顶部，所述第二直线驱动装置（15）用于驱动所述尾端两爪夹具（16）朝向所述机身（1）方向平移；

切割动作部（17），所述切割动作部（17）包括切割机械手（18）、移动承接底托（19）、移动两爪夹具（20），所述切割机械手（18）安装在位移平台（5）顶部，所述移动承接底托（19）位于所述位移平台（5）朝向支撑架（10）一侧，所述位移平台（5）顶部设置卡爪架（21），所述卡爪架（21）上设置竖向直线驱动装置（22），所述移动两爪夹具（20）与竖向直线驱动装置（22）相适应，所述移动两爪夹具（20）装夹轴线与所述尾端两爪夹具（16）装夹轴线共线；

输送线（23），所述输送线（23）位于所述机身（1）与承接料系统（8）之间的底部，所述输送线（23）尾端设置排削器（24）；

控制器（25），所述控制器（25）与伺服系统（4）、第一直线驱动装置（12）、第二直线驱动装置（15）、尾端两爪夹具（16）、切割机械手（18）、移动两爪夹具（20）、竖向直线驱动装置（22）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种冷弯型钢加工用切割装置，其特征在于：所述伺服系统（4）包括伺服电机（26）、驱动丝杠（27）和齿轮减速箱（28），所述伺服电机（26）与控制器（25）电连接，所述伺服电机（26）与安装座（2）底座固定安装，所述驱动丝杠（27）与安装座（2）枢接，所述齿轮减速箱（28）安装在所述伺服电机（26）与驱动丝杠（27）之间。

3.根据权利要求1所述的一种冷弯型钢加工用切割装置，其特征在于：所述第一直线驱动装置（12）、第二直线驱动装置（15）、竖向直线驱动装置（22）均可为气缸或电动缸或液压缸。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种冷弯型钢加工用切割装置，其特征在于：所述切割机械手（18）为七自由度机械手，所述切割机械手（18）端部设置激光切割头（29），所述位移平台（5）顶面设置激光发生系统（30），所述激光发生系统（30）与激光切割头（29）相适应，所述激光发生系统（30）与控制器（25）电连接。

5.根据权利要求1所述的一种冷弯型钢加工用切割装置，其特征在于：所述移动承接底托（19）顶面设置滑轮（31）。

6.根据权利要求1所述的一种冷弯型钢加工用切割装置，其特征在于：所述排削器为电磁排削器。

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