CN111054811A - 一种钢结构自动化定型切割拼装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢结构自动化定型切割拼装设备，涉及机械加工技术领域，包括底座，所述底座为方形块结构，所述底座水平固定于地面，所述底座的顶端设有直立于底座顶端的支撑肋板，所述支撑肋板的顶端设有水平固定的顶固定板，所述顶固定板的顶端安装有液压缸，所述液压缸的底端伸出有活塞杆，所述活塞杆穿过顶固定板向底座的顶端伸出，所述活塞杆的底端固定有方形结构的上模座。本发明通过上模座向下移动，双排交错布置的定型切割块对两块角钢表面进行定型切割，切割时通过定型切割块底端的四个棱角与切割槽7的四个棱边形成切割刃，将需要拼接的两片角钢的接触面切割为相互配合的凹槽，提高两块角钢相互卡接时的精准度。

Description

一种钢结构自动化定型切割拼装设备

技术领域

本发明涉及钢结构加工技术领域，具体涉及一种钢结构自动化定型切割拼装设备。

背景技术

角钢俗称角铁、是两边互相垂直成角形的长条钢材。有等边角钢和不等边角钢之分。等边角钢的两个边宽相等。其规格以边宽×边宽×边厚的毫米数表示。如“∟30×30×3”，即表示边宽为30毫米、边厚为3毫米的等边角钢。也可用型号表示，型号是边宽的厘米数，如L3#。型号不表示同一型号中不同边厚的尺寸，角钢可按结构的不同，需要组成各种不同的受力构件，也可作构件之间的连接件。广泛地用于各种建筑结构和工程结构，如房梁、桥梁、输电塔、起重运输机械、船舶、工业炉、反应塔、容器架以及仓库。

角钢在组成各种不同的受力构件时，主要是通过将相邻两块角钢之间进行搭接、对接、拼接等工艺，而对于拼接，利用四个角钢拼接方形结构的钢材，由于角钢边厚较薄，拼接时强度受力较弱，易使拼接后的角钢分解，为了提高拼接后的角钢受力强度，常在两片角钢的拼接处开设凹凸配合的卡槽，提高拼接后的角钢接触面积，使焊接后的角钢受力强度得到提升。

现有的，专利号CN201711077646.X公开了一种钢结构切割装置，包括机体，机体的上方两侧均设有第一置物箱，两个第一置物箱的内腔均设有电机，两个电机的输出轴均固定连接有第一齿轮，两个置物箱的内侧均开设有第一滑槽，两个第一滑槽的内壁滑动连接有第一齿板，第一齿轮和第一齿板均相互啮合，两个第一齿板在远离第一齿轮的一侧均固定连接有固定架，固定架的下方固定连接有第一电机，第一电机的输出轴固定连接有割刀，割刀的正下方设有夹具台。本发明提供了一种钢结构切割装置，具备调整切割深度的优点，解决了现有钢结构切割装置不能调节切割深度的问题，具有移动夹具装置的优点，解决了现有钢结构切割装置不能定位切割的问题。

上述专利公开的钢结构切割装置在实际使用中仍存在一些不足之处，具体不足之处在于：

一、角钢在切割时，为了使两片角钢拼接的更加吻合，需要对两块角钢的接触面交错开设相互配合的凹槽，现有的，角钢在开设完凹槽后，将角钢取下进行拼接，拼接时需要将两片角钢往中间挤压再去焊接，操作繁琐，且单人难以完成。

二、现有的，对角钢进行切割成凹凸配合的凹槽时，通过电机带动切割刀进行切割，切割刀在切割过程中，由于刀具的自身厚度，容易使切割完成后的两片钢材卡接时间隙过大，影响卡接精度。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种钢结构自动化定型切割拼装设备，解决角钢在切割时，由于刀具的自身厚度，使切割完成后的两片钢材卡接时间隙过大，影响卡接精度且现有的角钢在焊接之前拼接，操作繁琐且单人难以完成的技术问题。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种钢结构自动化定型切割拼装设备，包括底座，所述底座为方形块结构，所述底座水平固定于地面，所述底座的顶端设有直立于底座顶端的支撑肋板，所述支撑肋板的顶端设有水平固定的顶固定板，所述顶固定板的顶端安装有液压缸，所述液压缸的底端伸出有活塞杆，所述活塞杆穿过顶固定板向底座的顶端伸出，所述活塞杆的底端固定有方形结构的上模座，所述上模座的底端设有凸起的定型切割块，所述定型切割块共设有多块，定型切割块在上模座的底端呈双排交错布置，每一块所述定型切割块为方形块，且每一块所述定型切割块的底端设有凹陷的切割槽，所述切割槽为凹陷的锥形槽，定型切割块底端的四个棱角与切割槽的棱边形成切割刃；

所述底座的顶端固定有下模座，所述下模座共设有两块，两块所述下模座在底座的顶端呈对向固定，且两块所述下模座的中间留有间槽；

其中，每一块所述下模座的中间设有活动模座，两块所述活动模座的对向面开设有交错排列的让位槽，每一块让位槽均设为U形槽；且每一个U形槽的开口方向朝向于对面的活动模座；

所述底座的顶端开设有第三滑孔，所述第三滑孔的底部开设有方形结构的滑槽，其中一块所述活动模座的底端设有方形块状的滑块，所述滑块通过滑动配合方式伸入于滑槽内，伸入于滑槽内的所述滑块中部设有贯通的螺纹孔；

所述底座的前侧壁安装有伺服电机，所述伺服电机向外伸出有螺纹杆，所述伺服电机的螺纹杆通过滚动轴承伸入于滑槽内，所述伺服电机的螺纹杆通过螺纹配合方式穿过螺纹孔，且所述伺服电机的螺纹杆顶端连接于固定套筒内，所述固定套筒固定于滑槽的内壁。

作为本发明的一种优选技术方案，所述活动模座的顶端设有对称的卡爪，所述卡爪包括第二滑孔、第二弹簧，第二滑孔共设有多个，每一个第二滑孔开设于活动模座的顶端，且第二滑孔为方形孔，卡爪为安装于活动模座顶端的L形杆，卡爪的顶端通过滑动配合方式嵌入于第二滑孔内，嵌入于第二滑孔内的所述卡爪底端安装有第二弹簧。

作为本发明的一种优选技术方案，所述上模座的底端中部设有横向安装的定位块，所述定位块包括第一滑孔、第一弹簧、斜边，上模座的底端中部开设有方形结构的第一滑孔，第一滑孔为长方形槽，第一滑孔的开口方向朝向于间槽，定位块通过滑动配合方式嵌入于第一滑孔内，嵌入于第一滑孔内的所述定位块顶端等间距安装有第一弹簧。

作为本发明的一种优选技术方案，所述定位块设置于双排定型切割块的中间位置，且所述定位块的底端前后两侧设有对称的斜边。

作为本发明的一种优选技术方案，每一个所述定型块割块的外侧壁开设有环形结构的倒齿槽，倒齿槽共设有多道，相邻两道所述倒齿槽之间等间距，每一道所述倒齿槽的槽底为曲面状。

与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：

一、本发明在底座的顶端固定有下模座，将两片需要拼接的角钢安装于下模座上，通过在下模座的上方安装有上模座，上模座的底端固定有双排交错布置的定型切割块，角钢放置于下模座上，通过上模座向下移动，双排交错布置的定型切割块对两块角钢表面进行定型切割，切割时通过定型切割块底端的四个棱角与切割槽7的四个棱边形成切割刃，将需要拼接的两片角钢的接触面切割为相互配合的凹槽，通过同时对两片需要拼拼接的角钢进行一次冲裁成形，使两块角钢相互卡接时位置更加精准，提高两块角钢相互卡接时的精准度。

二、本发明在上模座向上升起后，通过伺服电机驱动底座顶端的其中一块活动模座向前滑动，将相互配合的两块角钢卡接，通过活动模座向前移动，使定型切割完成的两块角钢在无须从下模座上拆除的情况下进行相互配合，使两块角钢相互交错排列的凹槽相互卡接，活动模座向前移动过程中，通过两块活动模座的对向面开设有交错排列的让位槽，使两块活动模座之间贴合，通过两块上模座相互夹紧，将两片角钢的凹槽相互卡接，通过下模座上的活动模座将两片角钢卡接完成后，便于直接焊接，避免再次拆除定型切割完成的角钢，提高两片角钢相互卡接时的精准度，增强焊接后的角钢受力强度，提高焊接效率；

三、本发明在定型切割块的底端设有凹陷的切割槽，通过定型切割块底端的四个棱角与切割槽的棱边形成切割刃，通过多个定型切割块同步向下冲压，多个定型切割块一次将需要拼接的两片角钢冲裁成型，提高两片角钢卡接时的精准度，多个定型切割块向下冲压的过程中，通过两块活动模座的对向面开设有交错排列的让位槽，让位槽使定型切割块向下冲压的过程中将角钢冲断，上模座向上升起时，通过每一个定型切割块的外侧壁开设有环形结构的倒齿槽，倒齿槽在上升的过程中刮去角钢冲裁后的表面毛刺，提高角钢表面的光洁度，倒齿槽通过槽底为曲面状，使定型切割块在上升时将刮去后的毛刺积留在倒齿槽内，避免刮去后的毛刺乱飞，提高对去除毛刺后的收集。

四、本发明将定位块设置于双排定型切割块的中间位置，定位块的底端前后两侧设有对称的斜边，通过上模座向下移动，定位块伸入在下模座中间的间槽内，定位块将两边的角钢向两边抵紧，通过卡爪的弹性配合，使角钢被定型切割块定型切割之间安装牢固可靠，通过定位块顶端的第一弹簧，使定位块在上模座的底端可以弹性伸缩，定位块与底座顶端接触后，通过第一弹簧的弹力，使定位块向上模座内伸缩，便于定型切割块将角钢定型冲裁成型，提高冲裁过程中角钢的定位牢固性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明钢结构自动化定型切割拼装设备的立体结构示意图一；

图2为本发明钢结构自动化定型切割拼装设备的立体结构示意图二；

图3为本发明卡爪的局部剖面结构示意图；

图4为本发明活动模座将两片角钢相互拼接时的剖面结构示意图；

图5为本发明定位块嵌入在上模座内的剖面结构示意图；

图6为本发明钢结构自动化定型切割拼装设备的正面结构示意图；

图7为本发明作业对象的立体结构示意图；

图中：1、液压缸，2、顶固定板，3、支撑助板，4、活塞杆，5、上模座，6、定型块割块，7、切割槽，8、卡爪，9、活动模座，10、伺服电机，11、定位块，12、下模座，13、底座，14、第一滑孔，15、第一弹簧，16、斜边，17、第二滑孔，18、第二弹簧，19、滑槽，20、滑块，21、螺纹杆，22、固定套筒，23、螺纹孔，24、倒齿槽，25、第三滑孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

需要说明的是，当元件被成称为“固定于”另一个元件，它可以是另一个元件上或者也可以是存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”“右”以及类似的表达只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

实施例1

请参阅图1-7，为一种钢结构自动化定型切割拼装设备的整体结构示意图；一种钢结构自动化定型切割拼装设备，包括底座13，底座13为方形块结构，底座13水平固定于地面，底座13的顶端设有直立于底座13顶端的支撑肋板3，支撑肋板3的顶端设有水平固定的顶固定板2，顶固定板2的顶端安装有液压缸1，液压缸1的底端伸出有活塞杆4，活塞杆4穿过顶固定板2向底座3的顶端伸出，活塞杆4的底端固定有方形结构的上模座5，上模座5的底端设有凸起的定型切割块6，定型切割块6共设有多块，定型切割块6在上模座5的底端呈双排交错布置，每一块定型切割块6为方形块，且每一块定型切割块6的底端设有凹陷的切割槽7，切割槽7为凹陷的锥形槽，定型切割块6底端的四个棱角与切割槽7的四个棱边形成切割刃，通过切割刃7向下垂直降落，切割刃7对角钢表面进行闸切，通过定型切割块6底端的四个棱角同时对角钢表面进行定型切割，使角钢表面切割出的凹槽成U型，便于将需要拼接的两片角钢的接触面切割为相互配合的凹槽，提高两块角钢相互卡接时的精准度。

底座13的顶端固定有下模座12，下模座12共设有两块，每一块下模座12为L形块，两块下模座12拼接为U形块，且两块下模座12顶端拼接的U形块顶端开设有U形槽，两块下模座12在底座13的顶端呈对向固定，且两块下模座12的中间留有间槽，间槽为定形块11让位，便于上模座5下降时，通过定位块11将角钢向两边的下模座上退动，使角钢与两边的下模座之间贴紧，提高角钢在冲裁时的位置牢固性。

其中，每一块下模座12的中间设有活动模座9，两块活动模座9的对向面开设有交错排列的让位槽，每一块让位槽均设为U形槽；且每一个U形槽的开口方向朝向于对面的活动模座9，让位槽便于为定型切割块6向下冲压时进行让位，便定型切割块6将角钢定型冲裁切割；

底座13的顶端开设有第三滑孔25，第三滑孔25为长孔，且第三滑孔25与支撑肋板3垂直，第三滑孔25的底部开设有方形结构的滑槽19，其中一块活动模座9的底端设有方形块状的滑块20，滑块20通过滑动配合方式伸入于滑槽19内，伸入于滑槽19内的滑块20中部设有贯通的螺纹孔23，

底座13的前侧壁安装有伺服电机10，所述伺服电机10向外伸出有螺纹杆21，伺服电机10的螺纹杆21通过滚动轴承伸入于滑槽19内，伺服电机10的输出轴通过螺纹配合方式穿过螺纹孔23，且伺服电机10的螺纹杆21顶端连接于固定套筒22内，固定套筒20固定于滑槽19的内壁，使伺服电机10的螺纹杆21在滑槽19内转动，通过螺纹杆21转动，驱动活动活动模座9在底座13的顶端水平滑动，提高活动模座9的安装精准度。

其中的，本发明在底座13的顶端固定有下模座12，在下模座12上安装两片需要拼接的角钢，通过在下模座12的上方安装有上模座5，上模座5的底端固定有双排交错布置的定型切割块6，角钢放置于下模座12上，通过上模座5向下移动，双排交错布置的定型切割块6对两块角钢表面进行定型切割，切割时通过定型切割块6底端的四个棱角与切割槽7的四个棱边形成切割刃，将需要拼接的两片角钢的接触面切割为相互配合的凹槽，提高两块角钢相互卡接时的精准度。

其中的，本发明在上模座5向上升起后，通过伺服电机10驱动底座13顶端的其中一块(前侧的)活动模座9向前滑动，将相互配合的两块角钢卡接，通过活动模座9向前移动，使定型切割完成的两块角钢在不需要从下模座12上拆除的情况下进行相互配合，使两块角钢接触面上交错排列的凹槽相互卡接，活动模座9向前移动过程中，通过两块活动模座9的对向面开设有交错排列的让位槽，使两块活动模座9之间贴合，通过两块上模座5的相互夹紧，将两片角钢的凹槽相互卡接，通过下模座12上的活动模座9将两片角钢卡接完成后，便于直接焊接，避免再次拆除定型切割完成的角钢，提高两片角钢相互卡接时的精准度，增强焊接后的角钢受力强度，提高焊接效率；

每一个定型块割块6的外侧壁开设有环形结构的倒齿槽24，倒齿槽24共设有多道，相邻两道倒齿槽24之间等间距，每一道倒齿槽24的槽底为曲面状。通过曲面状的倒齿槽24与定型切割块6的四个侧壁形成倒齿刃，通过上模座5上升时，利用倒齿槽24对切割成型的钢结构表面进行毛齿去除。使切割成型的毛齿表面平整光滑。

其中的，本发明在定型切割块6的底端设有凹陷的切割槽7，通过定型切割块6底端的四个棱角与切割槽7的棱边形成切割刃，通过多个定型切割块6同步向下冲压，多个定型切割块6一次将需要拼接的两片角钢冲裁成型，提高两片角钢卡接时的精准度，多个定型切割块6向下冲压的过程中，通过两块活动模座9的对向面开设有交错排列的让位槽，让位槽使定型切割块6向下冲压将角钢冲断，上模座5向上升起时，通过每一个定型切割块6的外侧壁开设有环形结构的倒齿槽24，倒齿槽24在上升的过程中刮去角钢冲裁后的表面毛刺，提高角钢表面的光洁度，倒齿槽24通过槽底为曲面状，使定型切割块6在上升时将刮去后的毛刺积留在倒齿槽24内，避免刮去后的毛刺乱飞，提高对去除毛刺后的收集。

活动模座9的顶端设有对称的卡爪8，卡爪8包括第二滑孔17、第二弹簧18，第二滑孔17共设有多个，每一个第二滑孔17开设于活动模座9的顶端，且第二滑孔17为方形孔，卡爪8为安装于活动模座9顶端的L形杆，卡爪8的顶端通过滑动配合方式嵌入于第二滑孔17内，嵌入于第二滑孔17内的卡爪8底端安装有第二弹簧18。

上模座5的底端中部设有横向安装的定位块11，定位块11包括第一滑孔14、第一弹簧15、斜边16，上模座5的底端中部开设有方形结构的第一滑孔14，第一滑孔14为长方形槽，第一滑孔14的开口方向朝向于间槽，定位块11通过滑动配合方式嵌入于第一滑孔14内，嵌入于第一滑孔14内的定位块11顶端等间距安装有第一弹簧15定位块11设置于双排定型切割块6的中间位置，且定位块11的底端前后两侧设有对称的斜边16。

其中的，本发明将定位块11设置于双排定型切割块6的中间位置，定位块11的底端前后两侧设有对称的斜边16，通过上模座5向下移动，定位块11伸入在下模座12中间的间槽内，定位块11将两边的角钢向两边抵紧，通过卡爪8的弹性配合，使角钢被定型切割块6定型切割之间安装牢固可靠，通过定位块11顶端的第一弹簧15，使定位块11在上模座5的底端可以弹性伸缩，定位块11与底座13顶端接触后，通过第一弹簧15的弹力，使定位块11向上模座5内伸缩，便于定型切割块6将角钢定型冲裁成型，提高角钢的定位牢固性。

工作原理：在使用该钢结构自动化定型切割拼装设备时，首先，将两片待拼接的角钢安装在下模座12上，通过卡爪8将两片角钢分别固定在两侧的下模座12上，其次，通过液压缸1驱动上模座5向下移动，定位块11伸入在下模座12中间的间槽内，定位块11将两边的角钢向两边抵紧，通过卡爪8的弹性配合，使角钢被定型切割块6定型切割之间安装牢固可靠，然后，通过定型切割块6底端的四个棱角与切割槽7的四个棱边形成切割刃，通过切割刃7向下垂直降落，切割刃7对角钢表面进行闸切，使定型切割块6底端对角钢表面进行定型切割，将角钢表面切割出的凹槽形成U型，最终，上模座5上升，通过伺服电机10驱动底座13顶端的其中一块(前侧的)活动模座9向前滑动，将相互配合的两块角钢卡接，人工通过该钢结构自动化定型切割拼装设备对拼接的角钢进行直接焊接，焊接完成后，将拼接的角钢取下即可完成对角钢的拼装；

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种钢结构自动化定型切割拼装设备，包括底座(13)，其特征在于：所述底座(13)为方形块结构，所述底座(13)水平固定于地面，所述底座(13)的顶端设有直立于底座(13)顶端的支撑肋板(3)，所述支撑肋板(3)的顶端设有水平固定的顶固定板(2)，所述顶固定板(2)的顶端安装有液压缸(1)，所述液压缸(1)的底端伸出有活塞杆(4)，所述活塞杆(4)穿过顶固定板(2)向底座(3)的顶端伸出，所述活塞杆(4)的底端固定有方形结构的上模座(5)，所述上模座(5)的底端设有凸起的定型切割块(6)，所述定型切割块(6)共设有多块，定型切割块(6)在上模座(5)的底端呈双排交错布置，每一块所述定型切割块(6)为方形块，且每一块所述定型切割块(6)的底端设有凹陷的切割槽(7)，所述切割槽(7)为凹陷的锥形槽，定型切割块(6)底端的四个棱角与切割槽(7)的棱边形成切割刃；

所述底座(13)的顶端固定有下模座(12)，所述下模座(12)共设有两块，两块所述下模座(12)在底座(13)的顶端呈对向固定，且两块所述下模座(12)的中间留有间槽；

其中，每一块所述下模座(12)的中间设有活动模座(9)，两块所述活动模座(9)的对向面开设有交错排列的让位槽，每一块让位槽均设为U形槽；且每一个U形槽的开口方向朝向于对面的活动模座(9)；

所述底座(13)的顶端开设有第三滑孔(25)，第三滑孔(25)为长孔，且第三滑孔(25)与支撑肋板(3)垂直，所述第三滑孔(25)的底部开设有方形结构的滑槽(19)，其中一块所述活动模座(9)的底端设有方形块状的滑块(20)，所述滑块(20)通过滑动配合方式伸入于滑槽(19)内，伸入于滑槽(19)内的所述滑块(20)中部设有贯通的螺纹孔(23)；

所述底座(13)的前侧壁安装有伺服电机(10)，所述伺服电机(10)向外伸出有螺纹杆(21)，所述伺服电机(10)的螺纹杆(21)通过滚动轴承伸入于滑槽(19)内，所述伺服电机(10)的螺纹杆(21)通过螺纹配合方式穿过螺纹孔(23)，且所述伺服电机(10)的螺纹杆(21)顶端连接于固定套筒(22)内，所述固定套筒(20)固定于滑槽(19)的内壁。

2.根据权利要求1所述的一种钢结构自动化定型切割拼装设备，其特征在于：所述活动模座(9)的顶端设有对称的卡爪(8)，所述卡爪(8)包括第二滑孔(17)、第二弹簧(18)，第二滑孔(17)共设有多个，每一个第二滑孔(17)开设于活动模座(9)的顶端，且第二滑孔(17)为方形孔，卡爪(8)为安装于活动模座(9)顶端的L形杆，卡爪(8)的顶端通过滑动配合方式嵌入于第二滑孔(17)内，嵌入于第二滑孔(17)内的所述卡爪(8)底端安装有第二弹簧(18)。

3.根据权利要求1所述的一种钢结构自动化定型切割拼装设备，其特征在于：所述上模座(5)的底端中部设有横向安装的定位块(11)，所述定位块(11)包括第一滑孔(14)、第一弹簧(15)、斜边(16)，上模座(5)的底端中部开设有方形结构的第一滑孔(14)，第一滑孔(14)为长方形槽，第一滑孔(14)的开口方向朝向于间槽，定位块(11)通过滑动配合方式嵌入于第一滑孔(14)内，嵌入于第一滑孔(14)内的所述定位块(11)顶端等间距安装有第一弹簧(15)。

4.根据权利要求3所述的一种钢结构自动化定型切割拼装设备，其特征在于：所述定位块(11)设置于双排所述定型切割块(6)的中间位置，且所述定位块(11)的底端前后两侧设有对称的斜边(16)。

5.根据权利要求1所述的一种钢结构自动化定型切割拼装设备，其特征在于：每一个所述定型块割块(6)的外侧壁开设有环形结构的倒齿槽(24)，倒齿槽(24)共设有多道，相邻两道所述倒齿槽(24)之间等间距，每一道所述倒齿槽(24)的槽底为曲面状。

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