CN112139247A - 一种带钢缝合机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带钢缝合机床，包括：机架、上冲压机构、下冲压机构和压平机构。本发明提供的带钢缝合机床，实现了冷轧连续生产线上带钢的自动快速缝合，提高了作业效率及安全性，降低了人工焊接、缝合劳动强度、生产准备时间，提升了产能。本发明完全采用冷加工冲压方式来进行带钢缝合，通过伺服电机及电缸来实现冲孔翻边及压平，加工过程中不产生光、热、噪音及烟尘污染，不需要使用带压流体，现场适用性更强。在缝合时可以根据缝合后带钢在生产线辊类设备上的最小弯曲半径来选择和切换不同规格尺寸的上冲压头、下冲压头、压平头，保证铆接同时带钢不会在辊面上留下划痕。

Description

一种带钢缝合机床

技术领域

本发明涉及一种带钢缝合机床，属于冷冲压加工技术领域。

背景技术

在冷轧连续生产中，当生产线上的带钢出现断带或因设备检修被人为截断后，在生产线开机生产前需要对截断部位的带钢头尾进行重新连接，目前这种头尾带钢的连接主要依靠现场人工焊接来完成。但当带钢厚度规格小于0.5mm或带钢头尾材质厚度不一样时，现场人工焊接难度大、耗时长且焊接质量难以保证，易造成生产线运行后重新发生断带事故，同时焊缝上任何的凸起都会给生产线上的辊面带来划伤。

发明内容

本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种采用冷冲压方式实现对带钢的首尾的缝合机床。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种带钢缝合机床，包括：机架、上冲压机构、下冲压机构和压平机构；所述机架具有上层框架、中层框架和下层框架；所述上层框架上安装有上冲压导轨和压平导轨；所述上冲压导轨上安装所述上冲压机构；所述压平导轨上安装所述压平机构，所述下层框架上装有下冲压导轨，所述下冲压机构安装在所述下冲压导轨上；所述上冲压机构、压平机构和下冲压机构分别能够通过与导轨配合的滑块在所述上冲压导轨、压平导轨和下冲压导轨上滑动；所述中层框架承载带钢，所述上冲压机构包括上冲压缸和上冲压头，所述上冲压头底端具有X形凹槽；所述下冲压结构包括下冲压缸和下冲压头，所述下冲压头顶端具有截面为正方形的底座，所述底座顶端具有所述X形冲头；所述上冲压头与所述下冲压头相匹配；所述压平机构包括压平缸和压平头；所述上冲压头、下冲压头和压平头均朝向所述带钢；所述上冲压导轨、下冲压导轨和压平导轨均沿着所述带钢宽度方向延伸。

上述方案进一步的改进在于：所述压平导轨与所述压平机构之间安装有纵向导轨；所述纵向导轨沿着所述带钢长度方向延伸；所述纵向导轨能够沿着所述压平导轨滑动，所述压平机构能够沿着所述纵向导轨滑动。

上述方案进一步的改进在于：所述压平机构沿着所述纵向导轨滑动由电机驱动。

上述方案进一步的改进在于：所述上层框架上装有定位缸，所述定位缸驱动定位压板；所述定位压板能够压在所述带钢上。

上述方案进一步的改进在于：所述上冲压机构两侧安装有压紧缸，所述压紧缸驱动压紧板，所述压紧板能够压在所述带钢上。

上述方案进一步的改进在于：所述上冲压机构、下冲压机构和压平机构分别在所述上冲压导轨、下冲压导轨和压平导轨上的移动均由伺服电机驱动。

上述方案进一步的改进在于：所述中层框架上设置有底板，所述底板上均匀开设有若干大于所述上冲压头的开孔。

本发明提供的带钢缝合机床，实现了冷轧连续生产线上带钢的自动快速缝合，提高了作业效率及安全性，降低了人工焊接、缝合劳动强度、生产准备时间，提升了产能。本发明完全采用冷加工冲压方式来进行带钢缝合，通过伺服电机及电缸来实现冲孔翻边及压平，加工过程中不产生光、热、噪音及烟尘污染，不需要使用带压流体，现场适用性更强。在缝合时可以根据缝合后带钢在生产线辊类设备上的最小弯曲半径来选择和切换不同规格尺寸的上冲压头、下冲压头、压平头，保证铆接同时带钢不会在辊面上留下划痕。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明一个优选的实施例结构示意图。

图2是图1中的机架结构示意图。

图3是图1中的下冲压机构结构示意图。

图4是图1中的上冲压构结构示意图。

图5是图1中的压平机构结构示意图。

图6是图1中的立体机构结构示意图。

图7是缝合后带钢结构示意图。

具体实施方式

实施例

本实施例的带钢缝合机床，如图1和图6，包括：机架1、上冲压机构4、下冲压机构3和压平机构5。

如图2，机架1采用方钢与钢板焊接而成的G型框架结构，具有上层框架1-3、中层框架1-2和下层框架1-1，机架1的长度比待加工带钢最大宽度大500mm，上层与下层框架分别距中层框架500mm；其中，中层框架1-2上焊接有10mm钢板作为底板1-4，底板1-4两侧还装有托板1-5，托板1-5采用电工木材质，通过螺栓安装在中层框架1-2上，托板1-5与底板1-4平齐。

上层框架1-3上安装有上冲压导轨4-1和压平导轨5-1；压平导轨5-1和上冲压导轨4-1分别安装在上层框架1-3上下两端面；上冲压导轨4-1上安装上冲压机构4；压平导轨5-1上安装压平机构5，下层框架1-1上装有下冲压导轨3-1，下冲压机构3安装在下冲压导轨3-1上；上冲压机构4、压平机构5和下冲压机构3分别能够通过与导轨配合的滑块在上冲压导轨4-1、压平导轨5-1和下冲压导轨3-1上滑动。上冲压导轨4-1、压平导轨5-1和下冲压导轨3-1均由两根导轨组成。

如图3，下冲压结构3包括下冲压缸3-4和下冲压头3-5，下冲压头3-5顶端具有截面为正方形的底座，底座顶端具有X形冲头；下冲压缸3-4由下冲压臂3-2承载，下冲压臂3-2两端与下冲压导轨3-1滑动配合，且下冲压臂3-2的滑动由下冲压伺服电机3-3驱动丝杠实现。

如图4，上冲压机构4包括上冲压缸4-4和上冲压头4-5，上冲压头4-5底端具有X形凹槽；上冲压头4-5与下冲压头3-5相配合工作；上冲压缸4-4由上冲压臂4-2承载，上冲压臂4-2呈M形，两端与上冲压导轨4-1滑动配合，且上冲压臂4-2的滑动由上冲压伺服电机4-3驱动丝杠实现。上冲压头4-5的外缘尺寸为下冲压头3-5最大外缘形状尺寸向外扩张5mm。上冲压臂4-2的两端还装有压紧缸4-6，压紧缸4-6驱动压紧板4-7，压紧板4-7上具有容纳上冲压头4-5通过的通孔，通孔大于上冲压头4-5的外缘尺寸6mm。压紧板4-7为500*120*10mm钢板。

如图5，压平机构5包括压平缸5-4和压平头5-5；压平导轨5-1上通过滑块安装有纵向导轨5-2，压平缸5-4安装在纵向导轨5-2的滑块之上，压平头5-5为高30mm截面为正方形块状体，其下端面尺寸与下冲压头3-5最大截面外形尺寸一致，其上端面尺寸为下冲压头3-5最大截面外形尺寸扩张10mm。压平头5-5由压平缸5-4驱动。压平导轨5-1上具有压平伺服电机5-3，通过丝杠结构驱动纵向导轨5-2在压平导轨5-1滑动；同样，驱动纵向导轨5-2也具有伺服电机和丝杠，驱动压平缸5-4在纵向导轨5-2上滑动。

上层框架1-3上还装有定位缸2，定位缸2驱动定位压板；定位压板能够压在带钢上。

本实施例中，上冲压缸4-4，下冲压缸3-4，压平缸5-4均采用带导向杆电动缸；定位缸2和压紧缸4-6采用双推杆电动缸。

机架1的一侧还装有控制箱，用于控制各伺服电机和各电动缸。

底板1-4的长度与宽度尺寸与中层框架1-2一致，在底板1-4的中间沿长度方向上均匀设置有四至六个孔洞，每个孔洞尺寸为下冲压头3-5的最大截面尺寸向外扩张2mm。且孔洞所排成的直线与下冲压头3-5沿着下冲压导轨3-1移动时的中心线的路径一直。

机架1中还包括一个可拆的C形定位臂1-7，定位臂1-7上具有把手，定位臂1-7能够插入上层框架1-3与中层框架1-2右端开口侧与其截面对应的孔洞内，并采用定位销进行锁紧。

以宽度1000mm，厚度0.5mm的热镀铝锌和不锈钢带钢为例，使用实施例实现对带钢的缝合工艺，具体包括如下步骤：

第一步：缝合准备。先对带钢缝合机床通电初始化，使其进入待机状态，包括：通过PLC程序控制压平机构移动到机架的左侧待机工位，上冲压缸、下冲压缸、压紧缸、定位缸推杆均缩回至起始位置，同时将上冲压头与下冲压头移动到第一缝合工位，并使两者与孔洞的垂直中心线重合。再将待缝合的带钢头尾7、8部搭接放置到机架底板1-4上，再将固定臂1-7插入上层框架1-3与中间框架1-2开口侧与其截面对应的孔洞内，并采用定位销进行锁紧。并通过控制两组定位缸2推杆向下伸出将带钢头尾7、8压紧在底板1-4上。定位缸2推杆伸出动作采用恒力矩控制，其推杆伸出后始终维持600Kgf。

其中，左侧待机工位是指压平缸5-4能沿压平机构导轨5-1移动到上层框架1-3的最左侧位置。

缝合工位是指底板1-4上各孔洞垂直中心线所对应的水平位置，从左至右数字命名。

第二步：冲孔折弯。通过PLC程序控制上压紧缸4-6推杆向下伸出用压紧板4-7压紧底板1-4上的待缝合带钢，同时控制上冲压缸4-4推杆向下伸出至上冲压头下端面与底板1-4上待缝合带钢上表面平齐。再控制下冲压缸3-4推杆第一次向上升出至下冲压头与上冲压头4-5完全贴合停止。延时1秒钟后，控制上冲压缸4-2推杆缩回至起始位置，然后再控制下冲压缸3-4推杆第二次向上升至下冲压头3-5下端面与机架底板1-4上表面平齐后立即缩回至其起始位置，最后控制压紧缸4-6推杆缩回至其起始位置，并控制上冲压伺服电机4-3、下冲压伺服电机3-3将上冲压头4-5与下冲压头3-5向右横移到第二缝合工位，使两者和孔洞垂直中心线位置重合并继续本步骤对缝合工位带钢进行同样的冲孔折弯作业。当依次完成所有缝合工位带钢的冲孔翻边作业后，PLC程序控制上冲压机构4、下冲压机构3向右移动至右侧待机工位。

其中，压紧缸4-6推杆伸出动作采用恒力矩控制，其推杆伸出后始终维持800Kgf。

上冲压缸4-4推杆伸出动作采用位置控制，其推杆伸出距离为推杆起始位置与机架底板1-4距离减底板上待铆接带钢7、8厚度和。

下冲压缸3-4推杆伸出动作采用位置控制。其推杆第一次伸出距离为其起始位置时下冲压头3-5矩形上端面到机架底板1-4上表面距离加底板上待铆接带钢7、8厚度和；下冲压缸推杆第二次伸出距离为其下冲压头3-5矩形部分高度值。

右侧待机工位是指上冲压缸4-4、下冲压缸3-4能沿各自导轨移动到机架1的最右侧位置。

第三步：翻边压平。当第一带钢工位带钢完成冲孔翻边后，通过PLC程序控制压平头移动到机架第一铆接工位，压平头5-5与工位孔洞垂直中心线重合，控制压平缸5-4推杆向下伸出将第一铆接工位冲孔折弯的带钢压弯翻边。再分四次移动压平头5-5的平面位置并控制压平缸5-4推杆伸出动作来将上述压弯翻边的带钢继续挤压平整。当依次完成所有铆接工位带钢的翻边压平作业后，PLC程序控制压平机构5向左移动至左侧待机工位。

其中，压平缸5-4推杆伸出动作采用恒力矩控制，其推杆每次伸出后维持1200Kgf持续2秒后推杆自动缩回。

第四步：包扎移出。当根据实际需要完成带钢预设定四个孔洞的冲压翻边后，再用玻璃纤维胶带对带钢7、8头尾部分进行包扎，使两层带钢间更加贴合避免运行时翘起，最后拆除定位1-7将缝合好的带钢从机架1移动出即可，完成结果如图7。

使用本技术可以便捷完成对厚度≤0.5mm带钢的铆接缝合，具有缝合可靠、成本低、效率高、无污染等优点。同时，带钢铆接缝合时可以根据缝合后带钢在生产线辊类设备上的最小弯曲半径来选择和切换不同规格尺寸的上冲压头、下冲压头、压平头，以保证铆接同时带钢不会在辊面上留下划痕。也根据实际需要预设定需要在带钢上冲压孔洞数量

本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种带钢缝合机床，其特征在于，包括：机架、上冲压机构、下冲压机构和压平机构；所述机架具有上层框架、中层框架和下层框架；所述上层框架上安装有上冲压导轨和压平导轨；所述上冲压导轨上安装所述上冲压机构；所述压平导轨上安装所述压平机构，所述下层框架上装有下冲压导轨，所述下冲压机构安装在所述下冲压导轨上；所述上冲压机构、压平机构和下冲压机构分别能够通过与导轨配合的滑块在所述上冲压导轨、压平导轨和下冲压导轨上滑动；所述中层框架承载带钢，所述上冲压机构包括上冲压缸和上冲压头，所述上冲压头底端具有X形凹槽；所述下冲压结构包括下冲压缸和下冲压头，所述下冲压头顶端具有截面为正方形的底座，所述底座顶端具有所述X形冲头；所述上冲压头与所述下冲压头相匹配；所述压平机构包括压平缸和压平头；所述上冲压头、下冲压头和压平头均朝向所述带钢；所述上冲压导轨、下冲压导轨和压平导轨均沿着所述带钢宽度方向延伸。

2.根据权利要求1所述的带钢缝合机床，其特征在于：所述压平导轨与所述压平机构之间安装有纵向导轨；所述纵向导轨沿着所述带钢长度方向延伸；所述纵向导轨能够沿着所述压平导轨滑动，所述压平机构能够沿着所述纵向导轨滑动。

3.根据权利要求2所述的带钢缝合机床，其特征在于：所述压平机构沿着所述纵向导轨滑动由电机驱动。

4.根据权利要求1所述的带钢缝合机床，其特征在于：所述上层框架上装有定位缸，所述定位缸驱动定位压板；所述定位压板能够压在所述带钢上。

5.根据权利要求1所述的带钢缝合机床，其特征在于：所述上冲压机构两侧安装有压紧缸，所述压紧缸驱动压紧板，所述压紧板能够压在所述带钢上。

6.根据权利要求1所述的带钢缝合机床，其特征在于：所述上冲压机构、下冲压机构和压平机构分别在所述上冲压导轨、下冲压导轨和压平导轨上的移动均由伺服电机驱动。

7.根据权利要求1所述的带钢缝合机床，其特征在于：所述中层框架上设置有底板，所述底板上均匀开设有若干大于所述上冲压头的开孔。

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