CN112404197B - 一种太阳能铝合金承力构件的快速成型装置及其成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种太阳能铝合金承力构件的快速成型装置，包括挤压成型装置，以及输送装置；输送装置设置于挤压成型装置的输出端，还包括弯折装置；弯折装置包括折弯机构，和工作台；折弯机构包括第一折弯装置，第二折弯装置，以及第三折弯装置；第一折弯装置包括第一机械手，第一开合驱动装置，第一升降驱动装置，以及第一弯折驱动装置；第二折弯装置包括第二机械手，第二开合驱动装置，第二升降驱动装置，以及第二弯折驱动装置；第三折弯装置包括顶紧部，和第一顶紧驱动装置；折弯机构还包括第一移动驱动装置；工作台上设有限位柱。本发明自动化程度高，大大提高了生产效率。本发明还提出一种太阳能铝合金承力构件的快速成型装置的成型工艺。

Description

一种太阳能铝合金承力构件的快速成型装置及其成型工艺
技术领域
本发明涉及铝材加工设备技术领域，具体涉及一种太阳能铝合金承力构件的快速成型装置及其成型工艺。
背景技术
太阳能支架的独特设计结构使组件具有可以根据不同地域而角度可调，从而能够充分利用当地的太阳能资源，达到最大的太阳能组件的发电效率。同时对光伏组件的连接方式、材质选型以及支架载荷受力分析加以详细的分析与实践，使其具有良好的抗震、抗风、抗雪压、耐腐蚀等物理性能，使光伏组件应用于更加广泛的地域。
现有技术中用铝合金制造太阳能支架，无法一次性折弯成型，步骤过于复杂，影响生产效率。
鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能铝合金承力构件的快速成型装置及其成型工艺,以解决背景技术中提到的无法一次折弯成型，影响生产效率的问题。
为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：
一种太阳能铝合金承力构件的快速成型装置，包括将铝锭挤压成内部中空的长条状铝合金的挤压成型装置，以及对铝合金进行输送的输送装置；所述输送装置设置于挤压成型装置的输出端，还包括对铝合金进行弯折成型的弯折装置；所述弯折装置包括执行折弯动作的折弯机构，和对铝合金进行承载的工作台；所述折弯机构包括对应折弯铝合金前端的第一折弯装置，对应折弯铝合金后端的第二折弯装置，以及对应折弯铝合金两端之间的第三折弯装置；所述第一折弯装置包括第一机械手，驱动第一机械手开合的第一开合驱动装置，驱动第一机械手升降的第一升降驱动装置，以及驱动第一机械手弯折铝合金的第一弯折驱动装置；所述第二折弯装置包括第二机械手，驱动第二机械手开合的第二开合驱动装置，驱动第二机械手升降的第二升降驱动装置，以及驱动第二机械手弯折铝合金的第二弯折驱动装置；所述第三折弯装置包括顶紧部，和驱动顶紧部顶紧的第一顶紧驱动装置；所述折弯机构还包括驱动第一折弯装置和第二折弯装置在输送装置和工作台之间移动的第一移动驱动装置；所述工作台上设有两个一一对应铝合金承力构件两个弯折处的限位柱。
进一步，所述第一机械手包括第一夹手和第二夹手；所述第一夹手具有将铝合金卡紧的第一卡槽，所述第二夹手具有将铝合金卡紧的第二卡槽；所述第二机械手包括第三夹手和第四夹手；所述第三夹手具有将铝合金卡紧的第三卡槽，所述第四夹手具有将铝合金卡紧的第四卡槽；所述第一开合驱动装置包括拉动第一夹手的第一拉杆，拉动第二夹手的第二拉杆，拉动第一拉杆和第二拉杆的第一摆动杆，以及驱动第一摆动杆摆动的第一摆动驱动装置；所述第二开合驱动装置包括拉动第三夹手的第三拉杆，拉动第四夹手的第四拉杆，拉动第三拉杆和第四拉杆的第二摆动杆，以及驱动第二摆动杆摆动的第二摆动驱动装置。
进一步，所述第一开合驱动装置还配设有对所述第一拉杆和第二拉杆进行水平导向的第一导向装置；所述第二开合驱动装置还配设有对所述第三拉杆和第四拉杆进行水平导向的第二导向装置。
进一步，所述第一拉杆、第二拉杆、第三拉杆和第四拉杆均呈弧形轮廓状，所述第一导向装置为第一导向板，第一导向板下部设有第一滑槽，所述第一夹手与第二夹手与第一滑槽滑动连接；所述第二导向装置为第二导向板，第二导向板下部设有第二滑槽，所述第三夹手与第四夹手与第二滑槽滑动连接。
进一步，所述第一卡槽、第二卡槽、第三卡槽和第四卡槽的内侧面均设有柔性层。
进一步，所述柔性层为防火棉或者玻璃纤维。
进一步，所述顶紧部包括抵顶铝合金中部的顶块。
进一步，所述顶块为顶端向外凸起的平滑弧面。
进一步，所述顶块为顶端向外凸起的圆弧面。
进一步，所述第一顶紧驱动装置包括油缸；所述顶块设置于油缸的输出端。
进一步，所述限位柱包括第一限位柱和第二限位柱；所述第一限位柱和第二限位柱设置于工作台的顶端。
进一步，所述挤压成型装置和输送装置之间还设有用于切断铝合金的切割装置。
进一步，所述切割装置包括锯片，驱动锯片旋转切断的电机，以及驱动锯片上下运动的第三升降驱动装置；所述锯片与电机的输出端相连接，所述第三升降驱动装置与电机相连接。
进一步，所述输送装置包括机架、输送辊，以及驱动输送辊转动的传动驱动装置；所述输送辊从左到右等间距安装于机架上，并与机架转动连接。
进一步，所述第一移动驱动装置包括旋转气缸，和安装于旋转气缸上的旋转底座；所述第一折弯装置和第二折弯装置设置于旋转底座上。
进一步，所述第三折弯装置设置于旋转底座上。
一种太阳能铝合金承力构件的快速成型工艺，该种太阳能铝合金承力构件的成型工艺包括以下步骤：
步骤一：通过挤压成型装置，将铝锭挤压成内部中空的长条状铝合金；
步骤二：通过输送装置输送挤压成型后的铝合金到预定位置；
步骤三：对铝合金进行弯折形成铝合金承力构件。
进一步，在所述步骤一中，设置铝锭的体积与所加工的铝合金承力构件的体积相等，使挤压成型装置挤出的长条状铝合金的长度即为铝合金承力构件的长度。
进一步，在所述步骤三中，通过折弯机构的第一折弯装置夹住铝合金前端对应的位置，和第二折弯装置夹住铝合金后端对应的位置，通过第一移动驱动装置转动，使第一折弯装置和第二折弯装置，将铝合金转移到工作台上；通过第三折弯装置将铝合金的中部顶紧固定，并在中间部位形成弧形凹陷；第三折弯装置顶紧后，第一折弯装置对铝合金的第一折弯处进行折弯，第二折弯装置对铝合金的第二折弯处进行折弯。
采用上述结构后，本发明涉及的一种，其至少有以下有益效果：
通过挤压成型装置将铝锭挤压成型为内部中空的长条状铝合金，在挤压成型装置的输出端的输送装置将铝合金输送到预定位置，通过折弯机构的第一折弯装置夹住输送装置上的铝合金对应折弯的前端，第二折弯装置夹住输送装置上的铝合金对应折弯的后端，接着通过第一移动驱动装置旋转180°，将铝合金放置到工作台上，工作台的限位柱对铝合金限制铝合金纵向的位移，此时第一折弯装置和第二折弯装置仍然夹紧铝合金，通过第三折弯装置顶紧铝合金的中部，使铝合金在限位柱的反作用力下，被第三折弯装置顶紧的中部折弯形成弧形弯曲，并将铝合金顶紧，防止第一折弯装置和第二折弯装置对铝合金进行折弯时发生位移而导致出现不良品，此时驱动第一折弯装置对铝合金的前端进行折弯，驱动第二折弯装置对铝合金的后端进行折弯，达到将铝合金折弯成铝合金折弯状的目的，实现铝合金一次成型为所需产品的目的，免去多次裁切、再分别焊接等复杂的工艺步骤，自动化程度高，大大提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明涉及一种太阳能铝合金承力构件的快速成型装置及其成型工艺的俯视结构示意图；
图2为本发明涉及一种太阳能铝合金承力构件的快速成型装置及其成型工艺的折弯机构结构示意图；
图3为本发明涉及一种太阳能铝合金承力构件的快速成型装置及其成型工艺的第一机械手和第一开合驱动装置结构示意图；
图4为本发明涉及一种太阳能铝合金承力构件的快速成型装置及其成型工艺的铝合金折弯状结构示意图。
图中：1-挤压成型装置，2-输送装置，3-折弯机构，4-工作台，5-切割装置，6-铝合金折弯状，11-机座，12-挤压柱，13-承托架，14-挤压筒，15-模座，16-出料托台，17-挤压驱动装置，21-机架，22-输送辊，31-第一折弯装置，32-第二折弯装置，33-第三折弯装置，34-第一移动驱动装置，311-第一机械手，312-第一开合驱动装置，313-第一弯折驱动装置，314-第一升降驱动装置，321-第二机械手，322-第二开合驱动装置，323-第二弯折驱动装置，324-第二升降驱动装置，331-顶紧部，332-第一顶紧驱动装置，3111-第一夹手，3112-第二夹手，3113-第一卡槽，3114-第二卡槽，3115-柔性层，3121-第一拉杆，3122-第二拉杆，3123-第一摆动杆，3124-第一摆动驱动装置，3125-第一导向装置，3126-第一导向板，3311-顶块，341-旋转气缸，342-旋转底座，41-第一限位柱，42-第二限位柱，51-锯片，52-电机。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例进行详细阐述。
如图1至图4所示，本发明的一种太阳能铝合金承力构件的快速成型装置，包括将铝锭挤压成内部中空的长条状铝合金的挤压成型装置1，以及对铝合金进行输送的输送装置2；输送装置2设置于挤压成型装置1的输出端，还包括对铝合金进行弯折成型的弯折装置；弯折装置包括执行折弯动作的折弯机构3，和对铝合金进行承载的工作台4；折弯机构3包括对应折弯铝合金前端的第一折弯装置31，对应折弯铝合金后端的第二折弯装置32，以及对应折弯铝合金两端之间的第三折弯装置33；第一折弯装置31包括第一机械手311，驱动第一机械手311开合的第一开合驱动装置312，驱动第一机械手311升降的第一升降驱动装置314，以及驱动第一机械手311弯折铝合金的第一弯折驱动装置313；第二折弯装置32包括第二机械手321，驱动第二机械手321开合的第二开合驱动装置322，驱动第二机械手321升降的第二升降驱动装置324，以及驱动第二机械手321弯折铝合金的第二弯折驱动装置323；第三折弯装置33包括顶紧部331，和驱动顶紧部331顶紧的第一顶紧驱动装置332；折弯机构3还包括驱动第一折弯装置31和第二折弯装置32在输送装置2和工作台4之间移动的第一移动驱动装置34；工作台4上设有两个一一对应铝合金承力构件两个弯折处的限位柱。
这样，通过挤压成型装置1将铝锭挤压成型为内部中空的长条状铝合金，在挤压成型装置1的输出端的输送装置2将铝合金输送到预定位置，通过折弯机构3的第一折弯装置31夹住输送装置2上的铝合金对应折弯的前端，第二折弯装置32夹住输送装置2上的铝合金对应折弯的后端，接着通过第一移动驱动装置34旋转°，将铝合金放置到工作台4上，工作台4的限位柱对铝合金限制铝合金纵向的位移，此时第一折弯装置31和第二折弯装置32仍然夹紧铝合金，通过第三折弯装置33顶紧铝合金的中部，使铝合金在限位柱的反作用力下，被第三折弯装置33顶紧的中部折弯形成弧形弯曲，并将铝合金顶紧，防止第一折弯装置31和第二折弯装置32对铝合金进行折弯时发生位移而导致出现不良品，此时驱动第一折弯装置31对铝合金的前端进行折弯，驱动第二折弯装置32对铝合金的后端进行折弯，达到将铝合金折弯成铝合金折弯状6的目的，实现铝合金一次成型为所需产品的目的，免去多次裁切、再分别焊接等复杂的工艺步骤，自动化程度高，大大提高了生产效率。
优选地，第一机械手311包括第一夹手3111和第二夹手3112；第一夹手3111具有将铝合金卡紧的第一卡槽3113，第二夹手3112具有将铝合金卡紧的第二卡槽3114；第二机械手321包括第三夹手和第四夹手；第三夹手具有将铝合金卡紧的第三卡槽，第四夹手具有将铝合金卡紧的第四卡槽；第一开合驱动装置312包括拉动第一夹手3111的第一拉杆3121，拉动第二夹手3112的第二拉杆3122，拉动第一拉杆3121和第二拉杆3122的第一摆动杆3123，以及驱动第一摆动杆3123摆动的第一摆动驱动装置3124；第二开合驱动装置322包括拉动第三夹手的第三拉杆，拉动第四夹手的第四拉杆，拉动第三拉杆和第四拉杆的第二摆动杆，以及驱动第二摆动杆摆动的第二摆动驱动装置。通过第一摆动驱动装置3124驱动第一摆动杆3123，第一摆动杆3123拉动第一拉杆3121和第二拉杆3122，第一拉杆3121和第二拉杆3122拉动第一夹手3111和第二夹手3112，第一夹手3111上的第一卡槽3113和第二夹手3112上的第二卡槽3114将铝合金的前端卡紧；通过第二摆动驱动装置驱动第二摆动杆，第二摆动杆拉动第三拉杆和第四拉杆，第三拉杆和第四拉杆拉动第三夹手和第四夹手，第三夹手上的第三卡槽和第四夹手上的第四卡槽将铝合金的后端卡紧。在卡紧后，通过第一移动驱动装置34将输送装置2上的铝合金放置于工作台4上。
优选地，第一开合驱动装置312还配设有对第一拉杆3121和第二拉杆3122进行水平导向的第一导向装置3125；第二开合驱动装置322还配设有对第三拉杆和第四拉杆进行水平导向的第二导向装置。使第一机械手311和第二机械手321运作时，结构更加稳定可靠。
优选地，第一拉杆3121、第二拉杆3122、第三拉杆和第四拉杆均呈弧形轮廓状，第一导向装置3125为第一导向板3126，第一导向板3126下部设有第一滑槽，第一夹手3111与第二夹手3112与第一滑槽滑动连接；第二导向装置为第二导向板，第二导向板下部设有第二滑槽，第三夹手与第四夹手与第二滑槽滑动连接。通过滑槽使机构运行时更稳定可靠。
优选地，第一卡槽3113、第二卡槽3114、第三卡槽和第四卡槽的内侧面均设有柔性层3115。通过在第一卡槽3113、第二卡槽3114、第三卡槽和第四卡槽的内侧面设置柔性层3115，使第一夹手3111、第二夹手3112、第三夹手和第四夹手在夹紧铝合金时不会对铝合金的表面造成刮痕，保证产品的美观性。
优选地，柔性层3115为防火棉或者玻璃纤维。防火棉在高温下不会产生明火，隔热性能优异；玻璃纤维耐热性强，弹性系数高。
优选地，顶紧部331包括抵顶铝合金中部的顶块3311。通过顶块3311对铝合金的中部进行顶紧固定和变形。
优选地，顶块3311为顶端向外凸起的平滑弧面。使铝合金的中间部分受力形成与顶块3311的圆弧面相吻合的弧形面，便于放置太阳能。
优选地，顶块3311为顶端向外凸起的圆弧面。使铝合金的中间部分受力形成与顶块3311的圆弧面相吻合的弧形面，便于放置太阳能。
优选地，第一顶紧驱动装置332包括油缸；顶块3311设置于油缸的输出端。通过油缸驱动顶块3311顶紧铝合金，以便第一折弯装置31和第二折弯装置32对铝合金进行折弯成型。
优选地，限位柱包括第一限位柱41和第二限位柱42；第一限位柱41和第二限位柱42设置于工作台4的顶端。通过第一限位柱41和第二限位柱42，限制铝合金的纵向位移，通过第一限位柱41和第二限位柱42，将第一折弯处和第二折弯处，折弯成带圆角形状，使铝合金折弯后的折弯处过渡平滑。
优选地，挤压成型装置1和输送装置2之间还设有用于切断铝合金的切割装置5。挤压成型装置1包括机座11、对铝锭进行挤压的挤压柱12，将铝锭定位的承托架13，放置铝锭的挤压筒14，对铝锭进行塑形的模座15，将塑形后的铝锭承载的出料托台16，以及驱动挤压柱12进行挤压运动的挤压驱动装置17；机座11上从左到右依次设有挤压驱动装置17、承托架13、挤压筒14、模座15和出料托台16。将铝锭放置于承托架13上，承托架13与挤压筒14的进料口平齐，通过挤压杆将承托架13上的铝锭推入挤压筒14中，通过模座15将铝锭挤压成所需形状，出料托台16防止挤压出的铝合金受重力向下弯曲变形；当工作人员将过量的铝锭放于出料托台16上，通过模座15将铝锭挤压成长条状，此时铝合金的长度过长，由切割装置5将铝合金切断成所需长度。
优选地，切割装置5包括锯片51，驱动锯片51旋转切断的电机52，以及驱动锯片51上下运动的第三升降驱动装置；锯片51与电机52的输出端相连接，第三升降驱动装置与电机52相连接。通过第三升降驱动装置驱动锯片51向上运动，电机52驱动锯片51旋转切割，将挤压成型后，长度过长的铝合金切割成所需长度。
优选地，输送装置2包括机架21、输送辊22，以及驱动输送辊22转动的传动驱动装置；输送辊22从左到右等间距安装于机架21上，并与机架21转动连接。通过传动驱动装置驱动输送辊22转动，将挤压成型后的铝合金输送到预定位置，方便折弯装置夹持。
优选地，第一移动驱动装置34包括旋转气缸341，和安装于旋转气缸341上的旋转底座342；第一折弯装置31和第二折弯装置32设置于旋转底座342上。通过旋转气缸341驱动旋转底座342转动，带动第一折弯装置31和第二折弯装置32旋转，将铝合金从输送装置2抓取到工作台4上。
优选地，第三折弯装置33设置于旋转底座342上。提高空间的利用率。
一种太阳能铝合金承力构件的快速成型工艺，该种太阳能铝合金承力构件的成型工艺包括以下步骤：
步骤一：通过挤压成型装置1，将铝锭挤压成内部中空的长条状铝合金；
步骤二：通过输送装置2输送挤压成型后的铝合金到预定位置；
步骤三：对铝合金进行弯折形成铝合金承力构件。
优选地，在步骤一中，设置铝锭的体积与所加工的铝合金承力构件的体积相等，使挤压成型装置1挤出的长条状铝合金的长度即为铝合金承力构件的长度。无需对铝合金进行切断操作，且不会产生废料，提升经济效益。
优选地，在步骤三中，通过折弯机构3的第一折弯装置31夹住铝合金前端对应的位置，和第二折弯装置32夹住铝合金后端对应的位置，通过第一移动驱动装置34转动，使第一折弯装置31和第二折弯装置32，将铝合金转移到工作台4上；通过第三折弯装置33将铝合金的中部顶紧固定，并在中间部位形成弧形凹陷；第三折弯装置33顶紧后，第一折弯装置31对铝合金的第一折弯处进行折弯，第二折弯装置32对铝合金的第二折弯处进行折弯。将长条状铝合金折弯成一边具有一定斜度的支脚，另一边折弯成竖直的支脚，中间为带有弧形凹陷的铝合金折弯状6。
本发明的产品形式并非限于本案图示和实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (1)

1.一种太阳能铝合金承力构件的快速成型装置的成型工艺，其特征在于：所述成型工艺包括以下步骤：
步骤一：通过挤压成型装置将铝锭挤压成内部中空的长条状铝合金；设置铝锭的体积与所加工的铝合金承力构件的体积相等，使挤压成型装置挤出的长条状铝合金的长度即为铝合金承力构件的长度；
步骤二：通过输送装置输送挤压成型后的铝合金到预定位置；
步骤三：对铝合金进行弯折形成铝合金承力构件；
所述太阳能铝合金承力构件的快速成型装置包括将铝锭挤压成内部中空的长条状铝合金的挤压成型装置、以及对铝合金进行输送的输送装置；所述输送装置设置于挤压成型装置的输出端；还包括对铝合金进行弯折成型的弯折装置；所述弯折装置包括执行折弯动作的折弯机构和对铝合金进行承载的工作台；所述折弯机构包括对应折弯铝合金前端的第一折弯装置、对应折弯铝合金后端的第二折弯装置、以及对应折弯铝合金两端之间的第三折弯装置；所述第一折弯装置包括第一机械手、驱动第一机械手开合的第一开合驱动装置、驱动第一机械手升降的第一升降驱动装置、以及驱动第一机械手弯折铝合金的第一弯折驱动装置；所述第二折弯装置包括第二机械手、驱动第二机械手开合的第二开合驱动装置、驱动第二机械手升降的第二升降驱动装置、以及驱动第二机械手弯折铝合金的第二弯折驱动装置；所述第三折弯装置包括顶紧部和驱动顶紧部顶紧的第一顶紧驱动装置；所述折弯机构还包括驱动第一折弯装置和第二折弯装置在输送装置和工作台之间移动的第一移动驱动装置；所述工作台上设有两个一一对应铝合金承力构件两个弯折处的限位柱。
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