CN112872240B - 自动钢筋切断机系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动钢筋切断机系统，包括切断主机、夹紧推送机构、支撑定位机构、离合控制机构和控制系统，夹紧推送机构实现单根钢筋的推送和夹紧，实现单根钢筋的自动送料和切断，安全高效且操作简单；支撑定位机构通过支撑块和定位挡板对切断钢筋的自由端进行定位支撑，保证钢筋在切断过程中保持稳定不发生较大的偏移，使钢筋的切断口更加平整，方便施工，且确保钢筋定长切断后的尺寸，满足施工需求降低废料率，保证施工质量，还能够根据实际需要灵活调节定尺长度，准确方便，离合控制机构中的电磁铁驱动拨杆从而控制切断主机内离合器的离、合，控制准确方便，整个系统由控制系统控制运动，且无需人工来回操作，提高工作效率降低劳动强度。

Description

自动钢筋切断机系统

技术领域

本发明涉及钢筋切断机的技术领域，特别涉及一种自动钢筋切断机系统。

背景技术

钢筋切断机是一种剪切钢筋所使用的一种工具，它是钢筋加工必不可少的设备之一，它主要用于房屋建筑、桥梁、隧道、电站、大型水利等工程中对钢筋的定长切断，钢筋切断机与其他切断设备相比，具有重量轻、耗能少、工作可靠、效率高等特点，因此，近年来逐步被机械加工和小型轧钢厂等广泛采用，在国民经济建设的各个领域发挥了重要的作用。例如论文文献（名称：基于Inventor的钢筋切断机的三维建模与运动仿真，作者：陈学文，刘文超，王良文）中公开了一种钢筋切断机，该种钢筋切断机在切断过程中，钢筋切断机通过手动切换其内部离合器的工作状态，但在实际使用过程中，由于钢筋需要手动定位和切断长度的测量，经常需要操作人员从整机的侧面和端面来回移动，现有的钢筋切断机的离合总成都是在整机的一侧，操作员必须站在一侧才能操作，这样操作不够灵活，效率低下，且一部分人感觉操作不顺手，再者，待切断钢筋的自由端缺少支撑和定位，导致钢筋在切断过程中出现较大偏移，使钢筋切断的端面变形较大，影响使用且存在较大安全隐患，同时钢筋的定长尺寸参差不齐，无法准确地得到切断钢筋的长度，难以保证工程质量。还有，切断过程中钢筋的推送也主要靠工人的搬运来实现，效率低下，且劳动强度大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种自动钢筋切断机系统。

具体内容如下：自动钢筋切断机系统，包括切断主机、夹紧推送机构、离合控制机构和控制系统，切断主机的动力输入轴上同轴固定有带轮，其特征是：

所述的夹紧推送机构包括固定在切断主机侧面的支撑架、安装在支撑架上的推送辊及夹紧气缸，在支撑架上通过轴承座安装有至少三根水平平行间隔的推送辊，推送辊的中部设有圆弧形的推送槽，推送辊的高度与切断主机的切断虎口相对应，相邻的两根推送辊之间通过链传动机构驱动两者同步转动，在其中一根推送辊的两端分别安装有编码器和动力装置，所述的夹紧气缸包括相向对称设置的两组，两组夹紧气缸分别水平固定在支撑架的两侧，夹紧气缸活动杆的端部固定有侧立的夹紧板；

所述的离合控制机构包括导向轴、电磁铁和拨杆，所述的导向轴的外端同轴固定在固定座上，上述的固定座固定在安装板上，安装板通过多根固定杆固定在切断主机的侧面，导向轴的内端同轴套装有沿其轴向自由滑动的空心驱动轴，空心驱动轴的内端与切断主机内部离合器的操作杆相固定，空心驱动轴外端的外圆周面上同轴固定有两块平行间隔的圆环形挡板，两块圆环形挡板之间形成拨槽，在导向轴的外部还套装有复位弹簧，该复位弹簧的两端分别支撑在固定座的侧面和空心驱动轴的圆环形挡板上，所述的拨杆的中部设有长圆形的摆动孔，拨杆铰接在伸入其摆动孔内的支撑柱上，该支撑柱固定在切断主机的侧面，在拨杆的一端设有Y型的拨叉，该拨叉伸入上述的拨槽内，在拨杆的另一端固定有铁块，所述的电磁铁的工作面与铁块相对应，且电磁铁通过固定板固定在切断主机的侧面。

优选的，还包括支撑定位机构，其包括导杆、安装在导杆上的支撑块和定位挡板，所述的导杆包括平行设置的两根，两根导杆均垂直固定在基板上，基板固定在切断主机的侧面，所述的支撑块通过连接臂固定在第一滑块上，第一滑块上设有与两根导杆对应匹配的第一滑动孔，第一滑块通过第一滑动孔套装在导杆上，在第一滑块上设有通过螺纹连接并伸入第一滑动孔内的第一锁紧螺栓，所述的支撑块的外侧面设有与切断虎口对应的支撑凹槽，所述的定位挡板垂直固定在第二滑块上，第二滑块上设有与两根导杆对应匹配的第二滑动孔，第二滑块通过第二滑动孔套装在导杆上，且第一滑块位于第二滑块与基板之间，在第二滑块上设有通过螺纹连接并伸入第二滑动孔内的第二锁紧螺栓。

优选的，所述的定位挡板上设有与切断虎口位置对应的接触开关。

优选的，其中一根导杆的外表面雕刻有沿其长度方向布置的数字刻度线。

优选的，所述的动力装置包括减速器和电机，电机的输出轴与减速器的输入轴同轴固定，减速器的输出轴与推送辊的端部通过联轴器同轴固定，减速机和电机均固定在底板上，该底板一端固定在支撑架上、另一端通过立柱支撑。

优选的，所述的链传动机构包括分别同轴固定在推送辊端部的链轮、及张紧安装在对应两链轮之间的链条。

优选的，所述的拨叉的两端部均通过转动副固定有自由转动的滚轮，且该滚轮的圆周面与空心驱动轴最外端的圆环形挡板的内侧面相切。

优选的，所述的铁块上垂直固定有螺纹杆，该铁块通过螺纹杆螺纹连接在拨杆端部的螺纹孔内，且螺纹杆的外端旋拧有与其匹配且紧贴在拨杆上的螺母。

优选的，所述的支撑架、固定杆、支撑柱三者与切断主机固定的端部均固定有法兰盘，每个法兰盘均通过螺栓固定在切断主机对应的侧面，所述的固定板和基板也均通过螺栓固定在切断主机对应的侧面。

优选的，所述的控制系统采用单片机或PLC。

本发明的有益技术效果：本发明是一种自动钢筋切断机系统，包括切断主机、夹紧推送机构、支撑定位机构、离合控制机构和控制系统。夹紧推送机构中的推送辊转动，来带动钢筋向前移动，到达工位后通过夹紧气缸进行夹紧，实现单根钢筋的自动送料和切断，安全高效且操作简单，支撑定位机构通过支撑块和定位挡板对切断钢筋的自由端进行定位支撑，保证钢筋在切断过程中保持稳定不发生较大的偏移，使钢筋的切断口更加平整，方便施工，且确保钢筋定长切断后的尺寸，满足施工需求，降低废料率，保证施工质量，还能够根据实际需要灵活调节定尺长度，准确方便。离合控制机构中的电磁铁驱动拨杆，拨杆拨动空心驱动轴沿轴向移动，从而控制切断主机内离合器的分离与结合，进而有效地控制动力的输入，便于满足间歇切断钢筋的需求，自动钢筋切断机系统的运动由控制系统协调控制，控制准确方便，无需人工来回操作，提高工作效率，降低劳动强度。

附图说明

图1为自动钢筋切断机系统的立体结构示意图；

图2为自动钢筋切断机系统的俯视图；

图3为图2中A的放大示意图；

图4为离合控制机构（去除安装板和固定座）的立体结构示意图；

图5为固定座安装在安装板上的立体结构示意图；

图6为空心驱动轴安装在导向轴上的立体结构示意图；

图7为图6中B-B方向的剖视图；

图8为空心驱动轴的立体结构示意图；

图9为拨杆的立体结构示意图；

图10为夹紧推送机构的立体结构示意图；

图11为支撑定位机构的立体结构示意图；

图12为本发明的工作流程图；

图中：11.切断主机、12.切断虎口、13.动力输入轴、14.带轮、16.导向轴、17.圆环形挡板、18.拨槽、19.复位弹簧、20.空心驱动轴、21.拨杆、22.拨叉、23.滚轮、24.摆动孔、25.支撑柱、26.螺纹杆、27.螺母、28.铁块、29.电磁铁、30.固定板、31.安装板、32.固定座、33.固定杆、34.支撑柱端部的法兰盘、35.固定杆端部的法兰盘、37.螺纹孔、38.支撑架、39.支撑架端部的法兰盘、40.底板、41.立柱、42.电机、43.减速器、44.联轴器、45.推送辊、46.推送槽、47.轴承座、48.链条、49.链轮、50.编码器、51.夹紧气缸、52.夹紧板、53.基板、54.导杆、55.数字刻度线、56.第一滑块、57.连接臂、58.支撑块、59.支撑凹槽、60.第一锁紧螺栓、61.第二滑块、62.第二锁紧螺栓、63.定位挡板、64.接触开关、65.控制系统。

具体实施方式

实施例一，参见图1-12，自动钢筋切断机系统，包括切断主机、夹紧推送机构、离合控制机构和控制系统，切断主机的动力输入轴上同轴固定有带轮；

所述的夹紧推送机构包括固定在切断主机侧面的支撑架、安装在支撑架上的推送辊及夹紧气缸，在支撑架上通过轴承座安装有至少三根水平平行间隔的推送辊，且推送辊的高度与切断主机的切断虎口相对应，切断虎口内设有切断刀，相邻的两根推送辊之间通过链传动机构驱动两者同步转动，在其中一根推送辊的两端分别安装有编码器和动力装置，通过编码器记录推送辊的单次转动圈数，间接换算推送钢筋的长度，方便钢筋的定长截断。所述的夹紧气缸包括相向对称设置的两组，两组夹紧气缸分别水平固定在支撑架的两侧，夹紧气缸活动杆的端部固定有侧立的夹紧板，当钢筋需要切断时，通过夹紧气缸推动夹紧板将钢筋夹紧固定，防止钢筋晃动，影响切断口的质量及切断效率。

所述的离合控制机构包括导向轴、电磁铁和拨杆，所述的导向轴的外端同轴固定在固定座上，上述的固定座固定在安装板上，安装板通过多根固定杆固定在切断主机的侧面，导向轴的内端同轴套装有沿其轴向自由滑动的空心驱动轴，空心驱动轴的内端与切断主机内部离合器的操作杆相固定，空心驱动轴外端的外圆周面上同轴固定有两块平行间隔的圆环形挡板，两块圆环形挡板之间形成拨槽，在导向轴的外部还套装有复位弹簧，该复位弹簧的两端分别支撑在固定座的侧面和空心驱动轴的圆环形挡板上，所述的拨杆的中部设有长圆形的摆动孔，拨杆铰接在伸入其摆动孔内的支撑柱上，该支撑柱固定在切断主机的侧面，在拨杆的一端设有Y型的拨叉，该拨叉伸入上述的拨槽内，在拨杆的另一端固定有铁块，所述的电磁铁的工作面与铁块相对应，且电磁铁通过固定板固定在切断主机的侧面。离合控制机构中的电磁铁驱动拨杆，拨杆拨动空心驱动轴沿轴向移动，空心驱动轴连动切断主机内部的离合器实现离合，实现切断主机内多级齿轮减速机构与输出轴（驱动切断刀运动的曲轴）传动链的结合与分离，最终控制切断刀的工作状态，从而有效地控制动力向切断刀内的输入，便于满足钢筋间歇切断的需求，且控制准确方便，无需人工来回操作，提高工作效率降低劳动强度。

该系统还包括支撑定位机构，其包括导杆、安装在导杆上的支撑块和定位挡板，所述的导杆包括平行设置的两根，两根导杆均垂直固定在基板上，基板固定在切断主机的侧面，所述的支撑块通过连接臂固定在第一滑块上，第一滑块上设有与两根导杆对应匹配的第一滑动孔，第一滑块通过第一滑动孔套装在导杆上，在第一滑块上设有通过螺纹连接并伸入第一滑动孔内的第一锁紧螺栓，所述的支撑块的外侧面设有与切断虎口对应的支撑凹槽，使钢筋待截取段支撑在支撑凹槽和切断主机的切断虎口之间，所述的定位挡板垂直固定在第二滑块上，第二滑块上设有与两根导杆对应匹配的第二滑动孔，第二滑块通过第二滑动孔套装在导杆上，且第一滑块位于第二滑块与基板之间，在第二滑块上设有通过螺纹连接并伸入第二滑动孔内的第二锁紧螺栓，所述的定位挡板上设有与切断虎口位置对应的接触开关。通过接触开关发出的信号判断钢筋是否被推送到位，并与编码器结合，确保钢筋定长的准确性，且方便夹紧推送机构、离合控制机构和控制系统之间工作状态的切换。

其中一根导杆的外表面雕刻有沿其长度方向布置的数字刻度线。通过数字刻度线能够准确找到并设定支撑块和定位挡板的位置。

所述的动力装置包括减速器和电机，电机的输出轴与减速器的输入轴同轴固定，减速器的输出轴与推送辊的端部通过联轴器同轴固定，减速机和电机均固定在底板上，该底板一端固定在支撑架上、另一端通过立柱支撑。

所述的链传动机构包括分别同轴固定在推送辊端部的链轮、及张紧安装在对应两链轮之间的链条，通过链传动保证各个推送辊均同步转动。

所述的推送辊的中部设有圆弧形的推送槽，方便钢筋在推送过程中的定位，减少钢筋无规律地左右晃动。

所述的拨叉的两端部均通过转动副固定有自由转动的滚轮，且该滚轮的圆周面与空心驱动轴最外端的圆环形挡板的内侧面相切，通过滚轮将拨叉与空心驱动轴之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，增加结构的合理性以及延长零部件的使用寿命。

所述的铁块上垂直固定有螺纹杆，该铁块通过螺纹杆螺纹连接在拨杆端部的螺纹孔内，通过螺杆灵活调节铁块与电磁铁之间的有效工作距离，以应对零部件磨损带来的尺寸、位置的变化，且螺纹杆的外端旋拧有与其匹配且紧贴在拨杆上的螺母，通过螺母保证螺杆与拨杆之间连接的牢固性。

所述的支撑架、固定杆、支撑柱三者与切断主机固定的端部均固定有法兰盘，每个法兰盘均通过螺栓固定在切断主机对应的侧面，所述的固定板和基板也均通过螺栓固定在切断主机对应的侧面，方便安装和拆卸。

所述的控制系统采用单片机或PLC对自动钢筋切断机系统的各电机运行状态、传感器的信号进行判断与控制；控制系统根据设定的切断机运行参数，自动控制切断主机、夹紧推送机构和离合控制机构协调配合，完成相关钢筋自动切断。

本发明的工作过程及原理：

本发明通过控制系统对整个系统的控制信号进行集中处理，有序控制切断主机、电机、夹紧气缸、接触开关、编码器以及电磁铁完成相应的操作动作或者信息转化，以实现整个系统的自动化控制，满足运行需要，如图1和2所示，其中图1和2中虚线表示控制系统与相应元器件之间的信号传输线路。

第一步，设定定位挡板的位置，即切断钢筋的额定长度L，且在控制器上设置待加工整根钢筋的长度S、需求根数N1；第二步，将单根钢筋放置在夹紧推送机构的推送辊上，启动系统；第三步，电机驱动推送辊转动将钢筋逐渐向前推送并穿过切断主机的切断虎口以及支撑块上的支撑凹槽，使钢筋待截取段支撑在支撑凹槽和切断主机的切断虎口之间；第四步，系统判断编码器转化的数据信号是否等于定尺钢筋的额定长度L，若不等于则返回第三步即夹紧推送机构将钢筋继续向前推送，若等于则进行第五步，即系统判断钢筋的端部是否接触到定位挡板上的接触开关，若未接触则提示系统有误，停机检查，排出故障，然后系统再判断是否继续执行切断，若继续切断则返回第一步重新开始，若不继续执行切断则结束本次切断任务；若钢筋端部接触到接触开关使其产生信号，然后进行第六步，即系统控制电机停止工作，同时夹紧气缸启动通过夹紧板夹紧推送辊上的钢筋，第七步，即系统控制电磁铁断电，铁块与电磁铁脱离，空心驱动轴在复位弹簧的作用下沿轴向向内移动，进而使切断主机内的离合器结合，从而使通过动力输入轴传入切断主机内的动力传递至切断刀，然后切断刀工作将钢筋切断，第八步，即钢筋被切断后，被切断的钢筋部分掉落在地面或者收料筐，钢筋前端与定位挡板上的接触开关脱离接触，接触开关给出信号，使电磁铁通电，铁块被吸附在电磁铁上，拨杆被迫摆动并通过拨叉拨动空心驱动轴，使空心驱动轴沿轴向向外移动，进而使切断主机内的离合器分离，切断刀工作的动力源被切断，切断刀停止工作；第九步，即控制系统将单根钢筋被切断节数N2增加1，第十步，即系统判断单根钢筋被切断节数N2是否小于需求根数N1，若不小于即N2等于N1时，整个系统对钢筋的单次切断任务全部结束，若N2小于N1时，进行第十一步，系统判读单根钢筋剩余的长度、即S-N2×L是否小于或等于定尺钢筋的额定长度L，若小于或等于则系统结束本次切断任务，若大于则返回第三步系统继续往下执行相应的操作步骤。

Claims (8)

1.自动钢筋切断机系统，包括切断主机、夹紧推送机构、离合控制机构和控制系统，切断主机的动力输入轴上同轴固定有带轮，其特征是：

所述的夹紧推送机构包括固定在切断主机侧面的支撑架、安装在支撑架上的推送辊及夹紧气缸，在支撑架上通过轴承座安装有至少三根水平平行间隔的推送辊，推送辊的中部设有圆弧形的推送槽，推送辊的高度与切断主机的切断虎口相对应，相邻的两根推送辊之间通过链传动机构驱动两者同步转动，在其中一根推送辊的两端分别安装有编码器和动力装置，控制系统判断编码器转化的数据信号是否等于定尺钢筋的额定长度L，所述的夹紧气缸包括相向对称设置的两组，两组夹紧气缸分别水平固定在支撑架的两侧，夹紧气缸活动杆的端部固定有侧立的夹紧板；

所述的离合控制机构包括导向轴、电磁铁和拨杆，所述的导向轴的外端同轴固定在固定座上，上述的固定座固定在安装板上，安装板通过多根固定杆固定在切断主机的侧面，导向轴的内端同轴套装有沿其轴向自由滑动的空心驱动轴，空心驱动轴的内端与切断主机内部离合器的操作杆相固定，空心驱动轴外端的外圆周面上同轴固定有两块平行间隔的圆环形挡板，两块圆环形挡板之间形成拨槽，在导向轴的外部还套装有复位弹簧，该复位弹簧的两端分别支撑在固定座的侧面和空心驱动轴的圆环形挡板上，所述的拨杆的中部设有长圆形的摆动孔，拨杆铰接在伸入其摆动孔内的支撑柱上，该支撑柱固定在切断主机的侧面，在拨杆的一端设有Y型的拨叉，该拨叉伸入上述的拨槽内，在拨杆的另一端固定有铁块，所述的电磁铁的工作面与铁块相对应，且电磁铁通过固定板固定在切断主机的侧面，电磁铁断电，铁块与电磁铁脱离，空心驱动轴在复位弹簧的作用下沿轴向向内移动，进而使切断主机内的离合器结合，从而使通过动力输入轴传入切断主机内的动力传递至切断刀，然后切断刀工作将钢筋切断；

该系统还包括支撑定位机构，其包括导杆、安装在导杆上的支撑块和定位挡板，所述的导杆包括平行设置的两根，两根导杆均垂直固定在基板上，基板固定在切断主机的侧面，所述的支撑块通过连接臂固定在第一滑块上，第一滑块上设有与两根导杆对应匹配的第一滑动孔，第一滑块通过第一滑动孔套装在导杆上，在第一滑块上设有通过螺纹连接并伸入第一滑动孔内的第一锁紧螺栓，所述的支撑块的外侧面设有与切断虎口对应的支撑凹槽，所述的定位挡板垂直固定在第二滑块上，支撑块和定位挡板对切断钢筋的自由端进行定位支撑，保证钢筋在切断过程中保持稳定不发生较大的偏移，推送辊转动将钢筋逐渐向前推送并穿过切断主机的切断虎口以及支撑块上的支撑凹槽，使钢筋待截取段支撑在支撑凹槽和切断主机的切断虎口之间，第二滑块上设有与两根导杆对应匹配的第二滑动孔，第二滑块通过第二滑动孔套装在导杆上，且第一滑块位于第二滑块与基板之间，在第二滑块上设有通过螺纹连接并伸入第二滑动孔内的第二锁紧螺栓；所述的定位挡板上设有与切断虎口位置对应的接触开关，通过接触开关发出的信号判断钢筋是否被推送到位，并与编码器结合，确保钢筋定长的准确性，钢筋被切断后，钢筋前端与定位挡板上的接触开关脱离接触，接触开关给出信号，使电磁铁通电。

2.根据权利要求1所述的自动钢筋切断机系统，其特征是：其中一根导杆的外表面雕刻有沿其长度方向布置的数字刻度线。

3.根据权利要求1所述的自动钢筋切断机系统，其特征是：所述的动力装置包括减速器和电机，电机的输出轴与减速器的输入轴同轴固定，减速器的输出轴与推送辊的端部通过联轴器同轴固定，减速机和电机均固定在底板上，该底板一端固定在支撑架上、另一端通过立柱支撑。

4.根据权利要求1所述的自动钢筋切断机系统，其特征是：所述的链传动机构包括分别同轴固定在推送辊端部的链轮、及张紧安装在对应两链轮之间的链条。

5.根据权利要求1所述的自动钢筋切断机系统，其特征是：所述的拨叉的两端部均通过转动副固定有自由转动的滚轮，且该滚轮的圆周面与空心驱动轴最外端的圆环形挡板的内侧面相切。

6.根据权利要求1所述的自动钢筋切断机系统，其特征是：所述的铁块上垂直固定有螺纹杆，该铁块通过螺纹杆螺纹连接在拨杆端部的螺纹孔内，且螺纹杆的外端旋拧有与其匹配且紧贴在拨杆上的螺母。

7.根据权利要求1所述的自动钢筋切断机系统，其特征是：所述的支撑架、固定杆、支撑柱三者与切断主机固定的端部均固定有法兰盘，每个法兰盘均通过螺栓固定在切断主机对应的侧面，所述的固定板和基板也均通过螺栓固定在切断主机对应的侧面。

8.根据权利要求1所述的自动钢筋切断机系统，其特征是：所述的控制系统采用单片机或PLC。

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