CN113043026A - 一种角钢在线切边和矫直设备及使用方法 - Google Patents

一种角钢在线切边和矫直设备及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种角钢在线切边和矫直设备及使用方法，属于切割机械技术领域。本发明包括切边单元和矫直单元，切边单元包括设置在冷床出料端的抓取机构和固定机构，抓取机构为机械手，固定机构包括伸缩杆，伸缩杆的后端与转动电机相连，伸缩杆的前端设置有固定端，固定端的纵截面呈圆形，且固定端上环绕周向开设有一圈转动凹槽，其中角钢被抓取机构抓取后并将角钢的一侧边内嵌入转动凹槽内；切边单元还包括设置在固定机构上方的切割机；矫直单元包括设置在伸缩杆前侧的矫直机。本发明为解决角钢的切边和矫直的难题，不仅可以在产线中大量投入使用，从而实现角钢的尺寸定制，而且极大减少了加工运输成本和二次加工成本。

Description

一种角钢在线切边和矫直设备及使用方法
技术领域
本发明属于切割机械技术领域，更具体地说，涉及一种角钢在线切边和矫直设备及使用方法。
背景技术
随着我国大型工程建筑的实施，一些以钢结构为主体结构的工程也获得了迅速的发展。而对于具有复杂结构的工程构件来说，一般都需要一些特殊断面的钢结构型材。出于经济性和结构性考虑，通常会采用特殊尺寸要求进行选材，如对于钢构桥梁来说，主梁内部的桁架结构会采用不等边宽的大规格角钢进行钢结构设计。
而国内的型材标准中一般生产的都是等边角钢和不等边角钢，这部分角钢的尺寸严格，对于一些有特殊定制尺寸的客户来说还不能满足使用要求。为了解决客户的个性化、定制化需求，通常对定尺后的等边角钢进行切割。目前，国内采用的方法一般是：将成品角钢集中进行切割处理，由于不同切割设备的影响，切割后的角钢都会因切割发热而变形，所以在切割完成后还需进行二次矫直，大大地增加量生产成本和二次加工成本。因此，处于对实际生产和工程需要的考虑，找到一种满足角钢在工业生产中可以同时实现切边和矫直的设备和使用方法是行业内一直追求的目标。
关于角钢切边和矫直的设备已有大量专利公开，如专利公开号为CN105149724A，发明创造名称为：一种角钢切割设备及方法，公开了一种角钢切割设备及方法，其设备包括第一切割机组、第二切割机组。第一切割机组包括第一操作台面、第一滑动轨道、限位机构和第一切割机，第一切割机活动设置于第一滑动轨道上，并且可以在第一滑动轨道上相对第一操作台面往复位移，第一切割机包括一切割咀，悬置于第一操作台面上，并且随着第一切割机的往复位移，用于在角钢第二肢上切割出第一切缝，第二切割机组包括第二操作台面、第二滑动轨道、定位机构和第二切割机，第二切割机用于在角钢第一肢上切割出第二切缝，其中，第一切缝与第二切缝贯通，使部分的角钢脱离。该方法主要是适用于切割小尺寸角钢，对于定尺长度较大的角钢，由于切割设备限制无法进行切割。
又如专利公开号为CN108971647A，发明创造名称为：一种角钢切割机，包括机架，通过将角钢放置在支架切割限位机构，多个切割固定机构可移动的设置在支架上，多个切割固定机构的移动轨迹相同，多个切割限位机构的移动轨迹位于多个切割固定机构的移动轨迹的正下方；通过切割机构切割限位机构上限位的角钢。
上述方案均不失为对角钢切割设备的良好探索，但行业内对同时能够实现角钢切割及矫直的设备和方法的探索从未停止。
发明内容
1、要解决的问题
本发明为解决角钢的切边和矫直的难题，提供一种角钢在线切边和矫直设备及使用方法，能够在实际生产中同时实现角钢的在线切边和矫直，不仅可以在产线中大量投入使用，从而实现角钢的尺寸定制，而且极大减少了加工运输成本和二次加工成本。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
本发明的一种角钢在线切边和矫直设备，包括切边单元和矫直单元，切边单元包括设置在冷床出料端的抓取机构和固定机构，抓取机构为机械手，固定机构包括伸缩杆，伸缩杆的后端与转动电机相连，伸缩杆的前端设置有固定端，固定端的纵截面呈圆形，且固定端上环绕周向开设有一圈转动凹槽，其中抓取机构抓取角钢后并将角钢的一侧边内嵌入转动凹槽内；切边单元还包括设置在固定机构上方的切割机；矫直单元包括设置在伸缩杆前侧的矫直机。
更进一步，抓取机构包括沿角钢长度方向间隔设置的多个机械手；所述固定机构包括沿角钢长度方向间隔设置的多个伸缩杆，每个伸缩杆的后端均设置有转动电机，每个伸缩杆的前端均设置有固定端，且多个固定端的相同位置上环绕周向均开设有一圈转动凹槽。
更进一步，切边单元还包括设置在固定端一侧的顶压机构，顶压机构包括沿角钢长度方向间隔设置的多个顶头电机和多个液压顶头，液压顶头在顶头电机的驱动下做前后伸缩运动，并将角钢内嵌入转动凹槽内的侧边抵紧在转动凹槽的内侧壁上。
更进一步，固定端包括平行设置的内限位盘和外限位盘，内限位盘和外限位盘之间设有转动凹槽。
更进一步，内限位盘的直径尺寸小于外限位盘的直径尺寸，且顶压机构设置在靠近内限位盘一侧。
更进一步，转动电机的底部固定在支撑件上，支撑件的一侧铰接固定在下层固定面上，支撑件的另一侧底部设置有液压杆，液压杆的底部固定在下层固定面上。
更进一步，切割机包括割嘴，切割机的底部固定在上层固定面上，且上层固定面上设有滑轨，切割机的底部设有与滑轨相配合的滑块。
更进一步，矫直机包括沿角钢长度方向间隔设置的多个矫直机上辊和多个矫直机下辊，矫直机上辊和矫直机下辊上下布置，且交错排布；其中矫直机上辊和矫直机下辊上分别设置有相互配合的上矫直面和下矫直面。
一种角钢在线切边和矫直设备的使用方法，包括以下操作步骤：
S1：抓取，利用抓取机构将冷床上的角钢抓取至固定机构处，并使得角钢的一侧边底部内嵌入固定机构的转动凹槽内；
S2：固定，启动固定机构的转动电机，调整适当位置使得角钢外形与转动凹槽匹配，利用液压顶头顶住角钢的一侧边，使角钢锁定在转动凹槽内；
S3：切割，调节切割机的割嘴至合适尺寸位置对角钢边部进行切割；
S4：矫直，松开液压顶头后，启动转动电机，使得转动凹槽转动向前运行，将切边后的角钢运至矫直机前进行矫直。
更进一步，S4步骤中还包括在矫直前，调整液压杆使得支撑件上下倾斜转动，并带动支撑件上方的转动电机及转动凹槽转动至合适角度，让角钢与矫直机的孔缝相配合。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种角钢在线切边和矫直设备，通过在线进行角钢的切边，可以实现在实际生产过程中利用半成品进行角钢边部的批量切割，大大减少了传统方法利用成品切割的工序；同时对切边后的角钢随后进行矫直处理，工序连续稳定，减少了二次加工的工序和成本，在实际工业生产中可大量应用。
(2)本发明的一种角钢在线切边和矫直设备，固定端上环绕周向开设有一圈转动凹槽，其中抓取机构抓取角钢后并将角钢的一侧边内嵌入转动凹槽内，转动凹槽用于固定角钢，为后续角钢的稳定切割提供稳定的平台。
(3)本发明的一种角钢在线切边和矫直设备，液压顶头在顶头电机的驱动下做前后伸缩运动，并将角钢内嵌入转动凹槽内的侧边抵紧在转动凹槽的内侧壁上。多个液压顶头同步将角钢在转动凹槽内向一侧推进，进而将角钢锁紧在转动凹槽内，完成对角钢的锁紧固定。
(4)本发明的一种角钢在线切边和矫直设备的使用方法，液压杆在电机的驱动下进行上下伸缩运动，带动支撑件的一侧上下进行倾斜运动，进而带动支撑件上方的转动电机和转动凹槽进行上下倾斜运动，便于后续的角度切割和矫直前与矫直机的孔缝相配合。
(5)本发明的一种角钢在线切边和矫直设备的使用方法，主要适用于在线将生产的角钢进行边部切割，形成适宜宽度的角钢后并直接进行矫直，可根据实际厂房进行移动连接，拆卸方便，满足工业大批量生产加工，且一次性在线切边、矫直，大大地减少了生产成本，可进行现场的推广使用。
附图说明
图1为本发明的一种角钢在线切边和矫直设备的结构示意图；
图2为本发明中角钢切割前被固定时的结构示意图；
图3为本发明中角钢在准备切割工作的结构示意图；
图4为本发明中矫直设备的侧视结构示意图。
图中标号为：
100、角钢；110、冷床；200、抓取机构；210、机械抓手；300、固定机构；310、转动电机；320、伸缩杆；330、固定端；331、内限位盘；332、外限位盘；333、转动凹槽；340、支撑件；341、液压杆；342、铰接轴；350、下层固定面；
400、顶压机构；410、顶头电机；420、液压顶头；500、矫直机；510、矫直机上辊；511、上矫直面；520、矫直机下辊；521、下矫直面；530、矫直机电机；600、切割机；610、割嘴；620、滑轨；630、上层固定面；640、下料箱。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。
实施例1
结合图1-图4，本实施的一种角钢在线切边和矫直设备，包括切边单元和矫直单元，所述切边单元包括设置在冷床110出料端的抓取机构200和固定机构300，所述抓取机构200为机械手，方便灵活地对冷床110出料端的角钢100实施抓取操作。本实施例中固定机构300包括伸缩杆320，伸缩杆320的后端与转动电机310相连，伸缩杆320的前端设置有固定端330，伸缩杆320在转动电机310的驱动进行前后伸缩运动，并带动固定端330前后移动，便于调整固定端330的前后位置，也便于后续输送角钢100至矫直机500处进行矫直处理。如图2所示，本实施例中固定端330的纵截面呈圆形，且固定端330上环绕周向开设有一圈转动凹槽333，其中抓取机构200抓取角钢100后并将角钢100的一侧边内嵌入转动凹槽333内，转动凹槽333用于固定角钢100，为后续角钢100的稳定切割提供稳定的平台。
如图1所示，本实施例中抓取机构200包括沿角钢100长度方向间隔设置的多个机械手，机械手包括机械手臂和机械抓手210，由于通常角钢100的长度较长，多个机械手同时对角钢100进行抓取，抓取过程中更加稳定，能够有效防止角钢100脱落。本实施例中固定机构300包括沿角钢100长度方向间隔设置的多个伸缩杆320，每个伸缩杆320的后端均设置有转动电机310，每个伸缩杆320的前端均设置有固定端330，且多个固定端330的相同位置上环绕周向均开设有一圈转动凹槽333，多个转动凹槽333的设置便于对角钢100实现多点支撑固定，进一步提高了后续切边操作的稳定性。
如图2所示，本实施例中切边单元还包括设置在固定端330一侧的顶压机构400，顶压机构400用于将角钢100锁紧在转动凹槽333内，防止角钢100在转动凹槽333内窜动，进一步保证了对角钢100固定的稳定性。其中顶压机构400包括沿角钢100长度方向间隔设置的多个顶头电机410和多个液压顶头420，液压顶头420在顶头电机410的驱动下做前后伸缩运动，并将角钢100内嵌入转动凹槽333内的侧边抵紧在转动凹槽333的内侧壁上，转动凹槽333的宽度大于角钢100侧边的厚度，方便通过机械手将角钢100放置在转动凹槽333内。本实施例中多个液压顶头420同步将角钢100在转动凹槽333内向一侧推进，进而将角钢100锁紧在转动凹槽333内，完成对角钢100的锁紧固定。
本实施例中固定端330包括平行设置的内限位盘331和外限位盘332，内限位盘331和外限位盘332之间设有转动凹槽333。其中内限位盘331的直径尺寸小于外限位盘332的直径尺寸，且顶压机构400设置在靠近内限位盘331一侧，顶压机构400将角钢100内嵌入转动凹槽333内的侧边向外限位盘332推进，并使得角钢100的侧边抵靠在外限位盘332上，内限位盘331的顶部高度小于外限位盘332的顶部高度，不影响顶压机构400的伸缩运动。
如图3所示，本实施例中转动电机310的底部固定在支撑件340上，支撑件340的一侧铰接固定在下层固定面350上，具体地，本实施例中支撑件340的一侧设置有套筒，套筒套设在铰接轴342上，铰接轴342的两端固定在下层固定面350上，支撑件340的一侧能够绕铰接点自由转动；支撑件340的另一侧底部设置有液压杆341，液压杆341的底部固定在下层固定面350上，液压杆341在电机的驱动下进行上下伸缩运动，带动支撑件340的一侧上下进行倾斜运动，进而带动支撑件340上方的转动电机310和转动凹槽333进行上下倾斜运动，便于后续的角度切割和矫直前与矫直机500的孔缝相配合。
如图3所示，本实施例中切边单元还包括设置在固定机构300上方的切割机600，用于对角钢100实行切边操作。其中切割机600包括割嘴610，切割机600的底部固定在上层固定面630上，且上层固定面630上设有滑轨620，切割机600的底部设有与滑轨620相配合的滑块，切割机600能够自动调节割嘴610的位置，使割嘴610对准角钢100的侧边进行切割。切割机600的下方还设置有下料箱640，切割后的废料自动落入下料箱640内进行收集，避免造成环境污染。
本实施例中矫直单元包括设置在伸缩杆320前侧的矫直机500，其中矫直机500包括沿角钢100长度方向间隔设置的多个矫直机上辊510和多个矫直机下辊520，矫直机上辊510和矫直机下辊520上、下布置，且上、下两排的矫直机上辊510和矫直机下辊520相互交错排布，能够对角钢100进行稳定地矫直，防止在矫直的过程中发生卷翘事件。本实施例中矫直机上辊510和矫直机下辊520上分别设置有相互配合的上矫直面511和下矫直面521，上矫直面511和下矫直面521分别夹持在角钢100的上下两侧，对切割后的角钢100进行矫直处理，其中上矫直面511和下矫直面521可根据需要矫直的材料不同进行更换，扩大了应用范围。矫直机上辊510和矫直机下辊520均通过矫直机电机530驱动并调节，通过矫直电机530可以调节矫直机上辊510和矫直机下辊520之间的高度，以便适应不同厚度的角钢100的矫直，适应范围更加广泛。本实施例中通过在线进行角钢100的切边，可以实现在实际生产过程中利用半成品进行角钢100边部的批量切割，大大减少了传统方法利用成品切割的工序；同时对切边后的角钢100随后进行矫直处理，工序连续稳定，减少了二次加工的工序和成本，在实际工业生产中可大量应用。
本实施例的一种角钢在线切边和矫直设备的使用方法，包括以下操作步骤：
S1：抓取，利用抓取机构200的机械抓手210将冷床110上的角钢100灵活、稳定地抓取至固定机构300处，并使得角钢100的一侧边底部内嵌入固定机构300的转动凹槽333内；
S2：固定，启动固定机构300的转动电机310，调整适当位置使得角钢100外形与转动凹槽333匹配，利用液压顶头420顶住角钢100的一侧边，使角钢100锁定在转动凹槽333内；
S3：切割，调节切割机600的割嘴610至合适尺寸位置对角钢100边部进行切割，切割后的废料自动落入下料箱640内；
S4：矫直，松开液压顶头420后，启动转动电机310，使得转动凹槽333转动向前运行，将切边后的角钢100运至矫直机500前进行矫直。其中S4步骤中还包括在矫直前，调整液压杆341使得支撑件340上下倾斜转动，并带动支撑件340上方的转动电机310及转动凹槽333转动至合适角度，让角钢100与矫直机500的孔缝相配合。该设备装置主要适用于在线将生产的角钢100进行边部切割，形成适宜宽度的角钢100后并直接进行矫直，可根据实际厂房进行移动连接，拆卸方便，满足工业大批量生产加工，且一次性在线切边、矫直，大大地减少了生产成本，可进行现场的推广使用。
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种角钢在线切边和矫直设备，其特征在于：包括切边单元和矫直单元，所述切边单元包括设置在冷床(110)出料端的抓取机构(200)和固定机构(300)，所述抓取机构(200)为机械手，所述固定机构(300)包括伸缩杆(320)，伸缩杆(320)的后端与转动电机(310)相连，伸缩杆(320)的前端设置有固定端(330)，固定端(330)的纵截面呈圆形，且固定端(330)上环绕周向开设有一圈转动凹槽(333)，其中抓取机构(200)抓取角钢(100)后并将角钢(100)的一侧边内嵌入转动凹槽(333)内；所述切边单元还包括设置在固定机构(300)上方的切割机(600)；所述矫直单元包括设置在伸缩杆(320)前侧的矫直机(500)。
2.根据权利要求1所述的一种角钢在线切边和矫直设备，其特征在于：所述抓取机构(200)包括沿角钢(100)长度方向间隔设置的多个机械手；所述固定机构(300)包括沿角钢(100)长度方向间隔设置的多个伸缩杆(320)，每个伸缩杆(320)的后端均设置有转动电机(310)，每个伸缩杆(320)的前端均设置有固定端(330)，且多个固定端(330)的相同位置上环绕周向均开设有一圈转动凹槽(333)。
3.根据权利要求2所述的一种角钢在线切边和矫直设备，其特征在于：切边单元还包括设置在固定端(330)一侧的顶压机构(400)，顶压机构(400)包括沿角钢(100)长度方向间隔设置的多个顶头电机(410)和多个液压顶头(420)，液压顶头(420)在顶头电机(410)的驱动下做前后伸缩运动，并将角钢(100)内嵌入转动凹槽(333)内的侧边抵紧在转动凹槽(333)的内侧壁上。
4.根据权利要求3所述的一种角钢在线切边和矫直设备，其特征在于：所述固定端(330)包括平行设置的内限位盘(331)和外限位盘(332)，内限位盘(331)和外限位盘(332)之间设有转动凹槽(333)。
5.根据权利要求4所述的一种角钢在线切边和矫直设备，其特征在于：内限位盘(331)的直径尺寸小于外限位盘(332)的直径尺寸，且顶压机构(400)设置在靠近内限位盘(331)一侧。
6.根据权利要求1所述的一种角钢在线切边和矫直设备，其特征在于：转动电机(310)的底部固定在支撑件(340)上，支撑件(340)的一侧铰接固定在下层固定面(350)上，支撑件(340)的另一侧底部设置有液压杆(341)，液压杆(341)的底部固定在下层固定面(350)上。
7.根据权利要求1所述的一种角钢在线切边和矫直设备，其特征在于：切割机(600)包括割嘴(610)，切割机(600)的底部固定在上层固定面(630)上，且上层固定面(630)上设有滑轨(620)，切割机(600)的底部设有与滑轨(620)相配合的滑块。
8.根据权利要求1所述的一种角钢在线切边和矫直设备，其特征在于：矫直机(500)包括沿角钢(100)长度方向间隔设置的多个矫直机上辊(510)和多个矫直机下辊(520)，矫直机上辊(510)和矫直机下辊(520)上下布置，且交错排布；其中矫直机上辊(510)和矫直机下辊(520)上分别设置有相互配合的上矫直面(511)和下矫直面(521)。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种角钢在线切边和矫直设备的使用方法，其特征在于：包括以下操作步骤：
S1：抓取，利用抓取机构(200)将冷床(110)上的角钢(100)抓取至固定机构(300)处，并使得角钢(100)的一侧边底部内嵌入固定机构(300)的转动凹槽(333)内；
S2：固定，启动固定机构(300)的转动电机(310)，调整适当位置使得角钢(100)外形与转动凹槽(333)匹配，利用液压顶头(420)顶住角钢(100)的一侧边，使角钢(100)锁定在转动凹槽(333)内；
S3：切割，调节切割机(600)的割嘴(610)至合适尺寸位置对角钢(100)边部进行切割；
S4：矫直，松开液压顶头(420)后，启动转动电机(310)，使得转动凹槽(333)转动向前运行，将切边后的角钢(100)运至矫直机(500)前进行矫直。
10.根据权利要求9所述的一种角钢在线切边和矫直设备的使用方法，其特征在于：所述S4步骤中还包括在矫直前，调整液压杆(341)使得支撑件(340)上下倾斜转动，并带动支撑件(340)上方的转动电机(310)及转动凹槽(333)转动至合适角度，让角钢(100)与矫直机(500)的孔缝相配合。
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