CN113976989A - 一种线性控制的剪切装置及其剪切方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线性控制的剪切装置及其剪切方法，属于自动化技术领域。包括辅助机构、轨道架、抚整机构、定位机构和移动剪切机构，其中辅助机构辅助杭娟转动，轨道架上依次设置抚整机构、定位机构和移动剪切机构，抚整机构抚整钢卷，使钢卷直线行进，并驱动钢卷直线行进，定位机构包括测速组件和夹持组件，测速组件测量钢卷的实际速度，夹持组件定位钢卷的剪切长度的起点，移动剪切机构根据夹持组件定位缺东剪切位置进行剪切。本发明的线性控制的剪切装置对于大型钢卷的剪切作业为持续剪切作业，效率高；利用移动剪切机构控制刀具的同时横向、竖直移动，增大剪切区域；刀具较小，所需动能较小，便于人员进行调整和观察，安全性良好。

Description

一种线性控制的剪切装置及其剪切方法

技术领域

本发明属于自动化技术领域，特别涉及一种线性控制的剪切装置及其剪切方法。

背景技术

工厂用钢卷进行剪切时，常规的步骤多是人工利用龙门剪或者鳄鱼剪进行剪切，此类剪切机器为厂区内常见的剪切用具，成本较低，且操作较为简单，多次操作后，剪出合适的尺寸，再做进一步的加工，也有大型工厂设有大型剪切机械，用于专门剪切钢卷，但此类工厂较少，同时此类大型剪切机械耗能较大，其工作方式简单粗暴，剪切出的钢卷片的边缘部分挤压，需要做进一步的修建，偶尔会有加工工人在检查剪切时状况时发生危险。

发明内容

本发明为解决上述背景技术中存在的技术问题，提供一种线性控制的剪切装置及其剪切方法。

本发明采用以下技术方案：一种线性控制的剪切装置，包括，

轨道架，设于支撑面上；

辅助机构，设于所述轨道架的一端；所述辅助机构作用于钢卷的活动端，并给钢卷的活动端提供预定的牵引力；

抚整机构，设于所述轨道架内辅助机构所在一端；所述抚整机构被设置为抚整钢卷，促进钢卷直线行进，并为钢卷直线行进提供动力；

定位机构，设于所述轨道架内；所述定位机构包括测速组件和夹持组件；其中测速组件设于所述抚整机构的末端，用来测量钢卷的实际行进速度；所述夹持组件在所述轨道架内往复滑动，用于定位所需要钢卷的长度的起点；

移动剪切机构，设于所述轨道架上滑动；所述移动剪切机构被设置为在一段时间内，控制其移动的速度与钢卷的行进速度相同，完成对钢卷的剪切工作，并快速进行下一次剪切的定位。

通过上述技术方案，本发明用于对大型钢卷进行定长的批量剪切，批量剪切出所需长度的钢卷片，以进行下一步的加工。

在进一步的实施例中，所述辅助机构包括：

第一传送机构，固定安装在支撑面上；所述第一传送机构在预设的时间带动钢卷旋转；

定位滚轴，设于支撑面上，且靠近所述第一传送机构的两个端部；

支撑架，对称设于所述第一传送机构的两侧；

定位轴，转动设于所述支撑架上；所述定位轴穿过钢卷的中空部分。

通过上述技术方案，增设辅助机构用于驱动钢卷旋转，便于钢卷的展开。

在进一步的实施例中，其特征在于，所述抚整机构设置在所述轨道架上，所述抚整机构包括上下对称的上滚筒组和下滚筒组；所述上滚筒组和下滚筒组对应设置多个滚筒；所述滚筒表面包裹橡胶，且由电机驱动进行同向转动。

通过上述技术方案，对展开的钢卷进行抚整，使其接近平面状，同时利用摩擦力带动钢卷行进。

在进一步的实施例中，其特征在于，所述测速组件包括：

两组滚轮，通过横轴固定设于所述轨道架内；两组所述滚轮的外轮廓处设有橡胶，且相互挤压，钢卷经过两组所述滚轮的中间位置。

通过上述技术方案，测速组件用于测量钢卷侧行进速度。

在进一步的实施例中，其特征在于，所述夹持组件包括：

第一轨道，设于所述轨道架的内侧；

安装板，设于所述第一轨道上滑动；所述安装板上设置第一夹紧块，所述第一夹紧块上铺设橡胶层；

多个气缸，设于所述安装板的两侧；多个所述气缸的伸缩端连接定位板；所述定位板下端的中间设有凸起结构，用于安装第二夹紧块；所述气缸使得第一夹紧块和第二夹紧块相向运动。

通过上述技术方案，利用夹持组件定位钢板长度的起点，便于对控制移动剪切机构的剪切位置。

在进一步的实施例中，所述安装板的侧面还设有测距仪，所述测距仪用于测量其到所述移动剪切机构的距离。

通过上述技术方案，用于测量移动剪切机构至夹持组件的位置，确定钢卷在移动时的剪切位置。

在进一步的实施例中，所述移动剪切机构包括：

第一丝杆组件，设于所述轨道架的内侧中间位置；所述第一丝杆组件包括与所述轨道架平行的第一丝杆；平行于所述第一丝杆的第一滑杆；螺纹连接于所述第一丝杆的移动座；所述移动座的底部设有通孔，用于穿过所述第一滑杆；

两个支撑板，安装于所述移动座的两端；且所述支撑板设于所述轨道架上滑动；

第二丝杆组件，安装于所述支撑板的上部位置；所述第二丝杆组件的滑动座设有升降组件；所述升降组件的底部固定安装剪切刀片；

第一压紧组件，设于所述支撑板上；所述第一压紧组件包括设于所述支撑板上的第三轨道上滑动的第一压紧块，对应设于所述支撑板上的第一垫高块；所述第一垫高块位于第一压紧块的正下方，且所述第一垫高块上设有多个凹槽；

第二压紧组件，设于所述支撑板上；所述第二压紧组件平行于所述第一压紧组件；所述剪切刀片的移动取件位于所述第一压紧组件和第二压紧组件之间。

通过上述技术方案，移动剪切机构运动至与钢卷同步，压紧钢卷形成剪切区域，随后进行剪切作业。

在进一步的实施例中，所述定位机构还包括辅助滑道，所述辅助滑道使得移动剪切机构与夹持组件之间钢卷的滑动处于直线状态，所述辅助滑道包括架设在所述轨道架上的两组辅助横轴，两组所述横轴位于所述移动剪切机构的两侧，连接于两组所述横轴的辅助纵轴，所述辅助纵轴穿过所述第一垫高块上的凹槽。

通过上述技术方案，辅助滑道用于使承载钢卷，使其直线运动。

在进一步的实施例中，还包括传出机构，设于所述轨道架的末端；所述传送机设有传送带，用于传送剪切好的钢卷片。

通过上述技术方案，将剪切完成的钢卷片进行传送。

在进一步的实施例中，包括以下步骤：

步骤一：首先将初始的重型钢卷置于辅助机构上，启动第一传送机构辅助钢卷进行转动；

步骤二：钢卷的钢卷片经过抚整机构，由多组滚筒进行抚整，其中滚筒还对钢卷产生摩擦力，提供部分动力，带动钢卷匀速行进；

步骤三：定位机构用于对钢卷的长度进行定位，即测速组件紧邻抚整机构的末端，测速组件测量钢卷的实际运行速度，其中钢卷片被剪切的长度为，第一次移动剪切机构剪切钢卷的位置至夹持组件第二次夹持钢卷的位置的长度，减去夹持组件与移动剪切机构之间的预设的启动信号距离，即为所需钢卷的长度，其中的数据计算由上位机进行计算；

步骤四：控制夹持组件的速度与钢卷片的行进速度相同，夹持组件与钢卷片同步行进，当夹持组件与剪切刀片之间的距离达到预设阀值，剪切机构快速移动，再次运动至钢卷的预设阀值处，对钢卷片进行同步夹紧并控制剪切刀片快速剪切，剪切完成后，钢卷片经由传送机构传出；

步骤五：移动剪切机构回到初始位置时，夹持组件回到初始位置并夹持钢卷定位，进行下一个循环作业。

本发明的有益效果：本发明对于钢卷的长度定位，通过移动剪切机构与夹持组件之间的预设距离进行定位，确认剪切位置；同时对于大型钢卷的剪切作业为持续作业，效率高；利用移动剪切机构与钢卷的同步运动，增设第二丝杆组件控制刀具的同时横向、竖直移动，增大剪切区域；刀具较小，所需动能较小，便于人员进行调整和观察，安全性良好。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的辅助机构结构示意图。

图3是本发明的测速组件结构示意图。

图4是本发明的夹持组件结构示意图。

图5是本发明的夹取机构结构示意图。

图6是本发明的辅助滑道结构示意图。

图7是本发明的移动剪切机构结构示意图。

图8是本发明的第一压紧组件和第二压紧组件结构示意图。

图9是本发明的剪切刀片结构示意图。

图1至图9中的各标注为：辅助机构1、轨道架2、抚整机构3、定位机构4、移动剪切机构5、传出机构6、第一传送机构11、定位滚轴12、支撑架13、定位轴14、上滚筒组31、下滚筒组32、测速组件41、横轴411、滚轮412、夹持组件42、第一轨道421、安装板422、第一夹紧块423、气缸424、第二夹紧块425、测距仪43、辅助滑道44、辅助横轴441、辅助纵轴442、第一丝杆组件51、第一丝杆511、第一滑杆512、移动座513、支撑板52、第二丝杆组件53、升降组件54、剪切刀片55、第一压紧组件56、第三轨道5、第一压紧块562、第一垫高块563、第二压紧组件57。

具体实施方式

本发明主要用于对0.1-0.3mm*15000mm的钢卷进行快速剪切工作，在实际加工时，使用较短且高硬度的刀具，控制刀具的XZ向的速度，扩大刀具的剪切长度，来减小剪切加工的危险性，控制刀具在Y向与钢卷的行进速度一致，从而进一步控制剪切后的钢卷片边缘的挤压程度，减小加工时进一步的修剪的工序，节省材料，同时将大型的自动剪切机械进一步缩小，便于进行安全检查和调整。

本发明为线性控制的剪切的装置，用于对大型钢卷进行定量剪切，批量剪切出所需长度的钢卷片，以进行下一步的加工，其中线性控制的剪切装置包括，固定设置在支撑面上的辅助机构1，辅助钢卷在一段时间内持续转动，直至钢卷被消耗至抚整机构3的动力可以拉动剩余部分的钢卷进行转动，离地架设0.3m-0.5m高度的刚性轨道架2，近似于火车的铁轨，该轨道架2为直线设置，轨道架2临近辅助机构1的端部设有抚整机构3，抚整机构3被设置为抚整钢卷，使钢卷拉直并行进，同时控制抚整机构3的内部与钢卷接触的滚筒表面的粗糙度，增大与钢卷的摩擦力，并为钢卷直线行进提供部分的动力，定位机构4设于轨道架2内，且靠近抚整机构3，其中定位机构4包括测速组件41和夹持组件42，测速组件41靠近抚整机构3的末端设置，用来监测钢卷的实际行进速度，夹持组件42在轨道架2内往复滑动，用于定位所需要钢卷的长度的起点，通过测距仪43测量其到移动剪切机构5的剪切刀片55的距离，有运算中心计算，控制移动剪切机构5的剪切路径，移动剪切机构5设于轨道架2上往复滑动，被设置为在一段时间内，控制其移动的速度与钢卷的行进速度相同，完成对钢卷的剪切工作，并快速进行下一次剪切的定位，即钢卷的钢卷被展开，经由抚整机构3抚整，行进至定位机构4进行测速，夹持组件42夹持钢卷并随着钢卷同步移动，测量其至移动剪切机构5的距离，到达预设的值后，移动剪切机构5快速移动与钢卷的行进速度相同，完成对钢卷的剪切，并迅速回至初始位置，其中移动剪切机构5被设置为在轨道架2上往复运动，移动剪切机构5的运动过程为加速运动至与夹持组件42的预设距离，速度与钢卷的移动速度保持一致，并夹紧钢卷完成剪切工作，完成剪切后回至初始位置，剪切的信号距离由测距仪43进行监控，其中钢卷片被剪切的长度为，第一次移动剪切机构5剪切钢卷的位置至夹持组件42第二次夹持钢卷的位置的长度，减去夹持组件42与移动剪切机构5之间的预设的启动信号距离，即为所需钢卷的长度，其中的数据计算由上位机进行计算。

通过上述技术方案，因钢卷的重量较大，往往达到3-5吨甚至更重，除大型剪切机械配套的旋转机构进行驱动外，部分厂区考虑人员的安全性及成本仍由人工进行展开作业，在进一步的实施中，本发明中增设辅助机构1用于驱动钢卷旋转，即在支撑面上安装第一传送机构11，第一传送机构11的传送表面设有橡胶层，在第一传送机构11的两侧通过支撑架13架设可转动的圆柱定位轴14，定位轴14穿过钢卷的中空部分对钢卷进行定位，在第一传送机构11的两端还设有定位滚轴12，防止在工作过程中发故障，导致钢卷滚动至其他位置，造成损失，同时设于第一传送机构11与抚整机构3之间的定位滚轴12用于控制钢卷的行进高度，使其对应于抚整机构3的抚整区域的高度。

通过上述技术方案，因钢卷自身弯曲属性，钢卷被展开时，仍会有一定的弯曲度，在进一步的实施例中，利用抚整机构3承接辅助机构1做进一步的工作，即对展开的钢卷进行抚整，使其接近平面状，在轨道架2临近辅助机构1的一端设置上下双层的双轨道组，上滚筒组31和下滚筒组32对应设置多个滚筒，滚筒表面包裹橡胶，且处于压紧状态，驱动滚筒组同向进行转动，钢卷滑动至滚筒内，经过抚整并被匀速传送。

通过上述技术方案，在钢卷经由抚整机构3匀速传动后，需要对钢卷的行进速度进行测量，以便计算出钢卷的行进速度，其中由于钢卷自身重量较大，往往达到2-5吨，在开始的剪切工作时，往往驱动钢卷匀速平稳转动，因而选用对静止下的钢卷进行剪切时，需要停止钢卷的转动，往复启动第一传送机构11，缩短机械的使用寿命，在进一步的实施例中，在轨道架2内设置定位机构4进行测速和定位，其中测速组件41包括固定设于轨道架2内的横轴411，在横轴411的中间位置安装两对相互挤压的滚轮412，两组滚轮412的外轮廓处设有橡胶，钢卷经过两组滚轮412的中间位置带动滚轮412转动，从而得出钢卷的行进速度，从而将速度信号传至移动剪切机构5，使得移动剪切机构5在剪切时速度钢卷的传送速度一致。

通过上述技术方案，因对钢卷进行剪切作业，本发明针对的钢卷较薄，在移动剪切机构5和夹持组件42之间需要增设一个支撑钢卷滑动的组件，在进一步的实施中，在轨道架2上架设辅助滑道44，其中辅助横轴441横向架设在轨道架2上，辅助纵轴442连接两组辅助横轴441，其中辅助纵轴442穿过第一压紧组件56的第一垫高块563的凹槽处和第二压紧组件57，从而使钢卷处于连续的水平状态，便于剪切和定位。

通过上述技术方案，在得到所需要钢卷的长度，需要定位钢卷长度的起点，在进一步的实施例中，设置夹持组件42进行定位夹持，并随着钢卷同步运动，即在轨道架2的内侧设置第一轨道421，安装板422在轨道上滑动，安装板422上设置第一夹紧块423，第一夹紧块423上铺设橡胶层，用于增大摩擦力，定位板通过多个气缸424安装在安装板422上，气缸424带动定位板与安装板422相对运动，第一夹紧块423和第二夹紧块425夹紧在钢卷的上下表面，此时夹持组件42与钢卷同步运动，安装板422的侧面还设有测距仪43，测距仪43用于测量其到移动剪切机构5的距离，该距离的阀值作为移动剪切机构5的工作开始的信号。

通过上述技术方案，因钢卷持续转动，在钢卷与抚整机构3之间设置0.5m-1m的距离的空间，因抚整机构3的内滚筒的转速与钢卷转速的不同，钢卷的部分余量的放置区，由于钢卷厚度较小，因而抚整机构3可重新对钢卷进行速度控制，对处于移动中的钢卷进行剪切，优选移动剪切的方式进行剪切工作，在进一步的实施例中，移动剪切机构5包括，第一丝杆511组件51和两个平行的第一滑杆512，第一丝杆511组件51驱动移动座513的行进，第一滑杆512辅助控制移动座513移动，在移动座513的两端安装支撑板52，支撑板52设置在轨道架2上滑动，在两个支撑板52的上方安装第二丝杆组件53，用于驱动剪切刀片55的剪切时的移动方向，第二丝杆组件53的滑动座设有升降组件54，升降组件54的底部固定安装剪切刀片55，在支撑板52上还设有第一压紧组件56和第二压紧组件57，用于夹紧钢卷，形成一个剪切区域，即第三轨道5上的第一压紧块562向下运动，将钢卷压在第一垫高块563上，第二压紧组件57做同样的工序，其中升降组件54采用丝杆组件进行升降，其中剪切刀片55为斜刀面，其剪切的路径为在第二丝杆组件53的水平向移动时，升降组件54匀速下降，使的剪切刀片55切割完钢卷，切割完成后，在轨道架2末端的传送机，通过传送带传送剪切好的钢卷片。

工作原理：重型钢卷置于辅助机构1上旋转，启动第一传送机构11辅助钢卷进行转动，钢卷的钢卷片经过抚整机构3，由多组滚筒进行抚整，滚筒还对钢卷产生摩擦力，提供部分动力，控制钢卷匀速行进，定位机构4用于对钢卷的长度进行定位，即测速组件41紧邻抚整机构3的末端，测速组件41测量钢卷的实际运行速度，夹持组件42夹紧在钢卷上运动，当测距仪43测量夹持组件42与移动剪切机构5之间的距离到达预设的阀值时，移动剪切机构5快速移动，第二次使得移动剪切机构5与夹持组件42之间的距离达到预设阀值，移动剪切机构5夹紧钢卷，第二丝杆机构和升降组件54同步运动，控制剪切道具沿直线剪切金属板，剪切后的金属板由传出机构6传送出去，其中，夹持组件42回至初始位置进行下一次的定位，移动剪切机构5完成剪切作业后，回至初始位置，等待夹持组件42的启动信号，进行下一次剪切作业。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种线性控制的剪切装置，其特征在于，包括，

轨道架，设于支撑面上；

辅助机构，设于所述轨道架的一端；所述辅助机构作用于钢卷的活动端，并给钢卷的活动端提供预定的牵引力；

抚整机构，设于所述轨道架内辅助机构所在一端；所述抚整机构被设置为抚整钢卷，促进钢卷直线行进，并为钢卷直线行进提供动力；

定位机构，设于所述轨道架内；所述定位机构包括测速组件和夹持组件；其中测速组件设于所述抚整机构的末端，用来测量钢卷的实际行进速度；所述夹持组件在所述轨道架内往复滑动，用于定位所需要钢卷的长度的起点；

移动剪切机构，设于所述轨道架上滑动；所述移动剪切机构被设置为在一段时间内，控制其移动的速度与钢卷的行进速度相同，完成对钢卷的剪切工作，并快速进行下一次剪切的定位。

2.根据权利要求1所述的一种线性控制的剪切装置，其特征在于，所述辅助机构包括：

第一传送机构，固定安装在支撑面上；所述第一传送机构在预设的时间带动钢卷旋转；

定位滚轴，设于支撑面上，且靠近所述第一传送机构的两个端部；

支撑架，对称设于所述第一传送机构的两侧；

定位轴，转动设于所述支撑架上；所述定位轴穿过钢卷的中空部分。

3.根据权利要求1所述的一种线性控制的剪切装置，其特征在于，所述抚整机构设置在所述轨道架上，所述抚整机构包括上下对称的上滚筒组和下滚筒组；所述上滚筒组和下滚筒组对应设置多个滚筒；所述滚筒表面包裹橡胶，且由电机驱动进行同向转动。

4.根据权利要求1所述的一种线性控制的剪切装置，其特征在于，所述测速组件包括：

两组滚轮，通过横轴固定设于所述轨道架内；两组所述滚轮的外轮廓处设有橡胶，且相互挤压，钢卷经过两组所述滚轮的中间位置。

5.根据权利要求1所述的一种线性控制的剪切装置，其特征在于，所述夹持组件包括：

第一轨道，设于所述轨道架的内侧；

安装板，设于所述第一轨道上滑动；所述安装板上设置第一夹紧块，所述第一夹紧块上铺设橡胶层；

多个气缸，设于所述安装板的两侧；多个所述气缸的伸缩端连接定位板；所述定位板下端的中间设有凸起结构，用于安装第二夹紧块；所述气缸使得第一夹紧块和第二夹紧块相向运动。

6.根据权利要求5所述的一种线性控制的剪切装置，其特征在于，所述安装板的侧面还设有测距仪，所述测距仪用于测量其到所述移动剪切机构的距离。

7.根据权利要求1所述的一种线性控制的剪切装置，其特征在于，所述移动剪切机构包括：

第一丝杆组件，设于所述轨道架的内侧中间位置；所述第一丝杆组件包括与所述轨道架平行的第一丝杆；平行于所述第一丝杆的第一滑杆；螺纹连接于所述第一丝杆的移动座；所述移动座的底部设有通孔，用于穿过所述第一滑杆；

两个支撑板，安装于所述移动座的两端；且所述支撑板设于所述轨道架上滑动；

第二丝杆组件，安装于所述支撑板的上部位置；所述第二丝杆组件的滑动座设有升降组件；所述升降组件的底部固定安装剪切刀片；

第一压紧组件，设于所述支撑板上；所述第一压紧组件包括设于所述支撑板上的第三轨道上滑动的第一压紧块，对应设于所述支撑板上的第一垫高块；所述第一垫高块位于第一压紧块的正下方，且所述第一垫高块上设有多个凹槽；

第二压紧组件，设于所述支撑板上；所述第二压紧组件平行于所述第一压紧组件；所述剪切刀片的移动取件位于所述第一压紧组件和第二压紧组件之间。

8.根据权利要求1所述的一种线性控制的剪切装置，其特征在于，所述定位机构还包括辅助滑道，所述辅助滑道使得移动剪切机构与夹持组件之间钢卷的滑动处于直线状态，所述辅助滑道包括架设在所述轨道架上的两组辅助横轴，两组所述横轴位于所述移动剪切机构的两侧，连接于两组所述横轴的辅助纵轴，所述辅助纵轴穿过所述第一垫高块上的凹槽。

9.根据权利要求1所述的一种线性控制的剪切装置，其特征在于，还包括传出机构，设于所述轨道架的末端；所述传送机设有传送带，用于传送剪切好的钢卷片。

10.基于权利要求1至9任意一项一种线性控制的剪切装置的剪切方法,其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：首先将初始的重型钢卷置于辅助机构上，启动第一传送机构辅助钢卷进行转动；

步骤二：钢卷的钢卷片经过抚整机构，由多组滚筒进行抚整，其中滚筒还对钢卷产生摩擦力，提供部分动力，带动钢卷匀速行进；

步骤三：定位机构用于对钢卷的长度进行定位，即测速组件紧邻抚整机构的末端，测速组件测量钢卷的实际运行速度，其中钢卷片被剪切的长度为，第一次移动剪切机构剪切钢卷的位置至夹持组件第二次夹持钢卷的位置的长度，减去夹持组件与移动剪切机构之间的预设的启动信号距离，即为所需钢卷的长度，其中的数据计算由上位机进行计算；

步骤四：控制夹持组件的速度与钢卷片的行进速度相同，夹持组件与钢卷片同步行进，当夹持组件与剪切刀片之间的距离达到预设阀值，剪切机构快速移动，再次运动至钢卷的预设阀值处，对钢卷片进行同步夹紧并控制剪切刀片快速剪切，剪切完成后，钢卷片经由传送机构传出；

步骤五：移动剪切机构回到初始位置时，夹持组件回到初始位置并夹持钢卷定位，进行下一个循环作业。

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