CN114083297A - 一种钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置，包括：动力部，包括用于装载复合刀具的卡盘，卡盘转动带动复合刀具转动；卡盘水平直线运动带动复合刀具水平移动，调节对待加工钢筋的攻丝长度；复合刀具库换夹部实现卡盘上不同规格的复合刀具的换夹；输送部将待加工钢筋输送至卡盘一侧；定位检测部，用于对待加工钢筋的加工端进行定位，感应待加工钢筋是否输送至指定位置；夹紧定位部，夹紧定位部用于沿水平和竖直方向夹紧、定位待加工钢筋，使待加工钢筋沿水平和垂直方向与卡盘同轴定位。本发明实现钢筋剥肋攻丝无人化，并实现多种规格复合刀具自动换夹功能，提高刀具换夹效率和加工质量。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体地，涉及一种钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置。
背景技术
钢筋剥肋及螺纹加工设备，主要应用在建筑行业的一种钢筋加工机械，采用复合刀具切削剥肋和加工螺纹。因建筑行业需求多种规格钢筋螺纹加工，市场钢筋剥肋及螺纹加工设备采用人工上料以及人工更换刀具，导致加工低效，加工成本高昂、以及加工质量参差不齐。
因此需要一种钢筋剥肋及螺纹自动化加工设备，实现多种规格的钢筋来料定位自动化，多种规格的复合刀具库自动换夹；提高工作效率和加工质量，同时降低成本。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置，实现了钢筋剥肋攻丝无人化自动加工，以及多种规格复合刀具自动换夹功能。
本发明提供一种钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置，包括：
动力部，包括用于装载不同规格的复合刀具的卡盘，所述卡盘能做转动和水平直线运动，通过所述卡盘转动带动所述复合刀具转动，对待加工钢筋进行剥肋攻丝加工作业；通过所述卡盘水平直线运动带动所述复合刀具水平移动，调节对待加工钢筋的攻丝长度；
复合刀具库换夹部，为所述卡盘提供不同规格的复合刀具，同时实现所述卡盘上不同规格的复合刀具的换夹；
输送部，将待加工钢筋输送至所述卡盘的一侧，同时对所述待加工钢筋与所述复合刀具同轴粗定位；
定位检测部，设置于所述复合刀具的一侧，对所述待加工钢筋的加工端进行定位，同时感应所述钢筋是否输送至指定位置；
夹紧定位部，沿水平和竖直方向夹紧、定位所述待加工钢筋，使所述待加工钢筋沿水平和竖直方向与所述卡盘同轴定位；
优选地，所述动力部还包括：
转动动力部件，与所述卡盘同轴相连，所述转动动力部件用于驱动所述卡盘转动；
直线传动部件，与所述转动动力部件相连，所述直线传动部件带动所述转动动力部件及所述卡盘做水平直线运动；
辅助直线运动部件，与所述转动动力部件滑动连接，用于支撑导向所述转动动力部件及所述卡盘沿水平方向移动。
优选地，所述复合刀具库换夹部包括：
支撑部；
设置于所述支撑部上的复合刀具库，所述复合刀具库包括支撑平台和回转部件，其中，所述支撑平台沿竖向设置于所述支撑部上，所述支撑平台上设有若干夹爪部件，所述夹爪部件用于夹紧固定所述复合刀具；所述回转部件与所述支撑平台的中心位置相连，通过所述回转部件带动所述支撑平台及所述复合刀具转动；
设置于所述支撑部上的竖直直线运动部件，所述竖直直线运动部件与所述支撑平台转动连接，通过所述竖直直线运动部件带动所述支撑平台沿竖直方向做直线运动；
设置于所述支撑部上的辅助竖直直线运动部件，所述辅助竖直直线运动部件通过滑动部件与所述支撑平台转动连接，用于支撑导向所述支撑平台沿竖直方向移动。
优选地，
所述支撑平台呈圆盘形；
所述若干夹爪部件绕所述回转部件沿周向均匀分布于所述支撑平台边缘上。
优选地，所述夹紧定位部包括：
水平夹紧定位部件，设置于所述输送部的一侧，所述水平夹紧定位部件具有用于限制所述待加工钢筋沿水平移动的第一夹持空间，通过所述第一夹持空间收紧以沿水平方向夹紧、定位所述待加工钢筋，实现所述待加工钢筋水平方向与所述复合刀具同轴定位；
竖直夹紧定位部件，设置于所述水平夹紧定位部件端部，所述竖直夹紧定位部件具有用于限制所述待加工钢筋沿竖向移动的第二夹持空间，通过所述第二夹持空间收紧以沿竖直方向夹紧、定位所述待加工钢筋，实现所述待加工钢筋竖直方向与所述复合刀具同轴定位。
优选地，所述水平夹紧定位部件和所述竖直夹紧定位部件均采用气动、电动或液压驱动。
优选地，所述定位检测部包括：
第一升降部件；
与所述第一升降部件相连的挡板，所述挡板对所述待加工钢筋的加工端进行定位，通过所述第一升降部件带动所述挡板沿竖直方向做升降运动；
检测传感器，设置于所述挡板上，通过所述检测传感器感应所述待加工钢筋是否到达指定位置。
优选地，所述挡板构成开口向下凹槽，所述凹槽的空间与所述待加工钢筋的外径相匹配。
优选地，所述输送部包括：
第二升降部件；
与所述第二升降部件相连的输送部件，通过所述第二升降部件带动所述输送部件沿竖直方向做升降运动，用以调节所述待加工钢筋的位置，能使不同规格的所述待加工钢筋与所述复合刀具同轴布置；
辅助升降运动部件，与所述输送部件滑动连接，用以支撑导向所述输送部件沿竖直方向移动。
优选地，所述装置还包括：冷却排屑部，所述冷却排屑部包括：
设置于所述卡盘及所述复合刀具外部的防水罩；
设置于所述卡盘下方的用于过滤切削液铁屑的过滤网；
冷却循环管路，用于收集经所述过滤网过滤后的切削液，并将收集的切削液经冷却后循环利用。
优选地，所述装置还包括视觉检测部，所述视觉检测部在钢筋攻丝完成后，自动检测加工后的螺纹外径、长度以及牙型角的质量。
与现有技术相比，本发明实施例具有如下至少一种的有益效果：
本发明上述装置，通过复合刀具库换夹部与卡盘配合，可实现多种规格复合刀具自动换夹功能，提高复合刀具换夹效率；通过设置输送部、定位检测部、夹紧定位部实现来料自动化；通过动力部转动卡盘及复合刀具对钢筋剥肋攻丝加工，实现钢筋剥肋攻丝无人化、柔性化数控加工、可兼容对接整线生产系统。
本发明上述装置，动力部进一步采用直线传动部件，数控自动加工并无极调节长度攻丝。
本发明上述装置，进一步设有冷却排屑部，延长复合刀具寿命，提高剥肋攻丝质量；同时实现了切削液的循环利用，降低了成本。
本发明上述装置，进一步设有视觉检测部，可以用来判断加工质量，如果检测到加工产品质量异常，则会将不符合质量要求的产品筛选出来，从而提高产品质量；同时，在加工中刀具会有磨损，时间长了后，会导致攻牙加工质量降低，通过视觉检测部检测加工螺纹质量，可以及时判断这种情况，避免出现质量问题。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明一优选实施例的钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置的结构示意图；
图2是本发明一优选实施例的动力部的结构示意图；
图3是本发明一优选实施例的复合刀具库换夹部的结构示意图；
图4是本发明一优选实施例的输送部、定位检测部及夹紧定位部的安装示意图；
图5是本发明一优选实施例的定位检测部的结构示意图；
图中标记分别表示为：1为动力部、2为复合刀具库换夹部、3为输送部、4为定位检测部、5为夹紧定位部、6为待加工钢筋、7为冷却排屑部、101为卡盘、102为转动动力部件、103为直线传动部件、104为辅助直线运动部件、105为防水罩、201为支撑部、202为支撑平台、203为复合刀具、204为夹爪部件、205为回转部件、206为竖直直线运动部件、207为辅助竖直直线运动部件、401为挡板、402为第一升降部件、403为检测传感器、501为水平夹紧定位部件、502为竖直夹紧定位部件。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
参照图1所示，为本发明一优选实施例的钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置的结构示意图，图中包括：动力部1、复合刀具库换夹部2、输送部3、定位检测部4和夹紧定位部5。
具体的，动力部1包括卡盘101，卡盘101上固定有气动夹爪，通过气动夹爪夹紧或松开复合刀具203，从而将复合刀具203装载在卡盘101上。卡盘101能做转动和水平直线运动，通过卡盘101转动带动复合刀具203转动，用以对待加工钢筋6进行剥肋攻丝加工作业；通过卡盘101水平直线运动带动复合刀具203水平移动，用以调节对待加工钢筋6的攻丝长度。
复合刀具库换夹部2为卡盘101提供不同规格的复合刀具203，同时实现不同规格的复合刀具203的换夹。复合刀具库换夹部2可移动至与卡盘101同轴位置，实现复合刀具203的换夹。
输送部3用于将待加工钢筋6输送至卡盘101的一侧，同时对待加工钢筋6与复合刀具203同轴粗定位。
定位检测部4设置于复合刀具203的一侧，定位检测部4用于对待加工钢筋6的加工端进行定位，同时感应钢筋是否输送至指定位置。
夹紧定位部5用于沿水平和竖直方向夹紧、定位待加工钢筋6，使待加工钢筋6沿水平和竖直方向与卡盘101同轴定位，以保证被夹紧待加工钢筋6剥肋攻丝的加工质量。
上述装置，由输送部3、定位检测部4和夹紧定位部5组成自动来料部，实现待加工钢筋6的来料自动化；由复合刀具库换夹部2配合动力部1的卡盘101，实现多种规格复合刀具自动换夹功能，提高复合刀具换夹效率；由动力部1转动复合刀具203对钢筋剥肋攻丝加工，实现钢筋剥肋攻丝无人化、柔性化数控加工、可兼容对接整线生产系统。
在其它部分优选实施例中，参照图2所示，动力部1包括转动动力部件102、直线传动部件103和辅助直线运动部件104。转动动力部件102与卡盘101同轴相连，转动动力部件102用于驱动卡盘101进行转动，从而带动复合刀具203转动。直线传动部件103与转动动力部件102相连，直线传动部件103带动转动动力部件102及卡盘101做水平直线运动，使复合刀具203沿待加工钢筋6方向伸缩。作为一优选方式，直线传动部件可以采用直线模组无极调节多种攻丝长度。辅助直线运动部件104与转动动力部件102滑动连接，用于支撑、导向转动动力部件102及卡盘101沿水平方向移动。作为一优选方式，辅助直线运动部件104采用导轨滑块机构。本实施例中采用直线传动部件，可以实现数控自动加工并无极调节长度攻丝。
在其它部分优选实施例中，参照图3所示，复合刀具库换夹部2包括：支撑部201、复合刀具库、竖直直线运动部件206和辅助竖直直线运动部件207。
具体的，复合刀具库安装于支撑部201，通过支撑部201使复合刀具库支撑于动力部1的上方。复合刀具库包括支撑平台202和回转部件205，其中，支撑平台202沿竖向设置于支撑部201上，支撑平台202上设有若干夹爪部件204，夹爪部件204用于夹紧固定复合刀具203，通过夹爪部件204夹紧或松开复合刀具203；回转部件205与支撑平台202的中心位置相连，通过回转部件205带动支撑平台202及复合刀具203转动，通过回转部件205转动，更换不同规格的复合刀具203进行攻丝，以匹配不同直径的钢筋。作为一优选方式，回转部件205包括圆盘形部件和动力机构，通过动力机构带动圆盘形部件转动。
竖直直线运动部件206设置于支撑部201上，竖直直线运动部件206可沿竖直方向作升降运动。竖直直线运动部件206与支撑平台202转动连接，通过竖直直线运动部件206带动支撑平台202沿竖直方向做直线运动。
辅助竖直直线运动部件207设置于支撑部201上，辅助竖直直线运动部件207通过滑动部件与支撑平台202转动连接，用于支撑、导向支撑平台202沿竖直方向移动。作为一优选方式，辅助竖直直线运动部件207为设置于支撑平台202两侧导轨滑块或导柱导套机构，以辅助支撑平台202做升降运动。
在其它部分优选实施例中，支撑平台202呈圆盘形；若干夹爪部件204绕回转部件205沿周向均匀分布于支撑平台202边缘上。
在其它部分优选实施例中，夹紧定位部5包括水平夹紧定位部件501和竖直夹紧定位部件502。
参照图4所示，水平夹紧定位部件501固定于输送部3的一侧。作为一优选方式，水平夹紧定位部件501与输送部3通过螺丝固定。水平夹紧定位部件501具有用于限制待加工钢筋6沿水平移动的第一夹持空间，通过第一夹持空间收紧以沿水平方向夹紧、定位待加工钢筋6，实现水平方向与复合刀具203同轴定位。作为一优选方式，水平夹紧定位部件501采用气动、电动或液压驱动实现水平夹紧，以夹紧多种规格钢筋。
竖直夹紧定位部件502固定于水平夹紧定位部件501端部。作为一优选方式，竖直夹紧定位部件502与水平夹紧定位部件501端部通过螺塞固定。竖直夹紧定位部件502具有用于限制待加工钢筋6沿竖向移动的第二夹持空间，通过第二夹持空间收紧以沿竖直方向夹紧、定位待加工钢筋6，实现竖直方向同复合刀具203同轴定位。作为一优选方式，竖直夹紧定位部件502通过气动、电动或液压驱动实现竖向夹紧，以夹紧多种规格钢筋。
在其它部分优选实施例中，参照图5所示，定位检测部4包括：第一升降部件402、挡板401和检测传感器403。
第一升降部件402可沿竖直方向作升降运动。挡板401与第一升降部件402相连，挡板401对待加工钢筋6的加工端进行定位，通过第一升降部件402带动挡板401及检测传感器403可沿竖直方向做升降运动。待加工钢筋6经输送部3输送接触挡板401定位。
检测传感器403安装挡板401的内侧面上，通过检测传感器403感应待加工钢筋6是否到达指定位置。即可在挡板401对待加工钢筋6端部进行定位的同时通过检测传感器403检测待加工钢筋6到位来料。当经定位检测部4对钢筋的端部进行检测、定位后，确保待加工钢筋6与复合刀具203同轴布置，然后驱动水平夹紧定位部件501、竖直夹紧定位部件502夹紧待加工钢筋6，以实现待加工钢筋6水平、竖向定位。作为一优选方式，挡板401构成开口向下凹槽，凹槽的空间与待加工钢筋6的外径相匹配。通过凹槽从上向下可插于待加工钢筋6上。检测传感器403安装于凹槽的内侧两边上。
在其它部分优选实施例中，输送部3包括第二升降部件、输送部件和辅助升降运动部件。第二升降部件可沿竖直方向作升降运动。输送部件与第二升降部件相连，通过第二升降部件带动输送部件沿竖直方向做升降运动，用以调节待加工钢筋6位置，使多种规格的待加工钢筋6与复合刀具203同轴布置。辅助升降运动部件与输送部件滑动连接，用以支撑、导向输送部件沿竖直方向移动。作为一优选方式，辅助升降运动部件可以采用导柱导套或导轨滑块机构实现其辅助功能。
在其它部分优选实施例中，钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置包括：冷却排屑部7，冷却排屑部7包括：防水罩105、过滤网和冷却循环管路。防水罩105罩设于卡盘101及复合刀具203外部。过滤网安装于卡盘101下方，通过过滤网过滤切削液中的铁屑；进一步的，冷却循环管路包括收集装置、第一管路、冷却泵和第二管路，将经滤网过滤后收集的切削液通过第一管路输送至冷却泵进行冷却，再通过第二管路将冷却后的切削液泵送到动力部1的攻丝位置。通过设置冷却排屑部7延长复合刀具203的使用寿命，提高剥肋攻丝质量，同时实现对切削液的循环利用，降低成本。
为了进一步提升加工质量，在一些实施例中，钢筋剥肋及螺纹自动化加工设备还可以包括视觉检测部，用于自动检测加工后螺纹的质量视，即，觉检测部在钢筋攻丝完成后的工位处，用于自动检测加工后的螺纹外径、长度以及牙型角的质量。具体的，视觉检测部获取对应产品的图像信息，然后自动检测螺纹外径、牙型角和长度，比如，可以通过卷积神经网络检测出钢筋螺纹区域，获得对应的像素掩码，通过像素长度转换为实际尺寸。根据检测的螺纹外径、牙型角和长度，与加工要求的参数进行对比分析，判断加工产品是否合格或异常。同时，采用分类模型，通过分类的方式对合格与不合格的牙型进行二次分类处理。本实施例通过设置视觉检测部，如检测到加工产品质量异常，则将不符合质量要求的产品筛选出来；另外，通过视觉检测部检测的加工螺纹质量，可以及时判断因刀具磨损导致攻牙加工质量降低的情况，避免出现质量问题。
本发明上述实施例中的钢筋剥肋及螺纹自动化加工设备，实现钢筋剥肋攻丝无人化，实现多种规格的钢筋来料定位自动化，多种规格的复合刀具库自动换夹；提高工作效率和加工质量，同时降低成本。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。同样的，单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。
本领域那些技术人员可以理解，除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书中公开的所有特征以及如此公开的任何装置的所有过程或单元进行组合。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质。
Claims (10)
1.一种钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置，其特征在于，包括：
动力部，包括用于装载不同规格的复合刀具的卡盘，所述卡盘能做转动和水平直线运动，通过所述卡盘转动带动所述复合刀具转动，对待加工钢筋进行剥肋攻丝加工作业；通过所述卡盘水平直线运动带动所述复合刀具水平移动，调节对待加工钢筋的攻丝长度；
复合刀具库换夹部，为所述卡盘提供不同规格的复合刀具，同时实现所述卡盘上不同规格的复合刀具的换夹；
输送部，将待加工钢筋输送至所述卡盘的一侧，同时对所述待加工钢筋与所述复合刀具同轴粗定位；
定位检测部，设置于所述复合刀具的一侧，对所述待加工钢筋的加工端进行定位，同时感应所述钢筋是否输送至指定位置；
夹紧定位部，沿水平和竖直方向夹紧、定位所述待加工钢筋，使所述待加工钢筋沿水平和竖直方向与所述卡盘同轴定位。
2.根据权利要求1所述的钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置，其特征在于，所述动力部还包括：
转动动力部件，与所述卡盘同轴相连，所述转动动力部件用于驱动所述卡盘转动；
直线传动部件，与所述转动动力部件相连，所述直线传动部件带动所述转动动力部件及所述卡盘做水平直线运动；
辅助直线运动部件，与所述转动动力部件滑动连接，用于支撑导向所述转动动力部件及所述卡盘沿水平方向移动。
3.根据权利要求1所述的钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置，其特征在于，所述复合刀具库换夹部包括：
支撑部；
设置于所述支撑部上的复合刀具库，所述复合刀具库包括支撑平台和回转部件，其中，所述支撑平台沿竖向设置于所述支撑部上，所述支撑平台上设有若干夹爪部件，所述夹爪部件用于夹紧固定所述复合刀具；所述回转部件与所述支撑平台的中心位置相连，通过所述回转部件带动所述支撑平台及所述复合刀具转动；
设置于所述支撑部上的竖直直线运动部件，所述竖直直线运动部件与所述支撑平台转动连接，通过所述竖直直线运动部件带动所述支撑平台沿竖直方向做直线运动；
设置于所述支撑部上的辅助竖直直线运动部件，所述辅助竖直直线运动部件通过滑动部件与所述支撑平台转动连接，用于支撑导向所述支撑平台沿竖直方向移动。
4.根据权利要求3所述的钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置，其特征在于，
所述支撑平台呈圆盘形；
所述若干夹爪部件绕所述回转部件沿周向均匀分布于所述支撑平台边缘上。
5.根据权利要求1所述的钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置，其特征在于，所述夹紧定位部包括：
水平夹紧定位部件，设置于所述输送部的一侧，所述水平夹紧定位部件具有用于限制所述待加工钢筋沿水平移动的第一夹持空间，通过所述第一夹持空间收紧以沿水平方向夹紧、定位所述待加工钢筋，实现所述待加工钢筋水平方向与所述复合刀具同轴定位；
竖直夹紧定位部件，设置于所述水平夹紧定位部件端部，所述竖直夹紧定位部件具有用于限制所述待加工钢筋沿竖向移动的第二夹持空间，通过所述第二夹持空间收紧以沿竖直方向夹紧、定位所述待加工钢筋，实现所述待加工钢筋竖直方向与所述复合刀具同轴定位。
6.根据权利要求1所述的钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置，其特征在于，所述定位检测部包括：
第一升降部件；
与所述第一升降部件相连的挡板，所述挡板对所述待加工钢筋的加工端进行定位，通过所述第一升降部件带动所述挡板沿竖直方向做升降运动；
检测传感器，设置于所述挡板上，通过所述检测传感器感应所述待加工钢筋是否到达指定位置。
7.根据权利要求6所述的钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置，其特征在于，所述挡板构成开口向下凹槽，所述凹槽的空间与所述待加工钢筋的外径相匹配。
8.根据权利要求1所述的钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置，其特征在于，所述输送部包括：
第二升降部件；
与所述第二升降部件相连的输送部件，通过所述第二升降部件带动所述输送部件沿竖直方向做升降运动，用以调节所述待加工钢筋的位置，能使不同规格的所述待加工钢筋与所述复合刀具同轴布置；
辅助升降运动部件，与所述输送部件滑动连接，用以支撑导向所述输送部件沿竖直方向移动。
9.根据权利要求1所述的钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置，其特征在于，还包括：冷却排屑部，所述冷却排屑部包括：
设置于所述卡盘及所述复合刀具外部的防水罩；
设置于所述卡盘下方的用于过滤切削液铁屑的过滤网；
冷却循环管路，收集经所述过滤网过滤后的切削液，并将收集的切削液经冷却后循环利用。
10.根据权利要求1-9任一项所述的钢筋剥肋及螺纹自动化加工装置，其特征在于，还包括：视觉检测部，所述视觉检测部在钢筋攻丝完成后，自动检测加工后的螺纹外径、长度以及牙型角的质量。
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