CN115122414A - 线型材智能加工切割系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种线型材智能加工切割系统，涉及金属或非金属线型材加工技术领域，该线型材智能加工切割系统包括顺次相连的上料机构、加工切割机构以及出料码料机构；还包括信号输送模块，信号输送模块同时与加工切割机构、上料机构和出料码料机构电连接。本发明的夹具设计，对任何截面形状任何材质的线型材，都能自动夹取，移动，实现自动加工切割，整个加工过程有序衔接，实现了线型材的自动上料，自动完成特定加工程序，包括定尺切断，产品自动出料和自动码放，整个过程实现了无人值守，1名工人可同时看管多台线型材加工设备，使其同时运行，降低了劳动强度并提高了工作效率与精确度，降低了企业的生产成本，提高了产品质量。

Description

线型材智能加工切割系统

技术领域

本发明涉及金属或非金属线型材加工技术领域，尤其是涉及一种线型材智能加工切割系统。

背景技术

金属或非金属线型材加工设备使用企业在使用过程中，经常需要对线型材进行切断或进行其它加工处理。目前在线型材的加工切割工作时，通常是使用加工切割机对线型材进行加工切割，但是使用加工切割机对线型材加工切割时需要人工对线型材进行上料和下料，也需要人工对加工切割的线型材长度进行测量，上料和下料过程劳动强度大，加工效率低下，同时也存在加工精度低的缺陷。

虽然公告号为CN202106101U、名称为“用于加工切割大型线型材的立式带锯床”的中国实用新型专利公开了采用带锯床实现对钢管的加工切割，但是由于上料和下料还均为人工操作，针对大批量钢管进行加工切割时，依然存在效率偏低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种线型材智能加工切割系统，以解决现有技术中线型材加工切割由于上料和下料需要人工操作，针对大批量钢管进行加工切割时，依然存在效率偏低的技术问题。由于线型材的横截面千奇百怪，无规律可循，从两端夹取进行搬运是一个技术难关，一直没有一个有效的办法可以实用。

为了实现目的，本发明提供了一种线型材智能加工切割系统，包括上料机构，所述上料机构的一对夹具，用于搬运线型材，以聚合度为30-60％的酚醛树脂，混入30–50％的二氧化硅或二氧化钛，并加入固化剂，将碳纤维布多层铺设在树脂混合料中，制成树脂混合料，放入深度150毫米截面大于所述线型材的不锈钢夹具杯中；将截面增厚 2-3毫米的长度200～300毫米的线型材的一段，喷上脱模剂，插入树脂混合料中，待树脂混合料完全固化后，取出线型材，形成所述夹具；使用一对所述夹具，从两端夹取所述线型材，用二维移动系统对所述线型材进行搬运，形成万能线型材上料系统；

包括加工切割机构和出料码料机构，所述上料机构、所述加工切割机构以及所述出料码料机构顺次相接，所述上料机构用于将线型材转移至所述加工切割机构，所述出料码料机构用于将加工切割后的线型材向外输送；

还包括信号输送模块，所述信号输送模块同时与所述上料机构、所述加工切割机构和所述出料码料机构电连接，所述加工切割机构将加工切割完成的动作信号通过所述信号输送模块传递给所述上料机构和所述出料码料机构，所述上料机构进行补料，所述出料码料机构进行卸料。

根据一种可选实施方式，所述信号输送模块设为开关量信号。

根据一种可选实施方式，所述上料机构包括上料平台，所述上料平台的一侧设有储料架和线型材转移组件，线型材顺着所述储料架的长度方向搁置，所述线型材转移组件设于所述储料架的两端，用于从两端夹住所述线型材；

所述上料平台上设有拉料模组和托辊，所述拉料模组上设有度量尺，所述线型材转移组件将所述储料架内的所述线型材转移至所述托辊上，所述拉料模组用于将所述托辊上的所述线型材转移至所述加工切割机构。

根据一种可选实施方式，所述上料机构还包括缓冲托架和拨料杆，所述缓冲托架位于所述上料平台与所述储料架之间，用于暂时存放所述线型材，所述拨料杆设于所述上料平台上，用于将所述缓冲托架上的所述线型材转移至所述托辊上。

根据一种可选实施方式，所述线型材转移组件包括用于从两端夹住所述线型材的线型材夹具和三维移动装置，所述线型材夹具安装于所述三维移动装置上，且均朝向所述储料架。

根据一种可选实施方式，所述储料架的截面设为U型，且所述储料架的宽度可调节。

根据一种可选实施方式，所述出料码料机构包括出料平台，所述出料平台上设有托辊，所述托辊的上方设有接料器，所述接料器安装于移动装置上，所述出料平台的一侧设有码料托盘，所述接料器在所述移动装置的带动下用于将置于所述托辊上的线型材转移至所述码料托盘上。

根据一种可选实施方式，所述移动装置设为二维移动装置，所述二维移动装置朝向所述托辊。

本发明提供的线型材智能加工切割系统，具有以下技术效果：

该种线型材智能加工切割系统，主要由信号输送模块、上料机构、加工切割机构和出料码料机构构成，信号输送模块同时与上料机构、加工切割机构和下料机构构成，上料机构用于将线型材转移至加工切割机构，加工切割机构用于加工切割线型材，出料码料机构用于将加工切割后的线型材向外输送，加工切割机构将加工切割完成的动作信号通过信号输送模块传递给上料机构和出料码料机构，上料机构进行补料动作，出料码料机构进行卸料动作，整个加工过程有序衔接，实现了线型材的自动逐根上料，自动完成特定加工程序，包括定尺切断，产品自动出料和自动码放，整个过程实现了无人值守，1名工人可同时看管多台线型材加工设备，使其同时运行，最大程度地节省了人工，降低了劳动强度并提高了工作效率与精确度，降低了企业的生产成本，提高了产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例线型材智能加工切割系统的立体结构示意图。

其中，图1：

1、上料机构；11、上料平台；12、储料架；13、线型材转移组件；131、X轴；132、Y轴；133、Z轴；134、线型材夹具；14、V 型托辊；15、拉料模组；151、度量尺；16、缓冲托架；17、拨料杆；

2、加工切割机构；21、切料平台；22、送料模组；23、夹钳； 24、加工切割机；25、导正组；251、导正孔；

3、出料码料机构；31、出料平台；32、滚轮型托辊；33、安装轴；34、接料器；35、出料码垛机Y轴；36、出料码垛机Z轴；37、码料托盘；

4、线型材。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解术语在本发明中的具体含义。

正如背景技术所述，现有技术中采用带锯床实现对钢管的加工切割，但是由于上料和下料还均为人工操作，针对大批量钢管进行加工切割时，依然存在效率偏低的问题。

基于此，本发明提供了一种线型材智能加工切割系统，主要由信号输送模块、上料机构、加工切割机构和出料码料机构构成，信号输送模块同时与上料机构、加工切割机构和下料机构构成，上料机构用于将线型材转移至加工切割机构，加工切割机构用于加工切割线型材，出料码料机构用于将加工切割后的线型材向外输送，加工切割机构将加工切割完成的动作信号通过信号输送模块传递给上料机构和出料码料机构，上料机构进行补料动作，出料码料机构进行卸料动作，整个加工过程有序衔接，实现了线型材的自动逐根上料，自动完成特定加工程序，包括定尺切断，产品自动出料和自动码放，整个过程实现了无人值守，1名工人可同时看管多台线型材加工设备，使其同时运行，最大程度地节省了人工，降低了劳动强度并提高了工作效率与精确度，降低了企业的生产成本，提高了产品质量。

下面结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。

实施例1：

本实施例提供的线型材4智能加工切割系统，如图1所示，包括信号输送模块、上料机构1、加工切割机构2以及出料码料机构3，信号输送模块优选为开关量信号，信号输送模块同时与加工切割机构 2、上料机构1和出料码料机构3电连接，上料机构1、加工切割机构2以及出料码料机构3顺次相接，加工切割机构2用于加工切割线型材4，出料码料机构3用于将加工切割后的线型材4向外输送。

具体控制过程为：

(1)上料机构1通过信号输送模块计算出合适的上料时机，给予加工切割机构2自动供料；

(2)加工切割机构2进行加工切割动作，出料码料机构3向外输送线型材4，加工切割机构2将要切完最后一根线型材4时，通过信号输送模块发出信号；

(3)上料机构1上料给加工切割机构2；

(4)加工切割机构2动作完成后，再次和上料机构1进行信号交互，如果上料机构1动作没有完成，加工切割机构2等待上料机构 1自动上料，如果上料机构1上料动作完成，加工切割机构2自动进行下一步动作。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，如图1所示，上料机构1进一步包括上料平台11，上料平台11优选为一立方体结构，水平放置。

需要说明的是，本发明对于上料平台11的具体结构不作限定，只要能够达到支撑的目的，均在本发明的保护范围之内。

如图1所示，上料平台11的一侧设有储料架12和线型材4转移组件13。

储料架12，线型材4顺着储料架12的长度方向搁置，截面优选为U型结构，线型材4放置在U型结构的储料架12内。

储料架12的U型结构的槽宽可调节，具体的，U型结构的内部设有调节连杆，调节连杆沿着槽宽方向设置，且形状可根据成捆线型材4的形状发生变化，实现成捆的线型材4有序无间隔摆放。

例如，针对方形或者矩形的成捆线型材4，调节连杆变化为与成捆线型材4的形状一致，其高度和宽度为捆内线型材4的高度和宽度之和；针对圆形成捆线型材4，调节连杆变化为正六边形，其高度的计算公式为(1+(n-1)√3/2)D，其宽度的计算公式为nD，其中n为捆内线型材4的层数，D为线型材4的直径。

储料架12的U型结构的其中一个侧壁设为可移动的，通过改变两个侧壁之间的距离，实现储料架12的U型结构的槽宽的调节。

另外，储料架12的U型结构的槽宽的调节方式不局限于通过增加调节连杆和移动侧壁的方式实现，只要能够达到调节U型结构的槽宽的目的，均在本发明的保护范围之内。

储料架12内设有报警器，当储料架12内没有线型材4时，报警提示工人上料。

线型材4转移组件13，如图1所示，包括线型材夹具134和三维移动装置，三维移动装置包括X轴131、Y轴132和Z轴133，Y 轴132安装在X轴131的上方，Z轴133安装在Y轴132的上方，线型材夹具134安装在Z轴133上，朝向储料架12安装，线型材夹具134和三维移动装置成对出现，位于储料架12的两端，X轴131、 Y轴132和Z轴133能够实现线型材夹具134在X、Y和Z方向上的移动，以对储料架12上的不同线型材4进行分别转移，线型材夹具 134则能够从两侧勾住线型材4。

如图1所示，上料平台11上设有拉料模组15和托辊，托辊优选为V型托辊14，线型材4位于V型托辊14内，拉料模组15实现线型材4的移动，托辊实现对线型材4的托举，两端的线型材夹具134 用于将储料架12内的线型材4转移至托辊上，拉料模组15用于将托辊上的线型材4转移至加工切割机构2。

如图1所示，拉料模组15上设有度量尺151，拉料模组15与信号输送模块电连接，用于拉动线型材4前进的同时，还能够标记线型材4的截断位置，实现线型材4的定尺切断。

如图1所示，上料机构1还包括缓冲托架16和拨料杆17，缓冲托架16用于暂时存放线型材4，拨料杆17用于将缓冲线型材4上的线型材4拨动至托辊上，缓冲托架16位于上料平台11与储料架12 之间，拨料杆17设于上料平台11上。

具体过程为：上料机构1的PLC通过设定的参数，自动获得线型材4在储料架12上的位置信号以及计算出线型材夹具134的行走路径，线型材夹具134首先把线型材4运送到缓存托架上，然后通过信号配合自动计算出合适的上料时机，给与切管机构自动供料。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上，进一步的，如图1所示，加工切割机构2可以是激光管材加工加工切割机、液压切断机、冷锯或者带锯，只要能够达到加工切割线型材的目的，均在本实用新型的保护范围之内，本实用新型对加工切割机构2的具体构造不作限定。

例如，加工切割机构2包括切料平台21，切料平台21也为一长方体结构，顶面与上料平台11的顶面平齐，切料平台21紧邻上料平台11设置，切料平台21上设有送料模组22和夹钳23，送料模组22 位于靠近上料机构1的一侧，夹钳23上方设有加工切割机24，当送料模组22将线型材4输送至夹钳23上时，加工切割机24能够实现对线型材4的加工切割，送料模组22继续向前推动被切断的线型材 4，将被切断的线型材4推动至出料码料机构3的出料平台31上。

其中，送料模组22能够达到输送线型材4的目的即可，对于具体的结构，本发明不作限定。

为了防止线型材4发生偏斜，如图1所示，切料平台21上还设有导正组25，导正组25位于切料平台21的端部，且靠近上料平台 11。

导正组25竖直布置，中间具有一个导正孔251，线型材4能够从导正孔251内通过，线型材4通过的过程中，实现对线型材4的导正。

实施例4：

本实施例在实施例3的基础上，进一步的，如图1所示，出料码料机构3包括出料平台31，出料平台31也为一长方体结构，顶面与切料平台21的顶面平齐，出料平台31上设有托辊，托辊的上方设有接料器34，接料器34安装于二维移动平台上，出料平台31的一侧设有码料托盘37，接料器34用于将置于托辊上的线型材4转移至码料托盘37上。

托辊优选为带环状V型槽的滚轮型托辊32，出料平台31沿着宽度方向设有安装轴33，滚轮型托辊32安装在安装轴33上，滚轮型托辊32能够在安装轴33上进行360度转动，从而实现被切断的线型材4在出料平台31上移动的同时，还减少了线型材4的摩擦力。

二维移动平台则包括出料码垛机Z轴36和出料码垛机Y轴35，出料码垛机Y轴35通过立柱安装在出料平台31的上方，出料码垛机Z轴36安装于出料码垛机Y轴35的一侧，接料器34位于出料码垛机Y轴35的末端，通过出料码垛机Z轴36和出料码垛机Y轴35 实现接料器34在Z轴133和Y轴132方向的移动。

具体过程为：

(1)出料码料机构3和加工切割机构2通过开关量信号相连接，当码料托盘37码满后，声光提示和触摸屏提示工人料满，同时发出信号给加工切割机构2，加工切割机构2接到信号后暂停切料，待出料码料机构3部分处理完成后，工人按下启动按钮就可以继续运行；

(2)出料码料机构3故障时也会声光报警，触摸屏提示，并发出信号给加工切割机构2，加工切割机构2收到信号后暂停。

线型材4智能加工切割系统的整个动作过程为：

(1)储料架12用来放置准备切断的整捆线型材4；

(2)右线型材夹具134和左线型材夹具134通过PLC微电脑控制，沿X轴131、Z轴133和Y轴132等移动来穿取线型材4，夹取一根线型材4后放置到缓存托架上；

(3)通过拨料杆17运行，把缓存托架上的线型材4拨到托辊上；

(4)拉料模组15把托辊上的线型材4往加工切割机构2运送，利用导正组25来导正线型材4方向后进入到送料模组22中；

(5)送料模组22把线型材4送入到夹钳23位置后夹紧，切断机把线型材4切断；

(6)切断的线型材4在后续送料模组22夹持的管推动下，进入到出料码料机构3的滚轮型托辊32上；

(7)接料器34把滚轮型托辊32上切断的线型材4吸取上来后，沿出料码垛机Z轴36和出料码垛机Y轴35移动，最终把切断的线型材4整齐码放到码料托盘37上面。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种线型材智能加工切割系统，其特征在于，包括上料机构，所述上料机构的一对夹具，用于搬运线型材，以聚合度为30-60％的酚醛树脂，混入30–50％的二氧化硅或二氧化钛，并加入固化剂，将碳纤维布多层铺设在树脂混合料中，制成树脂混合料，放入深度150毫米截面大于所述线型材的不锈钢夹具杯中；将截面增厚2-3毫米的长度200～300毫米的线型材的一段，喷上脱模剂，插入树脂混合料中，待树脂混合料完全固化后，取出线型材，形成所述夹具；使用一对所述夹具，从两端夹取所述线型材，用二维移动系统对所述线型材进行搬运，形成万能线型材上料系统；

包括加工切割机构和出料码料机构，所述上料机构、所述加工切割机构以及所述出料码料机构顺次相接，所述上料机构用于将线型材转移至所述加工切割机构，所述出料码料机构用于将加工切割后的线型材向外输送；

还包括信号输送模块，所述信号输送模块同时与所述上料机构、所述加工切割机构和所述出料码料机构电连接，所述加工切割机构将加工切割完成的动作信号通过所述信号输送模块传递给所述上料机构和所述出料码料机构，所述上料机构进行补料，所述出料码料机构进行卸料。

2.根据权利要求1所述的线型材智能加工切割系统，其特征在于，所述信号输送模块设为开关量信号。

3.根据权利要求1所述的线型材智能加工切割系统，其特征在于，所述上料机构包括上料平台，所述上料平台的一侧设有储料架和线型材转移组件，线型材顺着所述储料架的长度方向搁置，所述线型材转移组件设于所述储料架的两端，用于从两端夹住所述线型材；

所述上料平台上设有拉料模组和托辊，所述拉料模组上设有度量尺，所述线型材转移组件将所述储料架内的所述线型材转移至所述托辊上，所述拉料模组用于将所述托辊上的所述线型材转移至所述加工切割机构。

4.根据权利要求3所述的线型材智能加工切割系统，其特征在于，所述上料机构还包括缓冲托架和拨料杆，所述缓冲托架位于所述上料平台与所述储料架之间，用于暂时存放所述线型材，所述拨料杆设于所述上料平台上，用于将所述缓冲托架上的所述线型材转移至所述托辊上。

5.根据权利要求3所述的线型材智能加工切割系统，其特征在于，所述线型材转移组件包括用于从两端夹住所述线型材的线型材夹具和三维移动装置，所述线型材夹具安装于所述三维移动装置上，且均朝向所述储料架。

6.根据权利要求3所述的线型材智能加工切割系统，其特征在于，所述储料架的截面设为U型，且所述储料架的宽度可调节。

7.根据权利要求1-6任一所述的线型材智能加工切割系统，其特征在于，所述出料码料机构包括出料平台，所述出料平台上设有托辊，所述托辊的上方设有接料器，所述接料器安装于移动装置上，所述出料平台的一侧设有码料托盘，所述接料器在所述移动装置的带动下用于将置于所述托辊上的线型材转移至所述码料托盘上。

8.根据权利要求7所述的线型材智能加工切割系统，其特征在于，所述移动装置设为二维移动装置，所述二维移动装置朝向所述托辊。

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