CN116237579B - 一种自动化型材加工生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化型材加工生产线，涉及型材加工技术领域，包括输送组件、切割组件和安装架，所述输送组件包括两个支撑架，在所述支撑架上固定设置有用于放置型材的导向槽杆，两个所述导向槽杆共线设置，并且所述支撑架上设置有用于驱动型材移动的驱动装置；所述切割组件包括外框、转动轴、驱动电机以及刀轮，所述转动轴转动设置于外框轴线位置，所述驱动电机固定设置于外框顶部，所述刀轮转固定设置于转动轴上，所述转动轴与驱动电机之间传动连接，所述刀轮所在平面与型材之间夹角为45°。本发明通过设置气缸和切割组件，在对型材进行切割时，使型材端面形成45°的夹角，无需工人进行二次裁切，可直接进行拼装，提高加工效率。

Description

一种自动化型材加工生产线

技术领域

本发明涉及型材加工技术领域，尤其涉及一种自动化型材加工生产线。

背景技术

型材是指金属经过塑性加工成形、具有一定断面形状和尺寸的直条状，常用作门窗的框体材料，型材在生产时，需要按照客户需求加工成一定长度，生产线上会设置切割装置，对整条型材进行切割，将型材切割成合适的规格进行打包出厂。

常规的裁切方式都是使用切割片垂直于型材对其进行切断，使型材形成平整的断面，参照图1，门窗框架实际安装时，为了提高连接强度和美观性，两垂直的型材的连接处一般做45°的切面，并将两个切面通过五金件拼接，因此现有的生产线加工出的型材一般难以直接进行使用，需要人工手动对型材的边角进行裁切，不但费时费力，操作难度大，并且每次裁切都会产生部分边角料，造成资源的浪费。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有生产线对型材进行切割时，切割端面难以适配实际使用，导致后续需要人工裁切修改，费时费力的问题，而提出的一种自动化型材加工生产线。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种自动化型材加工生产线，包括：

输送组件，所述输送组件包括两个支撑架，在所述支撑架上固定设置有用于放置型材的导向槽杆，两个所述导向槽杆共线设置，并且所述支撑架上设置有用于驱动型材移动的驱动装置；

切割组件，所述切割组件包括外框、转动轴、驱动电机以及刀轮，所述转动轴转动设置于外框轴线位置，所述驱动电机固定设置于外框顶部，所述刀轮转固定设置于转动轴上，所述转动轴与驱动电机之间传动连接，所述刀轮所在平面与型材之间夹角为45°；

安装架，所述安装架垂直设置于两个支撑架之间，所述切割组件位于安装架内并对应导向槽杆设置，所述安装架内顶部固定设置有垂直向下设置的气缸，在所述气缸的伸缩端固定设置有连接框，所述外框顶部固定设置有连接杆，所述连接杆延伸入连接框内并与连接框转动连接，所述连接杆与连接框之间设置有旋转装置，在所述气缸上下伸缩一次后，使所述切割组件旋转90°。

优选地，所述导向槽杆的横截面呈开口向上的“C”型设置，且所述导向槽杆两内侧壁的间距大于型材宽度。

优选地，所述驱动装置包括伺服电机，所述伺服电机通过支杆与支撑架固定连接，所述导向槽杆两侧壁均开设有多个线性阵列分布的安装口，所述导向槽杆外壁转动设置有对应安装口设置的驱动轮，所述驱动轮延伸入安装口并与型材侧壁相抵，位于同一侧的多个所述驱动轮之间传动连接，所述伺服电机与其中一个驱动轮转轴同轴固定连接。

优选地，所述驱动轮为具有弹性的橡胶轮，且所述驱动轮的外周面设置有防滑纹路。

优选地，所述驱动轮转轴上固定设置有链轮，相邻两个所述驱动轮转轴上的链轮之间通过链条传动连接。

优选地，所述导向槽杆内底部转动设置有多个滚柱，多个所述滚柱沿导向槽杆的长度方向阵列分布，且所述滚柱垂直于导向槽杆设置。

优选地，所述旋转装置包括固定设置于连接杆端部的大齿轮，所述大齿轮与连接杆之间设置有单向轴承，所述连接框上转动设置有换向柱，所述换向柱底端固定设置有与大齿轮啮合连接的小齿轮，所述换向柱外周面开设有换向槽，所述安装架内壁固定设置有导向柱，所述导向柱延伸入换向槽内并与换向槽内壁相抵。

优选地，所述大齿轮的有效齿数是小齿轮有效齿数的四倍，在所述小齿轮转动一圈时，驱动所述大齿轮转动90°。

优选地，所述换向槽包括螺旋段和垂直段，所述螺旋段位于垂直段的下方，所述螺旋段的旋转角度为360°。

优选地，所述转动轴与驱动电机的输出端均固定设置有带轮，两个所述带轮之间通过皮带传动连接。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明通过设置支撑架、导向槽杆可以将型材进行定向稳定输送，并且通过设置伺服电机，可以对型材输送的距离以及位置进行控制，通过设置气缸和切割组件，切割组件中刀轮与型材之间为45°夹角，在对型材进行切割时，使型材端面形成45°的夹角，型材在安装时，无需工人进行二次裁切，工人可直接进行拼装，提高加工效率，并且通过设置大齿轮、小齿轮、换向柱和导向柱，在气缸驱动切割组件在完成一次切割时，随着气缸缩回，带动换向柱上移，使换向柱在导向柱的作用下转动360°，通过大齿轮和小齿轮配合，使连接杆转动90°，此时切割组件中刀轮与型材之间的夹角变为135°，待切割组件再次切割型材时，使成品型材两端形成方向相反的45°切面，便于型材的拼接，降低后续工人的操作难度，并且减少边角料的产生，降低资源的浪费，解决了现有生产线对型材进行切割时，切割端面难以适配实际使用，导致后续需要人工裁切修改，费时费力的问题。

附图说明

图1为现有技术型材安装结构示意图；

图2为本发明提出的一种自动化型材加工生产线的整体结构示意图一；

图3为本发明提出的一种自动化型材加工生产线的整体结构示意图二；

图4为本发明提出的一种自动化型材加工生产线中输送组件的结构示意图；

图5为本发明提出的一种自动化型材加工生产线中切割组件的结构示意图；

图6为本发明提出的一种自动化型材加工生产线型材切割效果的结构示意图；

图7为图2中A处的放大图；

图8为本发明提出的一种自动化型材加工生产线中换向柱的结构示意图。

图中：1、安装架；2、支撑架；3、导向槽杆；4、外框；5、转动轴；6、驱动电机；7、刀轮；8、气缸；9、连接框；10、连接杆；11、伺服电机；12、驱动轮；13、滚柱；14、大齿轮；15、换向柱；16、小齿轮；17、换向槽；171、螺旋段；172、垂直段；18、导向柱；19、带轮；20、皮带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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。

参照图2-3，一种自动化型材加工生产线，包括输送组件、安装架1和切割组件，输送组件用于对型材进行稳定地输送，切割组件用于对型材进行切断，将型材切割成合适的长度规格。

参照图4，输送组件包括两个支撑架2，支撑架2通过角铁焊接形成梯形框架结构，使支撑架2具有较高的稳定性，在支撑架2上固定设置有用于放置型材的导向槽杆3，导向槽杆3位于支撑架2的顶端，并且导向槽杆3处于水平状态，两个导向槽杆3共线设置，使型材可以从一个导向槽杆3顺利过渡至另一个导向槽杆3上，并且支撑架2上设置有用于驱动型材移动的驱动装置，通过驱动装置对型材提供前进的动力，使型材可以沿着导向槽杆3的长度方向进行运动。

导向槽杆3的横截面呈开口向上的“C”型设置，型材放置在导向槽杆3上方开口处，通过导向槽杆3的形状对型材进行横向限位，保证型材在输送过程的稳定性，且导向槽杆3两内侧壁的间距大于型材宽度，实际加工时，导向槽杆3两内侧壁的间距比型材宽度大1cm，保证型材稳定性的同时，降低型材与导向槽杆3内壁发生磨损的风险，保证型材加工的质量。

参照图4，驱动装置包括伺服电机11，伺服电机11为现有技术，将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，可以精度控制速度、位置，伺服电机11通过支杆与支撑架2固定连接，导向槽杆3两侧壁均开设有多个线性阵列分布的安装口，导向槽杆3外壁转动设置有对应安装口设置的驱动轮12，驱动轮12轴线处于垂直状态，驱动轮12延伸入安装口并与型材侧壁相抵，位于导向槽杆3两侧的驱动轮12对型材外壁进行抵压夹持，当驱动轮12转动时，驱动轮12与型材之间的摩擦力，驱动型材进行位移，位于同一侧的多个驱动轮12之间传动连接，因此在一个驱动轮12转动时，驱动同侧的全部驱动轮12转动，对型材进行输送，伺服电机11与其中一个驱动轮12转轴同轴固定连接，因此伺服电机11可以驱动驱动轮12进行转动，进而控制型材的移动，通过控制伺服电机11的转速以及启停，即可控制型材在导向槽杆3上的运动距离，型材的运动距离即对应型材的切割长度。

参照图5，切割组件包括外框4、转动轴5、驱动电机6以及刀轮7，切割组件位于两个支撑架2之间，两个支撑架2之间留有足够的空间，型材位于两个支撑架2之间处于悬空状态，因此切割组件可以无阻挡地向下运动对型材进行切割，转动轴5转动设置于外框4轴线位置，驱动电机6固定设置于外框4顶部，刀轮7转固定设置于转动轴5上，转动轴5与驱动电机6之间传动连接，驱动电机6转动带动转动轴5转动，转动轴5带动刀轮7转动，高速转动的刀轮7与型材接触时，对型材产生切割的效果，刀轮7在平面与型材之间夹角为45°，刀轮7对型材进行切割使型材形成45°的端面，有利于型材之间进行垂直拼接，不需要工人进行二次裁切，提高了加工效率。

参照图5，转动轴5与驱动电机6的输出端均固定设置有带轮19，两个带轮19之间通过皮带20传动连接，在驱动电机6转动时，通过皮带20带动转动轴5转动，实现刀轮7的快速旋转。

参照图2-3，安装架1垂直设置于两个支撑架2之间，切割组件位于安装架1内并对应导向槽杆3设置，切割组件设置于安装架1内，安装架1内顶部固定设置有垂直向下设置的气缸8，通过气缸8伸缩，控制切割组件的上下运动，实现对型材的切割，气缸8驱动切割组件运动时，在刀轮7与型材接触的过程中，需要控制伺服电机11停止转动，避免型材的运动与刀轮7发生干涉，在气缸8的伸缩端固定设置有连接框9，外框4顶部固定设置有连接杆10，连接杆10用于支撑整个切割组件，连接杆10延伸入连接框9内并与连接框9转动连接，连接杆10与连接框9之间设置有阻尼，使连接杆10在非外力作用下保持原有状态，有利于提高刀轮7切割角度的精确性，连接杆10与连接框9之间设置有旋转装置，在气缸8上下伸缩一次后，使切割组件旋转90°，参照图6，由于型材切割需要两端面呈角度相反的45°倾斜，按照同一个角度对照的话，其中一端面为45°，另一个端面为135°，通过旋转装置控制切割组件在完成一次切割后自动转动90°，实现对型材端面的连续切割，提高生产的连续性和自动化程度。

参照图7，旋转装置包括固定设置于连接杆10端部的大齿轮14，大齿轮14与连接杆10之间设置有单向轴承，在单向轴承的作用下，大齿轮14只能够单向驱动连接杆10转动，连接框9上转动设置有换向柱15，换向柱15底端固定设置有与大齿轮14啮合连接的小齿轮16，换向柱15转动带动小齿轮16转动，进而带动大齿轮14转动，使连接杆10转动，实现改变切割组件的切割角度，换向柱15外周面开设有换向槽17，安装架1内壁固定设置有导向柱18，导向柱18延伸入换向槽17内并与换向槽17内壁相抵，气缸8伸缩时，会带动换向柱15运动，换向柱15在运动过程中，换向槽17与导向柱18相抵，导向柱18位置固定，因此换向柱15只能根据换向槽17的轮廓改变状态。

参照图8，换向槽17包括螺旋段171和垂直段172，螺旋段171位于垂直段172的下方，螺旋段171的旋转角度为360°，气缸8带动换向柱15以及切割组件向下运动时，导向柱18抵压换向槽17的螺旋段171，使换向柱15转动180°，由于单向轴承作用，此时换向柱15转动，但是不驱动连接杆10转动，在切割组件完成对型材的切割后，气缸8缩回，带动切割组件和换向柱15上移，首先换向槽17上的螺旋段171与导向柱18配合，导向柱18与垂直段172位置不发生周向的位置变化，使切割组件顺利的移出型材，在切割组件移出型材后，导向柱18进入螺旋段171，随着气缸8的收缩，导向柱18抵压螺旋段171内壁，使换向柱15开始转动，并带动小齿轮16转动，小齿轮16转动带动大齿轮14转动，此时大齿轮14与连接杆10之间进行有效传动，使连接杆10带动切割组件改变角度。

参照图7，大齿轮14的有效齿数是小齿轮16有效齿数的四倍，在小齿轮16转动一圈时，驱动大齿轮14转动90°，刀轮7的初始状态与型材之间夹角为45°，在刀轮7完成切割后，在小齿轮16驱动大齿轮14转动90°，使刀轮7转换到与初始状态垂直的状态，再次对型材进行切割，使型材切割出135°的切面，使切割出的型材可以直接进行垂直拼接，不需要人工再次进行裁切斜角，有利于提高加工效率，减少型材的安装步骤，降低操作难度。

驱动轮12为具有弹性的橡胶轮，在驱动轮12余型材表面相抵时，会发生形变，使驱动轮12的表面与型材之间的接触面积增大，使驱动轮12可以更加有效的驱动型材移动，且驱动轮12的外周面设置有防滑纹路，有利于提高驱动轮12表面的摩擦力，降低驱动轮12与型材之间出现打滑的风险。

参照图4，驱动轮12转轴上固定设置有链轮，相邻两个驱动轮12转轴上的链轮之间通过链条传动连接，在其中一个驱动轮12转动时，通过链条带动相邻的一个驱动轮12转动，以此类推，在伺服电机11转动时，则全部的驱动轮12开始同步转动，实现驱动轮12转动的同步性，并且减少动力设备的投入。

参照图4，导向槽杆3内底部转动设置有多个滚柱13，多个滚柱13沿导向槽杆3的长度方向阵列分布，且滚柱13垂直于导向槽杆3设置，通过设置滚柱13，将型材与导向槽杆3内底部的滑动摩擦转换为型材与滚柱13之间的滚动摩擦，有利于降低型材传送过程中的摩擦阻力，降低型材的磨损。

本发明具体工作原理如下：

使用时，将型材放置于导向槽杆3上方开口内，启动伺服电机11带动驱动轮12转动，驱动轮12与型材之间的摩擦力，驱动型材进行位移，并且同时伺服电机11的转速和启停，可以精准控制型材的输送距离；

启动驱动电机6，通过皮带20带动转动轴5转动，使刀轮7的快速旋转，在型材到达指定位置后，启动气缸8，气缸8带动换向柱15以及切割组件向下运动时，导向柱18抵压换向槽17的螺旋段171，使换向柱15转动180°，由于单向轴承作用，此时换向柱15转动，但是不驱动连接杆10转动，在切割组件完成对型材端面的45°切割，完成切割后，气缸8缩回，带动切割组件和换向柱15上移，首先换向槽17上的螺旋段171与导向柱18配合，导向柱18与垂直段172位置不发生周向的位置变化，使切割组件顺利的移出型材，在切割组件移出型材后，导向柱18进入螺旋段171，随着气缸8的收缩，导向柱18抵压螺旋段171内壁，使换向柱15开始转动，并带动小齿轮16转动，小齿轮16转动带动大齿轮14转动，此时大齿轮14与连接杆10之间进行有效传动，小齿轮16转动360°，驱动大齿轮14转动90°，使刀轮7转换到与初始状态垂直的状态；

控制伺服电机11，使型材向前输送指定的距离后，停止伺服电机11的转动，再次对型材进行切割，使型材切割出135°的切面，使切割出的型材可以直接进行垂直拼接，不需要人工再次进行裁切斜角，有利于提高加工效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自动化型材加工生产线，其特征在于，包括：

输送组件，所述输送组件包括两个支撑架(2)，在所述支撑架(2)上固定设置有用于放置型材的导向槽杆(3)，两个所述导向槽杆(3)共线设置，并且所述支撑架(2)上设置有用于驱动型材移动的驱动装置；

切割组件，所述切割组件包括外框(4)、转动轴(5)、驱动电机(6)以及刀轮(7)，所述转动轴(5)转动设置于外框(4)轴线位置，所述驱动电机(6)固定设置于外框(4)顶部，所述刀轮(7)固定设置于转动轴(5)上，所述转动轴(5)与驱动电机(6)之间传动连接，所述刀轮(7)所在平面与型材之间夹角为45°；

安装架(1)，所述安装架(1)垂直设置于两个支撑架(2)之间，所述切割组件位于安装架(1)内并对应导向槽杆(3)设置，所述安装架(1)内顶部固定设置有垂直向下设置的气缸(8)，在所述气缸(8)的伸缩端固定设置有连接框(9)，所述外框(4)顶部固定设置有连接杆(10)，所述连接杆(10)延伸入连接框(9)内并与连接框(9)转动连接，所述连接杆(10)与连接框(9)之间设置有旋转装置，在所述气缸(8)上下伸缩一次后，使所述切割组件旋转90°；

所述导向槽杆(3)的横截面呈开口向上的“C”型设置，且所述导向槽杆(3)两内侧壁的间距大于型材宽度；

所述驱动装置包括伺服电机(11)，所述伺服电机(11)通过支杆与支撑架(2)固定连接，所述导向槽杆(3)两侧壁均开设有多个线性阵列分布的安装口，所述导向槽杆(3)外壁转动设置有对应安装口设置的驱动轮(12)，所述驱动轮(12)延伸入安装口并与型材侧壁相抵，位于同一侧的多个所述驱动轮(12)之间传动连接，所述伺服电机(11)与其中一个驱动轮(12)转轴同轴固定连接；

所述旋转装置包括固定设置于连接杆(10)端部的大齿轮(14)，所述大齿轮(14)与连接杆(10)之间设置有单向轴承，所述连接框(9)上转动设置有换向柱(15)，所述换向柱(15)底端固定设置有与大齿轮(14)啮合连接的小齿轮(16)，所述换向柱(15)外周面开设有换向槽(17)，所述安装架(1)内壁固定设置有导向柱(18)，所述导向柱(18)延伸入换向槽(17)内并与换向槽(17)内壁相抵；

所述大齿轮(14)的有效齿数是小齿轮(16)有效齿数的四倍，在所述小齿轮(16)转动一圈时，驱动所述大齿轮(14)转动90°；

所述换向槽(17)包括螺旋段(171)和垂直段(172)，所述螺旋段(171)位于垂直段(172)的下方，所述螺旋段(171)的旋转角度为360°。

2.根据权利要求1所述的一种自动化型材加工生产线，其特征在于，所述驱动轮(12)为具有弹性的橡胶轮，且所述驱动轮(12)的外周面设置有防滑纹路。

3.根据权利要求1所述的一种自动化型材加工生产线，其特征在于，所述驱动轮(12)转轴上固定设置有链轮，相邻两个所述驱动轮(12)转轴上的链轮之间通过链条传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动化型材加工生产线，其特征在于，所述导向槽杆(3)内底部转动设置有多个滚柱(13)，多个所述滚柱(13)沿导向槽杆(3)的长度方向阵列分布，且所述滚柱(13)垂直于导向槽杆(3)设置。

5.根据权利要求1所述的一种自动化型材加工生产线，其特征在于，所述转动轴(5)与驱动电机(6)的输出端均固定设置有带轮(19)，两个所述带轮(19)之间通过皮带(20)传动连接。