CN118060926A - 一种型钢拱架端板自动生产线及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种型钢拱架端板自动生产线及控制系统，涉及隧道型钢拱架连接端板自动加工技术领域，包括端板激光切割拾放一体机、端板自动分拣流转线、两组端板对正上料机构等机构；所述端板激光切割、拾放一体机位于端板自动分拣流转线主线一侧；生产线可根据端板外形、孔位及设定的切割数量以及母板材长宽等参数自动排版、按照排版线框自动进行激光切割，再自动将切割好的端板分别分拣流转至两组端板对正上料机构上，等待端板焊接。该生产线将自动计算排版、定位、切割、检测、拾放、传输、对正上料等功能融为一身，且整个过程无需人工干预，特别适用于型钢规格频繁变化的型钢拱架端板加工。

Description

一种型钢拱架端板自动生产线及控制系统

技术领域

本发明涉及隧道型钢拱架连接端板自动加工技术领域，具体涉及一种型钢拱架端板自动生产线及控制系统。

背景技术

在隧道中，型钢拱架端板规格，孔位各不相同，对于不同长、宽、厚度及孔间距的端板，目前使用单位普遍使用激光切割机，其系统内置的切割形状中包含了端板的图形，工人在系统操作界面内输入孔距、孔位及端板长宽尺寸，并根据整板宽和长自行计算排版横纵切割端板数量；切割完成后，需要人工将每块端板拾取后，集中放置，然后人工转料至焊接工位处；

现有公开号为CN116021293A的中国专利公开的一种型钢拱架自动生产线及生产工艺，其生产过程是：根据需要端板宽度设置剪板机，将整板剪成若干等宽条形，将条形钢板输送至冲孔机内，对端板的4个孔进行冲孔及端板长度剪切，在通过输送线将加工好的端板传输到焊接工位，不同规格尺寸的端板需要有不同规格的模具进行冲剪，更换一种规格的端板，需要设置调整的机构较多，同时需要更换对应的模具，更换工序非常繁琐。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种型钢拱架端板自动生产线及控制系统，以解决现有技术中，在通过输送线将加工好的端板传输到焊接工位，不同规格尺寸的端板需要有不同规格的模具进行冲剪，更换一种规格的端板，需要设置调整的机构较多，同时需要更换对应的模具，导致了更换工序非常繁琐的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

具体是提供一种型钢拱架端板自动生产线，包括端板激光切割、拾放一体机、端板自动分拣流转线、端板对正上料机构Ⅰ、端板对正上料机构Ⅱ、端板焊接、拾放一体专机Ⅰ和端板焊接、拾放一体专机Ⅱ；

所述端板激光切割、拾放一体机位于端板自动分拣流转线主线一侧，端板自动分拣流转线内侧设有冷弯机和自动高速锯切机构，端板自动分拣流转线的高度低于冷弯机和自动高速锯切机构的工作面；

所述端板自动分拣流转线主线包括两条分支，两条分支中间位置设置有型钢拱架半成品输送机构，端板对正上料机构Ⅰ、端板对正上料机构Ⅱ分别设置在两条分支的端部，端板焊接、拾放一体专机Ⅰ和端板焊接、拾放一体专机Ⅱ的拾取端板位置分别正对端板对正上料机构Ⅰ、端板对正上料机构Ⅱ的所在位置。

作为本发明进一步的方案：所述端板激光切割、拾放一体机包括床身，床身上装有横向检测仪调整轨道、纵向检测仪调整轨道、Y轴底座，Y轴底座上装有Y轴滑轨、Y轴传动齿条，Y轴滑轨上装有YⅠ轴滑块、YⅡ轴滑块，YⅠ轴滑块上装有YⅠ轴滑座，YⅠ轴滑座上装有XⅠ轴底座、YⅠ轴驱动，YⅠ轴驱动上装有YⅠ轴驱动齿轮，YⅠ轴驱动齿轮与Y轴传动齿条啮合。

作为本发明进一步的方案：所述YⅡ轴滑块上装有YⅡ轴滑座，YⅡ轴滑座上装有XⅡ轴底座、YⅡ轴驱动，YⅡ轴驱动上装有YⅡ轴驱动齿轮，YⅡ轴驱动齿轮与Y轴传动齿条啮合；

横向检测仪调整轨道、纵向检测仪调整轨道上分别装有纵向板材边缘检测仪Ⅰ、纵向板材边缘检测仪Ⅱ、横向板材边缘检测仪Ⅰ、横向板材边缘检测仪Ⅱ。

作为本发明进一步的方案：所述XⅠ轴底座上装有XⅠ轴滑轨、XⅠ轴传动齿条，XⅠ轴滑轨上装有XⅠ轴滑块，XⅠ轴滑块上装有XⅠ滑座，XⅠ滑座上装有XⅠ轴驱动、Z轴滑座，XⅠ轴驱动上装有XⅠ轴驱动齿轮，XⅠ轴驱动齿轮与XⅠ轴传动齿条啮合；

所述XⅡ轴底座上装有XⅡ轴滑轨，XⅡ轴滑轨上装有XⅡ轴滑块，XⅡ轴滑块上装有XⅡ轴滑座，XⅡ轴滑座上装有XⅡ轴驱动、激光调高器，XⅡ轴驱动上装有XⅡ轴驱动齿轮，XⅡ轴驱动齿轮与XⅡ轴传动齿条啮合；

所述激光调高器上装有激光切割头。

作为本发明进一步的方案：所述Z轴滑座上装有Z轴滑块，Z轴滑块上装有Z轴滑轨，Z轴滑轨与Z轴底座相连，Z轴底座上装有Z轴丝杠组，Z轴丝杠组与Z轴滑座相连，Z轴丝杠组一端装有Z轴驱动；

所述Z轴底座最下面装有电磁铁连接板，电磁铁连接板上装有电磁铁导向杆、压紧检测传感器支架，压紧检测传感器支架上装有压紧检测传感器，电磁铁导向杆连接磁铁下连接板，磁铁下连接板与电磁铁连接板之间装有磁铁压紧弹簧，磁铁下连接板上装有电磁铁、压紧感应片、拾取检测传感器支架，拾取检测传感器支架上装有拾取检测传感器；

所述XⅡ轴底座侧面连接烟雾过滤系统。

作为本发明进一步的方案：所述端板自动分拣流转线包括端板汇集总传输线、Ⅰ号分拣流转线、Ⅱ号分拣传输流转线、Ⅰ号端板流转线、Ⅱ号端板流转线；

所述端板汇集总传输线在端板激光切割、拾放一体机侧面，端板汇集总传输线端部临近Ⅰ号分拣流转线及Ⅱ号分拣流转线处分别装有Ⅰ号分拣流转线感应开关、Ⅰ号分拣流转线推送机构、Ⅱ号分拣流转线感应开关、Ⅱ号分拣流转线推送机构；

所述Ⅰ号分拣流转线端部安装有Ⅰ号端板流转线推送机构、Ⅰ号端板流转线感应开关；

所述Ⅱ号分拣流转线端部安装有Ⅱ号端板流转线推送机构、Ⅱ号端板流转线感应开关。

作为本发明进一步的方案：所述端板对正上料机构Ⅰ和端板对正上料机构Ⅱ的结构相同，二者的底部均包括底座，底座上装有导向杆、升降驱动，升降驱动另一端头连接升降架；

所述升降架上两侧装有翻板推送机构铰接底座、翻板，翻板推送机构铰接底座上连接翻板推送驱动，翻板推送驱动另一头装有翻板，翻板与升降架铰接，通过翻板推送驱动的伸、缩使翻板及其上承载的所有机构姿态处于初始位置或90度垂直方向。

作为本发明进一步的方案：所述翻板上装有夹紧对正驱动、从动齿轮轴、从动齿条滑轨、主动齿条滑轨、滚动球，从动齿条滑轨上装有从动齿条滑块，从动齿条滑块上装有从动齿条滑座，从动齿条滑座上装有从动齿条，从动齿条一端与从动齿条连接板连接，从动齿条连接板与夹紧对正板相连；

所述从动齿轮轴上装有从动齿轮，从动齿轮与从动齿条啮合。

作为本发明进一步的方案：所述主动齿条滑轨上装有驱动齿条滑块，驱动齿条滑块上装有驱动齿条滑座，驱动齿条滑座上装有驱动齿条，从动齿轮与驱动齿条啮合，驱动齿条一端与驱动齿条连接板相连，驱动齿条连接板与夹紧对正板相连，通过夹紧对正驱动的伸、缩实现待焊端板的夹紧、放松。

具体还提供一种型钢拱架端板自动生产线的控制系统，其基于上述的一种型钢拱架端板自动生产线实现，操作面板，其用于输入已知参数，包括端板的规格、整张端板原材料母材的长、宽、端板加工数量；

基于纵向板材边缘检测仪Ⅰ、纵向板材边缘检测仪Ⅱ、横向板材边缘检测仪Ⅰ、横向板材边缘检测仪Ⅱ建立整张原材料母材直角坐标系；

基于整张原材料母材直角坐标系和端板的规格参数，自动生成激光切割头的轨迹坐标数据；

基于激光切割头的轨迹坐标数据，自动生成切割后的每块端板的中心点坐标；

基于每块端板的中心点坐标，调节电磁铁的位置，使电磁铁正对端板的中心点坐标。

本发明的有益效果：

本发明中，端板激光切割、拾放一体机是用两组4根伺服轴（XⅠ轴、YⅠ轴*2、Z2轴、XⅡ轴、YⅡ轴*2、Z2轴）及一组激光切割调高器通过合理的传动布局来实现隧道型钢拱架端板的自动定位切割，自动拾取、自动识别端板未切断位置并进行重新切割、自动放置在传输线上等加工作业，同时专为型钢拱架端板加工开发了配套用的自动拾取原材料板材边缘确定切割起点、根据输入数据自动排版，自动按排版线框切割、自动检测端板是否切断脱离母材、自动判断切割嘴是否需要更换、自动定位拾取、放置端板、故障原因或者需要更换切割嘴时会语音提示的数控系统及傻瓜式操作界面，只要根据输入端板规格、孔位，原材板材长宽及切割端板数量，按下启动键，不需要人工耗时调整原材料摆放位置，不需要调整机位，该端板加工专机便即刻自动检测板材边缘、自动定位切割起点，自动行列排版并进行全自动切割，端板拾放机械手自动判定切割完成端板中心位置进行抓取，并放置在端板传输线上，进行后续传输至焊接位；

整个过程无需人工干预，该机构运行过程与型钢拱架端板焊接同步进行，每切割完一块端板，端板拾放机械手就拾取一块传输至后续焊接工位等待焊接拾取，不需要等待批量切割完成后再开始拱架焊接加工。更换加工端板规格，只需要在控制系统的傻瓜式操作界面输入更改的型钢拱架端板长宽尺寸、孔位参数以及原材钢板长宽，该专机将自动重新计算排版定位、切割、检测、拾放、传输、对正上料，整个过程无需人工干预，特别适用于型钢规格频繁变化的型钢拱架端板加工。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明型钢拱架端板自动生产线的整体结构示意图；

图2是本发明型钢拱架端板自动生产线俯视的整体示意图；

图3是本发明中端板激光切割、拾放一体机的局部结构示意图；

图4是本发明中Z轴底座的局部结构示意图；

图5是本发明中端板激光切割、拾放一体机的局部示意图；

图6是本发明中XⅠ轴滑轨的结构示意图；

图7是本发明中端板自动分拣流转线的结构示意图；

图8是图2中A处的局部放大图；

图9是图7中B处的局部放大图；

图10是图7中C处的局部放大图；

图11是本发明中端板对正上料机构Ⅰ和端板对正上料机构Ⅱ的结构示意图；

图12是本发明中待焊端板在端板对正上料机构Ⅰ或者端板对正上料机构Ⅱ上的结构示意图。

图中：1、端板激光切割、拾放一体机；2、端板自动分拣流转线；3、冷弯机；4、自动高速锯切机构；5、型钢拱架半成品输送机构；6、端板对正上料机构Ⅰ；7、端板对正上料机构Ⅱ；8、端板焊接、拾放一体专机Ⅰ；9、端板焊接、拾放一体专机Ⅱ；10、Y轴滑轨；11、Y轴传动齿条；12、Y轴底座；13、XⅠ轴底座；14、YⅠ轴驱动齿轮；15、YⅠ轴驱动；16、YⅠ轴滑座；17、YⅠ轴滑块；18、YⅡ轴驱动齿轮；19、YⅡ轴滑座；20、YⅡ轴滑块；21、Z轴丝杠组；22、Z轴底座；23、Z轴驱动；24、Z轴滑轨；25、XⅠ轴滑块；26、Z轴滑座；27、电磁铁连接板；28、电磁铁导向杆；29、YⅡ轴驱动；30、烟雾过滤系统；31、电磁铁；32、压紧感应片；33、拾取检测传感器；34、横向板材边缘检测仪Ⅰ；35、压紧检测传感器；36、磁铁压紧弹簧；37、磁铁下连接板；38、压紧检测传感器支架；39、床身；40、横向板材边缘检测仪Ⅱ；41、横向检测仪调整轨道；42、拾取检测传感器支架；50、XⅡ轴传动齿条；51、XⅡ轴滑轨；52、激光切割头；53、XⅡ轴驱动齿轮；54、XⅡ轴滑块；55、XⅡ轴驱动；56、XⅡ轴滑座；57、激光调高器；58、纵向检测仪调整轨道；59、纵向板材边缘检测仪Ⅰ；60、纵向板材边缘检测仪Ⅱ；61、XⅠ轴驱动齿轮；62、Z轴滑块；63、XⅠ轴驱动；64、XⅡ轴底座；65、XⅠ轴滑轨；66、XⅠ轴传动齿条；67、XⅠ滑座；71、Ⅰ号分拣流转线；72、Ⅱ号分拣流转线推送机构；73、端板汇集总传输线；74、Ⅰ号分拣流转线推送机构；75、Ⅱ号分拣流转线；76、Ⅰ号分拣流转线感应开关；77、Ⅱ号分拣流转线感应开关；82、Ⅰ号端板流转线；83、Ⅱ号端板流转线；90、Ⅰ号端板流转线推送机构；91、Ⅰ号端板流转线感应开关；93、Ⅱ号端板流转线推送机构；94、Ⅱ号端板流转线感应开关；100、底座；101、导向杆；102、翻板推送机构铰接底座；103、升降架；104、升降驱动；105、翻板推送驱动；106、从动齿条连接板；107、从动齿条滑座；108、从动齿条滑块；109、夹紧对正驱动；110、夹紧对正板；111、翻板；112、驱动齿条连接板；113、驱动齿条滑块；114、驱动齿条；115、驱动齿条滑座；116、从动齿轮轴；117、从动齿轮；118、从动齿条；119、从动齿条滑轨；120、主动齿条滑轨；121、滚动球；122、待焊端板。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1-图11所示，本发明公开了一种型钢拱架端板自动生产线，包括端板激光切割、拾放一体机1、端板自动分拣流转线2、型钢拱架半成品输送机构5、端板对正上料机构Ⅰ6、端板对正上料机构Ⅱ7、端板焊接、拾放一体专机Ⅰ8和端板焊接、拾放一体专机Ⅱ9；

端板激光切割、拾放一体机1位于端板自动分拣流转线2一侧，端板自动分拣流转线2内侧设有冷弯机3和自动高速锯切机构4，端板自动分拣流转线2的高度低于冷弯机3和自动高速锯切机构4的工作面，需要说明的是，冷弯机3和自动高速锯切机构4的型号和规格根据端板自动分拣流转线2和型钢拱架端板进行适应性选择；

端板自动分拣流转线2包括两条分支，两条分支中间位置设置有型钢拱架半成品输送机构5，端板对正上料机构Ⅰ6、端板对正上料机构Ⅱ7分别设置在两条分支的端部，端板焊接、拾放一体专机Ⅰ8和端板焊接、拾放一体专机Ⅱ9的拾取端板位置分别正对端板对正上料机构Ⅰ6、端板对正上料机构Ⅱ7的所在位置；

实施例2：

如图1-图6所示，端板激光切割、拾放一体机1最底端为床身39，床身39上装有横向检测仪调整轨道41、纵向检测仪调整轨道58、Y轴底座12，Y轴底座12上装有Y轴滑轨10、Y轴传动齿条11，Y轴滑轨10可以通过螺栓或者电焊的方式固定在Y轴底座12上，Y轴传动齿条11则是通过螺栓固定在Y轴底座12的顶面，Y轴底座12、Y轴滑轨10、Y轴传动齿条11三者的方向是平行的，Y轴滑轨10上装有YⅠ轴滑块17、YⅡ轴滑块20，YⅠ轴滑块17、YⅡ轴滑块20均与Y轴滑轨10相匹配，YⅠ轴滑块17、YⅡ轴滑块20均可以在Y轴滑轨10上沿轨道方向自由移动，YⅠ轴滑块17上装有YⅠ轴滑座16，YⅠ轴滑座16上装有XⅠ轴底座13、YⅠ轴驱动15，需要说明的是，YⅠ轴驱动15包括电动机和联轴器，联轴器可以替换为传动齿轮箱或者其他传递扭矩力的设备，YⅠ轴驱动15上装有YⅠ轴驱动齿轮14，需要说明的是，YⅠ轴驱动15的输出动力可以直接输送至YⅠ轴驱动齿轮14，当打开YⅠ轴驱动15后，YⅠ轴驱动15可以直接带动YⅠ轴驱动齿轮14转动，YⅠ轴驱动齿轮14与Y轴传动齿条11啮合，通过YⅠ轴驱动15正反旋转实现YⅠ轴滑座16及其上承载的所有机构沿Y轴滑轨10纵向移动。

YⅡ轴滑块20上装有YⅡ轴滑座19，YⅡ轴滑座19上装有XⅡ轴底座64、YⅡ轴驱动29，YⅡ轴驱动29上装有YⅡ轴驱动齿轮18，YⅡ轴驱动齿轮18与Y轴传动齿条11啮合，通过YⅡ轴驱动29正反旋转来实现YⅡ轴滑座19及其承载的所有机构沿Y轴滑轨10纵向移动，需说明的是，YⅡ轴驱动29和YⅡ轴驱动齿轮18之间的驱动方式与YⅠ轴驱动15和YⅠ轴驱动齿轮14之间的驱动方式相同，在此不做赘述。

如图3和图5所示，横向检测仪调整轨道41、纵向检测仪调整轨道58上分别装有横向板材边缘检测仪Ⅰ34、横向板材边缘检测仪Ⅱ40、纵向板材边缘检测仪Ⅰ59、纵向板材边缘检测仪Ⅱ60，纵向板材边缘检测仪Ⅰ59、纵向板材边缘检测仪Ⅱ60、横向板材边缘检测仪Ⅰ34、横向板材边缘检测仪Ⅱ40是用来检测型钢拱架端板的位置的。

如图1-图6所示，XⅠ轴底座13上装有XⅠ轴滑轨65、XⅠ轴传动齿条66，XⅠ轴滑轨65横在两组XⅠ轴底座13的顶端位置，XⅠ轴滑轨65与XⅠ轴底座13之间可以通过螺栓或者电焊连接，XⅠ轴传动齿条66通过螺栓固定在XⅠ轴滑轨65的一侧，XⅠ轴滑轨65上装有XⅠ轴滑块25，需要说明的是，XⅠ轴滑块25与XⅠ轴滑轨65相匹配，这样保证XⅠ轴滑块25在XⅠ轴滑轨65上可以沿轨道方向自由移动，XⅠ轴滑块25上装有XⅠ滑座67，XⅠ滑座67上装有XⅠ轴驱动63、Z轴滑座26，需要说明的是，XⅠ轴驱动63包括电动机和联轴器，XⅠ轴驱动63上装有XⅠ轴驱动齿轮61，XⅠ轴驱动63的电动机的输出轴通过联轴器与XⅠ轴驱动齿轮61连接，当打开XⅠ轴驱动63上的电动机后，电动机的输出轴可以通过联轴器带动XⅠ轴驱动齿轮61转动，联轴器也可以替换为传动齿轮箱，XⅠ轴驱动齿轮61与XⅠ轴传动齿条66啮合，通过XⅠ轴驱动63正反旋转实现XⅠ滑座67及其上承载所有机构沿XⅠ轴滑轨65横向移动。

如图3-图6所示，XⅡ轴底座64设置在YⅡ轴滑座19的顶面，XⅡ轴底座64上装有XⅡ轴滑轨51，XⅡ轴滑轨51上装有XⅡ轴滑块54，需说明的是，XⅡ轴滑轨51与XⅡ轴滑块54相匹配，XⅡ轴滑块54上装有XⅡ轴滑座56，XⅡ轴滑座56上装有XⅡ轴驱动55、激光调高器57，XⅡ轴驱动55上装有XⅡ轴驱动齿轮53，XⅡ轴驱动55包括电动机和联轴器，当打开XⅡ轴驱动55上的电动机后，该电动机可以通过联轴器带动XⅡ轴驱动齿轮53转动，XⅡ轴驱动齿轮53与XⅡ轴传动齿条50啮合，通过XⅡ轴驱动55左右旋转实现XⅡ轴滑座56及其上承载的所有机构沿XⅡ轴滑轨51横向移动。

如图5所示，激光调高器57上装有激光切割头52，通过激光调高器57反馈信号实现激光切割头52上下移动。

如图3和图6所示，Z轴滑座26上装有Z轴滑块62，Z轴滑块62上装有Z轴滑轨24，Z轴滑轨24与Z轴底座22相连，Z轴底座22上装有Z轴丝杠组21，Z轴丝杠组21与Z轴滑座26相连，Z轴丝杠组21一端装有Z轴驱动23，需要说明的是，Z轴丝杠组21包括丝杠和滚珠螺母，丝杠固定在Z轴底座22的一侧，滚珠螺母则嵌套在丝杠的外侧，Z轴驱动23包括电动机和传动齿轮箱，电动机的输出轴与传动齿轮箱的输入端连接，传动齿轮箱的输出端通过齿轮与滚珠螺母的侧面啮合，当打开该电动机时，电动机的输出轴可以将动力通过传动齿轮箱输送至齿轮，齿轮再带动滚珠螺母转动，实现了滚珠螺母在丝杠侧面的上下移动，通过Z轴驱动23正反旋转实现Z轴底座22及下端承载的磁铁机构沿Z轴滑轨24上下移动。

如图3-图6所示，Z轴底座22的底端装有电磁铁连接板27，电磁铁连接板27上装有电磁铁导向杆28、压紧检测传感器支架38，压紧检测传感器支架38上装有压紧检测传感器35，电磁铁导向杆28连接磁铁下连接板37，需要说明的是，电磁铁连接板27的表面靠近电磁铁导向杆28的位置开设有与电磁铁导向杆28相匹配的圆孔，磁铁下连接板37与电磁铁连接板27之间装有磁铁压紧弹簧36，磁铁下连接板37上装有电磁铁31、压紧感应片32、拾取检测传感器支架42，拾取检测传感器支架42上装有拾取检测传感器33；

需要说明的是，当Z轴底座22带动电磁铁31向下移动时，电磁铁31的底面会与型钢拱架端板的顶面接触，此时电磁铁导向杆28侧面的磁铁压紧弹簧36可以启动缓冲作用，电磁铁连接板27会继续下降，当压紧检测传感器35感应到压紧感应片32时，则说明电磁铁31的底面与型钢拱架端板的顶面接触良好，此时便可以向电磁铁31接入外部电源，使电磁铁31产生磁力，从而可以实现运输型钢拱架端板。

XⅡ轴底座64侧面连接烟雾过滤系统30，切割烟尘随切随排，需要说明的是，烟雾过滤系统30包括吸附通道和风机，风机设置在吸附通道的内部，当打开风机后，风机可以使吸附通道产生吸附风力，当激光切割头52切割型钢拱架端板产生烟尘时，吸附风力可以将烟尘吸走。

实施例3：

如图1、图7-图10所示，端板自动分拣流转线2由端板汇集总传输线73、Ⅰ号分拣流转线71、Ⅱ号分拣传输流转线75、Ⅰ号端板流转线82、Ⅱ号端板流转线83组成；其中端板汇集总传输线73与Ⅰ号分拣流转线71、Ⅱ号分拣流转线75交会处为端板自动分拣流转线2的工位的分拣工位；

端板汇集总传输线73在端板激光切割、拾放一体机1侧面，端板汇集总传输线73端部临近Ⅰ号分拣流转线71及Ⅱ号分拣流转线75处分别装有Ⅰ号分拣流转线感应开关76、Ⅰ号分拣流转线推送机构74、Ⅱ号分拣流转线感应开关77、Ⅱ号分拣流转线推送机构72；

需要说明的是，Ⅱ号分拣流转线感应开关77、Ⅱ号分拣流转线推送机构72的配合可以将端板搬运至Ⅱ号分拣流转线75上，具体是当Ⅱ号分拣流转线感应开关77感应到端板时，Ⅱ号分拣流转线推送机构72会启动，通过伸缩杆推动Ⅱ号分拣流转线感应开关77，Ⅱ号分拣流转线感应开关77再将端板推入Ⅱ号分拣流转线75上，Ⅱ号分拣流转线推送机构72可以是液压推杆、电动推杆或者气动推杆；

Ⅰ号分拣流转线感应开关76、Ⅰ号分拣流转线推送机构74的配合可以将端板搬运至Ⅰ号分拣流转线71上，具体是当Ⅰ号分拣流转线感应开关76感应到端板时，Ⅰ号分拣流转线推送机构74会启动，通过伸缩杆推动Ⅰ号分拣流转线感应开关76，Ⅰ号分拣流转线感应开关76再将端板推入Ⅰ号分拣流转线71上，Ⅰ号分拣流转线推送机构74可以是液压推杆、电动推杆或者气动推杆；

另外需要注意的是，Ⅰ号分拣流转线感应开关76和Ⅱ号分拣流转线感应开关77的结构相同，可以是红外感应器。

如图7和图10所示，在Ⅰ号分拣流转线71端部安装有Ⅰ号端板流转线推送机构90、Ⅰ号端板流转线感应开关91（即与Ⅰ号端板流转线82交会处）；

如图7和图9所示，在Ⅱ号分拣流转线75端部安装有Ⅱ号端板流转线推送机构93、Ⅱ号端板流转线感应开关94（即与Ⅱ号端板流转线83交会处）；

需要说明的是，Ⅰ号端板流转线推送机构90、Ⅰ号端板流转线感应开关91以及Ⅱ号端板流转线推送机构93、Ⅱ号端板流转线感应开关94的工作方式与上述的Ⅰ号分拣流转线感应开关76和Ⅱ号分拣流转线感应开关77相同，在此不作赘述。

如图1、图11和图12所示，端板对正上料机构Ⅰ6和端板对正上料机构Ⅱ7的结构相同，二者的底部均为底座100，底座100上装有导向杆101、升降驱动104，升降驱动104另一端头连接升降架103，导向杆101的数量为四根，在升降架103的底面开设有与导向杆101相匹配的导向槽，升降驱动104的输出端与升降架103的内侧顶部连接，升降驱动104可以采用液压缸，当打开升降驱动104时，升降驱动104的输出端会驱动升降架103，使升降架103沿着导向杆101的反向上下移动；

端板对正上料机构Ⅰ6和端板对正上料机构Ⅱ7通过改变升降架103的高度抵消端板激光切割、拾放一体机1与端板焊接、拾放一体专机Ⅰ8、端板焊接、拾放一体专机Ⅱ9之间的高度差，从而实现无缝衔接。

如图11和图12所示，升降架103上两侧装有翻板推送机构铰接底座102、翻板111，翻板推送机构铰接底座102上连接翻板推送驱动105，翻板推送驱动105另一头装有翻板111，翻板111与升降架103铰接，翻板推送驱动105可以是液压缸，当打开翻板推送驱动105时，翻板推送驱动105的输出端会驱动翻板111，使翻板111以翻板111与升降架103铰接处为转轴自由旋转，通过翻板推送驱动105的伸、缩使翻板111及其上承载的所有机构姿态处于初始位置或90度垂直方向。

如图11和图12所示，翻板111上装有夹紧对正驱动109、从动齿轮轴116、从动齿条滑轨119、主动齿条滑轨120、滚动球121，从动齿条滑轨119上装有从动齿条滑块108，从动齿条滑块108上装有从动齿条滑座107，从动齿条滑座107上装有从动齿条118，从动齿条118一端与从动齿条连接板106连接，从动齿条连接板106与夹紧对正板110相连，从动齿轮轴116上装有从动齿轮117，从动齿轮117与从动齿条118啮合，主动齿条滑轨120上装有驱动齿条滑块113，驱动齿条滑块113上装有驱动齿条滑座115，驱动齿条滑座115上装有驱动齿条114，从动齿轮117与驱动齿条114啮合，驱动齿条114一端与驱动齿条连接板112相连，驱动齿条连接板112与夹紧对正板110相连，需要说明的是，夹紧对正驱动109可以驱动驱动齿条连接板112，驱动齿条连接板112可以通过驱动齿条滑块113驱动驱动齿条114，驱动齿条114则可以通过从动齿轮117驱动从动齿条118，使驱动齿条114和从动齿条118可以同步反向移动，而驱动齿条114和从动齿条118分别驱动两组夹紧对正板110，使夹紧对正板110可以实现对待焊端板122的夹紧与放松。

如图3-图6以及图11和图12所示，首先对平台上待切割的板材进行边缘检测，通过纵向板材边缘检测仪Ⅰ59、纵向板材边缘检测仪Ⅱ60及横向板材边缘检测仪Ⅰ34、横向板材边缘检测仪Ⅱ40，对板材的横向边缘和纵向边缘进行距离数据采集，系统根据采集数据自动计算横边与纵边交点（即板材角点作为原点）及板材倾斜度，以零点横纵两向各让5毫米作为切割零点，之后根据人工在傻瓜界面内输入的端板尺寸、孔位、板材长宽及需要的切割数量，系统将自动以废料最少的方式进行横纵排版，再根据排版后生成的线框数据XⅡ轴驱动55、YⅡ轴驱动29及激光调高器57相互协作实现全自动切割；

切割过程中激光调高器57根据板材表面高度自动调整切割距离，切割的每一块端板位置数据系统均会记忆保存，当切割第二行时，端板拾放机构的YⅠ轴驱动15、XⅠ轴驱动63、Z轴驱动23根据系统记忆行、列交点数据，判定每块端板中心位置，相互协作移动至端板中心位置，进行磁铁吸取；

当压紧感应片32触发拾取检测传感器33，表示拾取到端板；

电磁铁31的吸力大于端板重力，小于电机提升力，如果端板一旦没有切断，则电磁铁31会在Z轴驱动23的驱使下脱离待拾取端板上平面，此时拾取检测传感器33检测到电磁铁31下面无料的信号会被触发，系统记忆未能成功拾取端板所在的横纵坐标值，激光切割头52会返回记忆位置重新切割，若连续三次未能成功拾取端板则系统判定为连续切割失败需要更换切割嘴，会语音播报提示操作者问题原因；

如图1-图12所示，拾取机械手成功拾取端板后，将端板转至端板汇集总传输线73上，系统默认将第一块端板输送给Ⅰ号分拣流转线71，在端板临近Ⅰ号分拣流转线71时，触发Ⅰ号分拣流转线感应开关76，系统开始根据事先人工输入至系统内的端板外形尺寸判定输送线再移动多少距离可使端板刚好处在Ⅰ号分拣流转线推送机构74中间，根据系统计算数据移动到位后端板汇集总传输线73停止输送，Ⅰ号分拣流转线推送机构74将端板推送至Ⅰ号分拣流转线71上，当端板通过Ⅰ号分拣流转线71被输送到临近Ⅰ号分拣流转线71与Ⅰ号端板流转线82交会处时，触发Ⅰ号端板流转线感应开关91，Ⅰ号端板流转线推送机构90将端板推送至Ⅰ号端板流转线82上，再进行输送，当输送至Ⅰ号端板流转线82的端头位置，也就是靠近端板对正上料机构Ⅱ7的位置，端板自动通过滚动球121，滑到翻板111上，升降架103随升降驱动104的伸出升起；

夹紧对正驱动109缩回，从动齿条118与驱动齿条114背向移动，即从动齿条118与驱动齿条114的移动反向相反，从而带动夹紧对正板110将端板居中对正夹紧，此时翻板推送驱动105伸出，将翻板111和上面的对中夹紧的待焊端板122调整至垂直方向，等待端板焊接、拾放一体专机Ⅰ8进行拾取并进行后续端板焊接作业。端板焊接、拾放一体专机Ⅱ9与焊接、拾放一体专机Ⅰ8的实施方式一致，在此不作赘述。

实施例4：

如图1-图12所示，本发明还公开了一种型钢拱架端板自动生产线的控制系统，包括操作面板，工作人员根据需要生产的端板的规格向操作面板输入规格参数，规格参数包括端板的尺寸、孔位、数量，需要注意的是，工作人员只需在傻瓜式操作界面上输入端板的尺寸、孔位和数量，控制系统便能够根据整张原材料母材的尺寸自行生成最佳的切割路径；

该控制系统基于纵向板材边缘检测仪Ⅰ59、纵向板材边缘检测仪Ⅱ60、横向板材边缘检测仪Ⅰ34、横向板材边缘检测仪Ⅱ40建立整张原材料母材直角坐标系，需说明的是，工作人员在将整张原材料母材放在端板激光切割、拾放一体机1上时，整张原材料母材的位置一般不是平行的，因此通过纵向板材边缘检测仪Ⅰ59、纵向板材边缘检测仪Ⅱ60、横向板材边缘检测仪Ⅰ34、横向板材边缘检测仪Ⅱ40检测整张原材料母材的四个点数据自动偏置坐标系，将新的坐标系作为整张原材料母材直角坐标系来进行定位切割，具体是通过纵向板材边缘检测仪Ⅰ59、纵向板材边缘检测仪Ⅱ60、横向板材边缘检测仪Ⅰ34、横向板材边缘检测仪Ⅱ40可以确定整张原材料母材的一个角点位置，以该角点为坐标原点，建立整板原材料母材直角坐标系，然后控制模块根据端板需要切割成的规格尺寸、孔位、数量，计算出激光切割头52的横向以及纵向的移动轨迹坐标（激光切割头52的轨迹坐标数据）；

控制系统根据激光切割头52的横向以及纵向的移动轨迹坐标自动计算出切割后的每块端板的中心点坐标，具体是储存横向以及纵向交点的坐标数据，然后根据横向以及纵向交点的坐标数据来计算出每块端板中心点坐标；

当获取了每块端板的中心点坐标后，控制系统便能够根据中心点坐标调节电磁铁31的位置，使电磁铁31正对端板的中心点坐标；

磁铁下连接板37一侧设置的拾取检测传感器33是接近开关，一旦发生没有切断的情况，则电磁铁31吸不到端板就随着Z轴和X轴走了，那么拾取检测传感器33下面就为空，检测不到端板存在，控制系统就会记录此位置的端板没有被吸附上来；

连续三次没有吸附上来代表需要更换激光切割头52，并且会语音提示故障内容。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种型钢拱架端板自动生产线，其特征在于，包括：

端板激光切割、拾放一体机、端板自动分拣流转线、端板对正上料机构Ⅰ、端板对正上料机构Ⅱ、端板焊接、拾放一体专机Ⅰ和端板焊接、拾放一体专机Ⅱ；

所述端板激光切割、拾放一体机位于端板自动分拣流转线主线一侧，端板自动分拣流转线内侧设有冷弯机和自动高速锯切机构，端板自动分拣流转线的高度低于冷弯机和自动高速锯切机构的工作面；

所述端板自动分拣流转线主线包括两条分支，端板对正上料机构Ⅰ、端板对正上料机构Ⅱ分别设置在两条分支的端部，端板焊接、拾放一体专机Ⅰ和端板焊接、拾放一体专机Ⅱ的拾取端板位置分别正对端板对正上料机构Ⅰ、端板对正上料机构Ⅱ的所在位置。

2.根据权利要求1所述的一种型钢拱架端板自动生产线，其特征在于，所述端板激光切割、拾放一体机包括床身，床身上装有横向检测仪调整轨道、纵向检测仪调整轨道、Y轴底座，Y轴底座上装有Y轴滑轨、Y轴传动齿条，Y轴滑轨上装有YⅠ轴滑块、YⅡ轴滑块，YⅠ轴滑块上装有YⅠ轴滑座，YⅠ轴滑座上装有XⅠ轴底座、YⅠ轴驱动，YⅠ轴驱动上装有YⅠ轴驱动齿轮，YⅠ轴驱动齿轮与Y轴传动齿条啮合。

3.根据权利要求2所述的一种型钢拱架端板自动生产线，其特征在于，所述YⅡ轴滑块上装有YⅡ轴滑座，YⅡ轴滑座上装有XⅡ轴底座、YⅡ轴驱动，YⅡ轴驱动上装有YⅡ轴驱动齿轮，YⅡ轴驱动齿轮与Y轴传动齿条啮合；

横向检测仪调整轨道、纵向检测仪调整轨道上分别装有纵向板材边缘检测仪Ⅰ、纵向板材边缘检测仪Ⅱ、横向板材边缘检测仪Ⅰ、横向板材边缘检测仪Ⅱ。

4.根据权利要求3所述的一种型钢拱架端板自动生产线，其特征在于，所述XⅠ轴底座上装有XⅠ轴滑轨、XⅠ轴传动齿条，XⅠ轴滑轨上装有XⅠ轴滑块，XⅠ轴滑块上装有XⅠ滑座，XⅠ滑座上装有XⅠ轴驱动、Z轴滑座，XⅠ轴驱动上装有XⅠ轴驱动齿轮，XⅠ轴驱动齿轮与XⅠ轴传动齿条啮合；

所述XⅡ轴底座上装有XⅡ轴滑轨，XⅡ轴滑轨上装有XⅡ轴滑块，XⅡ轴滑块上装有XⅡ轴滑座，XⅡ轴滑座上装有XⅡ轴驱动、激光调高器，XⅡ轴驱动上装有XⅡ轴驱动齿轮，XⅡ轴驱动齿轮与XⅡ轴传动齿条啮合；

所述激光调高器上装有激光切割头。

5.根据权利要求4所述的一种型钢拱架端板自动生产线，其特征在于，所述Z轴滑座上装有Z轴滑块，Z轴滑块上装有Z轴滑轨，Z轴滑轨与Z轴底座相连，Z轴底座上装有Z轴丝杠组，Z轴丝杠组与Z轴滑座相连，Z轴丝杠组一端装有Z轴驱动；

所述Z轴底座最下面装有电磁铁连接板，电磁铁连接板上装有电磁铁导向杆、压紧检测传感器支架，压紧检测传感器支架上装有压紧检测传感器，电磁铁导向杆连接磁铁下连接板，磁铁下连接板与电磁铁连接板之间装有磁铁压紧弹簧，磁铁下连接板上装有电磁铁、压紧感应片、拾取检测传感器支架，拾取检测传感器支架上装有拾取检测传感器；

所述XⅡ轴底座侧面连接烟雾过滤系统。

6.根据权利要求5所述的一种型钢拱架端板自动生产线，其特征在于，所述端板自动分拣流转线包括端板汇集总传输线、Ⅰ号分拣流转线、Ⅱ号分拣传输流转线、Ⅰ号端板流转线、Ⅱ号端板流转线；

所述端板汇集总传输线在端板激光切割、拾放一体机侧面，端板汇集总传输线端部临近Ⅰ号分拣流转线及Ⅱ号分拣流转线处分别装有Ⅰ号分拣流转线感应开关、Ⅰ号分拣流转线推送机构、Ⅱ号分拣流转线感应开关、Ⅱ号分拣流转线推送机构；

所述Ⅰ号分拣流转线端部安装有Ⅰ号端板流转线推送机构、Ⅰ号端板流转线感应开关；

所述Ⅱ号分拣流转线端部安装有Ⅱ号端板流转线推送机构、Ⅱ号端板流转线感应开关。

7.根据权利要求6所述的一种型钢拱架端板自动生产线，其特征在于，所述端板对正上料机构Ⅰ和端板对正上料机构Ⅱ的结构相同，二者的底部均包括底座，底座上装有导向杆、升降驱动，升降驱动另一端头连接升降架；

所述升降架上两侧装有翻板推送机构铰接底座、翻板，翻板推送机构铰接底座上连接翻板推送驱动，翻板推送驱动另一头装有翻板，翻板与升降架铰接，通过翻板推送驱动的伸、缩使翻板及其上承载的所有机构姿态处于初始位置或90度垂直方向。

8.根据权利要求7所述的一种型钢拱架端板自动生产线，其特征在于，所述翻板上装有夹紧对正驱动、从动齿轮轴、从动齿条滑轨、主动齿条滑轨、滚动球，从动齿条滑轨上装有从动齿条滑块，从动齿条滑块上装有从动齿条滑座，从动齿条滑座上装有从动齿条，从动齿条一端与从动齿条连接板连接，从动齿条连接板与夹紧对正板相连；

所述从动齿轮轴上装有从动齿轮，从动齿轮与从动齿条啮合。

9.根据权利要求8所述的一种型钢拱架端板自动生产线，其特征在于，所述主动齿条滑轨上装有驱动齿条滑块，驱动齿条滑块上装有驱动齿条滑座，驱动齿条滑座上装有驱动齿条，从动齿轮与驱动齿条啮合，驱动齿条一端与驱动齿条连接板相连，驱动齿条连接板与夹紧对正板相连，通过夹紧对正驱动的伸、缩实现待焊端板的夹紧、放松。

10.一种型钢拱架端板自动生产线的控制系统，其基于权利要求1至9任一项所述的一种型钢拱架端板自动生产线实现，其特征在于，包括：

操作面板，其用于输入已知参数，包括端板的规格、整张端板原材料母材的长、宽、端板加工数量；

基于纵向板材边缘检测仪Ⅰ、纵向板材边缘检测仪Ⅱ、横向板材边缘检测仪Ⅰ、横向板材边缘检测仪Ⅱ建立整张原材料母材直角坐标系；

基于整张原材料母材直角坐标系和端板的规格参数，自动生成激光切割头的轨迹坐标数据；

基于激光切割头的轨迹坐标数据，自动生成切割后的每块端板的中心点坐标；

基于每块端板的中心点坐标，调节电磁铁的位置，使电磁铁正对端板的中心点坐标。