CN120002383A - 一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢拱架加工技术领域，更具体而言，涉及一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备。包括回转锯床组件、切割机器人组件和可旋转冷弯机，切割机器人组件设置在可旋转冷弯机上靠近回转锯床组件的一侧；回转锯床组件包括行走底架、行走架、旋转锯床、切割锯架和螺旋排渣机，行走底架固定在地面设置，行走架滑动设置在行走底架上，旋转锯床转动设置在行走架上，切割锯架固定设置在旋转锯床上，切割锯架上设置有锯条，螺旋排渣机设置在旋转锯床上，螺旋排渣机位置对应锯条位置设置，旋转锯床上设置有手动控制柜。实现连续生产，提高生产效率；同时完成小导管孔的切割和工字钢的切断，自动化程度高。本发明主要应用于钢拱架冷弯后自动切割方面。

Description

一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备

技术领域

本发明涉及钢拱架加工技术领域，更具体而言，涉及一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备。

背景技术

在隧道工程建设中，钢拱架是确保施工安全和结构稳定的关键支护结构。钢拱架的制作加工包括工字钢的冷弯和切割等工序。目前市场上虽然有一些冷弯设备和切割设备，但大多存在以下问题：

许多设备仍然需要人工干预，无法实现完全自动化的生产流程。例如，一些冷弯机和切割机需要人工上下料和调整参数，导致生产效率低下；现有设备对不同规格和材质的钢拱架适应性较差，难以满足多样化的需求。例如，一些设备只能处理特定型号的工字钢，无法灵活调整。并且对于工字钢上的小导管孔，传统的小导管孔加工通常采用人工钻孔或简单的机械钻孔设备，存在孔位不准确、孔径不一致、加工效率低等问题，严重影响了钢拱架的施工质量和进度。

同时，现有加工设备往往功能单一，只能满足冷弯、打孔或切割的单一需求。在实际应用中，工人需要在不同的设备间进行切换，不仅增加了操作复杂度，还降低了整体加工效率。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备。该设备中的冷弯和切割工序结合紧密，实现连续生产，提高生产效率；可同时完成小导管孔的切割和工字钢的切断，切割效率高，自动化程度高，降低工作人员的劳动强度，进而达到降低劳动成本、提升产业效率的目的。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备，包括回转锯床组件、切割机器人组件和可旋转冷弯机，所述回转锯床组件设置在所述可旋转冷弯机的冷弯输出端，所述切割机器人组件设置在所述可旋转冷弯机上靠近回转锯床组件的一侧；

所述回转锯床组件包括行走底架、行走架、旋转锯床、切割锯架和螺旋排渣机，所述行走底架固定在地面设置，所述行走架滑动设置在所述行走底架上，所述旋转锯床转动设置在所述行走架上，所述切割锯架固定设置在所述旋转锯床上，所述切割锯架上设置有锯条，所述螺旋排渣机设置在旋转锯床上，所述螺旋排渣机位置对应所述锯条位置设置，所述旋转锯床上设置有手动控制柜。

所述行走底架上设置有行走导轨和行走齿条，所述行走架滑动设置在所述行走导轨上，所述行走架内设置有行走电机，所述行走电机输出端伸出行走架底部设置并连接有行走齿轮，行走齿轮与所述行走齿条啮合，所述行走电机与所述手动控制柜电性连接。

所述行走架内设置有回转电机，行走架顶部设置设置有回转支承，所述旋转锯床设置在所述回转支承顶部并与回转支承连接，所述回转电机输出端连接有回转齿轮，回转齿轮与所述回转支承啮合，所述回转电机与所述手动控制柜电性连接。

所述所述切割锯架连接有锯架升降油缸，所述锯架升降油缸底部固定设置在所述旋转锯床上，锯架升降油缸的活动段与所述切割锯架固定连接，所述锯架升降油缸与所述手动控制柜电性连接。

所述切割锯架中部开设有通过腔，通过腔两侧的切割锯架上分别设置有带锯驱动轮和带锯从动轮，所述锯条套设在所述带锯驱动轮和带锯从动轮上，所述带锯驱动轮连接有驱动电机，驱动电机与所述手动控制柜电性连接。

所述旋转锯床上、在通过腔的前后两侧均设置有输送辊。

所述旋转锯床上、在通过腔的位置对应设置有前压料油缸组件和后压料油缸组件，所述前压料油缸组件和后压料油缸组件分别设置在爱所述锯条的两侧，所述前压料油缸包括压料架、压料油缸和压料板，所述压料架设置在所述旋转锯床上，所述压料油缸在所述压料架的顶部对称设置有两组，压料油缸的伸缩端贯穿所述压料架设置并连接有压料板，所述压料板在所述压料架内活动设置。

所述后压料油缸组件与所述前压料油缸组件结构相同。

所述旋转锯床侧边上设置有排渣收集箱，所述排渣收集箱设置在所述螺旋排渣机顶部的下方，所述螺旋排渣机与所述手动控制柜电性连接。

所述切割机器人组件包括切割机械臂、等离子割枪和切割主机，所述切割主机设置在所述可旋转冷弯机上，所述切割机械臂底部与所述切割主机连接，切割机械臂与所述等离子割枪连接。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

采用前、后压料油缸组件的对称布局设计，通过双油缸驱动压料板对工件进行多点位同步压紧，有效抑制切割振动，避免工件偏移。输送辊组与压料机构的协同作用，既保证钢拱架输送流畅性，又确保切割过程的动态稳定性，尤其适用于大尺寸弧形构件的连续加工；旋转锯床与可旋转冷弯机的集成设计，通过回转支承实现锯床360°方位调节，配合行走底架的线性移动，可适配不同曲率半径的冷弯构件切割需求。切割机器人组件的独立模块化布局，进一步扩展设备功能，满足直线切割与异形切割的复合加工场景；螺旋排渣机与排渣收集箱形成的封闭式碎屑处理系统，可实时收集切割产生的金属碎屑，避免粉尘扩散污染环境。手动控制柜对行走电机、回转电机、油缸组件的集中控制，配合机械臂远程操作，有效降低人工干预强度，提升作业安全性；采用带锯机械切割与等离子热切割双模式设计，可根据材料特性与切割要求灵活切换工艺，既保障高硬度钢材的切割质量，又降低传统纯热切割的能耗。设备整体布局紧凑，特别适用于隧道施工场地受限的工况环境。本装置解决了传统隧道钢拱架加工中切割精度低、工序衔接不畅、人工依赖度高等技术痛点，在施工效率、质量可控性及环境友好性方面具有显著优势。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明俯视图；

图3为本发明中回转锯床组件的结构示意图A；

图4为本发明中回转锯床组件的结构示意图B；

图5为本发明中回转锯床组件的结构示意图C；

图6为本发明中回转锯床在的俯视图；

图7为本发明中切割机器人组件示意图；

图中：1为可旋转冷弯机、2为行走底架、3为行走导轨、4为行走齿条、5为行走架、6为行走电机、7为旋转锯床、8为回转电机、9为回转支承、10为切割锯架、11为带锯驱动轮、12为带锯从动轮、13为锯条、14为锯架升降油缸、15为输送辊、16为前压料油缸组件、17为后压料油缸组件、18为压料架、19为压料油缸、20为压料板、21为螺旋排渣机、22为排渣收集箱、23为手动控制柜、24为切割机械臂、25为等离子割枪、26为切割主机。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其它不同于此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1至图7所示，一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备，包括回转锯床组件、切割机器人组件和可旋转冷弯机1，回转锯床组件设置在可旋转冷弯机1的冷弯输出端，切割机器人组件设置在可旋转冷弯机1上靠近回转锯床组件的一侧；工字钢经过可旋转冷弯机1后完成冷弯加工，切割机器人在工字钢进入回转锯床组件前完成小导管孔的切割，回转锯床组件根据设计要求，对冷弯打孔后的工字钢进行切割。

回转锯床组件包括行走底架2、行走架5、旋转锯床7、切割锯架10和螺旋排渣机21，行走底架2固定在地面设置，行走架5滑动设置在行走底架2上，旋转锯床7转动设置在行走架5上，切割锯架10固定设置在旋转锯床7上，切割锯架10上设置有锯条13，螺旋排渣机21设置在旋转锯床7上，螺旋排渣机21位置对应锯条13位置设置，旋转锯床7上设置有手动控制柜23。通过行走架5在行走底架2上的平移，以及旋转锯床7的转动，实现切割锯架10对切割角度的调整；螺旋排渣机21能够及时将锯条13切割产生的碎屑进行清理、收集。

优选的，行走底架2上设置有行走导轨3和行走齿条4，行走架5滑动设置在行走导轨3上，行走架5内设置有行走电机6，行走电机6输出端伸出行走架5底部设置并连接有行走齿轮，行走齿轮与行走齿条4啮合，行走电机6与手动控制柜23电性连接。行走电机6驱动行走齿轮转动，在行走齿条4的啮合的情况下，从而带动行走底架2在行走导轨3上移动，实现对行走底架2平移位置的准确控制。

优选的，行走架5内设置有回转电机8，行走架5顶部设置设置有回转支承9，旋转锯床7设置在回转支承9顶部并与回转支承9连接，回转电机8输出端连接有回转齿轮，回转齿轮与回转支承9啮合，回转电机8与手动控制柜23电性连接。回转电机8带动回转齿轮转动，从而带动回转支承9的转动，回转支承9带动旋转锯床7转动，实现对旋转锯床7转动角度的精确控制。

优选的，切割锯架10连接有锯架升降油缸14，锯架升降油缸14底部固定设置在旋转锯床7上，锯架升降油缸14的活动段与切割锯架10固定连接，锯架升降油缸14与手动控制柜23电性连接。锯架升降油缸14可对切割锯架10高度进行控制，实现对切割动作的控制。

优选的，切割锯架10中部开设有通过腔，通过腔两侧的切割锯架10上分别设置有带锯驱动轮11和带锯从动轮12，锯条13套设在带锯驱动轮11和带锯从动轮12上，带锯驱动轮11连接有驱动电机，驱动电机与手动控制柜23电性连接。带锯驱动轮11连接有电机，通过带锯驱动轮11的转动，锯条13带动带锯从动轮12转动，同时高速运动的锯条13可实现对工字钢的切割。

优选的，旋转锯床7上、在通过腔的前后两侧均设置有输送辊25。输送辊25可对工字钢的移动提供支撑，完成运送。

优选的，旋转锯床7上、在通过腔的位置对应设置有前压料油缸组件16和后压料油缸组件17，前压料油缸组件16和后压料油缸组件17分别设置在爱锯条13的两侧，前压料油缸组件16包括压料架18、压料油缸19和压料板20，压料架18设置在旋转锯床7上，压料油缸19在压料架18的顶部对称设置有两组，压料油缸19的伸缩端贯穿压料架18设置并连接有压料板20，压料板20在压料架18内活动设置。当工字钢进入切割位置时，前压料油缸组件16和后压料油缸组件17同时下降，将工字钢压紧，保证锯条13切割时工字钢不发生晃动，提高了工字钢切割的质量。

优选的，后压料油缸组件17与前压料油缸组件16结构相同。

优选的，旋转锯床7侧边上设置有排渣收集箱22，排渣收集箱22设置在螺旋排渣机21顶部的下方，螺旋排渣机21与手动控制柜23电性连接。锯条13切割产生的碎屑落入螺旋排渣机21的范围内，通过螺旋排渣机21转动，带动碎屑排出，将排出的切割碎屑收集到排渣收集箱22中。

优选的，切割机器人组件包括切割机械臂24、等离子割枪25和切割主机26，切割主机26设置在可旋转冷弯机1上，切割机械臂24底部与切割主机26连接，切割机械臂24与等离子割枪25连接。切割主机26可对切割机械臂和等离子割枪25进行控制，对冷弯后、切割前的工字钢进行小导管孔的切割。

对于需要切割小导管孔的工字钢，行走架5通过行走电机6带动在行走导轨3上移动，通过回转电机8带动回转盘转动，完成工字钢切割位置的定位，通过手动控制柜23控制可旋转冷弯机1的编码器完成工字钢长度的精确定位和切割动作流程，可旋转冷弯机1按设定弧度冷弯工字钢，并定尺输送，工字钢到达设定尺寸，可旋转冷弯机1停止动作，切割机器人组件对经过的工字钢上进行小导管孔的切割作业，工字钢由输送辊15送入切割作业范围内，前压料油缸组件16和后压料油缸组件18下压，将工字钢压紧，带锯驱动轮11启动，锯床升降油缸14带动切割锯架10向下移动，通过转动的锯条13完成对工字钢的切割，切割完成后切割锯架10升起，前压料油缸组件16和后压料油缸组件18松开，完成对工字钢的切割。若回转锯床组件有问题不能工作，可以把锯床运行到流水线不干涉的位置，采用切割机器人组件完成工字钢的切断，保证整条流水线正常运行。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备，其特征在于：包括回转锯床组件、切割机器人组件和可旋转冷弯机（1），所述回转锯床组件设置在所述可旋转冷弯机（1）的冷弯输出端，所述切割机器人组件设置在所述可旋转冷弯机（1）上靠近回转锯床组件的一侧；

所述回转锯床组件包括行走底架（2）、行走架（5）、旋转锯床（7）、切割锯架（10）和螺旋排渣机（21），所述行走底架（2）固定在地面设置，所述行走架（5）滑动设置在所述行走底架（2）上，所述旋转锯床（7）转动设置在所述行走架（5）上，所述切割锯架（10）固定设置在所述旋转锯床（7）上，所述切割锯架（10）上设置有锯条（13），所述螺旋排渣机（21）设置在旋转锯床（7）上，所述螺旋排渣机（21）位置对应所述锯条（13）位置设置，所述旋转锯床（7）上设置有手动控制柜（23）。

2.根据权利要求1所述的一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备，其特征在于：所述行走底架（2）上设置有行走导轨（3）和行走齿条（4），所述行走架（5）滑动设置在所述行走导轨（3）上，所述行走架（5）内设置有行走电机（6），所述行走电机（6）输出端伸出行走架（5）底部设置并连接有行走齿轮，行走齿轮与所述行走齿条（4）啮合，所述行走电机（6）与所述手动控制柜（23）电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备，其特征在于：所述行走架（5）内设置有回转电机（8），行走架（5）顶部设置设置有回转支承（9），所述旋转锯床（7）设置在所述回转支承（9）顶部并与回转支承（9）连接，所述回转电机（8）输出端连接有回转齿轮，回转齿轮与所述回转支承（9）啮合，所述回转电机（8）与所述手动控制柜（23）电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备，其特征在于：所述所述切割锯架（10）连接有锯架升降油缸（14），所述锯架升降油缸（14）底部固定设置在所述旋转锯床（7）上，锯架升降油缸（14）的活动段与所述切割锯架（10）固定连接，所述锯架升降油缸（14）与所述手动控制柜（23）电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备，其特征在于：所述切割锯架（10）中部开设有通过腔，通过腔两侧的切割锯架（10）上分别设置有带锯驱动轮（11）和带锯从动轮（12），所述锯条（13）套设在所述带锯驱动轮（11）和带锯从动轮（12）上，所述带锯驱动轮（11）连接有驱动电机，驱动电机与所述手动控制柜（23）电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备，其特征在于：所述旋转锯床（7）上、在通过腔的前后两侧均设置有输送辊（25）。

7.根据权利要求5所述的一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备，其特征在于：所述旋转锯床（7）上、在通过腔的位置对应设置有前压料油缸组件（16）和后压料油缸组件（17），所述前压料油缸组件（16）和后压料油缸组件（17）分别设置在爱所述锯条（13）的两侧，所述前压料油缸组件（16）包括压料架（18）、压料油缸（19）和压料板（20），所述压料架（18）设置在所述旋转锯床（7）上，所述压料油缸（19）在所述压料架（18）的顶部对称设置有两组，压料油缸（19）的伸缩端（）贯穿所述压料架（18）设置并连接有压料板（20），所述压料板（20）在所述压料架（18）内活动设置。

8.根据权利要求7所述的一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备，其特征在于：所述后压料油缸组件（17）与所述前压料油缸组件（16）结构相同。

9.根据权利要求1所述的一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备，其特征在于：所述旋转锯床（7）侧边上设置有排渣收集箱（22），所述排渣收集箱（22）设置在所述螺旋排渣机（21）顶部的下方，所述螺旋排渣机（21）与所述手动控制柜（23）电性连接。

10.根据权利要求1所述的一种对隧道钢拱架冷弯后自动切割设备，其特征在于：所述切割机器人组件包括切割机械臂（24）、等离子割枪（25）和切割主机（26），所述切割主机（26）设置在所述可旋转冷弯机（1）上，所述切割机械臂（24）底部与所述切割主机（26）连接，切割机械臂（24）与所述等离子割枪（25）连接。