CN216325888U - U型纵梁切割机 - Google Patents

Abstract

一种U型纵梁切割机，它包括切割装置，其特征是切割装置包括底座以及设置于底座上并往复移动的横梁支架，在横梁支架上设置有垂直于纵梁输送方向并往复移动的Y轴方向平移支架，在Y轴方向平移支架上设置有升降支架，在升降支架安装有绕着纵梁输送方向枢转的旋转盘；在旋转盘上安装有带随动装置的切割头。

Description

U型纵梁切割机

技术领域

本方案涉及一种切割机，尤其涉及一种可用于U型纵梁三面自动切割的U型纵梁切割机。

背景技术

商用车（重卡、轻卡、校车等）的承重底盘主要由U型纵梁组成，根据需求在U型纵梁上设计各种孔、形状等，生产时需要用设备把设计的各种孔、形状加工出来，通常大的过线孔、切断、直线、曲线等采用的是切割机器人进行切割加工，通常机器人采用六轴关节式，在切割时需要六个轴共同的匹配才能够完成，切割时效率比较低、控制比较复杂，由于机器人臂展和承载力的限制，切割功率和切割范围也收到限制，目前很难达到用户的需求，另外机器人是在三维空间中进行运动，控制相当复杂，运动的轨迹很难用编程语言控制，需采用人工示教的方式对机器人机械在线的编程，在编程时整个生产线需要停产，等待示教完毕之后才能进行生产，由于示教人员的水平不同，示教时间不可控，会造成费时、费力，影响整个生产计划。

实用新型内容

本方案针对现有技术中存在的不足，提供了一种结构简单、操作简单且很容易实现离线编程的U型纵梁切割机。

本方案采取的技术措施是：一种U型纵梁切割机，它包括切割装置，切割装置包括底座以及设置于底座上并往复移动的横梁支架，在横梁支架上设置有垂直于纵梁输送方向并往复移动的Y轴方向平移支架，在Y轴方向平移支架上设置有升降支架，在升降支架安装有绕着纵梁输送方向枢转的旋转盘；在旋转盘上安装有带随动装置的切割头。

切割装置还包括切割平台、压料装置以及废料收集装置，实现对U型纵梁的切割加工。

所述设置于底座上并往复移动的横梁支架是指，在底座上安装两根相互平行的横梁支架平移导轨且平行于纵梁输送方向即X轴方向，在底座上布置与横梁支架平移导轨平行的横梁支架平移齿条，每根横梁支架平移导轨上安装有相配合的横梁支架平移滑块，横梁支架固定在横梁支架平移滑块上，在横梁支架上安装有横梁支架平移减速机，横梁支架平移减速机输入端连接横梁支架平移伺服电机驱动横梁支架平移齿轮，横梁支架平移伺服电机带动横梁支架平移减速机，横梁支架平移减速机输出轴带动横梁支架平移齿轮在横梁支架平移齿条的驱动下，推动横梁支架在横梁支架平移导轨上运动，运动方向平行纵梁输送方向也是X轴方向。

在横梁支架上设置有垂直于纵梁输送方向并往复移动的Y轴方向平移支架是指：在横梁支架上固定有横梁，在横梁上安装两根相互平行的Y轴方向平移导轨且垂直于纵梁输送方向，在横梁上位于Y轴方向平移导轨旁布置与其平行的Y轴方向平移齿条，每根Y轴方向平移导轨上安装有相配合的Y轴方向平移滑块，Y轴方向平移支架固定在Y轴方向平移滑块上，在Y轴方向平移支架上安装有Y轴方向平移减速机，Y轴方向平移减速机输入端连接Y轴方向平移伺服电机提供驱动力，在Y轴方向平移减速机的输出轴上安装有与Y轴方向平移齿条相配合的Y轴方向平移齿轮，Y轴方向平移伺服电机带动Y轴方向平移减速机，Y轴方向平移减速机输出轴带动Y轴方向平移齿轮在Y轴方向平移齿条的驱动下，推动Y轴方向平移支架在Y轴方向平移导轨上运动，运动方向垂直纵梁输送方向平行纵梁宽度方向。

在Y轴方向平移支架上设置有升降支架是指：在Y轴方向平移支架上安装两根相互平行的Z轴方向导轨且同时垂直于纵梁输送方向和纵梁宽度方向，即平行于纵梁高度方向，定义为Z轴方向，在Y轴方向平移支架上布置与Z轴方向导轨平行的升降丝杠，升降丝杠套装有升降螺母，每根Z轴方向导轨上安装有相配合的Z轴方向滑块，升降支架固定在Z轴方向滑块上，升降支架与升降丝杠上套装的升降螺母连接在一起，升降伺服电机固定在Y轴方向平移支架上，升降伺服电机输出轴与升降丝杠通过升降联轴器连接在一起，升降伺服电机转动带动升降丝杠旋转，从而驱动升降支架沿Z轴方向导轨方向上下运动，其运动方向同时垂直纵梁输送方向和纵梁宽度方向，平行纵梁高度方向。

在升降支架安装有绕着纵梁输送方向枢转的旋转盘是指：在升降支架安装有旋转减速机，旋转减速机的输入端安装旋转伺服电机，旋转减速机的输出轴连接旋转盘，旋转减速机的输出轴旋转方向是绕着纵梁输送方向枢转，定义为I轴，能够实现360°旋转，在该装置上只需要180°的旋转；在旋转盘上安装有带随动装置的切割头，在切割时能够自动避让板材上的突然翘曲等缺陷，保护切割头不会被撞坏。

所述随动装置包括固定在旋转盘上的随动底座，在随动底座上安装两根相互平行的随动导轨且平行于切割头切割方向，在随动底座上位于随动导轨旁布置与其平行的随动丝杠，随动丝杠套装有随动螺母，每根随动导轨上安装有相配合的随动滑块，随动溜板固定在随动滑块上，随动溜板与随动丝杠上套装的随动螺母连接在一起，随动伺服电机固定在随动底座上，随动伺服电机输出轴与随动丝杠通过随动联轴器连接在一起，切割头固定在随动溜板上，随动伺服电机转动带动随动丝杠旋转，从而驱动随动溜板沿随动导轨方向往复运动，切割头固定在随动溜板上，这样切割头在切割方向能够往复运动。

所述检测装置包括定位传感器和检测支架。

所述切割平台包括支撑平台横梁，支撑平台横梁的两端分别固定在两侧的压料底座上，在支撑平台横梁上设置若干组铜支撑辊，铜支撑辊的顶端设置能够滚动的铜辊，滚动的方向与U型纵梁输送方向一致，所有铜支撑辊等高且与送料装置上的送料水平支撑滚轮等高，在铜支撑辊之间设置挡光铜板，挡光铜板能够把所有铜支撑辊之间的空隙填充，能够阻挡在切割U型纵梁的两个翼面时的激光或者等离子等，起到安全防护作用。

在切割区域的两侧分别设置一组压料装置。

所述压料装置包括压料底座，在压料底座上设置有与送料定位支撑组件一样的送料水平支撑滚轮、送料垂直定位滚轮和送料垂直推动滚轮，在压料底座上设置有龙门架，在龙门架上固定有压料气缸，压料气缸的气缸杆前端固定有浮动接头，浮动接头前端固定有压料板，为了保护U型纵梁在压料板的前端设置有软材质橡胶板，为了保证压料时压料板不会产生偏移，在压料板的两端固定有压料导向轴，在每个压料导向轴上套装有配套的压料导向套，压料导向套固定在龙门架上，压料气缸在工作时气缸杆带动压料板在压料导向轴的导向下可以往复运动。

本方案应用于U型纵梁的切割加工，在加工时切割头在U型纵梁的外面，在加工腹面XY面时切割头垂直该面设定为0°；当从腹面XY面去加工左翼面左XZ面时需要切割头从0°逆时针旋转90°，垂直左翼面之后加工；当从左翼面左XZ面去加工腹面XY面时需要切割头从左翼面左XZ面顺时针旋转90°，垂直腹面XY面之后加工；当从腹面XY面去加工右翼面右XZ面时，切割头需要从0°顺时针旋转90°，垂直右翼面之后加工；当从右翼面右XZ面去加工腹面XY面时，切割头需要从右翼面右XZ面逆时针旋转90°，垂直右翼面之后加工；如果从左翼面到右翼面或者从右翼面到左翼面加工都需要切割头先旋转90°至腹面然后在旋转90°至需要加工的面，是一个往复运动的过程。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，把复杂的U型纵梁三面立体加工分割成了三个平面加工，即腹面XY面、左翼面左XZ面和右翼面右XZ面，对于切割加工来说平面加工是很容易实现，并且控制起来容易，编译的程序简单。对U型纵梁腹面到翼面的衔接处通常为圆角，由于腹面和翼面是垂直的所以圆角为90°，在切割该圆角时切割头是沿着圆角的圆心旋转运动，这时需要I轴的旋转和Y轴、Z轴的配合实现该动作，三轴联动对于伺服系统来说是比较成熟、比较简单的常规功能，所以平面转换也比较容易实现，在三轴联动联动转90°的基础上增加X轴的移动，这样在圆角处可以加工任意的所需形状满足用户使用要求。通过对U型纵梁价格特征的分析，使用该方案把复杂的三维路径简化成不同平面下的二维路径，又通过衔接处的圆角处理，大大降低了加工难度，由于是平面轴的配合，行走的路线基本是唯一的，在离线的编程软件中很容易编译，无需示教就能完成，大大节省了编程时间。在加工开始之间有对纵梁实际位置的检测，把U型纵梁的实际位置补偿到系统中，这样既提高了加工精度和质量，又能对切割装置有了安全防护。

附图说明

下面结合附图对本方案作进一步详细地描述。

图1为U型纵梁切割机主视图。图2为U型纵梁切割机俯视图。图3为图1中A-A剖视图。图4为图1中B-B剖视图。图5为图2中送料定位支撑组件放大视图。图6为图5中H向视图。图7为图6中J向视图。图8为图1中切割装置放大视图。图9为图8俯视图。图10为图8右视图。图11为图10中C-C剖视图。图12为图1中切割平台放大视图。图13为图12俯视图。图14为12左视图。图15为图2中接料定位支撑组件放大视图。图16为图15中K向视图。图17为图16中L向视图。图18为U型纵梁主视图。图19为图18中D-D剖视图及U型纵梁切割原理图。图20图2中M局部放大视图。图21图2中N局部放大视图。

图中：1-送料装置；2-切割装置；3-检测装置；4-接料装置；5-送料机架；6-送料运动机构；7-送料夹钳；8-送料定位支撑组件；10-切割平台；11-压料装置；12-废料收集装置；13-检测元件；14-检测支架；15-接料机架；16-接料运动机构；17-接料夹钳；18-接料定位支撑组件；19-送料导轨；20-送料滑块；21-送料齿条；22-送料支架；23-送料减速电机；24-送料齿轮；25-送料横移导轨；26-送料横移滑块；27-送料溜板； 28-送料横移气缸；29-送料横移气缸钢筒安装块；30-送料横移气缸气缸杆安装块；31-送料支撑架；32-送料水平支撑滚轮；33-送料垂直定位滚轮；34-送料垂直推动滚轮；35-送料垂直推动安装块；36-送料垂直推动滑块,37-送料垂直推动导轨；38-定位气缸；39-底座；40-横梁支架平移导轨；41-横梁支架平移齿条；42-横梁支架平移滑块；43-横梁支架；44-横梁支架平移减速机；45-横梁支架平移伺服电机；46-横梁支架平移齿轮；47-横梁；48-Y轴方向平移导轨；49-Y轴方向平移齿条；50-Y轴方向平移滑块；51-Y轴方向平移支架；52-Y轴方向平移减速机；53-Y轴方向平移伺服电机；54-Y轴方向平移齿轮；55-Z轴方向导轨；56-升降丝杠；57-升降螺母；58-Z轴方向滑块；59-升降支架；60-升降伺服电机；61-升降联轴器；62-旋转减速机；63-旋转伺服电机；64-旋转盘；65-切割头；66-随动装置；67-随动底座；68-随动导轨；69-随动丝杠；70-随动螺母；71-随动滑块；72-随动溜板；73-随动伺服电机；74-随动联轴器；75-支撑平台横梁；76-压料底座；77-铜支撑辊；78-铜辊；79-挡光铜板；80-龙门架；81-压料气缸；82-浮动接头；83-压料板；84-压料导向轴；85-压料导向套；86-收集箱；87-轮子；88-轨道；89-接料减速电机；90-接料导轨；91-接料滑块；92-接料齿条；93-接料齿轮；94-接料支架；96-接料横移导轨；97-接料横移滑块；98-接料溜板；99-接料横移气缸；100-接料横移气缸缸筒安装块；101-接料横移气缸气缸杆安装块；102-接料支撑架；103-接料水平支撑滚轮；104-接料垂直定位滚轮；105-接料垂直推动滚轮；106-接料垂直推动安装块；107-接料垂直推动滑块；108-接料垂直推动导轨；109-接料定位气缸；110-腹面XY面；111-左翼面左XZ面；112-右翼面右XZ面；113-圆角。

具体实施方式

如图18、图19所示，本方案应用于U型纵梁的切割加工，定义U型纵梁的长度方向即为本方案的X轴方向，U型纵梁的宽度方向即为本方案的Y轴方向，U型纵梁的高度方向即为本方案的Z轴方向，沿X轴旋转为旋转I轴。U型纵梁有3个平面即一个腹面，在腹面两边分别有垂直的翼面，定义腹面为腹面XY面110，两个翼面分别为定义为左翼面左XZ面111和右翼面右XZ面112。

如图1，图2和图8所示，一种U型纵梁切割机，它包括切割装置2，切割装置2包括底座39以及设置于底座39上并往复移动的横梁支架43，在横梁支架43上设置有垂直于纵梁输送方向并往复移动的Y轴方向平移支架51，在Y轴方向平移支架51上设置有升降支架59，在升降支架59安装有绕着纵梁输送方向枢转的旋转盘64；在旋转盘64上安装有带随动装置66的切割头65。

切割装置2还包括切割平台10、压料装置11以及废料收集装置12，实现对U型纵梁的切割加工。

如图8所示，所述设置于底座39上并往复移动的横梁支架43是指，在底座39上安装两根相互平行的横梁支架平移导轨40且平行于纵梁输送方向即X轴方向，在底座39上布置与横梁支架平移导轨40平行的横梁支架平移齿条41，每根横梁支架平移导轨40上安装有相配合的横梁支架平移滑块42，横梁支架43固定在横梁支架平移滑块42上，在横梁支架43上安装有横梁支架平移减速机44，横梁支架平移减速机44输入端连接横梁支架平移伺服电机45驱动横梁支架平移齿轮46，横梁支架平移伺服电机45带动横梁支架平移减速机44，横梁支架平移减速机44输出轴带动横梁支架平移齿轮46在横梁支架平移齿条41的驱动下，推动横梁支架43在横梁支架平移导轨40上运动，运动方向平行纵梁输送方向也是X轴方向。

如图10所示，在横梁支架43上设置有垂直于纵梁输送方向并往复移动的Y轴方向平移支架51是指：在横梁支架43上固定有横梁47，在横梁47上安装两根相互平行的Y轴方向平移导轨48且垂直于纵梁输送方向也是Y轴方向，在横梁47上位于Y轴方向平移导轨48旁布置与其平行的Y轴方向平移齿条49，每根Y轴方向平移导轨48上安装有相配合的Y轴方向平移滑块50，Y轴方向平移支架51固定在Y轴方向平移滑块50上，在Y轴方向平移支架51上安装有Y轴方向平移减速机52，Y轴方向平移减速机52输入端连接Y轴方向平移伺服电机53提供驱动力，在Y轴方向平移减速机52的输出轴上安装有与Y轴方向平移齿条49相配合的Y轴方向平移齿轮54，Y轴方向平移伺服电机53带动Y轴方向平移减速机52，Y轴方向平移减速机52输出轴带动Y轴方向平移齿轮54在Y轴方向平移齿条49的驱动下，推动Y轴方向平移平移支架51在Y轴方向平移导轨48上运动，运动方向垂直纵梁输送方向平行纵梁宽度方向。

如图8-11所示，在Y轴方向平移支架51上设置有升降支架59是指：在Y轴方向平移支架51上安装两根相互平行的Z轴方向导轨55且同时垂直于纵梁输送方向和纵梁宽度方向，即平行于纵梁高度方向，定义为Z轴方向，在Y轴方向平移支架51上布置与Z轴方向导轨55平行的升降丝杠56，升降丝杠56套装有升降螺母57，每根Z轴方向导轨55上安装有相配合的Z轴方向滑块58，升降支架59固定在Z轴方向滑块58上，升降支架59与升降丝杠56上套装的升降螺母57连接在一起，升降伺服电机60固定在Y轴方向平移支架51上，升降伺服电机60输出轴与升降丝杠56通过升降联轴器61连接在一起，升降伺服电机60转动带动升降丝杠56旋转，从而驱动升降支架59沿Z轴方向导轨55方向上下运动，其运动方向同时垂直纵梁输送方向和纵梁宽度方向，平行纵梁高度方向。

如图11所示，在升降支架59安装有绕着纵梁输送方向枢转的旋转盘64是指：在升降支架59安装有旋转减速机62，旋转减速机62的输入端安装旋转伺服电机63，旋转减速机62的输出轴连接旋转盘64，旋转减速机62的输出轴旋转方向是绕着纵梁输送方向枢转，定义为I轴，能够实现360°旋转，在该装置上只需要180°的旋转；在旋转盘64上安装有带随动装置66的切割头65，在切割时能够自动避让板材上的突然翘曲等缺陷，保护切割头65不会被撞坏。

如图8-11所示，所述随动装置66包括固定在旋转盘64上的随动底座67，在随动底座67上安装两根相互平行的随动导轨68且平行于切割头65切割方向，在随动底座67上位于随动导轨68旁布置与其平行的随动丝杠69，随动丝杠69套装有随动螺母70，每根随动导轨68上安装有相配合的随动滑块71，随动溜板72固定在随动滑块71上，随动溜板72与随动丝杠69上套装的随动螺母70连接在一起，随动伺服电机73固定在随动底座67上，随动伺服电机73输出轴与随动丝杠69通过随动联轴器74连接在一起，切割头65固定在随动溜板72上，随动伺服电机73转动带动随动丝杠69旋转，从而驱动随动溜板72沿随动导轨68方向往复运动，切割头65固定在随动溜板72上， 这样切割头65在切割方向能够往复运动。

如图8-11所示，所述检测装置3包括定位传感器13和检测支架14。所述检测装置3是在切割头65的旁边设置一个定位检测传感器13，所述定位检测传感器13通过检测支架14固定在随动溜板72上，当U型纵梁输送至切割区域时，首先通过定位检测传感器13检测U型纵梁上的定位信息，把U型梁的实际位置补偿到系统中，然后开始进行切割，这样有利于减少由于送料造成的切割误差，最大限度的减少对切割的影响。

如图12-14所示，所述切割平台10包括支撑平台横梁75，设置支撑平台横梁75的长度略大于切割长度区域，支撑平台横梁75的两端分别固定在两侧的压料底座76上，为了便于U型纵梁通过，在支撑平台横梁75上设置若干组铜支撑辊77，铜支撑辊77的顶端设置能够滚动的铜辊78，滚动的方向与U型纵梁输送方向一致，所有铜支撑辊77等高且与送料装置1上的送料水平支撑滚轮32等高，在铜支撑辊77之间设置挡光铜板79，挡光铜板79能够把所有铜支撑辊77之间的空隙填充，能够阻挡在切割U型纵梁的两个翼面时的激光或者等离子等，起到安全防护作用。

如图12-14所示，在切割区域的两侧分别设置一组压料装置11，所述压料装置11包括压料底座76，在压料底座76上设置有与送料定位支撑组件8一样的送料水平支撑滚轮32、送料垂直定位滚轮33和送料垂直推动滚轮34，在压料底座76上设置有龙门架80，在龙门架80上固定有压料气缸81，压料气缸81的气缸杆前端固定有浮动接头82，浮动接头82前端固定有压料板83，为了保护U型纵梁在压料板83的前端设置有软材质橡胶板，为了保证压料时压料板83不会产生偏移，在压料板83的两端固定有压料导向轴84，在每个压料导向轴84上套装有配套的压料导向套85，压料导向套85固定在龙门架80上，压料气缸81在工作时气缸杆带动压料板83在压料导向轴84的导向下可以往复运动。

如图1、图2所示，所述废料收集装置12包括收集箱86，设置收集箱86的尺寸大于切割范围，在收集箱86下安装有轮子87，在地面上铺设与轮子87相配套的轨道88，收集箱86在轮子87的作用下沿着铺设好的轨道88进出。

还包括送料装置1、接料装置4以及其他辅助设备。

所述送料装置1包括送料机架5、送料运动机构6以及固定在送料运动机构6上的送料夹钳7，在送料机架5的一侧设置多组送料定位支撑组件8，送料定位支撑组件8起到对U型纵梁的支撑和定位。

如图2所示，所述送料装置1包括送料机架5，在送料机架5上设置有两条相互平行的送料导轨19，送料导轨19沿U型纵梁输送的平行方向布置，即为X轴方向，送料导轨19上设置相配合的送料滑块20，在送料机架5上设置与送料导轨19平行的送料齿条21，送料运动机构6固定在送料滑块20上，然后能够沿着送料导轨19的导向方向运动。

如图1、图2、图4和图20所示，所述送料运动机构6包括送料支架22，在送料支架22上固定有送料减速电机23，送料减速电机23的输出轴上设置有与送料齿条19相配合的送料齿轮24，送料减速电机23转动时带动送料齿轮24在送料齿条21上转动，这样就能够通过控制送料减速电机23的转动来控制送料支架22的运动。

在送料支架22的上面安装有相互平行的送料横移导轨25，送料横移导轨25垂直于送料导轨19布置，即Y轴方向，在送料横移导轨25上设置有相配合的送料横移滑块26，送料溜板27固定在送料横移滑块26上，在送料溜板27的旁边布置有送料横移气缸28，送料横移气缸28的缸筒通过送料横移气缸钢筒安装块29固定在送料支架22上，送料横移气缸28的气缸杆通过送料横移气缸气缸杆安装块30固定在送料溜板27上，这样送料横移气缸28的气缸杆往复运动时能够带动送料溜板27在送料横移导轨25的导向下往复运动。

在送料溜板27的前端设置有送料夹钳7，送料夹钳7能够夹持U型纵梁，这样送料夹钳7夹持U型纵梁沿送料导轨19方向运动，实现送料功能，送料夹钳7在送料横移气缸28的作用下沿送料横移导轨25方向运动，实现送料夹钳7相对U型纵梁在宽度方向上的位置改变。

如图2所示，U型纵梁为细长条形状为了便于输送，在送料机架5旁设置多组送料定位支撑组件8，如图5、图6、图7所示，所述送料定位支撑组件8包括送料支撑架31，在送料支撑架31上设置送料水平支撑滚轮32，送料水平支撑滚轮32轴线水平布置且垂直于纵梁输送方向，为了更好的支撑U型纵梁，在宽度方向并排设置多组送料水平支撑滚轮32，多组送料定位支撑组件8安装时保证送料水平支撑滚轮32等高，这样所有的送料水平支撑滚轮32上表面共同组成水平基准面，U型纵梁放置在送料水平支撑滚轮32上，在水平基准面上运动。

如图6所示，在所述送料定位支撑组件8的一侧设置若干送料垂直定位滚轮33，送料垂直定位滚轮33轴线垂直于纵梁输送方向，垂直定位滚轮排成一排且平行于纵梁输送方向，多组送料定位支撑组件8安装时保证送料垂直定位滚轮33排成一排且平行于纵梁输送方向，这样所有的送料垂直定位滚轮33共同组成一个垂直基准面且平行于纵梁输送方向，用于作为纵梁宽度方向的定位基准。

如图7所示，U型纵梁是无法自己靠紧定位基准，所以在送料垂直定位滚轮33的对侧设置一个可自动移动的送料垂直推动滚轮34，送料垂直推动滚轮34通过送料垂直推动安装块35固定在送料垂直推动滑块36上，送料垂直推动滑块36安装在与其相配合的送料垂直推动导轨37上，送料垂直推动导轨37固定在送料支撑架31上且方向平行于纵梁宽度，在送料支撑架31上位于送料垂直推动导轨37旁边设置有定位气缸38，定位气缸38的气缸杆连接送料垂直推动安装块35，定位气缸38的缸筒固定在送料支撑架31上，定位气缸38往复运动时能带动送料垂直推动滚轮34的往复运动，所有的送料定位支撑组件8上的送料垂直推动滚轮34安装一致能够共同推动U型纵梁靠紧定位基准，实现对U型纵梁的宽度方向定位。

如图1、图2所示，所述接料装置4包括接料机架15、接料运动机构16以及固定在接料运动机构16上的接料夹钳17，在接料机架15的一侧设置多组接料定位支撑组件18，接料定位支撑组件18起到对加工完毕的U型纵梁的支撑和定位作用。

所述接料装置4与送料装置1结构一致，包括接料机架15，在接料机架15上设置有两条相互平行的接料导轨90，接料导轨90沿U型纵梁输送的平行方向布置，即X轴方向，接料导轨90上设置相配合的接料滑块91，在两根接料导轨90旁边设置与其平行的接料齿条92，接料运动机构16固定在接料滑块91上，然后能够沿着接料导轨90的导向方向上运动。

所述接料运动机构16包括接料支架94，在接料支架94上固定有接料减速电机89，接料减速电机89的输出轴上设置有与接料齿条92相配合的接料齿轮93，接料减速电机89转动时带动接料齿轮93在接料齿条92上转动，这样就能够通过控制接料减速电机89的转动来控制接料支架94的运动。

在接料支架94的上面安装有相互平行的接料横移导轨96，接料横移导轨96垂直于接料导轨90布置，在接料横移导轨96上设置有相配合的接料横移滑块97，接料溜板98固定在接料横移滑块96上，在接料溜板98的旁边布置有接料横移气缸99，接料横移气缸99的缸筒通过接料横移气缸缸筒安装块100固定在接料支架94上，接料横移气缸99的气缸杆通过接料横移气缸气缸杆安装块101固定在接料溜板98上，这样接料横移气缸99的气缸杆往复运动时能够带动接料溜板98在接料横移导轨96的导向下往复运动。

在接料溜板98的前端设置有接料夹钳17，接料夹钳17能够夹持U型纵梁，这样接料夹钳17夹持U型纵梁沿接料导轨90方向运动，实现接料功能，接料夹钳17在接料横移气缸99的作用下沿接料横移导轨96方向运动，实现接料夹钳17相对U型纵梁在宽度方向上的位置改变。

如图1、图2所示，U型纵梁为细长条形状为了便于输送，在接料机架15旁设置多组接料定位支撑组件18，如图15、图16所示，所述接料定位支撑组件18包括接料支撑架102，在接料支撑架102上设置接料水平支撑滚轮103，接料水平支撑滚轮103轴线水平布置且垂直于纵梁输送方向，为了更好的支撑U型纵梁，在宽度方向并排设置多组接料水平支撑滚轮103，多组接料定位支撑组件18安装时保证接料水平支撑滚轮103等高，且与送料水平支撑滚轮32等高，这样所有的送料水平支撑滚轮32和接料水平支撑滚轮103上表面共同组成水平基准面，U型纵梁经过在接料水平支撑滚轮103上，在水平基准面上运动。

如图15、图16所示，在所述接料定位支撑组件18的一侧设置接料垂直定位滚轮104，接料垂直定位支撑滚轮104轴线垂直于纵梁输送方向，多组接料定位支撑组件18安装时保证接料垂直定位滚轮104连成一条直线且平行于纵梁输送方向，这样所有的接料垂直定位滚轮104共同组成一个垂直基准面且平行于纵梁输送方向，用于作为U型纵梁宽度方向的定位基准。

如图16、图17所示，纵梁是无法自己靠紧定位基准，所以在接料垂直定位滚轮104的对侧设置一个可自动移动的接料垂直推动滚轮105，接料垂直推动滚轮105通过接料垂直推动安装块106固定在接料垂直推动滑块107上，接料垂直推动滑块107安装在与其相配合的接料垂直推动导轨108上，接料垂直推动导轨108固定在接料支撑架102上且方向平行于纵梁宽度，在旁边设置有接料定位气缸109，接料定位气缸109的气缸杆连接接料垂直推动安装块107，接料定位气缸109的缸筒固定在接料支撑架102上，接料定位气缸109在往复运动时能带动接料垂直推动滚轮104的往复运动，所有的接料定位支撑组件18上的接料垂直推动滚轮104安装一致，能够共同推动U型纵梁靠紧定位基准，实现对U型纵梁的宽度方向定位。

所述其他辅助设备包括封闭防护房，在切割装置元外侧搭建有封闭的防护房，金属切割会产生烟尘及刺眼的光，防护房会把这些罩在内部不会产生外溢，不会对外界造成污染，在防护房上设置有粉尘收集装置，把生产加工时产生的烟尘进行收集净化处理。

实施例一：U型纵梁切割。

如图18、图19所示，本方案应用于U型纵梁的切割加工，方便叙述以及与方案坐标保持一致，则定义U型纵梁的长度方向即为本方案的X轴方向，U型纵梁的宽度方向即为本方案的Y轴方向，U型纵梁的高度方向即为本方案的Z轴方向，沿X轴旋转为旋转I轴。U型纵梁有三个平面即一个腹面，在腹面两边分别有垂直的翼面，定义为腹面XY面110，两个翼面分别为定义为左翼面左XZ面111和右翼面右XZ面112。

如图19所示，在加工时切割头在U型纵梁的外面，在加工腹面XY面110时切割头垂直该面设定为0°；当从腹面XY面110去加工左翼面左XZ面111时需要切割头从0°逆时针旋转90°，垂直左翼面之后加工；当从左翼面左XZ面111去加工腹面XY面110时需要切割头从左翼面左XZ面111顺时针旋转90°，垂直腹面XY面110之后加工；当从腹面XY面110去加工右翼面右XZ面112时，切割头需要从0°顺时针旋转90°，垂直右翼面右XZ面112之后加工；当从右翼面右XZ面112去加工腹面XY面110时，切割头需要从右翼面右XZ面112逆时针旋转90°，垂直右翼面右XZ面112之后加工；如果从左翼面左XZ面111到右翼面右XZ面112或者从右翼面右XZ面112到左翼面左XZ面111加工都需要切割头先旋转90°至腹面XY面110然后在旋转90°至需要加工的面，是一个往复运动的过程；对U型纵梁腹面到翼面的衔接处通常为圆角113，由于腹面和翼面是垂直的所以圆角113为90°，在切割该圆角113时切割头65是沿着圆角113的圆心旋转运动，这时需要切割装置的I轴的旋转和Y轴、Z轴的配合实现该动作，在三轴联动转90°的基础上增加X轴的移动，这样在圆角113处可以加工任意的所需形状。

当U型纵梁输送至切割区域时，通过检测装置3对U型纵梁进行检测，确定实际位置，然后反馈给系统，对系统的程序进行补偿，之后开始进行切割加工，在加工腹面XY面110时只需要切割装置的X轴、Y轴配合就能完成在XY面切割工作;在加工右翼面右XZ面112或者左翼面左XZ面111时只需要切割装置的X轴、Z轴配合就能完成在XZ面切割工作；在腹面和翼面之间转换时，如需要连续切割，当切割头加工到平面和圆角113相交处时，此时I轴开始旋转，Y轴和Z轴根据I轴的速度和位置自动匹配速度，始终保持切割头垂直圆角113切线方向且延长线过圆角的圆心113，根据所需图形的要求再匹配I轴的动作，完成各种图形的切割，实现圆角113处的各种切割。

实施例二：生产线加工过程。

U型纵梁放置在送料定位支撑组件8上，定位气缸38工作带动送料垂直推动滚轮34工作，推动U型纵梁靠紧定位基准，实现对U型纵梁的宽度方向定位；根据U型梁的宽度，送料横移气缸28提前把送料夹钳7在U型纵梁宽度方向上调整好位置；送料运动机构6上的送料减速电机23工作，带动送料夹钳7向U型纵梁移动；当检测到送料夹钳7到达能够夹持U型纵梁位置时，送料夹钳7夹住U型纵梁，然后带动U型纵梁向切割区域移动；当U型纵梁的前端被原点开关检测到时，此时读取送料减速电机23的位置，系统已经知道U型纵梁在切割装置上的实际位置；然后根据提前编制的程序继续把U型纵梁送入切割区域，需要多少就送入多少；送到位之后，压料装置11根据程序设定以及U型纵梁的位置开始工作；切割装置2上的检测装置3对U型纵梁的定位特征进行扫描，然后把测的数据补偿到系统中，再次对U型纵梁的实际位置进行确认，然后进行切割加工；切割完毕之后接料装置4的接料夹钳17夹住切割完毕之后的U型纵梁移出切割装置2到达指定位置，然后取走加工好的U型纵梁，完成一次取料过程；如所加工的U型纵梁不需要分段，则整个加工过程完毕，进行下一根U型纵梁的加工；如所加工的U型纵梁是需要切割成多段，接料装置4取走加工好的一端U型纵梁之后，送料夹钳7继续送剩余的U型纵梁进切割装置2进行切割加工，直至加工完毕，然后进行下一根U型纵梁的加工。

Claims (10)

1.一种U型纵梁切割机，它包括切割装置，其特征是切割装置包括底座以及设置于底座上并往复移动的横梁支架，在横梁支架上设置有垂直于纵梁输送方向并往复移动的Y轴方向平移支架，在Y轴方向平移支架上设置有升降支架，在升降支架安装有绕着纵梁输送方向枢转的旋转盘；在旋转盘上安装有带随动装置的切割头。

2.根据权利要求1所述的U型纵梁切割机，其特征是切割装置还包括切割平台，压料装置，检测装置以及废料收集装置。

3.根据权利要求1所述的U型纵梁切割机，其特征是所述设置于底座上并往复移动的横梁支架是指，在底座上安装两根相互平行的横梁支架平移导轨且平行于纵梁输送方向即X轴方向，在底座上布置与横梁支架平移导轨平行的横梁支架平移齿条，每根横梁支架平移导轨上安装有相配合的横梁支架平移滑块，横梁支架固定在横梁支架平移滑块上，在横梁支架上安装有横梁支架平移减速机，横梁支架平移减速机输入端连接横梁支架平移伺服电机驱动横梁支架平移齿轮，横梁支架平移伺服电机带动横梁支架平移减速机，横梁支架平移减速机输出轴带动横梁支架平移齿轮在横梁支架平移齿条的驱动下，推动横梁支架在横梁支架平移导轨上运动，运动方向平行纵梁输送方向也是X轴方向。

4.根据权利要求1所述的U型纵梁切割机，其特征是在横梁支架上设置有垂直于纵梁输送方向并往复移动的Y轴方向平移支架是指：在横梁支架上固定有横梁，在横梁上安装两根相互平行的Y轴方向平移导轨且垂直于纵梁输送方向也是Y轴方向，在横梁上位于Y轴方向平移导轨旁布置与其平行的Y轴方向平移齿条，每根Y轴方向平移导轨上安装有相配合的Y轴方向平移滑块，Y轴方向平移支架固定在Y轴方向平移滑块上，在Y轴方向平移支架上安装有Y轴方向平移减速机，Y轴方向平移减速机输入端连接Y轴方向平移伺服电机提供驱动力，在Y轴方向平移减速机的输出轴上安装有与Y轴方向平移齿条相配合的Y轴方向平移齿轮，Y轴方向平移伺服电机带动Y轴方向平移减速机，Y轴方向平移减速机输出轴带动Y轴方向平移齿轮在Y轴方向平移齿条的驱动下，推动Y轴方向平移支架在Y轴方向平移导轨上运动，运动方向垂直纵梁输送方向平行纵梁宽度方向。

5.根据权利要求1所述的U型纵梁切割机，其特征是在Y轴方向平移支架上设置有升降支架是指：在Y轴方向平移支架上安装两根相互平行的Z轴方向导轨且同时垂直于纵梁输送方向和纵梁宽度方向，即平行于纵梁高度方向，定义为Z轴方向，在Y轴方向平移支架上布置与Z轴方向导轨平行的升降丝杠，升降丝杠套装有升降螺母，每根Z轴方向导轨上安装有相配合的Z轴方向滑块，升降支架固定在Z轴方向滑块上，升降支架与升降丝杠上套装的升降螺母连接在一起，升降伺服电机固定在Y轴方向平移支架上，升降伺服电机输出轴与升降丝杠通过升降联轴器连接在一起，升降伺服电机转动带动升降丝杠旋转，从而驱动升降支架沿Z轴方向导轨方向上下运动，其运动方向同时垂直纵梁输送方向和纵梁宽度方向，平行纵梁高度方向。

6.根据权利要求1所述的U型纵梁切割机，其特征是在升降支架安装有绕着纵梁输送方向枢转的旋转盘是指：在升降支架安装有旋转减速机，旋转减速机的输入端安装旋转伺服电机，旋转减速机的输出轴连接旋转盘，旋转减速机的输出轴旋转方向是绕着纵梁输送方向枢转。

7.根据权利要求6所述的U型纵梁切割机，其特征是所述随动装置包括固定在旋转盘上的随动底座，在随动底座上安装两根相互平行的随动导轨且平行于切割头切割方向，在随动底座上位于随动导轨旁布置与其平行的随动丝杠，随动丝杠套装有随动螺母，每根随动导轨上安装有相配合的随动滑块，随动溜板固定在随动滑块上，随动溜板与随动丝杠上套装的随动螺母连接在一起，随动伺服电机固定在随动底座上，随动伺服电机输出轴与随动丝杠通过随动联轴器连接在一起，切割头固定在随动溜板上，随动伺服电机转动带动随动丝杠旋转，从而驱动随动溜板沿随动导轨方向往复运动，切割头固定在随动溜板上，这样切割头在切割方向能够往复运动。

8.根据权利要求2所述的U型纵梁切割机，其特征是所述检测装置包括定位传感器和检测支架。

9.根据权利要求2所述的U型纵梁切割机，其特征是所述切割平台包括支撑平台横梁，支撑平台横梁的两端分别固定在两侧的压料底座上，在支撑平台横梁上设置若干组铜支撑辊，铜支撑辊的顶端设置能够滚动的铜辊，滚动的方向与U型纵梁输送方向一致，所有铜支撑辊等高且与送料装置上的送料水平支撑滚轮等高，在铜支撑辊之间设置挡光铜板。

10.根据权利要求1所述的U型纵梁切割机，其特征是在切割区域的两侧分别设置一组压料装置。

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