在线伺服大直径棒料液压随动定尺剪切机构的制作方法
【专利摘要】一种在线伺服大直径棒料液压随动定尺剪切机构，本发明主要包括固定支架、液压剪切机、机械连接机构和承料架。其中，固定支架主要包括：左支架、右支架、剪切机导轨、导向套、光电传感器等。液压剪切机主要包括：液压缸、上切刀、下切刀、剪切机辊轮、测速托轮和支座。承料架主要包括：上支架、下水平杆、下支架、下支架辊轮、直线导轨、宽导轨、挡料杆、拐臂、托架及定尺挡板。机械连接机构包括伺服电机、齿轮、齿条、连接杆及触控板。本发明能大幅提高棒料速度，实现高速在线生产，并避免二次加工和资源浪费，极具实用价值。
【专利说明】在线伺服大直径棒料液压随动定尺剪切机构
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及冶金行业中一种棒料剪切设备。
【背景技术】
[0002]由于大直径棒料多用于建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅炉、容器、船舶等，随着经济的发展，其需求量逐年增加，但是其生产效率与定尺精度是限制本行业发展的瓶颈，成为亟需解决的工程问题。目前大直径棒料剪切机剪切方式主要采用由液压压力机带动刀片进行剪切，速度慢、效率低且不能实时在线加工。剪切生产线没有考虑完成一次剪切工序后大直径棒料能否再次准确地进入承料架。由于棒料前段无约束的抖动，势必影响棒料的精确进入，使棒料前行的速度受到限制，剪切的精准性和连续性大打折扣。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种能实时在线加工、剪切精准、连续加工、生产效率高的在线伺服大直径棒料液压随动定尺剪切机构。
[0004]本发明主要包括固定支架、液压剪切机、机械连接机构和承料架。其中，固定支架主要包括:左支架、右支架、剪切机导轨、导向套、光电传感器等。左支架下端固定在地基上，上端中部设有通孔，其内设有轴线呈水平的导向套，以方便料棒进入。左支架上端两侧活动连接有相互平行的两对剪切机导轨的一端，该剪切机导轨的另一端，分别活动连接在右支架上面的固定板上。该右支架上面的固定板通过连接件与右支架水平的上臂相连，该右支架上臂与右支架立柱上端相连，该右支架立柱下端通过连板与地基相连。在上述右支架固定板上两剪切机导轨之间活动连接有光电传感器，该光电传感器位置可调。
[0005]液压剪切机主要包括:液压缸、上切刀、下切刀、剪切机辊轮、测速托轮和支座。液压剪切机的液压缸固定在支座上，其有四个对称的支爪，支爪上各设一个剪切辊轮，这些剪切棍轮分别置于每对剪切机导轨之间，使剪切机在导轨内运动。液压剪切机的液压缸与刀架上端固联，该刀架上设有上切刀，该上切刀的切削刃与下切刀出料端相对应。下切刀为内设中心通孔即穿筋孔的圆柱体，最好穿筋孔的直径由进口端到出口端逐渐缩小，出口端直径等于料棒直径。在下切刀进口端设有与其连为一体的连接法兰，通过该连接法兰下切刀活动连接在支座与其对应的通孔内。液压缸活塞工作带动上切刀下行运动进行剪切。支座下部设有支耳，其上设有轴线呈水平的测速托轮，该测速托轮上可置有棒料，以便测出棒料的前行速度，并将速度反馈到伺服电机，使液压剪切快速准确。
[0006]承料架主要包括:上支架、下水平杆、下支架、下支架辊轮、直线导轨、宽导轨、挡料杆、拐臂、托架及定尺挡板。承料架至少有两个h形下支架，它们通过连接件并联在一起，每个下支架下端均设有一对辊轮，它们分别与直线导轨相对应。每个下支架上端各与一个门字形上支架的一个立柱通过连板相连，该上支架两立柱下端所设的连板各与一条宽导轨活动连接，该宽导轨起始端位于上切刀下方，使棒料从下切刀的穿筋孔中穿出后，能准确快速进入承料架中，棒料前行速度也可以提高。在两平行宽导轨的间隙上面活动连接位置可调的定尺挡板，在间隙下面设有与其对应的挡料杆，该与宽导轨等长的挡料杆与两根相同的拐臂上端通过连接件相连，该两拐臂下端与一根下水平杆活动连接，该下水平杆两端分别设在两下支架上的轴承座内。在各下支架直杆的上部设有通孔，其内设一根上连杆，其与L形托架的上端相连，该L形托架下部置于一根下连杆上，该下连杆设在各下支架直角杆拐弯处。
[0007]机械连接机构包括伺服电机、齿轮、齿条、连接杆及触控板。伺服电机固定在与右支架相连的托板上，其输出轴上设有齿轮，与该齿轮啮合的水平齿条一端与上支架相连，该齿条穿过右支架通孔另一端固定在剪切机支座上。在齿条上面设有与其平行并穿过右支架通孔的连接杆，其一端与剪切机支座相连，另一端与上支架两立柱间的连板活动连接，该连接杆上设有位置可调的外延触控板。
[0008]本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0009]1、本发明采用剪切机构与承料机构同步运动的方式使两者间的距离固定，对于剪切的连续性有很大的提闻，可实现闻速在线到切。
[0010]2、承料架下支架上装有辊轮，辊轮运动采用直线导轨，运动快速、精准。
[0011]3、剪切机构采用机械定尺，定尺精度高；棒料剪切长度可调，适用范围广。
[0012]4、液压剪切机上装有测速托轮，测定棒料前行速度并反馈到伺服电机，伺服电机调节转速与棒料速度匹配。
[0013]5、本发明公布的剪切机构采用光电触发式液压剪切，剪切速度快，断面质量高。总之，本发明提供的剪切方式可使大直径棒料在线生产的效率和效益得到很大的提升。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明立体示意简图。
[0015]图2是本发明固定支架的立体示意简图。
[0016]图3是本发明液压剪切机立体局剖示意简图。
[0017]图4是本发明承料架侧视示意简图。
[0018]图5是本发明机械连接机构立体示意简图。
[0019]图中:1_左支架；2_测速托轮；3-导向套；4_剪切机导轨；5_剪切机辊轮；6-下切刀；7_液压缸；8_上切刀；9-支座；10_触控板；11_光电传感器；12_伺服电机；13_上支架；14-下水平杆；15-宽导轨；16-定尺挡板；17-挡料杆；18_拐臂；19_托架；20_下支架；21-下支架辊轮；22_直线导轨；23_齿条；24_连接杆；25_齿轮；26_右支架；27刀架。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本发明进行详细说明。
[0021]在图1所示的在线伺服大直径棒料液压随动定尺剪切机构的立体示意图中，本发明主要包括固定支架、液压剪切机、机械连接机构和承料架。其中，固定支架主要包括:左支架(I)、右支架(26)、剪切机导轨(4)、导向套(3)、光电传感器(11)等；如图2所示，立板式左支架下端固定在地基上，上端中部设有通孔，其内设有轴线呈水平的导向套，左支架上端两侧活动连接有相互平行的两对剪切机导轨的一端，该剪切机导轨的另一端，分别活动连接在右支架上面的固定板上。该右支架上面的固定板通过连接件与右支架水平的上臂相连，该右支架上臂与右支架立柱上端相连，该右支架立柱下端通过连板与地基相连。在上述右支架固定扳上两剪切机导轨之间通过紧固件活动连接有光电传感器。
[0022]在图1和图3所示的在线伺服大直径棒料液压随动定尺剪切机构的示意图中，液压剪切机主要包括:液压缸(7)、上切刀(8)、下切刀(6)、剪切机辊轮(5)、测速托轮(2)和支座(9)。液压剪切机的液压缸固定在支座上，其有四个对称的支爪，支爪上各设一个剪切辊轮，这些剪切辊轮分别置于每对剪切机导轨之间。液压剪切机的液压缸与刀架上端固联，该刀架上设有上切刀，该上切刀的切削刃与下切刀出料端相对应。下切刀为内设中心通孔即穿筋孔的圆柱体，穿筋孔的直径由进口端到出口端逐渐缩小，出口端直径等于料棒直径。在下切刀进口端设有与其连为一体的连接法兰，通过该连接法兰下切刀活动连接在支座与其对应的通孔内。支座下部设有支耳，其上设有轴线呈水平的测速托轮。
[0023]在图1和图4所示的在线伺服大直径棒料液压随动定尺剪切机构的示意图中，承料架主要包括:上支架(13)、下水平杆(14)、下支架(20)、下支架辊轮(21)、直线导轨
(22)、宽导轨(15)、挡料杆(17)、拐臂(18)、托架(19)及定尺挡板(16)。承料架至少有两个h形下支架，它们通过方管连接件并联在一起，每个下支架下端均设有一对辊轮，它们分别与直线导轨相对应。
[0024]每个下支架上端各与一个门字形上支架的一个立柱通过连板相连，该上支架两立柱下端所设的连板各与一条宽导轨通过紧固件活动连接，该宽导轨起始端位于上切刀下方。在两平行宽导轨的间隙上面通过紧固件活动连接定尺挡板，在间隙下面设有与其对应的挡料杆，该与宽导轨等长的挡料杆与两根相同的拐臂上端通过连接件相连，该两拐臂下端与一根圆管形下水平杆活动连接，该下水平杆两端分别设在两下支架上的轴承座内。在各下支架直杆的上部设有通孔，其内设一根上连杆，其与L形托架的上端相连，该L形托架下部置于一根下连杆上，该下连杆设在各下支架直角杆拐弯处。
[0025]在图1和图5所示的在线伺服大直径棒料液压随动定尺剪切机构的示意图中，机械连接机构包括伺服电机(12)、齿轮(25)、齿条(23)、连接杆(24)及触控板(10)。伺服电机固定在与右支架相连的托板上，其输出轴上设有齿轮，与该齿轮啮合的水平齿条一端与上支架通过紧固件相连，该齿条穿过右支架通孔另一端焊接在剪切机支座上。在齿条上面设有与其平行并穿过右支架通孔的连接杆，其一端通过法兰螺栓与剪切机支座相连，另一端通过法兰螺栓与上支架两立柱间的连板活动连接，该连接杆上设有位置可调的外延触控板。
[0026]生产线开始运作时，棒料在牵引力的作用下从左支架(I)的导向套(3)进入剪切机下切刀(6)的穿筋孔中，然后继续前行进入承料架的两宽导轨(15)之间。此时由于未进行剪切，挡料杆(17)在两宽导轨间隙正下方防止棒料的下沉。当棒料前行抵至宽导轨上定尺挡板(16)后，伺服电机(12)开始工作，电机轴带动齿轮(25)转动，齿条(23)随之运动，带动剪切机、承料架运动。测速托轮(2)测定棒料前行速度并反馈到伺服电机(12)，伺服电机(12)根据棒料速度调节转速使剪切机承料架和棒料同速运动。触控板(10)随着连接杆
(24)运动，前行一段距离后，光电传感器(11)感应触控板(10)后发出电信号，液压缸(7)活塞快速工作，上切刀(8)与下切刀(6)剪切切断棒料。承料架中的拐臂(18)偏转，使切断的棒料落在托架(19)上。剪切完成后，伺服电机(12)反转，剪切机与承料架回程。棒料则继续前行进入承料架，进行下一次的剪切。
[0027]以上仅为本发明较佳的【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披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其设计构思等同的替换或改变，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种在线伺服大直径棒料液压随动定尺剪切机构，本发明主要包括固定支架、液压剪切机、机械连接机构和承料架，其特征在于: 固定支架的左支架下端固定在地基上，上端中部设有通孔，其内设有轴线呈水平的导向套，左支架上端两侧活动连接有相互平行的两对剪切机导轨的一端，该剪切机导轨的另一端，分别活动连接在右支架上面的固定板上，该右支架上面的固定板通过连接件与右支架水平的上臂相连，该右支架上臂与右支架立柱上端相连，该右支架立柱下端通过连板与地基相连，在上述右支架固定板上两剪切机导轨之间活动连接有光电传感器； 液压剪切机的液压缸固定在支座上，其有四个对称的支爪，支爪上各设一个剪切辊轮，这些剪切辊轮分别置于每对剪切机导轨之间，液压剪切机的液压缸与刀架上端固联，该刀架上设有上切刀，该上切刀的切削刃与下切刀出料端相对应，下切刀为内设中心通孔即穿筋孔的圆柱体，在下切刀进口端设有与其连为一体的连接法兰，通过该连接法兰下切刀活动连接在支座与其对应的通孔内； 承料架至少有两个h形下支架，它们通过连接件并联在一起，每个下支架上端各与一个门字形上支架的一个立柱通过连板相连，该上支架两立柱下端所设的连板各与一条宽导轨活动连接，该宽导轨起始端位于上切刀下方，在两平行宽导轨的间隙上面活动连接定尺挡板，在间隙下面设有与其对应的挡料杆，该与宽导轨等长的挡料杆与两根相同的拐臂上端通过连接件相连，该两拐臂下端与一根下水平杆活动连接，该下水平杆两端分别设在两下支架上的轴承座，在各下支架直杆的上部设有通孔，其内设一根上连杆，其与L形托架的上端相连，该L形托架下部置于一根下连杆上，该下连杆设在各下支架直角杆拐弯处； 机械连接机构的伺服电机固定在与右支架相连的托板上，其输出轴上设有齿轮，与该齿轮啮合的水平齿条一端与上支架相连，该齿条穿过右支架通孔另一端固定在剪切机支座上，在齿条上面设有与其平行并穿过右支架通孔的连接杆，其一端与剪切机支座相连，另一端与上支架两立柱间的连板活动连接，该连接杆上设有位置可调的外延触控板。
2.根据权利要求1所述的在线伺服大直径棒料液压随动定尺剪切机构，其特征在于:剪切机支座下部设有支耳，其上设有轴线呈水平的测速托轮。
3.根据权利要求1或2所述的在线伺服大直径棒料液压随动定尺剪切机构，其特征在于:每个下支架下端均设有一对辊轮，它们分别与直线导轨相对应。
4.根据权利要求1所述的在线伺服大直径棒料液压随动定尺剪切机构，其特征在于:穿筋孔的直径由进口端到出口端逐渐缩小，出口端直径等于料棒直径。
【文档编号】B23D33/10GK104259548SQ201410385491
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】金贺荣, 韩雪艳, 张春雷, 范红丽 申请人:燕山大学