异形钢板的裁切工艺的制作方法

本发明属于钢板裁切技术领域，尤其是涉及一种异形钢板的裁切工艺。

背景技术：

在汽车外壳及主体框架是需要多种钢板拼焊而成，在钢板裁剪时一般分为矩形等规则形状和多种异形钢板，矩形等规则形状通过使用步进式裁切或磨具冲切，而异形钢板则需要多工序裁切而成，在异形钢板的裁切过程中，需要工作人员将调整好角度的钢板放至剪板机的裁切端，进行裁剪，工作强度大且安全隐患高，而通过治具固定的方式放至则角度不好控制且不够精确，生产效率低，通过机械手臂抓取则设备成本过高，同时需要机械手臂的负载较大。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种异形钢板的裁切工艺，以解决异形钢板生产效率慢，工作人员工作强度大，且质量难以保障的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种异形钢板的裁切工艺，包括机架及其上分别安装的定位组件、第一归正组件、第二归正组件、旋转组件、推料组件和控制器，具体裁切步骤包括如下步骤：

s1、工作人员或设备将钢板的一端外缘顶触至定位组件外围；

s2、控制器控制第一归正组件和第二归正组件将钢板相对位置归正；

s3、控制器控制旋转组件的第一吸盘吸接钢板下端，且旋转组件对钢板进行角度调整；

s4、控制器控制推料组件抓取钢板的外围后，且推料组件将钢板推送至剪板机进行裁切。

进一步的，所述第一归正组件和第二归正组件的结构相同且相互垂直设置，第一归正组件与定位组件相互平行设置，第一归正组件包括结构相同且对称设置的两个第二夹取组件。

进一步的，所述第二夹取组件包括传动机构及其上安装的夹取机构，所述传动机构包括第四电机和第四滑轨，第四电机的传动轮上安装第一同步轮，第一同步轮外围通过同步带与第二同步轮构成同步结构，第四滑轨外围固定连接至机架的内部，且第四滑轨位于同步带内圈；

进一步的，所述夹取机构包括第五连板、顶升组件和第二夹爪，第五连板的一侧滑动连接至第四滑轨外围，第五连板的上端固定连接至同步带外围，第五连板的另一侧通过顶升组件安装第二夹爪。

进一步的，所述s2步骤中第一归正组件和第二归正组件将钢板相对位置归正的方法是，第一归正组件与定位组件之间的间距为l0，定位组件与剪板机的间距为z，第一吸盘的圆心与第一归正组件的轴线重合，且第一吸盘的圆心水平向坐标为x0，第一吸盘的圆心竖直向坐标为y0，第一归正组件的两个第二夹取组件对夹钢板的外围，确定钢板的水平相对位置，第二归正对组件的两个第二夹取组件夹取钢板第一侧的外围，确定钢板的竖直相对位置。

进一步的，所述s3步骤中旋转组件对钢板进行角度调整的方法是，钢板的边角角度为a1，与a1对称的裁剪后角度为a2，第一吸盘旋转补偿角度a3＝a1+a2-180°。

进一步的，所述推料组件包括第三电机、第二丝杠、第二滑台、传动组件、支板、第一抓取组件、第二滑轨，第二丝杠的一端固定连接至第三电机的传动轴，第二丝杠外围套接至第二滑台，第二滑台是u型结构，第二滑台的两侧内壁通过第二滑块滑动连接至第二滑轨的外围，第二滑轨两端固定连接至机架内部，第二滑台的两侧外壁分别固定安装一个传动组件，每个传动组件的一侧固定连接至一个支板的下端，且两个支板分别位于旋转组件的两侧，支板的上端安装第一抓取组件，第三电机信号连接至控制器。

进一步的，所述s4步骤中推料组件的推进距离是：

y＝z-[l1*cos(90-a2))-xo/sin(270-a2-a1)]-{yo*cos(270-a2-a1)-[xo/sin(270-a2-a1)]*[sin(90-a2)/sin(180-a1)]*cos(270-a2-a1)}-xo。

进一步的，所述定位组件包括若干相互平行设置的定位轴座，且若干定位轴座呈线性分布。

相对于现有技术，本发明所述的异形钢板的裁切工艺具有以下有益效果：

(1)本发明所述的异形钢板的裁切工艺，工作人员将异形钢板的一侧外缘顶触至定位组件的外缘，工作人员打开控制器，控制器通过预设程序控制旋转组件吸取异形钢板的下端，同时控制器通过预设算法控制第一归正组件、第二归正组件和旋转组件的运转，实现异形钢板相对位置的确定，而推料组件用于异形钢板的上料，将异形钢板传送至剪板机的裁切端，降低工人的劳动强度，同时降低生产的安全隐患。

(2)本发明所述的异形钢板的裁切工艺，旋转组件对钢板进行角度调整的方法包括单边及多角度调整，满足钢板多角度异形裁切的需求，提高设备的利用率及实用性，满足异形钢板的裁切需求。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的异形钢板的自动定位上料生产线的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的旋转组件的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的转盘的结构示意图；

图4为本发明实施例所述的推料组件的结构示意图；

图5为本发明实施例所述的传动组件、支板和第一抓取组件装配的结构示意图；

图6为本发明实施例所述的第一抓取组件的结构示意图；

图7为本发明实施例所述的第一夹爪的结构示意图；

图8为本发明实施例所述的定位轴座的爆炸结构示意图；

图9为本发明实施例所述的第一归正组件的结构示意图；

图10为本发明实施例所述的第五连板、顶升组件和第二夹爪装配的结构示意图；

图11为本发明实施例所述的第二夹爪的结构示意图；

图12为本发明实施例所述的异形钢板裁切计算示意图。

附图标记说明：

1-机架；2-旋转组件；21-第一电机；22-第一轴座；23-第一丝杠；24-第一滑轨；25-第一滑台；26-第一滑块；27-转盘；271-第一支杆；272-承接板；273-第二电机；274-第一吸盘；3-推料组件；31-第三电机；32-第二丝杠；33-第二滑台；34-传动组件；341-第一气缸；342-第三滑轨；343-第一连板；35-支板；36-第一抓取组件；361-第二支杆；362-第二吸盘；363-第一夹爪；364-第二连板；3631-第一固定块；3632-第一伸缩杆；3633-第三固定块；3634-第一夹板；3635-第二固定块；37-第二滑轨；38-第二轴座；4-定位组件；41-第三连板；42-第四连板；43-第二气缸；44-第三支杆；45-滚轴；46-套筒；47-垫圈；5-第一归正组件；51-第四电机；52-第一同步轮；53-第二同步轮；54-同步带；55-第四滑轨；56-第五连板；57-顶升组件；571-第三气缸；572-第五滑轨；573-第三滑台；58-第二夹爪；581-第六连板；582-第二伸缩杆；583-第四固定块；584-第二夹板；6-第二归正组件；7-剪板机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-9所示，异形钢板的自动定位上料生产线，包括机架1及其上分别安装的定位组件4、第一归正组件5、第二归正组件6、旋转组件2和推料组件3，机架1是框架结构，机架1的一端设置剪板机7，定位组件4位于机架1的另一端，且第一归正组件5与定位组件4相互平行设置，第一归正组件5与第二归正组件6相互垂直设置，旋转组件2位于机架1中部，推料组件3与旋转组件2相互平行设置，旋转组件2、推料组件3、定位组件4、第一归正组件5和第二归正组件6均信号连接至控制器，控制器是plc，plc的型号是rkc-001，所述plc可通过现有技术逻辑编程预设程序，异形钢板的裁切工艺，包括如下步骤：s1、工作人员或设备将钢板的一端外缘顶触至定位组件4外围；s2、控制器控制第一归正组件5和第二归正组件6将钢板相对位置归正；s3、控制器控制旋转组件2的第一吸盘274吸接钢板下端，且旋转组件2对钢板进行角度调整；s4、控制器控制推料组件3抓取钢板的外围后，且推料组件3将钢板推送至剪板机7进行裁切，工作人员将异形钢板的一侧外缘顶触至定位组件的外缘，工作人员打开控制器，控制器通过预设程序控制旋转组件吸取异形钢板的下端，同时控制器通过预设算法控制第一归正组件、第二归正组件和旋转组件的运转，实现异形钢板相对位置的确定，而推料组件用于异形钢板的上料，将异形钢板传送至剪板机的裁切端，降低工人的劳动强度，同时降低生产的安全隐患。

第一归正组件5和第二归正组件6的结构相同且相互垂直设置，第一归正组件5与定位组件4相互平行设置，第一归正组件5包括结构相同且对称设置的两个第二夹取组件，每个第二夹取组件的一端接触连接至钢板的外围，通过多个第二夹取组件与转盘27的配合实现异形钢板的角度偏转，同时保证在调校异形钢板相对位置及角度的过程中，钢板稳固，保障调校质量。

s2步骤中第一归正组件5和第二归正组件6将钢板相对位置归正的方法是，第一归正组件5与定位组件4之间的间距为l0，定位组件4与剪板机的间距为z，第一吸盘274的圆心与第一归正组件5的轴线重合，且第一吸盘274的圆心水平向坐标为x0，第一吸盘274的圆心竖直向坐标为y0，第一归正组件5的两个第二夹取组件对夹钢板的外围，确定钢板的水平相对位置，第二归正对组件6的两个第二夹取组件夹取钢板第一侧的外围，确定钢板的竖直相对位置。

旋转组件2对钢板进行角度调整的方法是，钢板的边角角度为a1，与a1对称的裁剪后角度为a2，吸盘旋转补偿角度a3＝a1+a2-180°，s4步骤中推料组件3的推进距离是：

y＝z-[l1*cos(90-a2))-xo/sin(270-a2-a1)]-{yo*cos(270-a2-a1)-[xo/sin(270-a2-a1)]*[sin(90-a2)/sin(180-a1)]*cos(270-a2-a1)}-xo。

如图12所示，sa1＝a1-sa2；sa2＝180-sa3；sa3＝360-a2-a1-90；sa4＝180-a1；

sy1＝sl1-sl2；

sy2＝sl3*cos(sa3)；

sl1＝l1*cos(sa1)；

sl2＝xo/sin(sa3)；

sl3＝yo-sl4；

sl4＝sl5/sin(sa4)；

sl5＝sl2*sin(sa1)；

y1＝sy1+sy2；

y＝z-y1；

旋转组件对钢板进行角度调整，推进组件用于步进推料，满足日常的步进式裁切和单边异形裁切，同时适用于钢板的外围全面进行裁切，满足钢板多角度异形裁切的需求，提高设备的利用率及实用性，满足异形钢板的裁切需求。

定位组件4包括若干相互平行设置的定位轴座，且若干定位轴座呈线性分布，作为工作人员将异形钢板放置到机架1上的基准线，方便工作人员选取基准点，确保产品的一致性，保障产品的生产质量。定位轴座包括滑动组件、第三连板41、第四连板42、第二气缸43和第三支杆44，第三连板41和第四连板42相互平行设置，且第三连板41的外围固定安装至机架1上端，第三连板41的一端通过第二气缸43固定连接至第四连板42的一端，第三连板41的另一端设有卡孔，第三支杆44的一端固定连接至第四连板42的另一端，第三支杆44的另一端穿过所述卡孔后安装滑动组件，滑动组件位于机架1上方，第二气缸43通过气管连接至外置气泵，控制器通过控制气泵对第二气缸43的抽气和注气实现第二气缸43活动的伸缩，实现第四连板42的上下位移，从而带动滑动组件的上下位移，以便使用多种规格的异形钢板。

滑动组件包括第三支杆44的外围由内至外依次套接滚轴45和套筒46，且滚轴45的两端分别设置一个垫圈47，所述垫圈47位于套筒46内部，且滚轴45是滚珠套。

第二夹取组件包括传动机构及其上安装的夹取机构，所述传动机构可以通过皮带传送方式实现，也可通过丝杠传动实现，如图9所述，传动方式选用皮带的传送方式，所述传动机构包括第四电机51、第一同步轮52、同步带54、第二同步轮53和第四滑轨55，第一电机21、第二电机273、第三电机31和第四电机51均为smh80系列的减速电机，第四电机51外围和第二同步轮53的一端均固定连接至机架1的内部，第四电机51的传动轮上安装第一同步轮52，第一同步轮52外围通过同步带54与第二同步轮53构成同步结构，第四滑轨55外围固定连接至机架1的内部，且第四滑轨55位于同步带54内圈，夹取机构的外围通过第三滑块滑动连接至第四滑轨55的外围，夹取机构的一端固定连接至同步带54上，第四电机51信号连接至控制器，控制器控制第四电机51转动，第四电机51传动轴上安装的第一同步轮52带动皮带转动，从而实现夹取机构的位移。

夹取机构包括第五连板56、顶升组件57和第二夹爪58，第五连板56的一侧通过所述第三滑块滑动连接至第四滑轨55外围，第五连板56的上端固定连接至同步带54外围，第五连板56的另一侧通过顶升组件57安装第二夹爪58，第二夹爪58用于夹取异形钢板的外缘，顶升组件57用于调整第二夹爪58的上下位置，以适用不同规格型号的异形钢板。

顶升组件57包括第三气缸571、第五滑轨572和第三滑台573，第三气缸571的一侧固定连接至第五连板56的一侧，第三气缸571的另一侧安装第五滑轨572，第三滑台573的一侧滑动连接至第五滑轨572的外围，第三滑台573的上端固定连接至第三气缸571的活动杆，第二夹爪58包括第六连板581、第二伸缩杆582、第四固定块583、第二夹板584和微动开关，第六连板581是l形结构，第五连板56外围固定连接至所述l型结构内，第六连板581上端中部安装第四固定块583，第二夹板584中部铰接至第四固定块583的上端，第二夹板584的一端铰接至第二伸缩杆582的一端，第二伸缩杆582的另一端铰接至第六连板581的一侧，微动开关固定安装至第六连板581，且微动开关位于第六连板581与第二夹板584之间，微动开关的一端接触连接至钢板外围，微动开关信号连接至控制器。

旋转组件2包括第一电机21、第一轴座22、第一丝杠23、第一滑轨24、第一滑台25、第一滑块26和转盘27，第一丝杠23外围通过第一轴座22固定连接至机架1上，第一丝杠23的一端安装第一电机21，第一丝杠23外围套接第一滑台25，且第一滑台25下端通过第一滑块26滑动连接至第一滑轨24外围，第一滑台25上端安装转盘27，第一滑轨24的两端分别固定安装至机架1内部，第一电机21信号连接至控制器，控制器控制第一电机21转动，第一电机21传动轴带动第一丝杠23转动，第一滑台25将转动的第一丝杠23扭矩转换为位移动力，从而沿第一滑轨24的轨迹运动，且转盘27用于固定异形钢板，实现异形钢板在机架1上的角度偏转，同时又具备线性位移的功能，实现异形钢板的多角度变换，增加装置的适用性。

转盘27包括第一支杆271、承接板272、第一中轴、第一齿轮、第一吸盘274和第二电机273，承接板272下端通过若干第一支杆271固定连接至第一滑台25的上端，第二电机273的外围固定安装至承接板272的一侧，第一中轴的下端固定安装至承接板272的上端中部，第一中轴外围套接第一齿轮，第一齿轮上端安装第一吸盘274，第一吸盘274中部设有通气孔，外置气泵的气管连通至所述通气孔内部，第二电机273的传动齿轮啮合至第一齿轮的外围，第二电机273的信号连接至控制器，控制器控制第二电机273转动，第二电机273的传动齿轮通过第一齿轮带动第一吸盘274旋转，同时控制器控制外置气泵进行抽真空，将异形钢板吸接至第一吸盘274上，从而实现异形钢板的角度偏转。

第一吸盘274上端设有若干环槽，且每个环槽均与所述通气孔相连通，第一吸盘274的材质是硬质橡胶。

推料组件3包括第三电机31、第二丝杠32、第二滑台33、传动组件34、支板35、第一抓取组件36、第二滑轨37和第二轴座38，第二丝杠32的一端固定连接至第三电机31的传动轴，第三电机31的外围安装至支架1内部，第二丝杠32的外围通过第二轴座38固定连接至机架1内部，且第一丝杠23与第二丝杠32相互平行设置，第二丝杠32外围套接至第二滑台33，第二滑台33是u型结构，第二滑台33的两侧内壁通过第二滑块滑动连接至第二滑轨37的外围，第二滑轨37两端固定连接至机架1内部，第二滑台33的两侧外壁分别固定安装一个传动组件34，每个传动组件34的一侧固定连接至一个支板35的下端，且两个支板35分别位于旋转组件2的两侧，支板35的上端安装第一抓取组件36，第三电机31信号连接至控制器，控制器控制第三电机31转动，电三电机的传动轴带动第二丝杠32转动，第二滑台33将第二丝杠32的旋转扭矩转换成与与第一滑台25同向的位移轨迹，并传送至剪板机7的裁切端，传动组件34同于升降抓取组件的相对位置，以方便抓取组件从第一吸盘274上承接异形钢板，减少旋转组件2的位移距离，增加装置的加工效率。

传动组件34包括第一连板343、第三滑轨342和第一气缸341，第一气缸341的一侧通过第一连板343固定连接至第二滑台33的一侧，第一气缸341的另一侧滑动连接至第三滑轨342的外围，且第三滑轨342的外围固定连接至支板35的一侧，第一气缸341是现有技术的无杆气缸，第一气缸341通过管路连接至外置气泵，外置气泵信号连接至控制器，控制器通过控制气泵对第一气缸341内的注气或抽气使第一气缸341在第三滑轨342的位移，从而带动第一连板343的位移，实现抓取组件的抬起、下降。

第一抓取组件36包括第二支杆361、第二连板364和若干第二吸盘362，第二支杆361的横截面是l形结构，第二支杆361的下端固定连接至支板35的上端，第二支杆361的上端安装第二连板364，第二连板364上端安装若干相互平行设置的第二吸盘362，每个第二吸盘362内部均通过气管连通至外置气泵，且气管上设置第一电磁阀，第一电磁阀信号连接至控制器，控制器通过控制第一电磁阀启闭，来控制第二吸盘362与异性钢板的吸接与断开。

第二支杆361一侧设置第一夹爪363，且第一夹爪363和第二连板364相互平行设置，第一夹爪363包括第一固定块3631、第二固定块3635、第一伸缩杆3632、第三固定块3633和第一夹板3634，第一固定块3631和第二固定块3635相互平行设置，第一固定块3631的一侧、第二固定块3635的一侧均固定连接至第二支杆361的一侧，第二固定块3635上侧设有u型槽，第一夹板3634的中部铰接至所述u型槽内，第一夹板3634的一端通过第三固定块3633铰接至第一伸缩杆3632的一端，第一伸缩杆3632的另一端铰接至第一固定块3631的一端，在生产加工规则钢板或步进式冲切时，工作人员可以通过将板材的一端通过第一夹爪363夹取的方式代替人工送料，降低劳动强度，同时保障生产安全。

异形钢板的自动定位上料生产线的使用过程：

工作人员将异形钢板的一侧顶触至若干沿线性排布的定位轴座外围，以此作为异形钢板的摆放基准点，工作人员启动控制器，控制器控制第一归正组件的两个第四电机51运转，第四电机51传动轴上安装的第一同步轮52带动皮带转动，从而实现夹取机构的位移，当夹取机构上的微动开关接触连接至钢板外围时，微动开关信号连接至控制器，控制器控制外置气泵向第二伸缩杆582注气，第二伸缩杆582的活动杆带动第二夹板584一端抬起，通过杠杆原理，第二夹板584和第六连板581将异形钢板的外缘夹取，同时控制器控制器两个夹取机构将钢板的几何中心位于至第一吸盘274的圆心上方，控制器控制气泵向第二伸缩杆582注气5s后，控制器控制第二归正组件的两个第四电机51运转，第二归正组件内的微动开关接触连接至钢板外围，并信号传输至控制器，控制器控制外置气泵向第一吸盘274内抽真空，第一吸盘274与异形钢板的下侧吸接，控制器控制外置气泵向第一吸盘274内抽真空1s后，控制器控制第一电机21转动，第一电机21传动轴带动第一丝杠23转动，第一滑台25将转动的第一丝杠23扭矩转换为位移动力，从而沿第一滑轨24的轨迹运动，控制器控制第一电机21转动的同时，控制器控制第二电机273转动，从而实现第一吸盘274的角度偏转，第一吸盘274转动角度为吸盘补偿角度a3，控制器控制第一电机21转动的5s后，控制器控制气泵向第一气缸341内注气、向第二吸盘362内抽真空，若干第二吸盘362抬起且与异形钢板吸接，此后两秒控制器控制气泵停止向第一吸盘274抽真空同时控制第一电机21反向转动，第一吸盘274复位，同时控制器控制第三电机31转动，电三电机的传动轴带动第二丝杠32转动，第二滑台33将第二丝杠32的旋转扭矩转换成与与第一滑台25同向的位移轨迹，并传送至剪板机7的裁切端。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。