曲线变度坡口机的制作方法

1.本技术涉及机械加工技术领域，具体涉及一种曲线变度坡口机。


背景技术：

2.目前，工业企业对钢板进行焊接之前，大多采用火焰、激光、等离子切割机或刨边机、铣边机对其进行坡口加工。
3.但上述设备存在一定的固有缺陷，难以适应现代焊接坡口工艺发展的需要。例如火焰切割机只能加工v型坡口，生产效率低，工件有热形变，直线精度差、表面有瘤渣、氧化层，使用化石燃料存有空气污染问题；激光、等离子设备加工16mm以上厚度的板料，其切口光洁度较差，垂直方向存有不同程度的凹陷度问题，切面表层同时存有氧化层；刨边机存有单边加工，反复装夹，功效低，生产成本高，工人劳动强度大的问题；传统铣边机切削装置多，直线精度难以保障，生产效率低，刀具磨损严重，不能加工曲线型坡口。
4.随着我国工业革命的进展，这些传统装备与工艺，已严重不适应发展的需要。


技术实现要素：

5.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种曲线变度坡口机，能够加工曲线型坡口，提高坡口加工的适应性。
6.为了解决上述问题，本技术提供一种曲线变度坡口机，包括上料端输送装置、坡口加工装置、出料端输送装置和控制系统，上料端输送装置、坡口加工装置和出料端输送装置沿着待切削工件的输送方向依次设置，控制系统与上料端输送装置、坡口加工装置和出料端输送装置通讯连接，控制上料端输送装置、坡口加工装置和出料端输送装置的运动，坡口加工装置包括主机装置，主机装置包括刀盘，控制系统控制主机装置按照预设的曲线轨迹调整刀盘的进给，对待切削工件进行坡口加工。
7.优选地，主机装置包括上坡口装置、下坡口装置和直边装置，上坡口装置、下坡口装置和直边装置沿待切削工件的输送方向依次设置，上坡口装置、下坡口装置和直边装置相互独立，各自单独进行位置调节和刀具进给调节。
8.优选地，上坡口装置包括坡口刀盘、坡口主轴装置、坡口传动装置、坡口电机、坡口支撑架体、坡口锁紧机构和坡口底部转盘，坡口支撑架体安装在坡口底部转盘上，坡口电机和坡口主轴装置均安装在坡口支撑架体上，坡口电机和坡口主轴装置之间通过坡口传动装置传动连接，坡口刀盘安装在坡口主轴装置上，坡口锁紧机构安装在坡口支撑架体上，调节并锁定坡口主轴装置的摆动角度。
9.优选地，坡口主轴装置包括主轴箱、滑套、轴承组和进给机构，坡口传动装置包括带轮、同步带和张紧机构，坡口锁紧机构包括摆动连接的滑块和连杆，带轮设置在坡口电机的输出端，同步带套设在带轮和滑套上，张紧机构用于调节同步带的张紧度，进给机构设置在轴承组上，滑套通过轴承组设置在主轴箱的第一端，进给机构设置在主轴箱的第二端，并与滑套驱动连接，由滑套控制进给机构的进给，坡口刀盘设置在进给机构的进给端，主轴箱
转动设置在坡口支撑架体上，连杆的一端与主轴箱铰接，另一端与滑块铰接，滑块滑动设置在坡口支撑架体上，并能够被限位在坡口支撑架体上。
10.优选地，主机装置还包括托辊装置和压轮装置，托辊装置位于切削时坡口刀盘的下方，并对待切削工件进行支撑和运输，压轮装置位于托辊装置的正上方，压轮装置包括气缸、摆杆和压轮，压轮位于摆杆的两端，气缸的活塞杆顶压摆杆的两端，待切削工件位于压轮和托辊装置之间。
11.优选地，坡口加工装置还包括第一端头坡口定位锁定装置、第二端头坡口定位锁定装置、底座、滑板回转装置和输送搭接平台，底座设置在第一端头坡口定位锁定装置和第二端头坡口定位锁定装置之间，滑板回转装置位于底座的两端，并且滑动设置在底座上，主机装置通过回转支承设置在滑板回转装置上，输送搭接平台设置在两个主机装置之间。
12.优选地，滑板回转装置与回转支承之间设置有回转驱动装置，坡口加工装置还包括主机箱体，主机箱体的底部设置有回转锁紧装置，回转锁紧装置具有伸缩杆，滑板回转装置上设置有锁紧孔，伸缩杆能够伸入锁紧孔内对主机箱体进行回转限位。
13.优选地，上料端输送装置包括自动升降台、对中装置和推送装置，自动升降台沿着待切削工件的输送方向设置，对中装置设置在自动升降台的两侧，并沿自动升降台的延伸方向间隔设置，推送装置沿自动升降台的延伸方向运动，对待切削工件进行推送。
14.优选地，自动升降台的台面上布置多个万向球，对中装置包括对中辊，对中辊能够沿自动升降台的宽度方向运动，以对待切削工件进行夹持对中，推送装置设置在自动升降台的两侧，自动升降台的两侧设置有齿条，推送装置的底部设置有齿轮，推送装置通过齿轮与齿条啮合传动。
15.优选地，出料端输送装置包括轨道、第一定位牵引装置、第二定位牵引装置和第三定位牵引装置，第一定位牵引装置、第二定位牵引装置和第三定位牵引装置均滑动设置在轨道上，第一定位牵引装置设置在第二定位牵引装置和第三定位牵引装置远离坡口加工装置的一侧，第一定位牵引装置包括牵引臂，牵引臂能够越过第二定位牵引装置和第三定位牵引装置对待切削工件进行牵引。
16.本技术提供的曲线变度坡口机，包括上料端输送装置、坡口加工装置、出料端输送装置和控制系统，上料端输送装置、坡口加工装置和出料端输送装置沿着待切削工件的输送方向依次设置，控制系统与上料端输送装置、坡口加工装置和出料端输送装置通讯连接，控制上料端输送装置、坡口加工装置和出料端输送装置的运动，坡口加工装置包括主机装置，主机装置包括刀盘，控制系统控制主机装置按照预设的曲线轨迹调整刀盘的进给，对待切削工件进行坡口加工。该曲线变度坡口机利用上料端输送装置将待切削工件输送至坡口加工装置处，然后通过控制系统对坡口加工装置进行控制，对待切削工件进行切割，通过对控制程序进行设定，可以实现待切削工件的曲线坡口加工，通过出料端输送装置将加工之后的工件输送走，因此能够实现曲线型坡口的加工，提高坡口加工的适应性。
附图说明
17.图1为本技术一个实施例的曲线变度坡口机的立体结构示意图；
18.图2为本技术一个实施例的曲线变度坡口机的俯视结构示意图；
19.图3为本技术一个实施例的曲线变度坡口机在坡口加工装置处的结构示意图；
20.图4为本技术一个实施例的曲线变度坡口机的上坡口装置的结构示意图；
21.图5为本技术一个实施例的曲线变度坡口机的下坡口装置的结构示意图；
22.图6为本技术一个实施例的曲线变度坡口机的直边装置的结构示意图；
23.图7为本技术一个实施例的曲线变度坡口机在坡口加工装置处的待切削工件的定位结构示意图。
24.附图标记表示为：
25.1、上料端输送装置；2、坡口加工装置；3、出料端输送装置；4、主机装置；5、上坡口装置；6、下坡口装置；7、直边装置；8、坡口刀盘；9、坡口主轴装置；10、坡口传动装置；11、坡口电机；12、坡口支撑架体；13、坡口锁紧机构；14、坡口底部转盘；15、主轴箱；16、滑套；17、进给机构；18、带轮；19、同步带；20、滑块；21、连杆；22、托辊装置；23、第一端头坡口定位锁定装置；24、第二端头坡口定位锁定装置；25、底座；26、滑板回转装置；27、输送搭接平台；28、回转支承；29、回转驱动装置；30、主机箱体；31、回转锁紧装置；32、伸缩杆；33、自动升降台；34、对中装置；35、推送装置；36、轨道；37、第一定位牵引装置；38、第二定位牵引装置；39、第三定位牵引装置；40、牵引臂；41、待切削工件；42、气缸；43、摆杆；44、压轮。
具体实施方式
26.结合参见图1至图7所示，根据本技术的实施例，曲线变度坡口机包括上料端输送装置1、坡口加工装置2、出料端输送装置3和控制系统，上料端输送装置1、坡口加工装置2和出料端输送装置3沿着待切削工件41的输送方向依次设置，控制系统与上料端输送装置1、坡口加工装置2和出料端输送装置3通讯连接，控制上料端输送装置1、坡口加工装置2和出料端输送装置3的运动，坡口加工装置2包括主机装置4，主机装置4包括刀盘，控制系统控制主机装置4按照预设的曲线轨迹调整刀盘的进给，对待切削工件41进行坡口加工。
27.该曲线变度坡口机利用上料端输送装置1将待切削工件41输送至坡口加工装置2处，然后通过控制系统对坡口加工装置2进行控制，对待切削工件41进行切割，通过对控制程序进行设定，可以实现待切削工件41的曲线坡口加工，通过出料端输送装置将加工之后的工件输送走，因此能够实现曲线型坡口的加工，提高坡口加工的适应性。
28.在一个实施例中，主机装置4有两套，沿坡口加工装置2的中线对称放置。主机装置4包括上坡口装置5、下坡口装置6和直边装置7，上坡口装置5、下坡口装置6和直边装置7沿待切削工件41的输送方向依次设置，上坡口装置5、下坡口装置6和直边装置7相互独立，各自单独进行位置调节和刀具进给调节。
29.在本实施例中，每套主机装置均包括上坡口装置5、下坡口装置6和直边装置7，这三个装置是相互独立控制进给的，能够控制每个装置均按照预设的程序进行进给，从而使得加工出的坡口曲线整体可以满足待切削工件的加工需要。本实施例中，先通过上坡口装置5对待切削工件的上边角进行加工，形成上坡口，然后在下坡口装置6所在位置处对待切削工件的下边角进行加工，形成下坡口，之后在直边装置7处进行钝边加工。由于三个装置相互独立控制进给，因此可以根据各个装置的设置位置，实现设定好三个装置的进给路线，从而在避免三个装置同时加工发生干涉导致坡口结构受到影响的情况下，保证各个位置的坡口均能够加工至所需结构，更好地实现待切削工件41的多边曲线变度坡口加工。
30.在一个实施例中，上坡口装置5包括坡口刀盘8、坡口主轴装置9、坡口传动装置10、
坡口电机11、坡口支撑架体12、坡口锁紧机构13和坡口底部转盘14，坡口支撑架体12安装在坡口底部转盘14上，坡口电机11和坡口主轴装置9均安装在坡口支撑架体12上，坡口电机11和坡口主轴装置9之间通过坡口传动装置10传动连接，坡口刀盘8安装在坡口主轴装置9上，坡口锁紧机构13安装在坡口支撑架体12上，调节并锁定坡口主轴装置9的摆动角度。
31.坡口主轴装置9包括主轴箱15、滑套16、轴承组和进给机构17，坡口传动装置10包括带轮18、同步带19和张紧机构，坡口锁紧机构13包括摆动连接的滑块20和连杆21，带轮18设置在坡口电机11的输出端，同步带19套设在带轮18和滑套16上，张紧机构用于调节同步带19的张紧度，进给机构17设置在轴承组上，滑套16通过轴承组设置在主轴箱15的第一端，进给机构17设置在主轴箱15的第二端，并与滑套16驱动连接，由滑套16控制进给机构17的进给，坡口刀盘8设置在进给机构17的进给端，主轴箱15转动设置在坡口支撑架体12上，连杆21的一端与主轴箱15铰接，另一端与滑块20铰接，滑块20滑动设置在坡口支撑架体12上，并能够被限位在坡口支撑架体12上。
32.在本实施例中，坡口电机11提供动力，通过同步带19传动将动力传导到坡口主轴装置9，带动坡口刀盘8转动。坡口主轴装置9主要由滑套16、轴承组及进给机构17等组成，利用滑套16实现传动，利用轴承组实现滑套16在主轴箱15内的安装，进给机构17与滑套16之间是驱动连接，利用滑套16的转动可以实现进给机构17的直线运动调节，从而调节进给机构17的伸出长度，实现对坡口刀盘8的进给调节，通过调节进给尺寸，能够实现曲线坡口的加工。传动装置主要由带轮18、同步带19及张紧机构组成，同步带19实现转动传动，张紧机构能够调节同步带19的张紧力，从而使得同步带19与带轮18和滑套16之间形成合适的张紧力，保证同步带19的传动效率。坡口刀盘8根据待切削工件的具体情况设计。坡口锁紧机构13采用连杆滑块机构原理，控制连杆21的长度来调节主轴箱15的摆动角度及锁紧主轴箱15的摆动位置。当需要加工曲线坡口时，调整坡口底部转盘14的角度，使坡口刀盘8与待切削工件41的侧边形成一定夹角，使得仅坡口刀盘8的边缘与待切削工件41相邻，从而适应更小的曲线半径。
33.下坡口装置6的结构与上坡口装置5的结构基本相同，不同之处仅在于两者的坡口刀盘8所加工的待切削工件的边角不同。
34.直边装置7的结构与上坡口装置5的结构类似，不同之处有二，其一，直边装置7不用设置坡口锁紧机构13来调节并锁定主轴箱15的摆动位置，其二，直边装置7的坡口刀盘8的切削位置为待切削工件的侧壁面，而非是边角位置。
35.在一个实施例中，主机装置4还包括托辊装置22和压轮装置，托辊装置22位于切削时坡口刀盘8的下方，并对待切削工件41进行支撑和运输，压轮装置位于托辊装置22的正上方，压轮装置包括气缸42、摆杆43和压轮44，压轮44位于摆杆43的两端，气缸42的活塞杆顶压摆杆43的两端，待切削工件41位于压轮44和托辊装置22之间。
36.在本实施例中，托辊装置22处于切削时坡口刀盘8的正下方，能够承担切削力和工件的自重，并在一定程度上吸收刀盘切削产生的震动，起到稳定切削的作用。压轮装置主要由气缸42、摆杆43及压轮44组成。摆杆43的中心绕轴摆动，压轮44安装在摆杆43两端，气缸42的活塞杆顶压摆杆43的两端提供压力。摆动设计可解决板材不平整造成的给压空位问题，保证待切削工件41在进行动态切削时压轮44能够均匀施压。压轮装置在托辊装置22的正上方，共同起到稳定钢板作用，增加切削稳定性。上坡口装置5、下坡口装置6及直边装置7
位于压轮装置远离待切削工件41的一侧。
37.在一个实施例中，坡口加工装置2还包括第一端头坡口定位锁定装置23、第二端头坡口定位锁定装置24、底座25、滑板回转装置26和输送搭接平台27，底座25设置在第一端头坡口定位锁定装置23和第二端头坡口定位锁定装置24之间，滑板回转装置26位于底座25的两端，并且滑动设置在底座25上，主机装置4通过回转支承28设置在滑板回转装置26上，输送搭接平台27设置在两个主机装置4之间。
38.滑板回转装置26与回转支承28之间设置有回转驱动装置29，坡口加工装置2还包括主机箱体30，主机箱体30的底部设置有回转锁紧装置31，回转锁紧装置31具有伸缩杆32，滑板回转装置26上设置有锁紧孔，伸缩杆32能够伸入锁紧孔内对主机箱体30进行回转限位。
39.第一端头坡口定位锁定装置23和第二端头坡口定位锁定装置24镜像布置于底座25的中部两侧，两者结构相同，镜像装配关系。第一端头坡口定位锁定装置23和第二端头坡口定位锁定装置24主要由定位架体和电磁铁组成，其中电磁铁布置于架体上方，吸附钢板增加切削稳定性。第一端头坡口定位锁定装置23对码垛待切削工件41有阻碍作用，防止下方的待切削工件41因摩擦力前进妨碍切削，使得自动升降台33上可码垛一定数量的待切削工件41，减少吊装时间，提高切削效率。
40.底座25位于中间位置，上方布有轨道，滑板回转装置26及输送搭接平台27与底座25之间通过轨道连接。滑板回转装置26有两套，布置在底座25的两端，输送搭接平台27位于中间。上述装置上设置有进给装置，控制各装置的进给位置。
41.滑板回转装置26与主机装置4之间通过回转支承28连接，使主机装置4可以旋转90
°
，从而使一个主机装置4可以加工待切削工件41的两条边，其中一条边为待切削工件41的侧面所在边，另一条边为端边。在需要主机装置4加工待切削工件41的两侧坡口时，可以控制回转支承28的位置，使得主机装置4位于待切削工件41的两侧，在待切削工件41输送的过程中对待切削工件41进行坡口加工。在需要主机装置4加工待切削工件41的端部时，可以控制利用回转支承28控制其中一侧的主机装置4旋转90
°
，并使得待切削工件41达到切削位置之后，利用第一端头坡口定位锁定装置23的磁铁对待切削工件41吸附定位，然后控制主机装置4沿着底座25滑动，对待切削工件41的端头坡口进行加工。
42.该设计可以节省主机装置数量，大大降低成本。
43.输送搭接平台27主要起支撑待切削工件41的作用，使主机装置4切削时结构稳定，保证加工效率。输送搭接平台27可移动，能够避让端头焊接接头加工时的主机装置4，使得主机装置4能够完整实现对端头焊接接头的坡口加工。
44.在一个实施例中，上料端输送装置1包括自动升降台33、对中装置34和推送装置35，自动升降台33沿着待切削工件41的输送方向设置，对中装置34设置在自动升降台33的两侧，并沿自动升降台33的延伸方向间隔设置，推送装置35沿自动升降台33的延伸方向运动，对待切削工件41进行推送。
45.自动升降台33的台面上布置多个万向球，多个万向球在台面上错落布置，对中装置34包括对中辊，对中辊能够沿自动升降台33的宽度方向运动，以对待切削工件41进行夹持对中，推送装置35设置在自动升降台33的两侧，自动升降台33的两侧设置有齿条，推送装置35的底部设置有齿轮，推送装置35通过齿轮与齿条啮合传动。
46.对中辊夹持工件使工件几何居中，便于切削定位，有利于设备控制。应用万向球能够减少摩擦力，从而减少对中装置34工作所需功率。推送装置35轨道设置在自动升降台33两侧，利用齿轮齿条机构进给，实现对推送装置35的运动位置的调节。
47.曲线变度坡口机还包括配套的除屑、拖链和润滑等装置，这些结构均可以采用已有结构。
48.主机装置4处还配备了喷雾系统，对刀盘起到润滑、冷却作用，同时不积累切削液。
49.出料端输送装置3包括轨道36、第一定位牵引装置37、第二定位牵引装置38和第三定位牵引装置39，第一定位牵引装置37、第二定位牵引装置38和第三定位牵引装置39均滑动设置在轨道36上，第一定位牵引装置37设置在第二定位牵引装置38和第三定位牵引装置39远离坡口加工装置2的一侧，第一定位牵引装置37包括牵引臂40，牵引臂40能够越过第二定位牵引装置38和第三定位牵引装置39对待切削工件41进行牵引。
50.第一定位牵引装置37的牵引臂40可越过第二定位牵引装置38和第三定位牵引装置39到达主机装置4所在位置处，牵引臂40的前端有可吸附待切削工件41的电磁铁。第一定位牵引装置37上设置有进给装置，该进给装置包括驱动电机和与驱动电机驱动连接的驱动轮，可牵引工件运动。第二定位牵引装置38和第三定位牵引装置39上部布置有电磁铁，随动工件。依待切削工件41的规格，工件向出料端输送时，第一定位牵引装置37牵引工件前进，间隔一定距离后，第二定位牵引装置38和第三定位牵引装置39依次吸附住待切削工件41，随动牵引，直至加工完成。复位时，由第一定位牵引装置37推动第二定位牵引装置38和第三定位牵引装置39复位。
51.曲线变度坡口机还配置了视频监控系统及照明装置，便于实时观测加工情况，提高加工质量。
52.以钢板为例，该曲线变度坡口机的工作过程如下：
53.1、钢板码垛上料至上料端输送装置1的自动升降台33；对于曲线板材，提前调节好坡口底部转盘14的角度；
54.2、利用对中装置34对钢板进行对中；
55.3、利用推送装置35推动钢板前进至第一端头坡口定位锁定装置23处，相应电磁铁通电吸附钢板；
56.4、控制对应主机装置4旋转90
°
，输送搭接平台27移动到另一端；
57.5、相应主机装置4对钢板下端头坡口进行加工；
58.6、该主机装置4复位，输送搭接平台27复位居中；
59.7、两主机装置4依钢板宽度前进到位，钢板继续前进；
60.8、两主机装置4加工钢板两侧坡口；
61.9、钢板继续前进至第二端头坡口定位锁定装置24处，相应电磁铁通电吸附钢板；
62.10、控制对应主机装置4旋转90
°
，输送搭接平台27移动到另一端；
63.11、相应主机装置4对钢板的上端头坡口进行加工；
64.12、控制该主机装置4复位，输送搭接平台27复位居中；
65.13、第一定位牵引装置37继续牵引钢板前进，直至其完全到达出料端平台；
66.14、下料，设备复位，继续下一张钢板加工；
67.15、重复上述步骤，直至所有钢板加工完成。
68.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
69.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。