一种钢材批量化切割装置

技术领域

本发明涉及钢材切割技术领域，具体涉及一种钢材批量化切割装置。

背景技术

钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成的一定形状、尺寸和性能的材料。大部分钢材加工都是通过压力加工，使被加工的钢（坯、锭等）产生塑性变形。根据钢材加工温度不同，可以分为冷加工和热加工两种。

钢材通常是经过焊接、拼接后组合成为整体的钢制品的，由于钢制品形状上的差异性，所用到的焊接钢材的长度通常也参差不齐，因此需要通过切割对其长短进行限定。

但采用现有的通用切割设备在对这些钢材进行切割时，不可避免地会出现以下几个问题：

1、批量化夹持不便的问题。具体来说，钢材通常不只有规则的圆形管或方形管，往往还会用到大量的C型钢或U型钢等，而现有的切割设备中的夹持机构，只能对特定的、标准的钢材进行夹持，夹持的通用性差，尤其是在对型材进行夹持时，往往会因其形状不规则的，且截面较小，导致难以实现完全的夹持固定；另外，在批量加工过程中，多根堆叠的钢材也增大了夹持固定难度。

2、批量切割精确度低，切割量难以控制。具体来说，现有的切割设备采用的都是完全固定切割的方式，即在完成钢材的夹持以后，直至切割完成，钢材都是完全固定在夹持机构上，这种加工方式可用于单根钢材的切割，但在用于大批量的切割加工时，则会呈现出缺陷：一方面，由于缺乏夹持前钢材对齐化操作，导致切割基准难以做到精准统一，参差不齐的钢材极易出现切割量过大或过小，造成实际切割成品长短不一，无法使用；另一方面，由于钢材具有不同的尺寸，在切割过程中也需要根据实际的使用需求来对切割余量进行实时的调整，而现有的切割设备显然不具备这项功能，因而难以准确控制切割量。

3、切割效率低下。现有的切割设备通常采用的一端夹持、一端切割的加工方式，当钢材的两端都需要进行切割加工时，则需要将钢材进行重新的拆卸装夹，操作繁琐，并且现有的切割设备单次只能对单根钢材进行切割加工，这些弊端都极大地降低了钢材切割的效率。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种钢材批量化切割装置，用以解决传统技术中的切割设备在用于长短不同的钢材切割时存在的批量化夹持不便、批量切割精确度低，切割量难以控制以及切割效率低下的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种钢材批量化切割装置，包括横向设置的水平工作台，所述水平工作台上升降设有切割夹持机构，所述水平工作台上沿纵向滑动设有切割整理机构，所述水平工作台上还设有两组钢材切割机构，两组所述钢材切割机构旋转对称设置，并分设于所述切割整理机构的两侧。

作为一种优化的方案，所述切割整理机构包括两块平行的安装夹板，两块所述安装夹板沿纵向延伸设置。两块所述安装夹板之间转动设有两块对称的翻转挡板。

作为一种优化的方案，所述安装夹板的外侧壁上对应每块所述翻转挡板分别固接有翻转驱动电机，所述翻转驱动电机的输出轴末端穿过所述安装夹板并固接至所述翻转挡板靠近下部的侧端面上。

作为一种优化的方案，每块所述翻转挡板的两侧分别设有两块水平的整理托板，每块所述整理托板的两端分别固接在两块所述安装夹板的相对内壁上。

作为一种优化的方案，所述水平工作台的上表面固接有两块滑动限位板，所述切割整理机构滑动安装在两块所述滑动限位板之间。

作为一种优化的方案，所述水平工作台的相对侧端面上开设有两个旋转对称的滑动限位口，每组所述钢材切割机构分别包括滑动卡装在所述滑动限位口内的滑动安装座，所述滑动安装座的上端升降设有转动安装座，所述转动安装座之间设有转动切割轮。

作为一种优化的方案，所述切割夹持机构包括水平设置的夹持托板，所述夹持托板的上表面上固接有两块平行的竖向支撑板，每块所述竖向支撑板的内侧壁上分别设有伸缩夹持板，所述切割夹持机构还包括两块摆动侧板，两块所述摆动侧板均为直角板，每块所述摆动侧板水平部分的内壁上分别设有升降夹持板。

作为一种优化的方案，所述水平工作台的下表面中心处固接有驱动箱，所述驱动箱的下表面中心处固接有转动驱动电机，所述转动驱动电机的输出轴末端向上穿过所述驱动箱的外壁并固接有中间转板，所述中间转板紧贴所述驱动箱的内底面设置，所述中间转板的外侧设有限位卡环，所述限位卡环固接在所述驱动箱的内底面上。

作为一种优化的方案，所述中间转板的上表面中心处固接有升降伸缩缸，所述升降伸缩缸的上部伸缩端固接至所述夹持托板的下表面中心处。

作为一种优化的方案，两块所述摆动侧板对称设置于两块所述竖向支撑板的外侧，每块所述摆动侧板的下端两侧分别设有两个对称的摆动连接座，所述摆动侧板摆动安装在两个所述摆动连接座之间，所述摆动连接座的外侧壁上固接有控制所述摆动侧板摆动角度的驱动马达。

作为一种优化的方案，每块所述滑动限位板的外侧壁上分别固接有双轴驱动电机，所述双轴驱动电机的输出轴两端分别固接有两根驱动螺纹杆。

作为一种优化的方案，每块所述安装夹板的外侧壁上分别固接有两个对称的驱动座，所述驱动螺纹杆分别穿过并螺纹连接于所述驱动座。

作为一种优化的方案，所述转动安装座的外侧壁上固接有步进电机，所述步进电机的输出轴末端穿过所述转动安装座的侧壁并固接至所述转动切割轮的侧端面中心处。

作为一种优化的方案，所述水平工作台的下表面固接有两个滑动驱动电机，每个所述滑动驱动电机的输出轴末端分别固接有螺纹丝杠，每根所述螺纹丝杠分别穿过并螺纹连接于对应的所述滑动安装座。

作为一种优化的方案，每组所述钢材切割机构还包括一个摆动设置的切割压料架，所述切割压料架为直角架，所述切割压料架与所述滑动限位口相对设置。

作为一种优化的方案，所述水平工作台的下表面上对应每个所述切割压料架分别固接有两个铰接安装座，所述铰接安装座设置在与所述滑动限位口开口方向相反的所述水平工作台的另一侧，所述切割压料架的下端铰接安装在两个所述铰接安装座之间，所述铰接安装座上固接有摆动驱动电机，所述摆动驱动电机的输出轴穿过所述铰接安装座并固接至所述切割压料架的侧壁。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明可实现长短不一的钢材的批量化切割加工。

本发明在用于钢材的批量化切割加工时，能够实现对于批量钢材的完全夹持固定。具体来说，本发明中的切割夹持机构分别设置了用于钢材侧向夹紧的伸缩夹持板和用于钢材竖向压紧的升降夹持板，从两个方向上对钢材进行限位固定，不仅能够适用于形状规则的圆形管或方形管的夹持，而且能够实现对于不规则型材的限位，夹持的通用性强。

本发明中设置的切割整理机构可提高钢材批量化切割的精确度，并使得切割量能够准确控制。具体来说，钢材的对齐化整理过程是在两块安装夹板之间进行的，通过翻转挡板的转动及安装夹板的滑动使批量钢材的一端先与翻转挡板的侧壁相抵，进而推动对齐，从而保证在切割时不会出现钢材参差不齐的情况，以实现切割基准的统一性和切割部位的一致性；另外，通过安装夹板的纵向滑动也能够对切割部位进行调整，从而对切割量进行调节。

本发明大大提高了钢材切割的效率。一方面，相较于传统的切割设备，本发明能够对批量的钢材进行切割处理，另一方面，本发明中采用了中部夹持、两端切割的加工方式，使得钢材在完成一端的切割后，无需拆卸重装，只需通过切割整理机构再次调整切割位置即可进行钢材另一端的切割加工，而旋转对称设置的钢材切割机构则实现了上述的切割过程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明在俯视方向上的整体结构示意图；

图2为本发明在主视方向上的外部整体示意图；

图3为本发明在侧视方向上的内部结构示意图；

图4为本发明在侧视方向上的局部半剖示意图；

图5为本发明在侧视方向上的外部结构示意图。

图中：1-水平工作台，2-支撑竖板，3-方形连通口，4-夹持托板，5-竖向支撑板，6-伸缩夹持板，7-摆动侧板，8-升降夹持板，9-摆动连接座，10-驱动马达，11-驱动箱，12-转动驱动电机，13-中间转板，14-限位卡环，15-升降伸缩缸，16-安装夹板，17-翻转挡板，18-翻转驱动电机，19-整理托板，20-滑动限位板，21-双轴驱动电机，22-驱动螺纹杆，23-驱动座，24-滑动限位口，25-滑动安装座，26-转动安装座，27-转动切割轮，28-步进电机，29-滑动驱动电机，30-螺纹丝杠，31-切割压料架，32-铰接安装座，33-摆动驱动电机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至图5所示，一种钢材批量化切割装置，包括横向设置的水平工作台1，水平工作台1的两端分别固接有两块支撑竖板2，水平工作台1的中部开设有方形连通口3，方形连通口3内升降设有切割夹持机构，水平工作台1上沿纵向滑动设有切割整理机构，水平工作台1上还设有两组钢材切割机构，两组钢材切割机构旋转对称设置，并分设于切割整理机构的两侧。

切割夹持机构包括一块水平设置的夹持托板4，夹持托板4的上表面上固接有两块平行的竖向支撑板5，每块竖向支撑板5的内侧壁上分别设有伸缩夹持板6。

切割夹持机构还包括两块摆动侧板7，两块摆动侧板7均为直角板，每块摆动侧板7水平部分的内壁上分别设有升降夹持板8。

两块摆动侧板7对称设置于两块竖向支撑板5的外侧，每块摆动侧板7的下端两侧分别设有两个对称的摆动连接座9，摆动侧板7摆动安装在两个摆动连接座9之间，摆动连接座9的外侧壁上固接有控制摆动侧板7摆动角度的驱动马达10。

水平工作台1的下表面中心处固接有驱动箱11，驱动箱11的下表面中心处固接有转动驱动电机12，转动驱动电机12的输出轴末端向上穿过驱动箱11的外壁并固接有中间转板13，中间转板13紧贴驱动箱11的内底面设置，中间转板13的外侧设有限位卡环14，限位卡环14固接在驱动箱11的内底面上。

中间转板13的上表面中心处固接有升降伸缩缸15，升降伸缩缸15的上部伸缩端固接至夹持托板4的下表面中心处。

切割整理机构包括两块平行的安装夹板16，两块安装夹板16沿纵向延伸设置。

切割整理机构还包括两块翻转挡板17，两块翻转挡板17对称设置在切割夹持机构的两侧，每块翻转挡板17分别转动安装在两块安装夹板16之间。

安装夹板16的外侧壁上对应每块翻转挡板17分别固接有翻转驱动电机18，翻转驱动电机18的输出轴末端穿过安装夹板16并固接至翻转挡板17靠近下部的侧端面上。

每块翻转挡板17的两侧分别设有两块水平的整理托板19，每块整理托板19的两端分别固接在两块安装夹板16的相对内壁上，当翻转挡板17转至水平状态时，翻转挡板17的上表面和整理托板19的上端面处于同一水平高度。

水平工作台1的上表面固接有两块滑动限位板20，两块滑动限位板20对称设置于切割整理机构的两侧，并紧贴安装夹板16的外壁设置。

每块滑动限位板20的外侧壁上分别固接有双轴驱动电机21，双轴驱动电机21的输出轴两端分别固接有两根驱动螺纹杆22。

每块安装夹板16的外侧壁上分别固接有两个对称的驱动座23，驱动螺纹杆22分别穿过并螺纹连接于驱动座23。

水平工作台1的相对侧端面上开设有两个旋转对称的滑动限位口24，每组钢材切割机构分别包括一个滑动安装座25，滑动安装座25滑动卡装在滑动限位口24内。

滑动安装座25的上端升降设有转动安装座26，转动安装座26之间设有转动切割轮27，转动安装座26的外侧壁上固接有步进电机28，步进电机28的输出轴末端穿过转动安装座26的侧壁并固接至转动切割轮27的侧端面中心处。

水平工作台1的下表面固接有两个滑动驱动电机29，每个滑动驱动电机29的输出轴末端分别固接有螺纹丝杠30，每根螺纹丝杠30分别穿过并螺纹连接于对应的滑动安装座25。

每组钢材切割机构还包括一个摆动设置的切割压料架31，切割压料架31为直角架，切割压料架31与滑动限位口24相对设置。

水平工作台1的下表面上对应每个切割压料架31分别固接有两个铰接安装座32，铰接安装座32设置在与滑动限位口24开口方向相反的水平工作台1的另一侧，切割压料架31的下端铰接安装在两个铰接安装座32之间，铰接安装座32上固接有摆动驱动电机33，摆动驱动电机33的输出轴穿过铰接安装座32并固接至切割压料架31的侧壁。

本发明在使用时：首先控制升降伸缩缸15伸长，使夹持托板4整体上升至竖向支撑板5的上方，将待切割的钢材批量放置在夹持托板4上，启动驱动马达10，带动摆动侧板7摆至竖直位置；分别启动两个翻转驱动电机18，翻转驱动电机18带动翻转挡板17转动，使其中一块翻转挡板17翻转至竖直位置，另一块翻转挡板17翻转至水平位置，此时竖直的翻转挡板17起对齐挡料作用，水平的翻转挡板17起支撑托举作用；分别启动两个双轴驱动电机21，双轴驱动电机21带动驱动螺纹杆22转动，使切割整理机构整体沿纵向滑动至适当位置；控制升降伸缩缸15回缩，使夹持托板4下降至与整理托板19相平齐的位置；再次启动双轴驱动电机21，安装夹板16纵向滑动，并通过翻转挡板17对多根钢材的一端进行对齐化整理；整理完毕后，分别通过伸缩夹持板6对钢材进行进行侧向夹紧，升降夹持板8对钢材进行竖向压紧；再次控制切割夹持机构整体上升至安装夹板16的上方，启动转动驱动电机12，使被夹持的钢材整体转动90°；启动摆动驱动电机33，使切割压料架31摆动至竖直位置，对钢材的待切割部分进行竖向的压紧限位，以防止切割过程中钢材的过度形变，启动步进电机28，步进电机28带动转动切割轮27转动，控制转动安装座26整体上升至切割位置；启动滑动驱动电机29，滑动驱动电机29控制滑动安装座25沿滑动限位口24滑动，完成钢材批量化切割过程；在加工过程中可在一次切割完毕后以新形成的切割面为基准，重复钢材的对齐整理过程，以提高切割的精准度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。