一种钢格板自动剪切设备、系统及方法

技术领域

本发明涉及剪切设备技术领域，具体涉及一种钢格板自动剪切设备、系统及方法。

背景技术

钢格板是用扁钢按照一定的间距和横杆进行交叉排列，通过压焊机或者人工将其焊接成中间带有方形格子的一种钢铁制品，钢格板主要用来做水沟盖板，钢结构平台板，钢梯的踏步板等。

通过机械压阻焊设备出来的钢格板长料，需要将钢格板长料送至指定位置，使用人工或夹具将钢格板长料固定，再对扁钢进行切割，取下完成切割的钢格板，再将钢格板长料的下一部分送至指定位置，等待下一次切割。

现有的液压剪切设备，由机架、升降装置、立轴和夹持器组成，升降装置的下部固定有刀具，刀具可伸入两排夹持器间且其三角形的底边可伸出超过夹持器的下边缘，刀具的头部为三角形，刀具可以是一个及以上，相邻的刀具间具有间隙，升降装置是液压式或者是电机式。

上述方案通过升降装置将刀具伸入扁钢间隙，使用液压推动刀具对扁钢进行剪切，但由于刀具位置不可调，针对不同规格的钢格板，需要更换不同的刀具，降低了生产效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钢格板自动剪切设备，以解决现有技术中液压剪切设备的刀具位置不可调，针对不同规格的钢格板，需要更换不同的刀具的技术问题。

本发明所采用的技术方案如下：

一种钢格板自动剪切设备，包括移动机构和多个剪切机构，所述剪切机构用于剪切扁钢，多个所述剪切机构均安装在移动机构的移动端上，所述移动机构用于控制剪切机构同步移动或异步移动；

还包括升降机构、压紧机构和推料机构，所述升降机构用于控制移动机构上下移动，所述推料机构用于夹紧钢格板、并将钢格板推动至剪切机构的上方，所述压紧机构用于压紧钢格板。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：1、通过异步移动剪切机构，可以自动调节每个剪切机构之间的距离，从而适应不同规格的钢格板和修正扁钢变形造成的位置偏差，不需要更换刀具和手动调节；2、在多个剪切机构剪切对应数量的扁钢后，再通过同步移动和位置修正，使得每个剪切机构以等距离移动为基础值再加修正值，进行下一次剪切；3、分步自动剪切，降低设备能耗功率，提高了精准度和设备使用寿命；4、通过推料机构和分步自动剪切配合可以完成直线和曲线的剪切；5、通过压紧机构和推料机构进行压紧和夹紧，在剪切时对钢格板进行夹持，防止钢格板未剪切部分发生变形。

作为本发明优选的实施方式，所述压紧机构的数量为四个，两个所述压紧机构为一组，两组所述压紧机构分别设置在钢格板剪切位置的两端，同一组的两个所述压紧机构关于推料机构对称设置。

有益效果：1、通过设置四个压紧机构，同时对钢格板剪切位置的两侧进行压紧，使得扁钢不易翘起变形，同组的压紧机构将横杆的两端压紧，使得剪切时横杆与扁钢的焊接点在剪切力的作用下不易变形和脱焊；2、通过将压紧机构可将部分钢格板进行压平，提高钢格板的平整度。

作为本发明优选的实施方式，还包括安装在支撑架上的两组导向机构，两组所述导向机构分别安装在支撑架的进料端和出料端，所述导向机构包括第四滑轨和多个第四滑块，所述第四滑轨横向设置在支撑架上，所述第四滑块滑动安装在第四滑轨上，所述第四滑块上固定安装有第四安装块，所述第四安装块上螺接有调节螺杆，所述调节螺杆的底部顶靠在第四滑轨上，所述第四安装块上方固定安装有两个第四导向块，所述扁钢位于两个第四导向块之间。

有益效果：1、通过设置两个第四导向块，在推送钢格板时，对扁钢进行导向，在剪切时，对扁钢进行横向的限位，配合压紧机构和推料机构，形成对钢格板的夹持，防止钢格板未剪切部分发生变形；2、通过设置第四滑轨和第四安装块，可沿第四滑轨调节第四导向块的位置，拧紧调节螺杆，使得调节螺杆抵紧在第四滑轨上，完成锁紧。

作为本发明优选的实施方式，所述推料机构在传输时夹紧钢格板，在钢格板被剪切时压紧钢格板，所述推料机构包括夹紧钢格板的夹紧组件、沿Y方向移动的直线移动组件、沿Z方向移动的升降组件，所述升降组件固定安装在直线移动组件的移动端上，所述夹紧组件固定安装在升降组件的移动端上；

所述夹紧组件包括固定夹块和相对固定夹块移动的活动夹块，所述固定夹块和活动夹块的下端均开设有与扁钢卡合的第一卡槽，所述活动夹块靠近固定夹块的一侧开设有与横杆卡合的第二卡槽；所述第二卡槽为V形槽。

有益效果：1、在传输钢格板时，推料机构将钢格板夹紧，在剪切钢格板时，推料机构将钢格板压紧，不需要额外设置剪切用的夹具，降低了制造成本。2、通过第一卡槽和第二卡槽的相互配合，对钢格板的横杆和扁钢同时进行两个方向上的夹持限位，使得对钢格板的夹持更加稳固。3、剪切完成后，夹紧组件松开，升降组件抬起夹紧组件，直线移动组件复位，即可进行下一次送料，自动化推料和压紧，提高了加工效率。4、钢格板上的横杆在焊接后，在一定范围内会发生弯曲或偏移，通过设置V形槽，对错位的横杆进行导正和卡合，且V形槽能够在一定范围内适应不同直径的横杆。

作为本发明优选的实施方式，所述推料机构还包括间隔安装在输送架上的多组压紧辊，每组压紧辊的数量为两个，两个压紧辊沿钢格板运输方向对称设置在钢格板的两侧，所述压紧辊的外表面与钢格板的上端面接触。

有益效果：1、钢格板在焊接后，钢格板的上端面可能会出现不平整的情况，通过设置多组对称的压紧辊，使得钢格板无法向上移动，且钢格板在传输时，不平整的上端面经过压紧辊后，会变得更加平整；2、通过多组导向辊，对钢格板进行多点限位，配合推料机构、压紧机构和导向机构形成剪切时的夹具，使得钢格板在剪切时，未剪切部分不易变形。

作为本发明优选的实施方式，所述剪切机构包括固定刀块和相对固定刀块移动的活动刀块，所述固定刀块和活动刀块上均开设有槽口；所述固定刀块和活动刀块均包括切割块和支撑块，所述槽口位于所述切割块和支撑块之间，所述切割块靠近支撑块的一侧设有第一斜面，所述支撑块靠近切割块的一侧设有第二平面；。

有益效果：通过第一斜面的棱边对工件进行剪切，剪切时扁钢逐渐倾斜，剪切后的活动刀块复位，倾斜的扁钢跟随活动刀块复位，通过设置第二平面防止扁钢回弹，造成扁钢过度形变。

本发明还提供一种钢格板自动剪切系统，包括上述所述的钢格板自动剪切设备，还包括第一位置采集单元和第二位置采集单元，所述第一位置采集单元安装在压紧机构上，所述第一位置采集单元用于采集扁钢的位置，判断每个剪切机构的移动顺序和移动距离；

所述第二位置采集单元用于采集横杆的位置，判断推料机构每次的推动距离。

有益效果：通过采集横杆和扁钢的位置数据，准确控制推料机构的推送距离和剪切机构的剪切方式，使其剪切位置更加精确。

作为本发明优选的实施方式，所述压紧机构包括安装架，所述安装架于剪切机构的上方开设有通槽，所述第一位置采集单元安装在通槽内；

所述第一位置采集单元包括检测组件，所述安装架于通槽的一侧固定连接有第三滑轨，所述安装架于通槽的另一侧固定连接有第三电机，所述第三电机的输出轴固定安装有第三丝杆，所述第三丝杆上螺接有第三滑块，所述第三滑块滑动安装在第三滑轨上，所述检测组件固定安装在第三滑块的下端、并位于通槽内。

有益效果：1、通过设置在通槽的两侧设置第三滑轨和第三丝杆，将检测组件安装在通槽内，检测组件在检测时，在通槽内移动，整体结构较为紧凑，占用空间小；2、通过第三丝杆带动检测组件，沿垂直于扁钢的方向移动，扫描扁钢到检测组件之间的距离，检测组件每次经过扁钢时，检测数值达到预设数值，从而判断扁钢的位置。

作为本发明优选的实施方式，所述第二位置采集单元包括两个安装在输送架上的检测组件，两个检测组件沿钢格板的输送方向对称设置在钢格板的两侧，在传输钢格板时连续检测钢格板两侧横杆的数据；

根据钢格板横杆通过两侧检测组件采集到的数据，计算被剪切钢格板第一根横杆到钢格板端头的距离和最后一根横杆到钢格板端尾的距离；

根据采集钢格板两侧横杆数据的偏差，可以修正横杆到端头和端尾的剪切尺寸。

有益效果：1、根据同一根横杆经过两个测距传感器的时间差，结合推料机构的推动速度和两个测距传感器的间距，可计算得到单根横杆的水平倾斜度；根据横杆两端与对应的测距传感器之间的高度差，结合两个测距传感器的间距，可计算得到横杆的竖直倾斜角度；现有的横杆检测方式一般采用行程开关进行检测，该方式只能检测横杆在输送架上的位置，而本装置可以判断横杆的偏移角度，当偏移角度过大时，可定位钢格板上的不合格区域；2、在检测到钢格板的不合格区域时，且不合格区域与剪切时的压紧区域不重合时，控制推料机构将钢格板的不合格区域传输至压紧机构的下方，通过压紧机构进行压平，再进行剪切。

本发明实施例还提供了一种钢格板自动剪切方法，应用上述所述的一种钢格板自动剪切系统，包括如下步骤：

S1：所述推料机构将钢格板向剪切机构推送，在推送的过程中，利用第二位置采集单元检测横杆的位置，从而控制推料机构的推动距离，将钢格板的待剪切部分推送至剪切机构的上方；

S2：所述压紧机构向下移动，将钢格板压紧，利用第一位置采集单元检测扁钢的位置；

S3：所述移动机构根据第一位置采集单元的检测结果，调节剪切机构的每次的剪切位置，完成剪切。

有益效果：由于钢格板上可能出现不平整的情况，压紧钢格板后，扁钢可能会出现轻微变形，先压紧再进行采集，使得采集的扁钢位置更加准确。

附图说明

图1是本发明一种钢格板自动剪切系统实施例的结构示意图；

图2是本发明一种钢格板自动剪切系统实施例中无推料机构的结构示意图一；

图3是图2的A处的局部结构放大图；

图4是图2的B处的局部结构放大图；

图5是本发明一种钢格板自动剪切系统实施例中无推料机构的结构示意图二；

图6是本发明一种钢格板自动剪切系统实施例中剪切机构和移动机构的结构示意图；

图7是本发明一种钢格板自动剪切系统实施例中剪切机构的结构示意图；

图8是本发明一种钢格板自动剪切系统实施例中剪切机构的内部结构示意图；

图9是本发明一种钢格板自动剪切系统实施例中第一固定板和第二固定板的连接示意图；

图10是本发明一种钢格板自动剪切系统实施例中导向台和滑动台的结构示意图；

图11是本发明一种钢格板自动剪切系统实施例中固定刀块和活动刀块的结构示意图；

图12是本发明一种钢格板自动剪切系统实施例中夹紧组件的结构示意图。

附图标记包括：剪切机构1、固定刀块11、切割块111、支撑块112、第一斜面113、第二平面114、第三平面115、第四斜面116、第二螺纹孔117、活动刀块12、液压缸13、第一固定板14、斜台141、第二卸料板142、连接板143、第一导向槽144、第二固定板15、导向柱16、滑动台17、导向块171、第一螺纹孔172、斜槽173、第一保护板174、通孔175、导向台18、电机安装板19、驱动电机191、移动机构2、导向架21、齿条22、第一滑块23、第一导轨24、升降机构3、压紧机构4、压紧气缸41、压紧板42、导向机构5、第四安装块51、第四导向块52、第四滑轨53、第四滑块54、调节螺杆55、第一位置采集单元6、激光测距仪61、安装架62、通槽63、第三电机64、第三滑轨65、第三丝杆66、第三滑块67、推料机构7、夹紧组件71、固定夹块711、活动夹块712、第一卡槽713、第二卡槽714、直线移动组件72、升降组件73、压紧辊74、第二位置采集单元8。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中具体叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构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申请的限制。

参见图1至图12所示，本实施例公开了一种钢格板剪切设备，包括移动机构2和多个剪切机构1，所述剪切机构1用于剪切扁钢，多个所述剪切机构1均安装在移动机构2的移动端上，所述移动机构2用于控制剪切机构1同步移动或异步移动；

还包括升降机构3、压紧机构4和推料机构7，所述剪切机构1安装在升降机构3的移动端上，所述升降机构3用于控制移动机构上下移动，所述推料机构7用于夹紧钢格板、并将钢格板推动至剪切机构的上方，所述压紧机构4用于压紧钢格板。

在本实施例中，当剪切机构1的数量为四个，需要剪切十根扁钢时，十根扁钢由左至由从一号排列至十号，进行第一剪切时，第一个剪切机构1位于一号位置，第二剪切机构1位于三号位置，第三剪切机构1位于五号位置，第四扁钢位于七号位置；进行第二剪切时，先进行同步移动，使得每个剪切机构1均向右移动一个扁钢的位置，剪切后，剩余九号和十号位置的扁钢；进行第三次剪切时，先进行异步移动，八号位置的剪切机构1移动至十号位置，使得六号位置的剪切机构1移动至九号位置，完成剪切；

当剪切异形钢格板时，设定剪切线，该剪切线为每根横杆剪切点的连线，通过推料机构7，可在每次剪切后进行推料，使得剪切机构1沿剪切线进行剪切，完成异形钢格板的加工。

所述升降机构3可以采用丝杆、齿轮、同步带、气缸和液压缸等进行升降，本实施例优选丝杆；

所述剪切机构采用液压缸、气缸等进行剪切，本实施例优选液压缸。

其中，参阅图2和图5，所述压紧机构4在剪切钢格板时压紧钢格板，两个所述压紧机构4为一组，两组所述压紧机构4分别设置在钢格板剪切位置的两端，同一组的两个所述压紧机构4关于钢格板中心线对称设置；

还包括安装在支撑架上的导向机构5，所述导向机构5沿钢格板的送料方向对扁钢进行导向。

其中，参阅图2、图3和图5，所述导向机构5的数量为两组，两组所述导向机构5分别安装在支撑架的进料端和出料端，所述导向机构5包括多个第四安装块51，所述第四安装块51安装在支撑架上，所述第四安装块51上方固定安装有两个第四导向块52，所述扁钢位于两个第四导向块52之间；所述导向机构5包括第四滑轨53和多个第四滑块54，所述第四滑轨53横向设置在支撑架上，所述第四滑块54滑动安装在第四滑轨53上，所述第四安装块51固定安装在第四滑块54上，所述第四安装块51上螺接有调节螺杆55，所述调节螺杆55的底部顶靠在第四滑轨53上。

其中，参阅图1和图12，包括推料机构，所述推料机构在传输时夹紧钢格板，在钢格板被剪切时压紧钢格板，所述推料机构包括夹紧钢格板的夹紧组件71、沿Y方向移动的直线移动组件72、沿Z方向移动的升降组件73，所述升降组件73固定安装在直线移动组件72的移动端上，所述夹紧组件71固定安装在升降组件73的移动端上；

所述夹紧组件包括固定夹块711和相对固定夹块711移动的活动夹块712，所述固定夹块711和活动夹块712的下端均设有与扁钢卡合的第一卡槽713，所述活动夹块712靠近固定夹块711的一侧开设有与横杆卡合的第二卡槽714。

在本实施例中，直线移动组件72包括滑动架、驱动电机和齿轮，输送架上固定连接有滑轨，驱动电机安装在滑动架上，齿轮与驱动电机的输出轴固定连接，滑动架与滑轨滑动连接，输送架上固定连接有齿条，齿轮和齿条啮合，驱动电机带动齿轮转动时，使得滑动架沿滑轨移动，带动滑动架、升降组件73、夹紧组件71沿Y轴移动；所述第二卡槽714为V形槽。

其中，参阅图1，所述推料机构还包括间隔安装在输送架上的多组压紧辊74，每组压紧辊74的数量为两个，两根压紧辊74对称设置在钢格板的两侧，所述压紧辊74顶靠在钢格板的上端面。

其中，参阅图7和图11，所述剪切机构1包括剪切扁钢的固定刀块11和相对固定刀块11移动的活动刀块12，所述固定刀块11和活动刀块12上均开设有槽口；剪切扁钢前，两个所述槽口连通，所述扁钢位于两个槽口内，所述活动刀块12移动后，两个槽口错位，将扁钢切断；所述固定刀块11和活动刀块12均包括切割块111和支撑块112，所述槽口位于所述切割块111和支撑块112之间，所述切割块111靠近支撑块112的一侧设有第一斜面113，所述支撑块112靠近切割块111的一侧设有第二平面114。

其中，所述切割块111相邻第一斜面113的一侧设有第三平面115，所述第三平面115由上至下宽度逐渐变小；在剪切前，通过第三平面115与扁钢接触，在剪切的过程中，切割块111逐渐挤压扁钢，由于共有的棱边倾斜设置，使得扁钢在切割块111的移动过程中，由下至上逐渐被剪切，相对于使用垂直的棱边进行剪切，倾斜设置的棱边剪切需要的力更小，从而减少了切割块受到的剪切力，提高了使用寿命。

其中，如图8至图10所示，所述剪切机构1还包括第一固定板14和第二固定板15，所述第一固定板14与第二固定板15间隔设置、并通过连接件固定，所述第一固定板14和第二固定板15的上部均设有第一导向槽144，所述第一固定板14和第二固定板15之间固定安装有导向台18，所述第一固定板14和第二固定板15之间滑动安装有滑动台17，所述滑动台17的两侧均设有导向块171，所述导向块171滑动安装在对应的第一导向槽144内，所述第一固定板14上固定安装有液压缸13，所述液压缸13的活塞杆穿设在第一固定板14和第二固定板15之间、并与滑动台17固定连接；所述导向台18和滑动台17的上端均设有安装槽，所述活动刀块12和固定刀块11分别安装在对应的安装槽内。

在本实施方式中，液压缸13也可替换为气缸。

其中，如图8至图10所示，所述滑动台17的内壁与导向台18的内壁接触，所述滑动台17上开设有多处通孔175，所述第一固定板14和第二固定板15之间固定安装有两根导向柱16，两根所述导向柱16穿设在对应的通孔175内，两个所述通孔175与第一导向槽144围绕活塞杆设置。

其中，如图10所示，所述导向台18和滑动台17的上端均开设有斜槽173，所述槽口的底壁设有第四斜面116，所述第四斜面116位于斜槽173的上方，剪切产生的废料由刀块上的第四斜面116滑落至斜槽173，再从斜槽173滑落至第二卸料板142。

其中，所述斜槽173由上至下开口逐渐变大。

其中，如图8至图10所示，所述导向台18和滑动台17于对应的斜槽173内均开设有两处第一螺纹孔172，所述切割块111和所述支撑块112上均开设有第二螺纹孔117，所述第一螺纹孔172与对应的第二螺纹孔117连通、并通过螺钉连接固定。

其中，如图8所示，所述导向台18和滑动台17的上端固定连接有第一保护板174，所述第一固定板14和第二固定板15的两侧均设有斜台141，同一侧的两个所述斜台141的上端均固定连接有第二卸料板142，所述斜槽173位于第二卸料板142的上方。

其中，如图6所示，所述移动机构2包括两个支撑剪切机构1的导向架21，其中一个所述导向架21上固定安装有齿条22，所述剪切机构1还包括电机安装板19，所述电机安装板19的两端分别与第一固定板和第二固定板固定连接，所述电机安装板19上安装有驱动电机191，所述驱动电机191的转动轴上固定安装有与齿条22啮合的齿轮。

其中，同一侧的两个所述斜台141的下端均固定连接有连接板143；所述连接板143滑动安装在对于的导向架21的上方，所述导向架21上固定连接有第一导轨24，所述连接板的下端固定连接有第一滑块23，所述第一滑块23滑动安装在第一导轨24。

参阅图1，本发明还提供一种钢格板自动剪切系统，包括上述所述的钢格板自动剪切设备，还包括第一位置采集单元6和第二位置采集单元8，所述第一位置采集单元6安装在压紧机构上，所述第一位置采集单元6用于采集扁钢的位置，判断每个剪切机构的移动顺序和移动距离；所述第二位置采集单元8用于采集扁钢或横杆的位置，判断推料机构每次的推动距离。

参阅图4和图5，所述压紧机构4包括安装在安装架62上的压紧气缸41，所述压紧气缸41的移动端上固定连接有压紧板42，所述安装架62于剪切机构的上方开设有通槽63，所述第一位置采集单元6安装在通槽63内；

所述第一位置采集单元6包括检测传感器61，所述安装架62于通槽63的一侧固定连接有第三滑轨65，所述安装架62于通槽63的另一侧固定连接有第三电机64，所述第三电机64的输出轴固定安装有第三丝杆66，所述第三丝杆66上螺接有第三滑块67，所述第三滑块67滑动安装在第三滑轨65上，所述检测传感器61固定安装在第三滑块67的下端、并位于通槽63内。

其中，参阅图1，还包括第二位置采集单元8，所述第二位置采集单元8安装在支架上位于钢格板两侧，所述第二位置采集单元8用于扫描或采集横杆的位置，用于计算推料机构7推送钢格板的移动距离和钢格板第一根横杆和最后一根横杆到端头端尾的距离。

在本实施例中，第一位置采集单元6和第二位置采集单元8可选用工业相机进行视觉采集，也可选用光电检测技术，本实施例优选激光传感器检测，通过丝杆带动激光检测传感器，沿扁钢排列的方向移动，激光检测传感器每次经过扁钢时检测到扁钢实际位置，和理论值比较后计算出剪切机构1移动的修正值，从而确定扁钢的实际位置和剪切位置。

本发明还提供一种钢格板自动剪切方法，应用于上述所述的一种钢格板自动剪切系统，包括如下步骤：

S1：所述推料机构7将钢格板向剪切机构1推送，在推送的过程中，利用第二位置采集单元8检测横杆的位置，从而控制推料机构7的推动距离，将钢格板的待剪切部分推送至剪切机构1的上方；

S2：所述压紧机构4向下移动，将钢格板压紧，利用第一位置采集单元6检测扁钢的位置；

S3：所述移动机构2根据第一位置采集单元6的检测结果，调节剪切机构的每次的剪切位置，完成剪切。

S4：异形曲线剪切：完成S1、S2步骤后，推料机构7将钢格板Y轴坐标值按顺序送至剪切机构1的上方，其中一组或几组按曲线对应X轴和Y轴坐标上的重合点对扁钢进行剪切，其它不重合的坐标点剪切机构不执行剪切动作，

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。