CN111266472B - 一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械，包括底座、设置在所述底座上的自动送料机构、设置在所述底座上的位移机构、设置在所述位移机构上用于承托夹紧钢管的夹紧承托台、两个镜像设置固定安装在所述底座上的微调机构、两个对中机构和两个镜像设置的矫正机构；本发明提供的机械通过设置的自动送料机构、位移机构、夹紧承托台、微调机构、对中机构和矫正机构的相互配合，可实现完全的自动化加工操作，且可实现对钢管两端的同步成型加工，自动化程度高，相比较传统的半自动化人工加工方式效率大大提高，劳动强度大大降低。

Description

一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械

技术领域

本发明涉及钢结构加工技术领域，具体提出了一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械。

背景技术

桁架是指由杆件在端部相互连接而组成的格子式结构，管桁架即是指结构中的杆件均为圆管杆件。桁件使桁架结构用料经济、结构自重轻，易于构成各种外形以适应不同的用途，譬如可以做成简支桁架、拱、框架及塔架等。近年来，随着我国钢铁产量的不断增长，管桁架在被越来越广泛的使用，在建筑中所占的比例越来越大，工业厂房、汽车等行业设备平台生产线、物流仓储、公共建筑体育馆、商务会所、高铁站台、地铁站台、高层商务楼等得到广泛应用。钢管结构也取得较大的突破。钢管结构的最大优点是能将人们对建筑物的功能要求、感观要求以及经济效益要求完美地结合在一起。

管桁架结构中主要由主支撑钢管和结构钢管组成，管桁架一般需要提前按照设计进行制作加工处理，然后再统一运输至施工处进行焊接组装；为了保证结构钢管与主支撑钢管之间焊接的可靠性，一般采用两种方式进行加工处理，其中一种方式是将结构钢管的端部切割成与主支撑钢管相咬合的轮廓结构，另外一种方式便是对主支撑钢管进行钻孔加工处理，然后将结构钢管***孔中后再进行焊接加工；其中第二种加工方式，***的钢管应该是抵紧钻孔处的，因此需要对***的钢管的端部进行进行提前加工处理，即将钢管两端压扁加工成一定的锥度，本身钢管的直径一定是大于被***的钻孔大小的，因此可实现***后抵紧，在实际的加工过程中，基本采用人工进行钢管两端的处理加工，人工加工的效率低下，且长时间的人工操作显然劳动强度很大。

基于上述问题，本发明提供了一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械，用于解决上述背景技术中提到的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械，包括底座、设置在所述底座上的自动送料机构、设置在所述底座上的位移机构、设置在所述位移机构上用于承托夹紧钢管的夹紧承托台、两个镜像设置固定安装在所述底座上的微调机构、两个对中机构和两个镜像设置的矫正机构，两个所述微调机构镜像对称设置，所述微调机构包括固定安装在所述底座上L形的导向底板、两个升降气缸、一号升降座和二号升降座，所述一号升降座和所述二号升降座均竖直滑动安装在所述导向底板上，两个所述升降气缸竖直固定安装在所述导向底板上，所述一号升降座与其中一个所述升降气缸的输出端固定连接，所述二号升降座与另一个所述升降气缸的输出端固定连接，两个所述微调机构分布在所述位移机构的两侧，所述一号升降座位于所述自动送料机构和所述二号升降座之间，其中：

两个所述一号升降座上对应设置有所述对中机构，两个所述对中机构在两个所述一号升降座上镜像相对设置，所述对中机构包括固定安装在所述一号升降座外侧壁上的对中气缸、水平滑动安装在所述一号升降座上的固定座和固定安装在所述固定座上的对中圆锥，所述固定座与所述对中气缸的输出端固定连接；

两个所述二号升降座上对应设置有所述矫正机构，且两个所述矫正机构在两个所述二号升降座上镜像相对设置，所述矫正机构包括转动安装在所述二号升降座上的手轮螺杆、水平滑动安装在所述二号升降座上的滑动底座、固定安装在所述滑动底座外侧壁上的执行气缸、水平滑动安装在所述滑动底座上的执行电机和固定安装在所述执行电机输出轴端的挤压矫正爪，所述滑动底座与所述手轮螺杆螺纹连接，所述执行电机与所述执行气缸的输出端固定连接，所述执行电机的输出中心轴与所述对中圆锥的中心轴位于同一水平面，所述挤压矫正爪包括四个相对所述执行电机输出轴阵列分布的爪指，四个所述爪指的开口位置位于正前方，所述爪指相对所述执行电机的输出轴的夹角为20°-40°，在每个所述爪指的内侧设有挤压辊。

优选的，所述自动送料机构包括固定安装在所述底座上的托料斗、固定安装在所述托料斗内侧壁上的驱动电机、水平转动安装在所述托料斗上的送料辊和用于传动的传动带，所述托料斗的顶端设有斜坡堆料区，所述托料斗在所述斜坡堆料区的下前方位置设有喂料口，所述送料辊位于所述喂料口的正下方，所述驱动电机的输出轴上设有驱动带轮，所述送料辊的一侧轴端设有从动带轮，所述驱动带轮和所述从动带轮之间通过所述传动带传动连接。

优选的，所述位移机构包括固定安装在所述底座上的位移气缸、固定安装在所述底座上的两条滑轨和滑动安装在两条所述滑轨上的滑板，两条所述滑轨关于所述位移气缸对称分布，所述滑板与所述位移气缸的输出端固定连接。

优选的，所述夹紧承托台包括固定安装在所述滑板中心位置的电动转台、固定安装在所述电动转台上端的承托板和两个设置在所述承托板上的抱夹机构，两个所述抱夹机构对应设置在靠近所述承托板的两端位置，所述抱夹机构包括两个竖直固定安装在所述承托板上端的固定板、两个一一对应固定安装在两个所述固定板外侧壁上的夹紧气缸和两个一一对应固定安装在两个所述夹紧气缸输出端的抱夹板，两个所述固定板关于所述承托板的中心面对称分布，两个所述抱夹板位于所述固定板的内侧。

优选的，所述送料辊的辊面上相对其中心轴均匀分布有四个辊槽。

优选的，所述承托板上设有两个弧状的承托槽，两个所述承托槽对应分布在两个所述抱夹机构的中间位置。

上述技术方案具有如下优点或者有益效果：

本发明提供了一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械，通过自动送料机构可代替人工完成对钢管的自动输送，便于配合自动化快速加工，通过设置的微调机构可针对不同直径尺寸的钢管进行对应性调整，使得调整后的对中圆锥和挤压矫正爪处于可对准钢管两端的位置高度，设置的对中机构可完成对钢管的对中调整，使得钢管可完成自动居中，通过设置的夹紧承托台可实现对钢管的水平承托和自动夹紧固定，通过位移机构可带动钢管完成对中位置和矫正位置的位移切换，通过设置的矫正机构可对夹紧固定后的钢管自动进行端部的矫正成型，即在两个挤压矫正爪的作用下可实现对钢管端部的同步快速成型，综上所述，本发明提供的机械通过设置的自动送料机构、位移机构、夹紧承托台、微调机构、对中机构和矫正机构的相互配合，可实现完全的自动化加工操作，且可实现对钢管两端的同步成型加工，自动化程度高，相比较传统的半自动化人工加工方式效率大大提高，劳动强度大大降低。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分，并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是本发明提供的一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械在其中一个视角下的立体结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大示意图；

图3是本发明提供的一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械在另一个视角下的立体结构示意图；

图4是本发明提供的一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械的俯视图；

图5是本发明提供的一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械的侧视图。

图中：1、底座；2、自动送料机构；21、托料斗；211、斜坡堆料区；212、喂料口；22、驱动电机；221、驱动带轮；23、送料辊；231、从动带轮；232、辊槽；24、传动带；3、位移机构；31、位移气缸；32、滑轨；33、滑板；4、夹紧承托台；41、电动转台；42、承托板；421、承托槽；43、抱夹机构；431、固定板；432、夹紧气缸；433、抱夹板；5、微调机构；51、导向底板；52、升降气缸；53、一号升降座；54、二号升降座；6、对中机构；61、对中气缸；62、固定座；63、对中圆锥；7、矫正机构；71、手轮螺杆；72、滑动底座；73、执行气缸；74、执行电机；75、挤压矫正爪；751、爪指；7511、挤压辊。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施，但不作为对本发明的限定。

参阅附图1-5所示，一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械，包括底座1、设置在底座1上的自动送料机构2、设置在底座1上的位移机构3、设置在位移机构3上用于承托夹紧钢管的夹紧承托台4、两个镜像设置固定安装在底座1上的微调机构5、两个对中机构6和两个镜像设置的矫正机构7，两个微调机构5镜像对称设置，微调机构5包括焊接固定安装在底座1上L形的导向底板51、两个升降气缸52、一号升降座53和二号升降座54，一号升降座53和二号升降座54均竖直滑动安装在导向底板51上，两个升降气缸52竖直固定安装在导向底板51上，一号升降座53与其中一个升降气缸52的输出端固定连接，二号升降座54与另一个升降气缸52的输出端固定连接，两个微调机构5分布在位移机构3的两侧，一号升降座53位于自动送料机构2和二号升降座54之间，需要说明的是，对中圆锥63的中心轴和执行电机74的中心轴(对应于挤压矫正爪75的中心轴)位于同一水平高度，因为不同的钢管的直径不同，因此放置在承托板42上的钢管其中心轴所处的高度相应的会发生改变，而对中机构6和矫正机构7都需要对准钢管两端的中心处，此时，便可通过微调机构5进行调整，具体通过两个升降气缸52带动一号升降座53和二号升降座54上升或下降，从而可以调整对中机构6和矫正机构7所处的高度，使得调整后可对准钢管的两端，另外还需要说明的，两个镜像设置的对中机构6的对称面与两个镜像设置的矫正机构7的对称面重合，其中：

两个一号升降座53上对应设置有对中机构6，两个对中机构6在两个一号升降座53上镜像相对设置，对中机构6包括通过螺栓固定安装在一号升降座53外侧壁上的对中气缸61、水平滑动安装在一号升降座53上的固定座62和通过螺栓固定安装在固定座62上的对中圆锥63，固定座62与对中气缸61的输出端固定连接；

钢管是随意放入托料斗21中的斜坡堆料区211的，因此落在承托板42上后并不位于相对两个矫正机构7的居中位置，因此可通过两个对中机构6实现钢管的居中，具体的，当自动送料机构2将钢管向下送落在承托板42上后，启动两个对中气缸61，从而驱动两个固定座62相向运动，从而带动两个对中圆锥63顶紧钢管的两端，实现了对钢管的对中调整，另外在通过两个对中圆锥63进行两端顶紧后便于通过抱夹机构43对钢管进行夹紧。

两个二号升降座54上对应设置有矫正机构7，且两个矫正机构7在两个二号升降座54上镜像相对设置，矫正机构7包括转动安装在二号升降座54上的手轮螺杆71、水平滑动安装在二号升降座54上的滑动底座72、通过螺栓固定安装在滑动底座72外侧壁上的执行气缸73、水平滑动安装在滑动底座72上的执行电机74和固定安装在执行电机74输出轴端的挤压矫正爪75，滑动底座72与手轮螺杆71螺纹连接，执行电机74与执行气缸73的输出端固定连接，执行电机74的输出中心轴与对中圆锥63的中心轴位于同一水平面，挤压矫正爪75包括四个相对执行电机74输出轴阵列分布的爪指751，四个爪指751的开口位置位于正前方，爪指751相对执行电机74的输出轴的夹角为30°，在每个爪指751的内侧设有挤压辊7511。

因为所要加工的钢管的长度不尽相同，而执行气缸73推动执行电机74的行程范围是一定的，因此可通过转动手轮螺杆71调整执行电机74所处的初始位置，从而对不同长度的钢管实现补偿调整，当钢管在夹紧承托台4上完成夹紧固定后，便可通过位移机构3带动钢管运动到待矫正位置处，即钢管位于该处其两端对准挤压矫正爪75，随后便可启动两个执行电机74，使得执行电机74带动挤压矫正爪75转动，紧接着启动两个执行气缸73，使得两个执行气缸73推动两个执行电机74相向靠近运动，从而钢管的两端将逐渐进入到两侧的挤压矫正爪75中，随着执行电机74的继续滑动，挤压矫正爪75将通过挤压辊7511对钢管端部实行挤压，在其挤压力的作用下，钢管端部将成锥度压扁收缩，从而完成对钢管端部的预定矫正成型。

进一步地，自动送料机构2包括焊接固定安装在底座1上的托料斗21、固定安装在托料斗21内侧壁上的驱动电机22、水平转动安装在托料斗21上的送料辊23和用于传动的传动带24，托料斗21的顶端设有斜坡堆料区211，托料斗21在斜坡堆料区211的下前方位置设有喂料口212，送料辊23位于喂料口212的正下方，驱动电机22的输出轴上设有驱动带轮221，送料辊23的一侧轴端设有从动带轮231，驱动带轮221和从动带轮231之间通过传动带24传动连接。

自动送料机构2将对堆放在托料斗21内的钢管进行自动送料，具体的，当位移机构3带动夹紧承托台4运动至靠近送料辊23的位置处后，即处于该位置钢管可落在承托板42上，驱动电机22(驱动电机22为步进电机)将带动驱动带轮221转动，驱动带轮221将通过传动带24驱动从动带轮231转动，从而带动送料辊23转动四分之一圈，被兜在其中一个辊槽232中的钢管将随着转动将钢管送入夹紧承托台4上，继而完成对钢管的自动送料。

进一步地，位移机构3包括通过螺栓固定安装在底座1上的位移气缸31、固定安装在底座1上的两条滑轨32和滑动安装在两条滑轨32上的滑板33，两条滑轨32关于位移气缸31对称分布，滑板33与位移气缸31的输出端固定连接。

通过位移机构3可将钢管从对中位置运动至矫正位置，即可在两个位置之间往复穿梭，具体通过位移气缸31带动滑板33顺着滑轨32滑动，从而带动安装在滑板33上的夹紧承托台4随之运动，继而实现夹紧在夹紧承托台4上的钢管的位置切换。

更进一步地，夹紧承托台4包括通过螺栓固定安装在滑板33中心位置的电动转台41、固定安装在电动转台41上端的承托板42和两个设置在承托板42上的抱夹机构43，两个抱夹机构43对应设置在靠近承托板42的两端位置，抱夹机构43包括两个竖直焊接固定安装在承托板42上端的固定板431、两个一一对应固定安装在两个固定板431外侧壁上的夹紧气缸432和两个一一对应固定安装在两个夹紧气缸432输出端的抱夹板433，两个固定板431关于承托板42的中心面对称分布，两个抱夹板433位于固定板431的内侧。

当钢管从自动送料机构2中掉落后，钢管将自动落在承托槽421的中心位置处，在通过对中机构6中的两个对中气缸61进行对中夹紧的过程中，在保持两端夹紧的状态下，通过启动夹紧气缸432，从而在两个抱夹板433的夹击下实现夹紧，从而在两个抱夹机构43的夹持下将完成对钢管的夹紧固定，另外在完成对钢管的端部的加工后，通过电动转台41可带动钢管旋转九十度，从而在松开夹紧后便于将钢管抽出。

更进一步地，送料辊23的辊面上相对其中心轴均匀分布有四个辊槽232。辊槽232将用于兜住钢管，从而通过送料辊23带动钢管送料。

更进一步地，承托板42上设有两个弧状的承托槽421，两个承托槽421对应分布在两个抱夹机构43的中间位置。需要说明的是，当通过位移机构3带动夹紧承托台4运动至对中位置处时，承托槽421的中心轴可与对中圆锥63的中心轴位于同一个竖直平面。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不予赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械，包括底座（1）、设置在所述底座（1）上的自动送料机构（2）、设置在所述底座（1）上的位移机构（3）、设置在所述位移机构（3）上用于承托夹紧钢管的夹紧承托台（4）、两个镜像设置固定安装在所述底座（1）上的微调机构（5）、两个对中机构（6）和两个镜像设置的矫正机构（7），其特征在于：两个所述微调机构（5）镜像对称设置，所述微调机构（5）包括固定安装在所述底座（1）上L形的导向底板（51）、两个升降气缸（52）、一号升降座（53）和二号升降座（54），所述一号升降座（53）和所述二号升降座（54）均竖直滑动安装在所述导向底板（51）上，两个所述升降气缸（52）竖直固定安装在所述导向底板（51）上，所述一号升降座（53）与其中一个所述升降气缸（52）的输出端固定连接，所述二号升降座（54）与另一个所述升降气缸（52）的输出端固定连接，两个所述微调机构（5）分布在所述位移机构（3）的两侧，所述一号升降座（53）位于所述自动送料机构（2）和所述二号升降座（54）之间，其中：

两个所述一号升降座（53）上对应设置有所述对中机构（6），两个所述对中机构（6）在两个所述一号升降座（53）上镜像相对设置，所述对中机构（6）包括固定安装在所述一号升降座（53）外侧壁上的对中气缸（61）、水平滑动安装在所述一号升降座（53）上的固定座（62）和固定安装在所述固定座（62）上的对中圆锥（63），所述固定座（62）与所述对中气缸（61）的输出端固定连接；

两个所述二号升降座（54）上对应设置有所述矫正机构（7），且两个所述矫正机构（7）在两个所述二号升降座（54）上镜像相对设置，所述矫正机构（7）包括转动安装在所述二号升降座（54）上的手轮螺杆（71）、水平滑动安装在所述二号升降座（54）上的滑动底座（72）、固定安装在所述滑动底座（72）外侧壁上的执行气缸（73）、水平滑动安装在所述滑动底座（72）上的执行电机（74）和固定安装在所述执行电机（74）输出轴端的挤压矫正爪（75），所述滑动底座（72）与所述手轮螺杆（71）螺纹连接，所述执行电机（74）与所述执行气缸（73）的输出端固定连接，所述执行电机（74）的输出中心轴与所述对中圆锥（63）的中心轴位于同一水平面，所述挤压矫正爪（75）包括四个相对所述执行电机（74）输出轴阵列分布的爪指（751），四个所述爪指（751）的开口位置位于正前方，所述爪指（751）相对所述执行电机（74）的输出轴的夹角为20°-40°，在每个所述爪指（751）的内侧设有挤压辊（7511）；

所述位移机构（3）包括固定安装在所述底座（1）上的位移气缸（31）、固定安装在所述底座（1）上的两条滑轨（32）和滑动安装在两条所述滑轨（32）上的滑板（33），两条所述滑轨（32）关于所述位移气缸（31）对称分布，所述滑板（33）与所述位移气缸（31）的输出端固定连接；

所述夹紧承托台（4）包括固定安装在所述滑板（33）中心位置的电动转台（41）、固定安装在所述电动转台（41）上端的承托板（42）和两个设置在所述承托板（42）上的抱夹机构（43），两个所述抱夹机构（43）对应设置在靠近所述承托板（42）的两端位置，所述抱夹机构（43）包括两个竖直固定安装在所述承托板（42）上端的固定板（431）、两个一一对应固定安装在两个所述固定板（431）外侧壁上的夹紧气缸（432）和两个一一对应固定安装在两个所述夹紧气缸（432）输出端的抱夹板（433），两个所述固定板（431）关于所述承托板（42）的中心面对称分布，两个所述抱夹板（433）位于所述固定板（431）的内侧。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械，其特征在于：所述自动送料机构（2）包括固定安装在所述底座（1）上的托料斗（21）、固定安装在所述托料斗（21）内侧壁上的驱动电机（22）、水平转动安装在所述托料斗（21）上的送料辊（23）和用于传动的传动带（24），所述托料斗（21）的顶端设有斜坡堆料区（211），所述托料斗（21）在所述斜坡堆料区（211）的下前方位置设有喂料口（212），所述送料辊（23）位于所述喂料口（212）的正下方，所述驱动电机（22）的输出轴上设有驱动带轮（221），所述送料辊（23）的一侧轴端设有从动带轮（231），所述驱动带轮（221）和所述从动带轮（231）之间通过所述传动带（24）传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械，其特征在于：所述送料辊（23）的辊面上相对其中心轴均匀分布有四个辊槽（232）。

4.根据权利要求1所述的一种不锈钢钢管制作钢结构桁架自动化加工机械，其特征在于：所述承托板（42）上设有两个弧状的承托槽（421），两个所述承托槽（421）对应分布在两个所述抱夹机构（43）的中间位置。

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