一种龙门移动式平面双向开槽机及其工作方式的制作方法

本发明涉及开槽机领域，特别是涉及一种龙门移动式平面双向开槽机。

背景技术：

使用开槽机进行开槽工作，是金属或非金属材料弯曲成形前的辅助工序，在金属或非金属材料需要弯曲成形的弯曲线处利用特殊的设备刀具刨切出v型槽，使材料易于折弯成形且弯曲角外r能达到最小化，再用折弯机或手工折弯成型，以此方法加工完成并达到产品外观要求。

目前市场上的龙门移动式平面开槽机多采用双向加工刀架，存在很大不足，1）采用双向加工刀架，需要分别设置上下移动机构，成本较高；2）而且双向加工刀架的并列设置，增加了开槽机的无效行程，设备机构不够紧凑。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是提供一种龙门移动式平面双向开槽机，解决了已有开槽机设备成本高的问题。

技术方案：本发明提供了一种龙门移动式平面双向开槽机，包括机架、龙门架、x方向移动结构、y方向移动结构、偏心刀架结构总成、气动压料装置总成、气动随动压料装置总成和数控操作站。所述x方向移动结构设置在机架侧边并带动龙门架在机架上沿着x方向移动，所述y方向移动结构设置在龙门架上并带动偏心刀架结构总成在龙门架沿着y方向移动，所述气动压料装置总成设置在机架x方向，所述气动随动压料装置总成设置在机架y方向，所述数控操作站设置在龙门架上方。开槽过程中，先将板材放置到机架上的工作台上，然后通过气动压料装置总成和气动随动压料装置总成将板材x和y方向固定住，然后龙门架在x方向移动结构和y方向移动结构的驱动下，带动偏心刀架结构总成做x方向和y方向的移动，进行开槽。各个结构协同合作，完成了对板材的双向开槽工作。

进一步的，所述x方向移动结构包括x方向第一导轨和第二导轨，所述第一导轨设置平面和第二导轨设置平面呈90°设置。保证了在x方向移动时候和整体机架x方向的平行。

进一步的，所述偏心刀架结构总成包括固定结构、上下移动结构、旋转结构刀架结构和激光传感器，所述上下移动结构设置在固定结构上，所述旋转结构设置在上下移动结构上，所述刀架结构设置在旋转结构下端且和旋转结构的旋转轴心呈偏心设置，所述激光传感器设置在刀架结构上；所述固定结构包括基板和u型槽定位座，所述u型槽定位座设置在基板下端靠近刀架结构位置；所述上下移动结构包括大滑板、升降滑轨、升降滚珠丝杠、升降联轴器、升降伺服电机、升降底板和径向定位机构，所述升降滑轨设置在大滑板上，所述升降伺服电机通过升降联轴器和升降滚珠丝杠连接，所述升降底板设置在升降滑轨上并和升降滚珠丝杠上的螺母连接，所述径向定位机构设置在升降底板下端；所述旋转结构包括旋转轴、轴承、轴承座、支撑座、扭轴、回旋气缸和连接盘，所述旋转轴和轴承座通过轴承连接，所述支撑座设置在轴承座一端且另一面和回旋气缸连接，所述扭轴一端和旋转轴连接，另一端通过连接盘和回旋气缸固定；所述旋转轴上设有定位凸台；所述刀架结构包括刀座、刀盒和刀杆，所述刀杆设置在刀座下方并通过刀盒连接。上下移动结构驱动刀架结构做上下运动，完成开槽工作；当完成一个方向的开槽，旋转结构驱动刀架做90°旋转，从而进行另一个方向的开槽工作。刀架结构的偏心设置，缩短了x和y方向的行程，从而缩小了设备的体积。定位凸台和u型槽定位座配合使用，不仅在刀架结构旋转下移到指定位置之后起到定位限位作用，而且在刀架结构开槽过程中可以降低因为偏心设置而造成的扭矩。确认开槽时候，激光传感器在x方向移动结构和y方向移动结构的驱动下，检测气动压料装置总成和气动随动压料装置总成的位置和需要开槽的位置是否有干涉，如有干涉，需要重新确定气动压料装置总成和气动随动压料装置总成的位置。

进一步的，所述气动压料装置总成包括压料结构和移动结构，所述压料结构设置在移动结构上。将放置到工作台上的板材x方向边缘压住，防止在开槽过程中，刀具在切削瞬间切削量过大而损坏刀具以及板材。

进一步的，所述压料结构包括支撑结构和压边结构，所述压边结构设置在支撑结构上；所述支撑结构包括底座、固定支架和可调位锁紧手柄，所述固定支架设置在底座侧边，所述可调位锁紧手柄设置在固定支架两端；所述压边结构包括第一铰轴、压料板、第二铰轴、气缸接头和气缸，所述第一铰轴和第二铰轴分别设置在压料板两端，所述气缸通过气缸接头和第二铰轴连接。压边结构的固定通过固定支架上的可调位锁紧手柄进行锁紧定位。通过气缸的运动来控制压料板旋转的角度，从而压住不同厚度的板材。

进一步的，所述移动结构包括t型导向板、t型螺母和刻度尺，所述t型螺母设置在t型导向板的导槽内，所述刻度尺设置在t型导向板上方。压料结构根据刻度尺上的数据在移动结构的驱动下到达指定位置压料。

进一步的，所述气动随动压料装置总成包括随动压料结构、随动边顶紧结构和随动移动结构，所述随动压料结构和随动边顶紧结构并列设置在随动移动结构上。将放置到工作台上的板材y方向边缘压住，防止在开槽过程中，刀具在切削瞬间切削量过大而损坏刀具以及板材，随动边顶紧结构对板材x边进行随动顶紧。

进一步的，所述随动压料结构包括固定结构、动力结构和压边结构，所述动力结构设置在固定结构上方一端，所述压边结构设置在固定结构上方另一端并和动力结构连接；所述固定结构包括压钳座、斜块导向板和第一轴，所述斜块导向板设置在压钳座上方，所述轴设置在压钳座上；所述动力结构包括气缸、气缸支板、气缸连接套、第一铰轴和斜铁块，所述气缸设置在气缸支板上，所述气缸连接套一端设置在气缸导杆上，一端和第一铰轴连接，所述斜铁块和第一铰轴两端连接；所述压边结构包括压料板、第二铰轴、滚轮轴承、第二轴和拉簧，所述第二铰轴设置在压料板一端，所述滚轮轴承设置在压料板另一端并通过第二轴连接，所述拉簧一端设置在第二轴上，另一端设置在第一轴上。压边结构在动力结构的驱动下，沿着固定结构中的斜块导向板方向做运动。压料板围绕着第二铰轴转动，从而实现对板材的压紧或松开工作。其中，拉簧对压边结构压紧板材时候起到拉紧作用。

进一步的，所述随动边顶紧结构包括底座、顶紧气缸和顶紧块。通过顶紧气缸对板材边缘施加作用力，从而对板材x轴方向起到定位作用，便于开槽。

进一步的，一种龙门移动式平面双向开槽机的工作方法，具体步骤如下：

①将需要开槽的板材放置到机架的工作台上；

②气动压料装置总成对板材的x方向边进行压料，根据板材的开槽位置，移动设置在移动结构上的压料结构，决定需要数量和位置，并进行固定；

③气动随动压料装置总成对板材的y方向边进行压料，根据板材的开槽位置，移动设置在随动移动结构上的随动压料结构，决定需要数量和位置，并进行固定，随动边顶紧结构对板材侧边进行顶紧；

④板材固定好之后，在x方向移动结构和y方向移动结构的驱动下，偏心刀架结构总成上的激光传感器沿着板材x和y边缘的压料位进行检测，将压料结构和随动压料结构在板材上的位置发送到数控操作站，从而来判断压料位和开槽位、刀具和压料结构是否有干涉；

⑤开始开槽，偏心刀架结构总成在x方向移动结构和y方向移动结构的驱动下到达y方向开槽起始位置，上下移动结构驱动刀架结构下移到指定位置，y方向移动结构驱动刀架结构对板材进行y向开槽；

⑥第一道槽开好后，上下移动结构驱动刀架结构上移，x方向移动结构和y方向移动结构的驱动刀架结构到达下一道槽起始位，如此循环，完成y方向的所有开槽；

⑦旋转结构驱动刀架结构进行旋转，在x方向移动结构和y方向移动结构的驱动下，到达x方向开槽起始位置，进行x方向所有开槽。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：1）将传统的龙门移动式开槽机的x方向和y方向的刀架结构总成合二为一，做成旋转式，在加工过程中进行刀架结构90°旋转，从而节省了成本，提高了工作效率；2）通过结构优化，缩短了设备x和y方向的行程，使得设备结构更为紧凑，从而缩小了设备外形尺寸，减小了占地面积。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的右视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为偏心刀架结构的主视图；

图5为偏心刀架总成的俯视图；

图6为压料结构的右视图；

图7为压料结构的俯视图；

图8为随动压料结构的主视图；

图9为随动压料结构的右视图；

图10为随动边顶紧结构的俯视图。

图中：机架1、龙门架2、x方向移动结构3、第一导轨31、第二导轨32、y方向移动结构4、偏心刀架结构总成5、固定结构51、基板511、u型槽定位座512、上下移动结构52、大滑板521、升降滑轨522、升降滚珠丝杠523、升降联轴器524、升降伺服电机525、升降底板526、径向定位机构527、旋转结构53、旋转轴531、定位凸台5311、轴承532、轴承座533、支撑座534、扭轴535、回旋气缸536、连接盘537、刀架结构54、刀座541、刀盒542、刀杆543、气动压料装置总成6、压料结构61、支撑结构611、底座6111、底座6111、固定支架6112、可调位锁紧手柄6113、固定支架6112、可调位锁紧手柄6113、压边结构612、第一铰轴6121、压料板6122、第二铰轴6123、气缸接头6124、气缸6125、移动结构62、t型导向板621、t型螺母622、刻度尺623、气动随动压料装置总成7、随动压料结构71、固定结构711、压钳座7111、斜块导向板7112、第一轴7113、动力结构712、气缸7121、气缸支板7122、气缸连接套7123、第一铰轴7124、斜铁块7125、压边结构713、压料板7131、第二铰轴7132、滚轮轴承7133、第二轴7134、拉簧7135、随动边顶紧结构72、底座721、顶紧气缸722、顶紧块723、数控操作站8。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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”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”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，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

如图1、图2和图3所示分别是本发明的主视图、右视图和俯视图，包括机架1、龙门架2、x方向移动结构3、y方向移动结构4、偏心刀架结构总成5、气动压料装置总成6、气动随动压料装置总成7和数控操作站8。所述x方向移动结构3设置在机架1侧边并带动龙门架2在机架1上沿着x方向移动，所述y方向移动结构4设置在龙门架2上并带动偏心刀架结构总成5在龙门架2沿着y方向移动，所述气动压料装置总成6设置在机架1的x方向，所述气动随动压料装置总成7设置在机架1的y方向，所述数控操作站8设置在龙门架2上方。

所述x方向移动结构3包括x方向第一导轨31和第二导轨32，所述第一导轨31设置平面和第二导轨32设置平面呈90°设置。

如图4和图5所示分别是偏心刀架结构总成5的主视图和俯视图，包括固定结构51、上下移动结构52、旋转结构53和刀架结构54，所述上下移动结构52设置固定结构51上，所述旋转结构53设置在上下移动结构52上，所述刀架结构54设置在旋转结构53下端且和旋转结构53的旋转轴心呈偏心设置；所述固定结构51包括基板511和u型槽定位座512，所述u型槽定位座512设置在基板511下端靠近刀架结构54位置；所述上下移动结构52包括大滑板521、升降滑轨522、升降滚珠丝杠523、升降联轴器524、升降伺服电机525、升降底板526和径向定位机构527，所述升降滑轨522设置在大滑板521上，所述升降伺服电机525通过升降联轴器524和升降滚珠丝杠523连接，所述升降底板526设置在升降滑轨522上并和升降滚珠丝杠523上的螺母连接，所述径向定位机构527设置在升降底板526下端；所述旋转结构53包括旋转轴531、轴承532、轴承座533、支撑座534、扭轴535、回旋气缸536和连接盘537，所述旋转轴531和轴承座533通过轴承532连接，所述支撑座534设置在轴承座533一端且另一面和回旋气缸536连接，所述扭轴535一端和旋转轴531连接，另一端通过连接盘537和回旋气缸36固定；所述旋转轴531上设有定位凸台5311；所述刀架结构54包括刀座541、刀盒542和刀杆543，所述刀杆543设置在刀座541下方并通过刀盒542连接。

开槽过程中，刀架结构54在上下移动结构52的驱动下下移到指定位置进行正向刨削，刨削完成后刀架结构54在上下移动结构52的驱动下上移抬起空程反回；如此反复运动实现连续刨削加工。当同方向所有v型槽全部开完后，上下移动结构52驱动刀架结构54上移到指定高度，即此时旋转轴531上的定位凸台5311下平面高于u型槽定位座512上平面，旋转结构53上的回旋气缸536驱动旋转轴531转动90°，刀架结构54随之旋转90°，然后径向定位机构527上的气缸驱动定位销插入旋转轴531上的定位凸台5311上的定位孔中，对旋转轴531进行定位，此时旋转轴531不再转动，同时u型槽定位座512的槽口正好与旋转轴531上的定位凸台5311的凸台对正，上下移动结构52驱动刀架结构54下移，旋转轴531的定位凸台5311插入u型槽定位座512的槽口中，实现可靠定位。然后开始加工另一方向的v型槽。

所述偏心刀架结构总成5上还设有激光传感器54。

所述气动压料装置总成6包括压料结构61和移动结构62，所述压料结构61设置在移动结构62上。

如图6和图7所示分别是压料结构61的右视图和俯视图，包括支撑结构611和压边结构612，所述压边结构612设置在支撑结构611上；所述支撑结构611包括底座6111、固定支架6112和可调位锁紧手柄6113，所述固定支架6112设置在底座6111侧边，所述可调位锁紧手柄6113设置在固定支架6112两端；所述压边结构612包括第一铰轴6121、压料板6122、第二铰轴6123、气缸接头6124和气缸6125，所述第一铰轴6121和第二铰轴6123分别设置在压料板6122两端，所述气缸6125通过气缸接头6124和第二铰轴6123连接。

所述移动结构62包括t型导向板621、t型螺母622和刻度尺623，所述t型螺母622设置在t型导向板621的导槽内，所述刻度尺623设置在t型导向板621上方。

压料时候，根据板材开槽位置设置随动压料结构61的数量和位置，随动压料结构61在随动移动结构62上移动，在指定位置对工作台上的板材进行压料。压边结构612上的气缸6125的导杆收缩，驱动压料板6122围绕着第一铰轴6121做顺时针转动，即压料板6122与工作台之间的距离变大，便于板材的放入。根据板材上需要开槽的位置来确定压料结构61的具体位置。根据刻度尺623上的刻度，压料结构61通过移动结构62移动，到达指定位置之后，支撑结构611上设置在固定支架6112两端的可调位锁紧手柄6113对压料结构61进行锁紧固定，依次将所需要数量的压料结构61设置完成。最后，压边结构612的气缸6125驱动压料板6122围绕着第一铰轴121做逆时针转动，夹紧板材。

所述气动随动压料装置总成7包括随动压料结构71、随动边顶紧结构72和随动移动结构73，所述随动压料结构71和随动边顶紧结构72并列设置在随动移动结构73上。

如图8和9所示分别是随动压料结构71的主视图和右视图，包括固定结构711、动力结构712和压边结构713，所述动力结构712设置在固定结构711上方一端，所述压边结构713设置在固定结构711上方另一端并和动力结构712连接；所述固定结构711包括压钳座7111、斜块导向板7112和第一轴7113，所述斜块导向板7112设置在压钳座7111上方，所述轴7113设置在压钳座7111上；所述动力结构712包括气缸7121、气缸支板7122、气缸连接套7123、第一铰轴7124和斜铁块7125，所述气缸7121设置在气缸支板7122上，所述气缸连接套7123一端设置在气缸7121导杆上，一端和第一铰轴7124连接，所述斜铁块7125和第一铰轴7124两端连接；所述压边结构713包括压料板7131、第二铰轴7132、滚轮轴承7133、第二轴7134和拉簧7135，所述第二铰轴7132设置在压料板7131一端，所述滚轮轴承7133设置在压料板7131另一端并通过第二轴7134连接，所述拉簧7135一端设置在第二轴7134上，另一端设置在第一轴7113上。

压料之前，动力结构712中的斜铁块7125位于远离工作台的位置，压料时在动力结构712中的气缸7121的驱动下，斜铁块7125在斜块导向板7112的导向作用下向工作台方向移动，压边结构713的滚轮轴承7133在斜铁块7125的第一斜坡上滚动，此时压料板7131围绕着第二铰轴7132做顺时针转动，即压料板7131左端边缘凸起部分快速接近被压板材；然后动力结构712中的气缸7121继续驱动斜铁块7125在斜块导向板7112的作用下向工作台移动，压边结构713的滚轮轴承7133在斜铁块7125的第二斜坡上滚动，压料板7131围绕着第二铰轴7132做逆时针转动，由于第二斜坡斜度小于第一斜坡，即压料板7131左端凸起部分边缘压紧板材；设置在固定结构711的第一轴7113上和设置在压边结构713的第二轴7134上的拉簧7135，使设置在压边结构713上的滚轮轴承7133与设置在动力结构712上的斜铁快7125始终处于接触状态，增加压边结构713对板材的压紧力。

所述随动边顶紧结构72包括底座721、顶紧气缸722和顶紧块723，协同工作起到板材在x方向的定位作用。

在开槽过程中，首先将板材放置到机架1的工作台上，根据板材x方向的尺寸，决定需要设置固定板材x边的压料结构61的数量，然后再根据开槽位置，沿着移动结构62，移动压料结构61到指定位置，从而压紧板材的x方向边缘；再用同样的方式对板材y方向进行压边。y方向的气动随动压料装置总成7，其移动结构73可以设置为带有电机驱动的，使其在加工过程中，随动压料结构71自动让位进行开槽；也可以考虑到成本问题，将移动结构73设置为不带有电机驱动的，在开始开槽前对随动压料结构71进行定位。板材固定好之后，开始进行开槽工作。当加工y方向的v型槽，偏心刀架结构总成5首先在x方向移动结构3和y方向移动结构4的驱动下，移动到靠近气动压料装置总成6和气动随动压料装置总成7的起始端，然后上下移动结构51驱动刀架结构53下降到指定位置，在y方向移动结构4的驱动下，对板材进行y方向开槽，第一道槽开完后，上下移动结构51驱动刀架结构53上升，在x方向移动结构3和y方向移动结构4的驱动下，空刀返回到需要开的第二道槽的的起始位置。如此循环开完y方向的v型槽后，旋转结构52驱动刀架结构53进行90°旋转，并在x方向移动结构3和y方向移动结构4驱动下到达气动随动压料装置总成7处的x方向的开槽起始位置。旋转结构52可以选择气缸驱动或者电机驱动，如果只是x和y方向开槽可以选择成本较低的气缸驱动，如果需要任意方向的开槽可以选择电机驱动，刀架结构可以进行精确角度的转动。气动压料装置总成6和气动随动压料装置总成7在一定情况下可以替换使用，两者均是起到稳定压料的作用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。