一种角钢法兰生产设备的制作方法

本实用新型涉及建筑通风技术领域，具体涉及一种金属矩形通风管道用角钢法兰生产设备。

背景技术：

角钢法兰是建筑通风金属矩形管道组装连接的主要配件，角钢法兰通常使用L2.5#、L3#、L4#、L5#等边角钢为原材料，角钢的两面分别按标准要求打上安装孔和铆接孔。使用时，将其铆接在每段金属矩形通风管道的两端，在建筑通风系统安装时，两段通风管道通过安装螺栓将两个法兰通过安装孔对接连接。

目前，角钢法兰主要为切割机下料，人工台钻钻孔或冲床冲孔。但是，本实用新型的发明人经过研究发现，采用切割机下料、人工台钻钻孔或冲床冲孔，均存在加工尺寸精度差，加工效率低的缺点。

技术实现要素：

针对现有技术存在的角钢法兰加工主要为切割机下料、人工台钻钻孔或冲床冲孔，均存在加工尺寸精度差，加工效率低的技术问题，本实用新型提供一种新型角钢法兰生产设备。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种角钢法兰生产设备，包括控制柜、冲床和送料装置；其中：

所述控制柜的操作面板上设有触摸屏和控制按钮，所述控制柜的内部设有PLC控制器、接触器和伺服驱动器，所述触摸屏、控制 按钮、接触器和伺服驱动器均与PLC控制器电连接；

所述冲床上固定连接有组合模具、红外感应装置和气动开关，所述组合模具包括适于对角钢法兰进行切断操作的切断模，适于对角钢法兰进行冲孔操作的冲孔模，以及适于对切断模和冲孔模进行操作切换的换向气缸，且所述红外感应装置、气动开关和换向气缸还均与PLC控制器电连接；

所述送料装置包括送料台架、可调机脚、送料台板、料轨、前料挡、后料挡、导轨、前行程开关、后行程开关、送料小车和传动齿条；所述送料台架固定连接于可调机脚上，所述送料台板固定连接在送料台架上，所述料轨固定连接在送料台板长度方向一侧的表面上，所述前料挡和后料挡固定连接于送料台板的宽度方向的相对两侧；所述导轨包括导轨座、光轴和滑块，所述导轨座与料轨平行固定连接于送料台板长度方向的表面上，所述光轴固定连接在导轨座上，所述滑块滑动套设在光轴上；所述前行程开关和后行程开关固定连接于送料台板上并分别位于导轨座的相对两端；所述送料小车包括支撑板、保护罩、减速机、伺服电机、传动齿轮和电磁气动料夹，所述支撑板固定连接在滑块上，所述保护罩固定连接在支撑板上，所述减速机固定连接在支撑板上并罩设于保护罩内，所述伺服电机固定连接在减速机顶端且与伺服驱动器电连接，所述传动齿轮安装在减速机底端并与伺服电机的电机轴固定连接，所述电磁气动料夹固定连接在支撑板上并与PLC控制器电连接，所述传动齿条固定连接在送料台板上并与传动齿轮相啮合。

进一步，所述控制柜的操作面板上还设有适于显示相应部位工作状态的指示灯，所述指示灯包括机床启动显示灯、自动状态显示灯和报警显示灯。

进一步，所述控制按钮包括启动、停止、自动/手动、冲床点动、单步、换向、自动、解除报警、暂停和夹紧。

进一步，所述冲床采用普通40T开式可倾冲床。

进一步，所述料轨包括两个背向设置的L形料轨，所述两个背向设置的L形料轨之间形有适于放置角钢的卡槽，其中至少一个L形料轨的顶部入料边设为带弧的圆角边。

进一步，所述传动齿轮通过键连接固定于伺服电机的电机轴上。

与现有技术相比，本实用新型提供的角钢法兰生产设备，包括控制柜、冲床和送料装置，控制柜的操作面板上设有触摸屏和控制按钮，控制柜的内部设有PLC控制器、接触器和伺服驱动器，冲床上固定连接有切断模、冲孔模和换向气缸，送料装置上固定连接有料轨、导轨、送料小车和传动齿条；在生产控制过程中，先将待加工角钢的加工参数输入到触摸屏，触摸屏同步到PLC控制器进行处理，接着PLC控制器发出脉冲信号到伺服驱动器，伺服驱动器通过脉冲精确控制送料小车中伺服电机的转动角度，并最终通过传动齿轮和传动齿条的配合，实现送料小车的精确平动，即送料小车按照设定要求进行送料至冲床工作位，并通过PLC控制器控制冲床组合模的冲压动作，来完成对送料小车所送角钢料的冲孔和切断动作，因而保证了角钢法兰下料的精度，使角钢法兰的生产下料实现了全自动化，并且以冲床+复合模的方式，实现一台冲床完成冲孔和切断动作，极大提高了生产和工作效率，1个人操作生产线系统即可达到传统工艺3个人的工作量。

附图说明

图1是本实用新型提供的角钢法兰生产设备结构示意图。

图2是本实用新型提供的角钢法兰生产设备主视结构示意图。

图3是图1中切断模的结构示意图。

图4是图1中冲孔模的结构示意图。

图5是图1中控制柜的操作面板排位结构示意图。

图6是图1中控制柜的内部电器元件排位结构示意图。

图7是本实用新型提供的一种待加工角钢法兰结构示意图。

图中，1、控制柜；11、触摸屏；12、控制按钮；13、PLC控制器；14、接触器；15、伺服驱动器；16、指示灯；2、冲床；21、组合模具；211、切断模；212、冲孔模；213、换向气缸；22、红外感应装置；23、气动开关；3、送料装置；31、送料台架；32、可调机脚；33、送料台板；34、料轨；35、前料挡；35＇、后料挡；36、导轨；361、导轨座；362、光轴；363、滑块；37、前行程开关；37＇、后行程开关；38、送料小车；381、支撑板；382、保护罩；383、减速机；384、伺服电机；385、传动齿轮；386、电磁气动料夹；39、传动齿条。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1-6所示，本实用新型提供一种角钢法兰生产设备，包括控制柜1、冲床2和送料装置3；其中：

所述控制柜1的操作面板上设有触摸屏11和控制按钮12，所述控制柜1的内部设有PLC控制器13、接触器14和伺服驱动器15，所述触摸屏11、控制按钮12、接触器14和伺服驱动器15均与PLC控制器13电连接；其中，所述触摸屏11作为人机数据交换载体，需要把冲压角钢的段数、长度、孔距及相关的加工数据通过数据线输入到PLC控制器13中，所述控制按钮12用于手动控制PLC控制器13动作，所述PLC控制器13用于处理触摸屏11传送过来的数据，并把处理好的数据通过数据线传送到伺服驱动器15，且按程序指令控制接触器14动作，所述接触器14用于保护PLC控制器13，避免出现过输出过载，并按PLC控制器13处理后的程序指令驱动相关的外接电子元件工作，所述伺服驱动器15用于对PLC控制器13的脉冲信号进行处理，并驱动送料小车中的伺服电机384起停和转动；

所述冲床2上固定连接有组合模具21、红外感应装置22和气动开关23，所述组合模具21包括适于对角钢法兰进行切断操作的 切断模211，适于对角钢法兰进行冲孔操作的冲孔模212，以及适于对切断模和冲孔模进行操作切换的换向气缸213，所述红外感应装置22用于判断冲床是否完成一次冲程，所述气动开关23为一个小型活塞气缸组件，用于控制冲床实现冲压工作状态，即用于控制冲床实现冲或不冲，且所述红外感应装置22、气动开关23和换向气缸213还均与PLC控制器13电连接；

所述送料装置3包括送料台架31、可调机脚32、送料台板33、料轨34、前料挡35、后料挡35＇、导轨36、前行程开关37、后行程开关37＇、送料小车38和传动齿条39；所述送料台架31固定连接于可调机脚32上，可调机脚32用于调节送料台架31的高度和水平度(调平)，所述送料台板33固定连接在送料台架31上，所述料轨34固定连接在送料台板33长度方向一侧的表面上，料轨34上形成有卡槽用于对角钢起固定和引导作用，所述前料挡35和后料挡35＇固定连接于送料台板33的宽度方向的相对两侧，主要用于起超限挡料保护作用；所述导轨36起承重、固定和引导送料小车38的作用，具体包括导轨座361、光轴362和滑块363，所述导轨座361与料轨34平行固定连接于送料台板33长度方向的表面上，所述光轴362固定连接在导轨座361上，所述滑块363滑动套设在光轴362上；所述前行程开关37和后行程开关37＇固定连接于送料台板33上并分别位于导轨座361的相对两端，主要起限位作用，即当送料小车行走到此处触发后会关停伺服电机384；所述送料小车38包括支撑板381、保护罩382、减速机383、伺服电机384、传动齿轮385和电磁气动料夹386，所述支撑板381固定连接在滑块363上，所述保护罩382固定连接在支撑板381上，所述减速机383固定连接在支撑板381上并罩设于保护罩382内，并用于对伺服电机384 进行减速和增加转矩，所述伺服电机384固定连接在减速机383顶端且与伺服驱动器15电连接，其作为送料小车的动力设备，通过脉冲精确控制电机的旋转角度，并最终通过传动齿轮385和传动齿条39的配合，实现送料小车的精确平动，所述传动齿轮385安装在减速机383底端并与伺服电机384的电机轴固定连接，以用于将动力传送给传动齿条39，所述电磁气动料夹386固定连接在支撑板381上并与PLC控制器13电连接，以用于夹持和固定角钢，所述传动齿条39固定连接在送料台板33上并与传动齿轮385相啮合，以将传动齿轮385的转动转化为送料小车的平动。

作为具体实施例，请参考图5所示，所述控制柜1的操作面板上还设有适于显示相应部位工作状态的指示灯16，所述指示灯包括机床启动显示灯、自动状态显示灯和报警显示灯，由此可以更好地观察各个设备当前处于什么样的工作状态，简单明了。

作为具体实施例，请参考图5所示，所述控制按钮12包括启动、停止、自动/手动、冲床点动、单步、换向、自动、解除报警、暂停和夹紧；其中，在手动状态下，按冲床点动键即可完成冲压动作一次，按单步键即可实现送料一次，按换向键即可实现换向气缸213切换到切断状态，当过载或出现异常时按解除报警键即可解除报警，按夹紧键即可实现角钢材料夹紧或松开动作。

作为具体实施例，所述冲床2采用普通40T开式可倾冲床，而冲床具体的配置主要根据所冲裁角钢的规格及冲孔大小选择，而这些对于本领域的技术来说是比较容易实现的，在此不再赘述。

作为具体实施例，请参考图1(该图为了显示送料小车下面的传动齿轮，所以作了剖切处理，因而电磁气动料夹的位置有所移动)所示，所述料轨34包括两个背向设置的L形料轨，所述两个背向设 置的L形料轨之间形有适于放置角钢的卡槽，具体在放置角钢材料时，可将待加工角钢的一边放置于两个背向L形料轨中间的卡槽处，由此可以对角钢起到固定和引导的作用；同时，其中至少一个L形料轨的顶部入料边设为带弧的圆角边，由此在放料时，便于引导角钢更加方便地放入卡槽中。

作为具体实施例，所述传动齿轮385通过键连接固定于伺服电机384的电机轴上，由此可将伺服电机384上电机轴的运动和转矩传递到传动齿轮385上，实现传动齿轮385的有效转动。

为了更好地理解本实用新型提供的角钢法兰生产设备，以下将结合具体加工方式来对设备的生产控制过程进行介绍：

请参考图7所示，要加工长度为L2、L3和L4的角钢法兰各2段，其中，长度L1为预留切头部分的尺寸，其作用是确定加工基点，a、b、c为每一段上小孔间的间距，即每一段上需要冲出2个小孔，且要求每一段上的2个小孔关于每一段的中心点对称，现将详细描述具体的角钢法兰生产设备加工控制方法：

角钢放置固定步骤：将待加工的角钢放置在前述的角钢法兰生产设备的料轨卡槽中，将待加工角钢的一端夹紧在电磁气动料夹上，另一端穿过切断模外露，该外露的长度即为长度L1，例如为5-8毫米；

加工参数录入步骤：打开控制柜电源，将包括待加工角钢的长度为L2、段数为2、孔数为2、孔距为a，长度为L3、段数为2、孔数为2、孔距为b，长度为L4、段数为2、孔数为2、孔距为c在内的加工参数输入到触摸屏上，触摸屏将把输入的各种加工参数同步到PLC控制器上，同时PLC控制器将根据同步过来的各种加工参数进行计算，得出每一次送料的距离；其中，算出每一次送料的 距离，其目的是后续让PLC控制器发出脉冲到伺服驱动器，伺服驱动器驱动伺服电机按相应长度的距离送料，送到相应位置后进行切断或者冲孔；

启动步骤：开启冲床，开启气源，按下控制柜上的自动控制按钮后点击启动键，由此便可以按设定参数进行切断和冲孔；

加工控制步骤：A、所述PLC控制器发出换向信号和材料夹紧信号，所述换向气缸置位切断位和材料夹持固定；B、PLC控制器发出冲床解除制动信号，冲床完成冲程一次并切断外露的料头L1；C、PLC控制器发出换向信号，换向气缸置位冲孔位，PLC控制器向伺服驱动器发出脉冲和方向信号，伺服驱动器驱动伺服电机拖动角钢到预设第一冲孔位1；D、PLC控制器发出冲床解除制动信号，冲床完成冲程一次并冲出预设第一冲孔；E、PLC控制器向伺服驱动器发出脉冲和方向信号，伺服驱动器驱动伺服电机拖动角钢到预设第二冲孔位2；F、PLC控制器发出冲床解除制动信号，冲床完成冲程一次并冲出预设第二冲孔；G、PLC控制器向伺服驱动器发出脉冲和方向信号，伺服驱动器驱动伺服电机拖动角钢到预设第三冲孔位3；H、PLC控制器发出换向信号，换向气缸置位切断位；I、PLC控制器发出冲床解除制动信号，冲床完成冲程一次并在预设第三冲孔位处切断，至此做出长度为L2、孔数为2和孔距为a的第一段角钢法兰；J、PLC控制器向伺服驱动器发出脉冲和方向信号，伺服驱动器驱动伺服电机拖动角钢到预设第四冲孔位4；K、PLC控制器发出换向信号，换向气缸置位冲孔位；L、重复步骤D-I，即可加工出长度为L2、孔数为2和孔距为a的第二段角钢法兰；按照前述加工长度为L2、段数为2、孔数为2和孔距为a角钢法兰的相同控制方法，同样可以加工出长度为L3、孔数为2和孔距为b，以及长 度为L4、孔数为2和孔距为c的角钢法兰，在此不再赘述。待加工完所有角钢法兰产品后，送料小车复位，装夹材料，准备下一次加工所需角钢法兰产品。

与现有技术相比，本实用新型提供的角钢法兰生产设备，包括控制柜、冲床和送料装置，控制柜的操作面板上设有触摸屏和控制按钮，控制柜的内部设有PLC控制器、接触器和伺服驱动器，冲床上固定连接有切断模、冲孔模和换向气缸，送料装置上固定连接有料轨、导轨、送料小车和传动齿条；在生产控制过程中，先将待加工角钢的加工参数输入到触摸屏，触摸屏同步到PLC控制器进行处理，接着PLC控制器发出脉冲信号到伺服驱动器，伺服驱动器通过脉冲精确控制送料小车中伺服电机的转动角度，并最终通过传动齿轮和传动齿条的配合，实现送料小车的精确平动，即送料小车按照设定要求进行送料至冲床工作位，并通过PLC控制器控制冲床组合模的冲压动作，来完成对送料小车所送角钢料的冲孔和切断动作，因而保证了角钢法兰下料的精度，使角钢法兰的生产下料实现了全自动化，并且以冲床+复合模的方式，实现一台冲床完成冲孔和切断动作，极大提高了生产和工作效率，1个人操作生产线系统即可达到传统工艺3个人的工作量。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。