一种剪板机四点式气动托料装置及方法与流程

本发明属于剪板机技术领域，更具体地说，涉及一种剪板机四点式气动托料装置及方法。

背景技术：

在机械制造业中，剪板机是一种常用的加工设备，主要应用于板材工件的剪切下料，具有操作简便、工作效率高的特点，剪板机已广泛应用于一般机械制造、汽车、集装箱制造、开关电器及轻工等行业的剪切件加工。目前使用的剪板机虽然种类较多，但从工作原理和结构型式上来说，基本上是相似的，一般是下刀架固定，待加工工件由剪板机工作台送向上刀片与下刀片相交错咬合的位置，动力经曲轴传递给上刀架，上刀架在滑动导轨内上下运动，从而带动上刀片上下运动，完成对待加工工件的剪切。

采用剪板机进行剪板时，通常设置后挡料装置，但当剪切板料较宽时，由于后板料的自重而下垂，下垂后的板料无法接触挡料板，此时后挡料就不能起到作用了或其定位精度无法保证。很多时候，工作人员采用画线剪切，这样画线剪切出来的板料精度并不怎么好，同时采用画线剪切费时费力，效益低下。针对以上问题，现有技术中已研发出多种托料方式，大多数均采用气动托料装置，但现有托料装置的结构设计复杂、加工繁琐、成本高，且托料距离大，落料时躺料板盖不住。

如，中国专利申请号为：201320833175.1，申请日为：2013年12月17日，发明创造名称为：一种剪板机气动后托料装置，该申请案的托料装置包括机架，所述机架上设有滑料板，机架的一侧设有支轴，所述支轴上设有平行的两个三角形的托架，托架下方设有上下气缸，所述的上下气缸的底端与机架连接，上下气缸的上端活塞杆与托架表面铰接，托架可在上下气缸的带动下绕支轴沿逆时针转动至水平位置。

现有剪板机大多都是采用上述三角托料架结构，但当板料尺寸较小时，由于相邻托料架之间具有间隔，会出现漏料的现象，漏料撞击托料架下方的托料台，产生噪音，并造成板料和设备的损坏；同时由于上述两个托料架均铰接于一个与工作台焊接的铰接座上，这样在气动缸不同步情况下托料架很难确保上升步调一致，因而会对板料的平整度产生影响，从而导致剪切精度和质量降低。

又如，中国专利申请号为：201620727150.7，申请日为2016年7月11日，发明创造名称为：剪板机后置式模块化托料装置，该申请案包括托料架、同步轴、落料板、气缸和轴座，所述的轴座固定设置在立板上，所述的同步轴设置在轴座上，同步轴与轴座之间设置有轴承；所述的托料架通过托料固定模块固定设置于同步轴上；所述的气缸的缸体端钱接于与工作台相对固定的槽钢上，气缸的活塞杆端钱接于同步轴上。采用该申请案的托料装置受待加工板材长度的影响仍较大，当板材长度较短时无法使用该托料装置进行托料，从而无法保证其加工精度，同时由于托料架与落料板之间存在较大缺口，从而导致剪切产生的板料容易插入到上述缺口，需人工取出，操作麻烦。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有剪板机托料装置存在的不足，提供了一种剪板机四点式气动托料装置及方法。采用本发明的四点式气动托料装置可以有效减小托料板和工作台之间的间隙，从而满足不同长度待剪切板材的使用要求，进而有利于保证板材的剪切质量和精度。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种剪板机四点式气动托料装置，包括托料架、支撑杆和支撑架，其中，支撑杆及支撑架的一端均与托料架相铰接，支撑杆及支撑架的另一端均与工作台相铰接，通过支撑杆及支撑架的摆动带动托料架上下摆动，实现待加工板料的托料和卸料。

更进一步的，所述工作台的背面通过支架安装有传动轴，该传动轴与驱动装置相连，且支撑架的一端与传动轴固定相连。

更进一步的，所述的驱动装置包括摆杆和气缸，其中摆杆的一端与传动轴固定相连，其另一端与气缸的活塞杆相铰接。

更进一步的，所述气缸缸体通过气缸支架铰接于工作台。

更进一步的，所述支撑架与托料架之间的铰接点a点距托料架靠近工作台一端的距离为托料架总长的1/3～2/5，支撑杆与托料架之间的铰接点b点距托料架靠近工作台一端的距离为托料架总长的2/3～5/7，且当托料架摆动至最高位置时支撑架与托料架之间的夹角为43～47°。

更进一步的，所述支撑架设计为u型框架结构，其表面u型槽的宽度与托料架的宽度相匹配；所述托料架的表面还设有滑轮。

更进一步的，还包括倾斜设置的躺料板，躺料板的一端与工作台固定相连，其另一端通过固定架进行支撑；所述的托料架、支撑架及摆杆均对应设置于相邻躺料板之间的缺口内。

更进一步的，当托料架摆动至最高位置时，其上表面与工作台表面平齐，且托料架与静刀之间的托料距离d为8-12mm；当托料架摆动至最低位置时，托料架的上表面与躺料板并齐，且托料架靠近工作台的一端与u型支撑架重合。

更进一步的，所述工作台背面的挡料板上与托料架相交处加工有缺口，该缺口的尺寸与托料架的尺寸相匹配；相邻躺料板之间与摆杆对应的缺口处设有盖板，盖板的一端与工作台通过铰链相连。

本发明的一种剪板机四点式气动托料方法，采用四点式气动托料装置对待加工板料进行托料，其过程为：

步骤一、托料状态

气缸活塞杆伸出，顶起摆杆围绕c点向上转动，使盖板顶开，并通过摆杆带动传动轴进行转动，进而带动支撑架围绕c点向上旋转，同时支撑杆围绕d点向上转动，在支撑架和支撑杆的共同作用下，将托料架托至与工作台上表面齐平并保持稳定状态，从而将待加工板料托平；

步骤二、剪切状态

在压料缸和托料架的共同作用下，通过动刀与静刀的配合对板料进行剪切，随着剪切的进行，气缸活塞杆不断缩短，使支撑架围绕c点逐渐向下转动，支撑杆围绕d点逐渐向下转动，从而带动托料架和待加工板料逐渐向下转动，以完成板料的剪切；

步骤三、卸料状态

剪切完成后，气缸活塞杆快速缩短至最短，托料架摆动至最低位置并与躺料板齐平，此时托料架与支撑架重合，其靠近工作台的一端卡合于支撑架的u型槽内，且盖板因自重向下旋转并盖住对应躺料板之间的缺口，剪切下的板料沿躺料板和托料架滑下进行卸料。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种剪板机四点式气动托料装置，包括托料架、支撑杆和支撑架，通过支撑杆及支撑架的摆动带动托料架上下摆动，能够实现待加工板料的托料和卸料，采用本发明的托料结构可以将托料架与刀片之间的托料距离有效缩小至8-12mm，相对于现有托料装置大大减小了托料间隙，从而能够有效防止板材因重力作用而下垂，并满足不同长度待剪切板材的使用要求，进而有利于保证板材的剪切质量和精度；同时还能够避免边角料从间隙中落下去，方便了工作人员取料，使生产效率得以提高。

(2)本发明的一种剪板机四点式气动托料装置，所述工作台的背面通过支架安装有传动轴，通过驱动装置提供动力，并通过传动轴可以带动整个托料装置进行同步运动，从而能够保证板材的剪切精度，有利于减小误差。

(3)本发明的一种剪板机四点式气动托料装置，通过对支撑杆、支撑架及传动轴的安装位置进行严格控制，使托料装置在整个运动过程中均保持四边形转动运行，从而一方面能够保证托料装置在整个运行过程中，尤其是托料与剪切时的结构稳固性，进而有利于保证工件的剪切质量与精度，另一方面还能够降低剪切时对托料架的冲击力，防止托料架发生变形。

(4)本发明的一种剪板机四点式气动托料装置，所述支撑架设计为u型框架结构，其表面u型槽的宽度与托料架的宽度相匹配，当托料架摆动至最低位置时，托料架与躺料板的上表面齐平，且托料架与u型支撑架部分重合(共线)并卡合于u型支撑架内部，从而可以减小相邻躺料板之间的缺口间隙，有利于防止板材插入到上述缺口中，同时还有利于节省空间，使空间结构看起来更加简约。

(5)本发明的一种剪板机四点式气动托料装置，所述工作台背面的挡料板上与托料架相交处加工有缺口，当托料架摆动至最高位置与工作台表面齐平时，通过挡料板上缺口的设置便于挡料板前后移动挡板尺寸时，防止挡板与托料架发生碰擦。本发明中相邻躺料板之间与摆杆对应的缺口处设有盖板，盖板的一端与工作台通过铰链相连，当摆杆伸出时顶开摆杆盖板，下落时摆杆盖板因自重盖住躺料板之间的缺口，从而能够有效防止剪下来的小板料从躺料板之间的缺口掉到里面去，取出板料麻烦。

(6)本发明的一种剪板机四点式气动托料装置，其托料架上安装有尼龙滑轮，从而一方面能够方便板料在托料架上轻松移动，并有效的保护被剪板料表面的磨损，提高了工作效率，方便下次板料的剪切；另一方面还能够有效防止剪下来的板料插入到躺料板的缺口里。

(7)本发明的一种剪板机四点式气动托料方法，采用四点式气动托料装置对待加工板料进行托料，在整个托料-剪切-卸料过程中，托料装置均为四边型转动运行，当托料时，气缸顶活塞伸出并顶起摆杆绕c点转动，同时传动轴与支撑架也围绕c点转动，支撑架的转动拉动托料架上升，托料架上升也由b点围绕d点转动，从而既能够有效减小托料架与工作台之间的托料间隙，防止板料因自重下垂，从而保证板料的剪切精度，同时还能够有效保证托料装置在整个托料过程中的结构稳固性，防止托料装置发生晃动，进一步保证了板料的剪切精度。

(8)本发明的一种剪板机四点式气动托料方法，其托料装置结构简单，安装及操作简便，大大降低了制造成本，并改善了剪板机的工作效率，提高了自动化程度，在提高加工精度的前提下，也为用户省去人力成本，同时也消除因人工托起板料时产生的安全隐患，具有巨大的市场竞争力。

附图说明

图1为本发明的一种剪板机四点式气动托料装置的结构示意图；

图2为本发明的剪板机四点式气动托料装置的托料(托起)状态示意图；

图3为本发明的剪板机四点式气动托料装置的卸料(落下)状态示意图；

图4为托料装置托起与落下时的对比结构示意图；

图5为本发明的剪板机四点式气动托料装置的气动系统的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、工作台；201、动刀；201、静刀；3、待加工板料；4、挡料板；5、托料架；6、滑轮；7、支撑杆；8、支撑架；9、盖板；10、铰链；11、传动轴；12、摆杆；13、气缸；14、躺料板；15、气缸支架；16、固定架；17、快速接头；18、过滤器；19、减压阀；20、压力表；21、油雾器；22、消声器；23、电磁阀；24、单向节流阀；25、二位电磁阀。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，现结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1-图4，本实施例的一种剪板机四点式气动托料装置，包括托料架5、支撑杆7和支撑架8，其中，支撑杆7及支撑架8的一端均与托料架5相铰接，支撑杆7及支撑架8的另一端均与工作台1相铰接，通过支撑杆7及支撑架8的摆动带动托料架5上下摆动，从而实现待加工板料3的托料和卸料。采用本实施例的托料装置可以根据后挡料板与工作台之间的距离来设置托料架5的长度，从而可以将托料架5与刀片之间的托料距离有效缩小至8-12mm，相对于现有托料装置大大减小了托料间隙，从而能够有效防止板材因重力作用而下垂，并满足不同长度待剪切板材的使用要求，进而有利于保证板材的剪切质量和精度；同时还能够避免边角料从间隙中落下去，方便了工作人员取料，使生产效率得以提高。

实施例2

结合图1-图4，本实施例的一种剪板机四点式气动托料装置，其结构基本同实施例1，其区别在于：所述工作台1的背面通过支架安装有传动轴11，该传动轴11与驱动装置相连，且支撑架8的一端与传动轴11固定相连。通过驱动装置驱动传动轴11进行旋转，从而带动支撑架8进行旋转，在支撑架8和支撑杆7的共同作用下带动托料架5上下摆动。通过传动轴11的作用可以带动整个托料装置进行同步运动，从而能够保证板材的剪切精度，有利于减小误差。

上述支撑架8和支撑杆7是托料架5在整个托料运行过程中的关键部件，其安装位置的选择至关重要。本实施例中支撑杆7与托料架5的铰接点b点、其与工作台1的铰接点d点，以及支撑架8与托料架5的铰接点a点(销轴连接点)、其与工作台1的铰接点c点(传动轴的转动中心)共同围绕组成四边形，从托料到卸料的整个工作过程，托料装置始终保持四边形运动形式，即上述a、b、c、d四点始终围绕形成四边形。本实施例中支撑架8与托料架5之间的铰接点a点距托料架5靠近工作台1一端的距离为托料架5总长的2/5，支撑杆7与托料架5之间的铰接点b点距托料架5靠近工作台1一端的距离为托料架5总长的5/7，且当托料架5摆动至最高位置时支撑架8与托料架5之间的夹角为47°，支撑杆7与工作台之间的铰接点d点位于c点下方，其具体位置根据a、b两点的运行弧线进行确定。

本实施例在有效减小托料架5与刀片之间托料距离d的基础上，如何防止整个托料过程中托料架5相对于支撑架8和支撑杆7发生晃动，保证托料装置的结构稳固性对于保证板材的剪切精度和质量具有重要的意义，也是本发明的关键难点。同时，对板材进行剪切时，由于刀片剪切力较大，托料架5容易受到冲击，并发生弯曲变形，从而影响板材加工精度。发明人通过大量实验，对支撑架8与支撑杆7的位置进行优化控制，从而一方面能够使托料装置在整个运动过程中均保持四边形转动运行，保证托料装置在整个运行过程中，尤其是托料与剪切时的结构稳固性，进而有利于保证工件的剪切质量与精度，另一方面还能够降低剪切时对托料架5的冲击力，防止托料架5发生变形，从而进一步保证剪切质量。

实施例3

结合图1-图4，本实施例的一种剪板机四点式气动托料装置，其结构基本同实施例2，其区别在于：本实施例的驱动装置包括摆杆12和气缸13，其中摆杆12的一端与传动轴11固定相连，其另一端与气缸13的活塞杆相铰接，且气缸13缸体通过气缸支架15铰接于工作台1。通过气缸13活塞杆的伸缩驱动摆杆12进行旋转，从而带动传动轴11进行旋转，进而带动托料架5发生上下摆动。

本实施例中a点距托料架5靠近工作台1一端的距离为托料架5总长的1/3，b点距托料架5靠近工作台1一端的距离为托料架5总长的2/3，且当托料架5摆动至最高位置时支撑架8与托料架5之间的夹角为45。

实施例4

结合附图，本实施例的一种剪板机四点式气动托料装置，其结构基本同实施例3，其区别在于：本实施例中在工作台1的背面设有倾斜的躺料板14，躺料板14的一端与工作台1固定相连，其另一端通过固定架16进行支撑。相邻躺料板14之间存在缺口，所述的托料架5、支撑架8及摆杆12均对应设置于相邻躺料板14之间的缺口内。

本实施例中支撑架8设计为u型框架结构，其表面u型槽的宽度与托料架5的宽度相匹配。当托料架5摆动至最高位置时，其上表面与工作台1表面平齐，且托料架5与静刀201之间的托料距离d为8-12mm；当托料架5摆动至最低位置时，托料架5的上表面与躺料板14并齐，且托料架5靠近工作台1的一端与u型支撑架8重合(卡合于支撑架8的u型槽内)，从而可以减小相邻躺料板之间的缺口间隙，有利于防止板材插入到上述缺口中，同时还有利于节省空间，使空间结构看起来更加简约。剪切下来的板料沿托料架5与躺料板14滑下，进行卸料。所述托料架5的表面还设有尼龙滑轮6，从而一方面能够方便板料在托料架5上轻松移动，并有效的保护被剪板料表面的磨损，提高了工作效率，方便下次板料的剪切；另一方面还能够有效防止剪下来的板料插入到躺料板14的缺口里。

本实施例中a点距托料架5靠近工作台1一端的距离为托料架5总长的9/25，b点距托料架5靠近工作台1一端的距离为托料架5总长的7/10，且当托料架5摆动至最高位置时支撑架8与托料架5之间的夹角为43°。

实施例5

结合附图，本实施例的一种剪板机四点式气动托料装置，其结构基本同实施例4，其区别在于：所述工作台1背面的挡料板4上与托料架5相交处加工有缺口，该缺口的尺寸与托料架5的尺寸相匹配；当托料架5摆动至最高位置与工作台1表面齐平时，通过挡料板上缺口的设置便于挡料板前后移动挡板尺寸时，防止挡板与托料架5发生碰擦。相邻躺料板14之间与摆杆12对应的缺口处设有盖板9，盖板9的一端与工作台1通过铰链10相连，当摆杆伸出时顶开摆杆盖板9，下落时摆杆盖板9因自重盖住躺料板14之间的缺口，从而能够有效防止剪下来的小板料从躺料板之间的缺口掉到里面去，取出板料麻烦。

采用本实施例的四点式气动托料装置对待加工板料3进行托料，其具体过程为：

步骤一、托料状态

气缸13活塞杆伸出，顶起摆杆12围绕c点向上转动，使盖板9顶开，并通过摆杆12带动传动轴11进行转动，进而带动支撑架8围绕c点向上旋转，同时支撑杆7围绕d点向上转动，在支撑架8和支撑杆7的共同作用下，将托料架5托至与工作台1上表面齐平并保持稳定状态，从而将待加工板料3托平；

步骤二、剪切状态

在压料缸和托料架5的共同作用下，通过动刀201与静刀202的配合对板料进行剪切，随着剪切的进行，气缸13活塞杆不断缩短，使支撑架8围绕c点逐渐向下转动，支撑杆7围绕d点逐渐向下转动，从而带动托料架5和待加工板料3逐渐向下转动，以完成板料的剪切；

步骤三、卸料状态

剪切完成后，气缸13活塞杆快速缩短至最短，托料架5摆动至最低位置并与躺料板14齐平，此时托料架5与支撑架8重合，其靠近工作台1的一端卡合于支撑架8的u型槽内，且盖板9因自重向下旋转并盖住对应躺料板14之间的缺口，剪切下的板料沿躺料板和托料架5滑下进行卸料。

实施例6

结合附图，本实施例的一种剪板机四点式气动托料装置，其结构基本同实施例5。但由于剪板时，托料装置要随剪切板料慢度下行，直接采用现有气动系统，剪板机还未剪断板料托料架5就已摆动下去，容易使被剪板料也随之下垂，反而会使板料在刀口位置发生扭曲变形，从而影响板材的剪切质量。针对以上问题，本实施例对气动托料装置的气动系统进行优化设计，具体的，如图5所示，本实施例的气动系统包括快速接头17、过滤器18、减压阀19、电磁阀(气动阀)23和二位电磁阀25，其中，气缸13的有杆腔与电磁阀23的b口相连，其无杆腔一方面通过单向节流阀24与电磁阀23的a口相连，另一方面通过管路与二位电磁阀25的b口相连。所述电磁阀23的p口依次通过油雾器21、压力表20、减压阀19、过滤器18及快速接头17与气源相连。所述电磁阀23及二位电磁阀25还均与消声器22相连。

剪切板料时，托料架随上刀架慢速下行，当剪完板料后，托料架快速下行到底，使剪下的板料再通过躺料板滑下去，从而能够有效防止板料在刀口位置发生扭曲变形，进一步保证了其剪切质量。托料装置的具体工作过程为：

a)托料：气动阀yv3得电，气源从快插接头17进入，经过滤器18、减压阀19、油雾器21、气动阀23、单向节流阀24直至气缸13无杆腔(二位电磁阀的p腔是不通的)，推动气缸13活塞上行，气缸13有杆腔内的气体经气动阀23、消音器22排出；

b)慢下：气动阀yv2得电，气源从快插接头17进入，经过滤器18、减压阀19、油雾器21、气动阀23直至气缸13有杆腔，推动气缸13活塞下行，气缸13无杆腔内的气体经单向节流阀24、气动阀23、消音器22排出，单向节流阀24可调节下行速度的快与慢；

c)快下：气动阀yv4、yv2得电，气源从快插接头17进入，经过滤器18、减压阀19、油雾器21、气动阀23直至气缸13有杆腔，推动气缸13活塞下行，气缸13无杆腔内的气体经二位电磁阀25、消音器22快速排出。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。