本发明涉及钢结构领域，尤其涉及一种钢材加工装置。
背景技术：
随着近年来社会经济的快速发展，钢材的应用范围愈加广泛。h型钢是钢结构领域中应用最为广泛的构件类型之一，而锁口是h型钢对接接头处预留的过焊孔，用于焊接垫板的安装，可改善焊接接头处的应力集中现象。
目前，生产h型钢的锁口加工通常采用机械铣削和火焰切割两类工艺，而机械铣削工艺中使用的设备对生产人员具有较高的操作要求，火焰切割工艺通常采用由生产人员通过手工割枪进行切割，因此会存在生产效率较低的问题。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种钢材加工装置，可提高钢材加工的生产效率。
本发明实施例提供了一种钢材加工装置，所述钢材加工装置包括：十字丝杠滑台、电气控制结构、支撑结构和步进电机；所述步进电机设置在十字丝杠滑台上，用于驱动所述十字丝杠滑台；所述电气控制结构，安装在所述支撑结构上，并电性连接所述步进电机，用于控制所述步进电机的运转方式；所述十字丝杠滑台，安装在所述支撑结构上。。
从上述实施例可知，通过电气控制结构控制步进电机，进而利用步进电机控制十字丝杠滑台的运动轨迹，操作难度较低且可进行自动化加工操作，从而极大地提高了钢材加工的生产效率。
附图说明
图1是本发明提供的第一实施例中的钢材加工装置的应用示意图；
图2是本发明提供的第一实施例中的钢材加工装置的结构示意图；
图3是本发明提供的第二实施例中的钢材加工装置的结构示意图；
图4是本发明提供的第二实施例中的钢材加工装置的第一原理图；
图5是本发明提供的第二实施例中的钢材加工装置的第二原理图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，图1是本发明提供的第一实施例中的钢材加工装置的应用示意图。如图1所示，本发明实施例中的钢材加工装置100安装在h型钢200上，利用钢材加工装置100在h型钢200的对接接头处进行加工得到过焊孔300，以降低焊接接头处的应力集中程度。
参见图2，图2是本发明提供的第一实施例中的钢材加工装置的结构示意图。如图2所示，钢材加工装置100包括：十字丝杠滑台101、电气控制结构102、支撑结构103和步进电机104。步进电机104设置在十字丝杠滑台101上，用于驱动十字丝杠滑台101。电气控制结构102，安装在支撑结构103上，并电性连接步进电机104，用于控制步进电机104的运转方式；十字丝杠滑台101，安装在支撑结构103上。
具体的，电气控制结构102发送脉冲信号给步进电机104，而步进电机104是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，则步进电机104接收电气控制结构102发送的脉冲信号并转变为相应的位移信息，并根据该位移信息驱动十字丝杠滑台101运动。电气控制结构102通过发送的脉冲信号可控制步进电机104的运转方式，如控制步进电机104的启动、关闭以及运行速度等参数。
其中，十字丝杠滑台101是指由两组直线滑台按照x轴方向和y轴方向组合而成并由丝杠进行传动的组合滑台，而十字丝杠滑台101安装在支撑结构103上，则示例性的，与支撑结构103相连的x轴方向的直线滑台在步进电机104的驱动下具有x轴方向的速度信息和位移信息，y轴方向的直线滑台安装在x轴方向的直线滑台上，则y轴方向的直线滑台在步进电机104驱动下，相对于支撑结构103而言，具有x轴方向和y轴方向两个方向的速度信息和位移信息，进而y轴方向的直线滑台可根据电气控制结构102发送的指令对待加工钢材进行加工。在实际应用中，步进电机104可采用低压小功率步进电机104，如24v(伏特)电机。
在本发明实施例中，一方面，通过电气控制结构控制步进电机，进而利用步进电机控制十字丝杠滑台的运动轨迹，操作难度较低且可进行自动化加工操作，从而极大地提高了钢材加工的生产效率和精确度；另一方面，步进电机的结构简单且操作方便，降低了钢材加工的生产成本。
参见图3，图3是本发明提供的第二实施例中的钢材加工装置的结构示意图，如图3所示，与图2所示的发明实施例中的钢材加工装置不同的是，于本发明实施例中：
进一步的，十字丝杠滑台101包括纵向滑台结构101a、纵向丝杠导轨101b、纵向丝杠滑块101c，纵向滑块滚珠101d、横向滑台结构101e、横向丝杠导轨101f、横向丝杠滑块101g和横向滑块滚珠101h；纵向滑台结构101a固定在支撑结构103上，纵向丝杠滑块101c通过纵向滑块滚珠101d安装在纵向滑台结构101a上，纵向丝杠导轨101b贯穿纵向丝杠滑块101c并安装在纵向滑台结构101a上；横向滑台结构101e固定在纵向丝杠滑块101c上，横向丝杠滑块101g通过横向滑块滚珠101h安装在横向滑台结构101e上，横向丝杠导轨101f贯穿横向丝杠滑块101g并安装在横向滑台结构101e上；纵向丝杠导轨101b与横向丝杠导轨101f相互垂直。
具体的，纵向丝杠导轨101b在步进电机104的带动下进行转动，从而带动纵向丝杠滑块101c沿着纵向丝杆导轨移动；纵向滑块滚珠101d可将纵向丝杠滑块101c卡在纵向滑台结构101a上，并为纵向丝杠滑块101c提供一定的侧向支撑。与之相应的，横向丝杠导轨101f在步进电机104的带动下进行转动，从而带动横向丝杠滑块101g沿着横向丝杆导轨移动；横向滑块滚珠101h可将横向丝杠滑块101g卡在横向滑台结构101e上，并为横向丝杠滑块101g提供一定的侧向支撑。并且，纵向丝杠滑块101c用于承托横向滑台结构101e、横向丝杠导轨101f、横向丝杠滑块101g和横向滑块滚珠101h等结构。
其中，横向滑台结构101e安装在纵向丝杠滑块101c上，横向丝杠滑块101g具有横向丝杠导轨101f和纵向丝杠导轨101b提供的两个方向的位移信息。而纵向丝杠导轨101b与横向丝杠导轨101f相互垂直，将纵向丝杠导轨101b作为平面直角坐标系中的x轴，横向丝杠导轨101f作为平面直角坐标系中的y轴，则横向丝杠滑块101g具有x方向和y方向的位移信息，则横向丝杠滑块101g在步进电机104的控制下可到达xy平面上的任一点。
进一步的，十字丝杠滑台101还包括割枪支座1011、竖向管件1012、连接管件1013、紧固螺栓1014、限位键1015、割枪索夹1016和火焰割枪1017；割枪支座1011固定在横向丝杠滑块101g的上方，竖向管件1012安装在割枪支座1011上，连接管件1013套设于竖向管件1012内，紧固螺栓1014设置在竖向管件1012的侧壁上，限位键1015设置在连接管件1013的侧壁上；割枪索夹1016安装在连接管件1013的上方，火焰割枪1017穿过割枪索夹1016并安装在割枪索夹1016上。
具体的，横向丝杠滑块101g用于承托割枪支座1011、竖向管件1012、连接管件1013、紧固螺栓1014、限位键1015、割枪索夹1016和火焰割枪1017等结构。割枪支座1011用于支撑和固定安装在割枪支座1011上方的结构，连接管件1013和竖向管件1012用于连接割枪索夹1016和割枪支座1011。设置在连接管件1013上的限位键1015用于限制连接管件1013的位置，从而使连接管件1013快速到达预设位置，进而使火焰割枪1017快速归位。在连接管件1013到达预设位置后，紧固螺栓1014锁紧以固定连接管件1013。割枪索夹1016用于夹持火焰割枪1017，进而使火焰割枪1017井待加工钢材进行加工，如切割钢材锁口。
其中，横向丝杠滑块101g具有横向丝杠导轨101f和纵向丝杠导轨101b提供的两个方向的位移信息，则通过多个结构固定在横向丝杠滑块101g上的火焰割枪1017具有两个方向的位移信息，则火焰割枪1017的切割区域可通过横向丝杠导轨101f和纵向丝杠导轨101b进行调节和确定。
进一步的，钢材加工装置100还包括若干个矫平螺栓201，若干个矫平螺栓201安装在支撑结构103上，用于调整本发明实施例中的钢材加工装置的水平度，矫平螺栓201的数量和安装位置可根据实际情况确定。
进一步的，步进电机104的数量为两个，两个步进电机104中的一个固定在纵向滑台结构101a的一端的外壁上并与纵向丝杠导轨101b连接，另一个固定在横向滑台结构101e的一端的外壁上并与横向丝杠导轨101f连接。两个步进电机104接收来自电气控制盒的脉冲信号并转换为位移信息，进而分别带动纵向丝杠导轨101b和横向丝杠导轨101f运动，进而带动火焰割枪1017运动。
进一步的，电气控制结构102包括：电气控制盒1021、拨杆1022和若干个功能按钮1023；电气控制盒1021安装在支撑结构103上，拨杆1022设置在电气控制盒1021上，若干个功能按钮1023设置在电气控制盒1021上。电气控制盒1021可控制和调节发送给步进电机104的脉冲信号，进而控制步进电机104转变的位移信息，进而控制横向丝杠导轨101f和纵向丝杠导轨101b的位移信息，进而控制火焰割枪1017的切割区域。功能按钮1022可为电气控制盒1021提供丰富且便捷的操作方法，以提高钢材加工过程的生产效率。拨杆1022用于调整锁口切割侧，生产人员将拨杆1022进行拨动，即可确定火焰割枪1017的切割区域，进而提高本发明实施例中的钢材加工装置的生产效率。
进一步的，若干个功能按钮1023包括：启动按钮10231、复位按钮10232、锁口半径旋钮10233和调速旋钮10234；启动按钮10231、复位按钮10232、锁口半径旋钮10233和调速旋钮10234均设置在电气控制盒1021上。启动按钮10231用于控制电气控制盒1021开始工作，复位按钮10232可快速将横向丝杠导轨101f和纵向丝杠导轨101b快速恢复至初始位置，锁口半径旋钮10233用于调节锁口调节的半径，调速旋钮10234用于调节火焰割枪1017的切割速度。
进一步的，钢材加工装置100还包括：电机线缆202和电源线203；电机电缆的一端连接电气控制盒1021，另一端连接步进电机104；电源线203的一端连接电气控制盒1021，另一端外接电源。电机线缆202可为步进电机104供电并传输电气控制盒1021发送的脉冲信号给步进电机104，电源线203用于为本发明实施例中的钢材加工装置供电。
进一步的，钢材加工装置100还包括进气管204，进气管204的一端连接火焰割枪1017靠近割枪索夹1016的一端，另一端外接供气设备。进气管204用于为火焰割枪1017供气，以使火焰割枪1017生成火焰并切割待机加工钢材。较佳的，进气管204为软管。
进一步的，支撑结构103包括：底座1031、竖向支柱1032、横向支柱1033、管线托架1034和两个侧面靠板1035；竖向支柱1032固定在底座1031上，横向支柱1033贯穿竖向支柱1032并安装在竖向支柱1032上；管线托架1034安装在竖向立柱的顶部；两个侧面靠板1035分别安装在横向支柱1033的两端。底座1031用于承托除底座1031外的全部的钢材加工装置，侧面靠板1034用于本发明实施例中的钢材加工装置与待加工钢材构件的纵向快速找平行，竖向支柱1032和管线托架1034用于承托电机线缆202和进气管204等部件。
示例性的，将本发明实施例中的钢材加工装置用于加工h型钢的锁口，则首先将钢材加工装置放置于待加工的h型钢的端头处，使钢材加工装置与h型钢的腹板对齐并紧贴h型钢的翼板；接着，检查调速旋钮10234以保证火焰割枪1017的速度为零，通过电源线203连接电源并依次按下启动按钮10231和复位按钮10232，使纵向丝杠导轨101b和横向丝杠导轨101f回到初始位置，并将拨杆1022拨动至待切割的一侧；接着，将火焰割枪1017向待切割侧旋转至极限位置并通过紧固螺栓1014锁紧，并调整火焰割枪1017以使火焰割枪1017的枪嘴对准锁口圆心；随后，通过调节锁口半径旋钮10233设定锁口的半径值，通过进气管204为火焰割枪1017供气并使火焰割枪1017生成火焰进行切割，调节调速旋钮10234直至腹板能够被稳定割透，使火焰割枪1017自动切割直至切割完毕，关闭火焰割枪1017的火焰并按下复位按钮10232使钢材加工装置回到运动初始位置；最后，将钢材加工装置移动到另一侧锁口附近，重复上述步骤，直至待加工锁口完毕，按下启动按钮10231关闭电源，并将钢材加工装置收起。
其中，如图4及图5所示，图4和图5所示的钢材加工装置的切割路径的方向不同。通过调节锁口半径旋钮10233设定锁口半径后，电气控制盒1021内置的单片机可通过预设程序计算x轴和y轴方向上速度随时间变化的关系，并将该关系通过电机线缆202发送给步进电机104，步进电机104转变为相应的位移信息，带动横向丝杠导轨101f和纵向丝杠导轨101b移动，以控制火焰割枪1017实现h型钢锁口的切割。
在本发明实施例中，第一方面，通过电气控制结构控制步进电机，进而利用步进电机控制十字丝杠滑台的运动轨迹，操作难度较低且可进行自动化加工操作，从而极大地提高了钢材加工的生产效率和精确度；第二方面，步进电机的结构简单且操作方便，降低了钢材加工的生产成本；第三方面，电气控制盒上设置有多个功能旋钮，极大地降低了操作钢材加工装置的难度，进而提高了钢材加工装置的生产效率。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上为本发明所提供的钢材加工装置的描述，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。