本发明涉及数控切割领域，尤其涉及一种金条自动切割机。
背景技术
随着现代机械加工业的快速发展，对切割的质量、精度要求的不断提高，对提高生产效率、降低生产成本、具有高智能化的自动切割功能的要求也在提升。在机械加工过程中，常用的工件切割方式有手工切割、半自动切割机切割及数控切割机切割。手工切割灵活方便，但手工切割质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后续加工工作量大，同时劳动力损耗大，生产效率低。半自动切割机中仿形切割机，切割工件的质量较好，但由于其使用切割模具，不适合于单件、小批量和大工件切割。其它类型半自动切割机虽然降低了工人劳动强度，但其功能简单，只适合一些较规则形状的零件切割。数控切割相对手动和半自动切割方式来说，可有效地提高工件切割地效率、切割质量，同时，减轻操作者地劳动强度。常用的数控切割设备有激光切割机、火焰切割机等，但是这些设备仅是在切割的时候切割质量和效率比传统的手动切割的更高，而送料还不能实现完全的自动化。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种减少人工、提高效率、提高切割安全性和保证切割质量的金条全自动切割机，克服了上述现有技术中手动切割劳动强度大、切割质量差以及自动切割无法切割厚度大的金条的缺点。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种金条自动切割机，包括可编程控制器及通过可编程控制器控制冲切的冲床装置，所述冲床装置包括冲切气压顶缸、冲床架、冲切平台、冲切刀架及冲切刀头；所述冲切平台的其中一侧设置送料装置，送料装置包括送料电机、送料槽及在送料电机的动力作用下在送料槽内前后往复运动的送料杆，送料电机的单片机连接在可编程控制器上，所述送料槽的端部与冲切平台相接，冲切平台与送料槽的底部上端面在同一平面上，送料杆在送料槽内推动金条向冲切平台滑动；可编程控制器连接一操作面板，操作面板上设置控制按钮。
冲切平台的另一侧设置挡料装置，挡料装置包括挡料气缸和连接在挡料气缸上的挡料杆，挡料杆上设置有感应器，挡料杆在挡料气缸的作用下在挡料槽内往复运动，挡料槽的端部与冲切平台相接；挡料气缸的气动电磁阀连接在可编程控制器的继电器上，感应器连接在可编程控制器上。
该切割机还包括供料装置，供料装置设置在送料槽与送料杆初始位置之间，供料装置包括供料平台、供料箱、供料箱下端的移动平台、移动平台下端的两个第一滑块及第一滑块的滑动轨道，供料平台上设置有供料电机，供料电机的的单片机连接在可编程控制器上，供料电机通过滚珠丝杠结构带动供料箱在滑动轨道上往复滑动，供料箱内设置有若干结构相同的供料单元，供料单元的前端面设置第一开口，后端面设置第二开口，第一开口和第二开口的宽度均不小于送料杆的宽度，第一开口、第二开口的宽度也不小于金条的宽度，第一开口为贯穿供料单元前端面，第二开口下端面的高度低于送料杆下端面的高度。
滚珠丝杠结构的滚珠丝杠一端与供料电机通过联轴器、轴承座连接，滚珠丝杠上套接滚珠螺母，移动平台与滚珠螺母相固定；滚珠丝杠的末端套在一个轴承座内，轴承座固定在供料平台上。
所述供料单元的下端设置第三开口，第三开口的尺寸小于金条的尺寸；供料平台的内部设置有带顶杆的推动装置，顶杆竖向的中心轴线与送料杆横向的中心轴线在同一平面内，顶杆伸入第二开口在供料单元内在推动装置的带动下上下往复运动。
所述推动装置为推动气缸，顶杆连接在推动气缸上，推动气缸的气动电磁阀连接在可编程控制器的继电器上。
所述推动装置包括推动电机和滚珠丝杠结构，顶杆固定连接在滚珠丝杠结构的滚珠螺母上，电机通过滚珠丝杠结构带动顶杆上下往复，推动电机的单片机连接在可编程控制器上。
冲切平台对应冲切刀头的位置开设有一容纳冲切刀头的切料口，切料口下方设置有下料通道，下料通道的下方设置出料口。
冲切刀头为门框形状，门框形状的上端固定切口向下的刀片，即金条的冲切端，门框结构的左右两边为限制端，用于限制被冲切的金条块的前后端，冲切端的下端面高于限制端的下端面，冲切时，上下两边包住金条块的上下两端；切料口的形状与刀头的形状相同，满足冲切时刀头穿过切料口。
供料装置为两个，分别设置在送料槽的两侧，两个供料装置关于送料槽左右对称，两个供料装置共用滑动轨道。
本发明的上述技术方案产生的积极效果如下：本发明的金条自动切割机，设置了自动的送料装置，送料装置、冲切机床在可编程控制下的控制下，实现自动切割，无需人工送料和对位，节约了劳动成本，同时生产效率大大提升，智能控制切割提高了产品的切割质量。
本发明的金条自动切割机在送料装置的基础上又设置了供料装置，供料箱可在供料平台上在电机和滚珠丝杠结构的带动下直线运动，将供料单元内的金条送到送料装置的位置，顶杆推动金条上升到与送料杆平行的位置，送料杆推动金条从送料槽内向冲切平台移动，移动到冲切位置时，冲切顶杆向下运动，冲切刀头切断金条，切断的金条段从切料口下落至下来了通道到达出料口。自动控制的供料装置实现了供料的自动化，效率进一步提升，智能化更高。设置两个供料装置，供料更加快速，生产效率再次提升。
附图说明
图1为本发明金条自动切割机的主视结构示意图。
图2为本发明金条自动切割机供料装置与送料槽的结构示意图。
图3为图2中a的局部放大图。
图4为本发明送料装置的送料状态局部图。
图5为本发明供料装置的滚珠丝杠结构剖且图。
图6为图5中b-b的剖切图。
图7为本发明供料装置的俯视结构示意图。
图8为本发明冲切刀头的立体图。
图9为本发明冲切平台与切料口的结构示意图。
图10为本发明送料装置局部结构的俯视图。
图11为本发明送料杆固定架的结构示意图。
图12为本发明控制面板的示意图。
图13为本发明可编程控制器与各个电机和气缸的连接框图，控制面板上的控制按钮和显示屏与可编程控制器的连接不在图中显示。
图中标注为：1、冲床架；2、冲切气压顶缸；3、冲切刀架；4、冲切刀头；5、冲切平台；6、上限位；7、下限位；8、挡料气缸；9、挡料杆；10、出料口；11、送料杆；12、同步带；13、送料槽；14、切料口；15、第一供料装置；16、第二供料装置；17、供料箱；18、供料单元；19、第一开口；20、第二开口；21、供料电机、22、联轴器；23、滚珠螺母轴承座；24、滚珠螺母；25、滚珠丝杠；26、移动平台；27、第一滑块；28、滑动轨道；29、送料槽固定架；30、步进电机；31、供料平台；32、金条块；33、运动平台支撑架；34、第二滑块；35、冲切端；36、限制端；37、轴承座；38、顶杆；39、第四开口；40、送料杆运动平台；41、从动轴固定壳体；42、第三滑块；43、限位块；44、送料杆固定架；45、主动轴固定壳体;46、显示屏；47、控制面板；48、可编程控制器；49、第一气动电磁阀；50、第一限位装置；51、第二限位装置；52、第二气动电磁阀；53、红外传感器；54、第一供料电机单片机；55、第二供料电机单片机；56、第三限位装置；57、第四限位装置；58、步进电机单片机；59、推动电机单片机；60、继电器。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明的金条自动切割机的技术方案作进一步的阐述和说明，但本发明的保护范围并不限于以下实施例，凡是在本发明技术方案思想的基础上经过变换得到的实施方式都落在本发明的保护范围内。
一种金条自动切割机，如图1-13所示，该自动切割机包括可编程控制器48、通过可编程控制器控制冲切的数控的冲床装置、送料装置、挡料装置及供料装置，冲床装置包括冲床架1、冲切气压顶缸2、冲切刀架3、冲切刀头4及冲切平台5，冲切气压顶缸带动冲切刀架上下运动，金条块32位置放置好后，冲切刀架在冲切气压顶缸的带动下向下运动，对冲切平台上的金条块进行切割，一次切割完成后即上升，对料完成后再次向下进行冲切。冲切气压顶缸上设置有第一气动电磁阀49，第一气动电磁阀通过继电器60连接在可编程控制器上。
冲切平台对应冲切刀头的位置设置有一切料口14，冲切刀头向下冲切金条块，切料口可容纳冲切刀头，冲切下的金条料从切料口向下进入下料通道，下料通道的底端为出料口10，在出料口设置有接料框。
冲切刀头为门框形状，门框形状的上端固定切口向下的刀片，即金条块的冲切端35，门框结构的左右两边为限制端36，用于限制被冲切的金条块的前后端，冲切端的下端面高于限制端的下端面，冲切时，上下两边包住金条块的上下两端；切料口的形状与刀头的形状相同，满足冲切时刀头穿过切料口。
冲床上设置有两个限位装置，为上限位6和下限位7，设置在顶缸一侧的冲床架上，上限位和下限位均连接在可编程控制器上；上限位控制顶缸所能上升的高度，可以根据所切金条块的厚度，对上限位进行调节，保证金条块能够无障碍进入切料口，下限位控制冲床刀头所能下落的限度。若发生切割不完全或者冲床刀头下降过长时，就可以根据实际情况对下限位进行调节，达到切割的目的。
在冲切平台的一侧设置送料装置，送料装置包括送料槽13、送料槽固定架29、送料杆11、送料杆运动平台40、运动平台支撑架33及以同步带轮和同步带12带动送料杆运动的步进电机30，步进电机单片机58连接在可编程控制器上。运动平台支撑架的一端（靠近送料槽的一端）设置主动轴固定壳体45，运动平台支撑架的另一端设置从动轴固定壳体41，步进电机设置在主动轴固定壳体的侧边，送料杆的端部固定在送料杆运动装置上，送料杆运动装置设置在送料杆运动平台上。主动轴设置在主动轴固定壳体内，从动轴设置在从动轴固定壳体内。
送料杆的运动实现原理如下：送料杆运动装置包括送料杆固定架44、第三滑块42及限位块43，送料杆与送料杆固定架焊接，送料杆固定架与限位块及第三滑块均固定连接，送料杆固定架为倒扣的u型结构，限位块在送料杆固定架上端固定设置，第三滑块在下端设置，第三滑块上端面设置齿槽，下端与送料杆运动平台接触并在其上滑动。步进电机的电机轴通过联轴器与主动轴相连接传输动力，主动轴和从动轴上设置一根内部带齿的同步带，主动轴和从动轴均为与同步带上齿啮合的同步带轮；同步带从限位块和第三滑块中间经过，同步带带齿的一端与第三滑块上的齿槽紧贴，同步带运动可带动第三滑块运动同向运动，第三滑块带动整个送料杆运动装置在送料杆运动平台上前后运动，步进电机的正反转决定了送料杆运动平台的移动方向。在送料杆运动装置上设置有第一限位装置50和第二限位装置51，第一限位装置和第二限位装置均连接在可编程控制器上，用来限制送料杆往复运动的起始和初始位置。第一限位装置可为红外传感器，通过红外感应控制送料杆运动的极限位置。
除了上述送料杆往复运动的实现原理外，送料杆还可通过其它方式实现直线往复运动，如直线电机传动、曲柄连杆机构、丝杠传动等等，本发明不限于上述一种实施方式。
送料杆推动待冲切的金条块在送料槽内向冲切平台移动，送料槽的端部与冲切平台相接，且送料槽的送料平面与冲切平台在同一平面上。送料杆从送料杆的初始位置在步进电机的带动下推动待切割的金条块向冲切平台移动，送料杆的初始位置到冲切平台上的切料口的位置是确定的，可编程控制器根据确定的距离设置步进电机转动的参数，步进电机带动送料杆推动待切割的金条块向冲切平台移动，通过第一限位装置和第二限位装置来控制送料杆运动的初始位置和末端位置，当金条块移动到切料口的位置时，步进电机停止移动，可编程控制器通过第一气动电磁阀和继电器控制冲切装置的冲切气压顶缸带动冲切刀架向下移动，对金条块进行冲切，冲切刀头向下冲切金条块时下降的高度是已知的，可编程控制器根据确定的下降距离控制冲切气压顶缸带动冲切刀架下降，冲切刀头完成对金条块的一次切割后，可编程控制器控制冲切气压顶缸向上运动，回到初始位置，而后可编程控制器向步进电机单片机发出指令，步进电机带动送料杆继续向前推进，推进的距离即为金条块一次切割得到的单个金条料的宽度，然后冲切气压顶缸再次带动冲切刀架下降，重复切割。送料装置的设置使得送料和对料实现了自动控制，无需人工操作即可高质量高效率的切割金条。
本发明还在冲切平台远离送料装置的一侧设置了挡料装置，挡料装置包括挡料气缸8和连接在挡料气缸上的挡料杆9，挡料杆上设置有红外传感器53，挡料杆在挡料气缸的作用下在挡料槽内往复运动，挡料槽的端部与冲切平台相接，挡料气缸设置有第二气动电磁阀52；第二气动电磁阀连接在可编程控制器的继电器上，红外传感器连接在可编程控制器上。挡料装置的设置是为了防止由于惯性或步进电机的误差将金条推至超出切料口的位置，切出的金条料不符合要求。当送料杆推动金条块运动到切料口的位置后，可编程控制器控制步进电机后退，此时向挡料气缸发出指令，挡料气缸带动挡料杆向冲切平台移动，移动的距离是挡料杆的初始位置到切料口的位置，此时如果金条块移动有误差，超出了切料口的位置，金条块会被挡料杆推动回切料口的位置，而后挡料杆在挡料气缸的带动下向反方向运动远离切料口，回到挡料杆的初始位置，冲床装置开始工作冲切金条块。
本发明还设置了供料装置，供料装置设置在送料槽和送料杆的初始位置之间，供料装置包括供料平台31、供料箱17、供料箱下部的移动平台26、两个移动平台下部设置的第一滑块及第一滑块的滑动轨道，供料平台上设置有供料电机21，供料电机的的单片机连接在可编程控制器上，供料电机通过滚珠丝杠结构带动供料箱在滑动轨道上往复滑动，供料箱内设置有六个结构相同的供料单元18，供料单元内叠放带切割的金条块，供料单元的前端面设置第一开口19，后端面设置第二开口20，第一开口和第二开口的宽度均不小于送料杆的宽度，第一开口、第二开口的宽度也不小于金条块的宽度，第一开口为贯穿供料单元前端面上下的开口，第二开口下端面的高度低于送料杆下端面的高度。
供料箱的下端对称设置有两个第一滑块27，两个第一滑块设置在供料平台上的两个滑动轨道28内，滚珠丝杠结构的滚珠丝杠25一端与供料电机通过联轴器22、滚珠螺母轴承座23连接，滚珠丝杠上套接滚珠螺母24，滚珠螺母与第二滑块34固定，第二滑块固定在移动平台的下方，滚珠丝杠的端部设置轴承座37，轴承座固定在供料平台上。滚珠丝杠结构将供料电机的正反转动转化成丝杠轴承的直线往复运动，滚珠螺母带动第一滑块在供料平台内往复滑动，使得供料箱在供料平台的滑动轨道上往复运动。
在供料单元的底部开设第三开口，第三开口的宽度小于待切割的金条块的宽度；在供料平台下端设置带顶杆38的推动装置，供料平台上对应顶杆的位置设置第四开口39，顶杆的竖向的中心轴线与送料杆的横向中心轴线在同一平面内，顶杆水平面的中心在供料单元水平中心线的延长线上，顶杆可伸入第三开口在供料单元内上下往复运动。推动装置包括一个推动电机及滚珠丝杠结构，滚珠丝杠结构将推动电机的正反转动转变成顶杆在丝杠上的上下往复运动，与供料装置里面的设置原理完全相同，再次不再赘述其连接关系，推动电机为伺服电机，伺服电机带动顶杆上下往复。推动电机单片机59连接在可编程控制器上。
当供料箱末端部的供料单元的中心位置移动到送料杆所在平面的水平位置后，顶杆位于末端供料单元的中心位置，可编程控制器控制推动电机转动，推动电机带动顶杆向上运动，顶杆通过第三开口带动供料箱末端的供料单元内叠放的金条块向上运动，直到最上端的金条块与送料杆在同一平面，顶杆停止运动，送料装置的步进电机带动送料杆推动最上端的金条块到送料槽内，送料杆从供料单元前端的第一开口进入供料单元推动金条块从供料单元后端的第二开口将金条块推入送料槽内，然后进行送料和切料，当一块金条切割完成后，送料杆在步进电机的带动下回到初始位置，然后顶杆向上运动一块金条块的高度，送料杆继续退着最上端的金条块向送料槽移动，由于顶杆的初始位置、每一个金条块的高度及送料杆的位置都是确定的数值，所以可编程控制器可根据供料单元内放置的金条块的个数来控制顶杆每次上升的高度，实现自动供料。当末端的供料单元内的金条块切割完成后，供料电机带动供料箱继续向前移动，移动的距离刚好是一个供料单元的宽度，此时送料杆开始推动倒数第二个供料单元内的金条块向冲切平台移动，以此循环，直到最后一个供料单元内的金条块切割完毕，即可将供料箱退回至初始位置，在供料箱内继续放置待切割的金条块，继续自动切割。
本发明的供料装置还可设置为两个，在送料装置的左右两侧各设置一个，分别为第一供料装置15和第二供料装置16，工作原理及设置方式均相同，第一供料装置的供料电机内设置的单片机为第一供料电机单片机54，第二供料装置的供料电机内设置的单片机为第二供料电机单片机55，第一供料电机单片机和第二供料电机单片机均连接在可编程控制器上。两个供料装置关于送料槽左右对称，两个送料箱共用滑动轨道，两个供料箱的滚珠螺母均设置在供料箱远离送料槽的一端，移动平台的下端面高于轴承座的上端面，第一供料装置的滚珠丝杠设置在靠近送料杆初始位置的一侧，第二供料装置的滚珠丝杠设置在靠近送料槽的一侧；供料箱向送料槽方向移动时，移动的最远位置是当固定在滚珠螺母上到达滚珠丝杠端部的轴承座上的时候，两个供料箱交替工作。当第一送料装置工作的时候，第二送料装置保持不动，当第一送料装置内的金条切割完毕时，第一供料装置恢复至起始位置，第二供料装置启动并运动至送料槽对应位置后开始工作，这时可对第一供料装置进行装填，待第二供料装置内的金条切割完毕时，第二供料装置恢复原位，第一供料装置则继续开始工作，如此周而复始，大大提高了工作效率。
第一供料装置和第二供料装置的第一滑块的端部上均设置有两个限位装置，分别为第三限位装置56和第四限位装置57，分别用来限制供料箱往复运动的初始位置和末端位置，两个限位装置均与可编程控制器连接。本实施例中的限位装置均可采用如红外传感器、压力传感器等各种位置传感器。
本发明还设置有一个控制面板47，在控制面板上设置有各个控制按钮和显示屏46，显示屏和各个控制按钮均连接在可编程控制器上，显示屏上显示设置好的各个参数，控制按钮有电源按钮、顶缸顶出按钮、顶缸复位按钮、冲床油泵启动按钮、冲床油泵关闭按钮、两个双手操作按钮、急停按钮、送料机前进和后退按钮、第一供料装置的供料箱前进和后退按钮、第二供料装置的供料箱前进和后退按钮、挡料气缸复位和顶出按钮及自动和手动按钮，还设置有原点复位按钮，像送料机前进和后退按钮这种拨动式按钮通过一个按钮控制的两个指令，是扭动的开关，一边对应前进，一边对应后退，拨到前进的位置代表指令是送料机前进，拨到后退的位置代表送料机后退指令；而单个指令的按钮比如顶缸顶出按钮，按压后，顶缸顶出。打开电源机器后，控制面板上的电源按钮会亮起，按下冲床油泵开关，给冲床气缸加压，当压力达到标准后，会自动停止。本发明有手动和自动两种可供选择，当选择自动工作时，在控制面板上，点击原点恢复按钮，各设备会根据设置的参数自动找到原点位置，即各设备找到原点位置，这时工人两只手分别按压一个双手操作按钮，设备就会根据输入的参数进行自动化生产，由于两个双手操作按钮是串联的，需要左右手一起按下两个双手操作按钮，才能将设备启动，避免工人在一边操作机器一边启动按钮的时候存在的安全隐患，从根本上杜绝此类事故的发生，从而大大提高机器操作的安全系数，同时控制面板上还有急停按钮，方便紧急情况下立刻停止；当选择手动操作时，先将自动和手动按钮拨到手动的位置，然后则需要根据生产步骤逐一拨动各按钮，将送料机按钮拨到前进的位置，送料机就开始前进。手动操作相对自动操作，较为复杂繁琐，且不够精确，一般情况下都使用自动操作，但当本发明需要调试，和需要使用个别单独系统时，即可选择手动操作，比如单独使用冲床。
本发明的金条自动切割机在现有数控切割机床的基础上，增加自动的送料装置和供料装置，真正实现了全自动的切割，工作人员将金条块放入供料箱后，只需手动控制控制面板上的按钮，可编程控制器即可控制各个模块工作，进行自动切割，节约了劳动成本，同时自动控制对位切割质量高，提升工作效率的同时也提高了切割质量，大大提升了企业的生产效率。