一种全自动型材弯曲机的制作方法

本发明涉及型材弯曲设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种全自动型材弯曲机。

背景技术：

型材具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，广泛主要用于各种民用和工业建筑结构、各种工业厂房和现代化高层建筑、大型桥梁、重型设备、高速公路、舰船骨架、矿山支护、堤坝工程和各种机器构件。需按设计要求进行弯曲变形，现有工艺采用四柱压力机进行加工，人工吊装到工位，逐点压制成形样板测量，完成型材弯曲后吊运出料，其过程费时费力，效率低下，且需吊车持续配合，并对工人的数量及操作能力有较高的要求。因此工业上需要一种全自动型材弯曲机。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中的不足，从而提供一种矫正速度块、对工人技术要求低、工艺过程简单、工人劳动强度低、误差小、可靠性高、制品精度高的全自动型材弯曲机。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种全自动型材弯曲机，包括以下部件：

型材弯曲主机，用于通过挤压型材侧面，迫使型材变形；

多个上料台车，用于将上料区的型材移动至升降送料辊道位置；

多个升降送料辊道，用于在型材挤压弯曲的时候支撑型材的两端，并且驱动型材从型材弯曲主机上的工作区移动至上料台车上，或从上料台车上移动至型材弯曲主机上的工作区，同时可以调整型材在工作区上的位置；

长度测量装置，用于测量型材的长度；

数据采集检验装置，用于采集每次型材弯曲变形前后的型材变形量；

控制装置，用于根据型材长度和变形量控制型材弯曲主机和升降送料辊道对型材进行弯曲；

所述型材弯曲主机上的工作区两侧均安装有一个升降送料辊道，且沿工作区两侧向外的方向上料台车和升降送料辊道依次间隔设置，所述长度测量装置安装在所述升降送料辊道上，所述数据采集检验装置与型材在升降送料辊道上的移动方向相平行，且与所述工作区高度相适应，所述数据采集检验装置和长度测量装置均与控制装置连接，所述控制装置分别与型材弯曲主机、上料台车和升降送料辊道电连接。

进一步地，所述型材弯曲主机包括主机支架、主动压块机构、挡块移动装置、主机架和液压系统；

所述主机支架包括底部安装架和受力导向架，所述底部安装架和受力导向架相互连接为t型结构，所述受力导向架安装在所述底部安装架一端上部，所述主动压块机构安装在所述底部安装架的另一端上部，且所述与液压系统连接，所述挡块移动装置安装在所述受力导向架两侧，且与所述受力导向架移动连接。

进一步地，所述主动压块机构包括压块、球形垫、卡环、导向板、主油缸和油缸架，所述主油缸安装在所述油缸架中，所述主油缸与液压系统连接，所述主油缸的伸出杆与卡环的一侧连接，所述卡环的另一测具有圆弧凹槽，所述球形垫一侧的圆弧面与圆弧凹槽相配合，所述球形垫的另一侧与压块固定连接，所述卡环四周与压块通过螺钉连接，所述压块下端安装有导向滑块，所述导向板安装在所述底部安装架中部上方，所述导向滑块与所述导向板滑动连接。

进一步地，挡块移动装置包括挡块、挡块移动座、蝶形弹簧、直线导轨、齿条、齿轮和电机减速机，所述受力导向架上与主动压块机构相对的立板外侧面横向安装有所述直线导轨，所述直线导轨上活动连接有滑块，且所述滑块固定安装在所述挡块移动座上，所述挡块移动座下端安装有所述挡块，且所述挡块与所述立板的外侧面贴合，所述立板的上平面还安装有齿条，所述挡块移动座上还安装有与所述齿条相配合的齿轮，所述电机减速器的输出轴与齿轮连接。

进一步地，所述挡块移动座上还安装有定位轮，所述定位轮滚动的卡装在所述立板上端内侧。

进一步地，所述上料台车包括底部支架、台车、横向滑轨、丝杆传动机构和移动电机减速器，一对所述横向滑轨安装在所述底部支架上，所述台车架设在一对所述横向滑轨上，所述台车的一端通过丝杆传动机构与移动电机减速器的输出轴连接，所述移动电机减速器安装在所述底部支架上。

进一步地，所述升降送料辊道包括升降底架、升降油缸、剪叉支架、随动支架、送料滚轴和送料电机减速机，所述升降底架和随动支架通过剪叉支架连接，所述随动支架上方平行安装有多个送料滚轴，所述升降底架和随动支架之间还安装有所述升降油缸，所述送料电机减速机安装在所述随动支架上，且送料电机减速器驱动所有送料滚轴滚动。

进一步地，所述数据采集检验装置包括激光位移传感器、基准梁和固定座，所述固定座安装在所述型材弯曲主机的两侧，基准梁的两端分别与两侧的固定座连接，且所述基准梁的高度与型材弯曲主机的工作区高度相对应，多个所述激光位移传感器均匀的安装在所述基准梁上。

进一步地，所述长度测量装置包括滚轴、滚轴安装杆、旋转编码器、弹簧、支架套筒，一对所述支架套筒安装在所述升降送料辊道上，且每个支架套筒中穿设有滚轴安装杆，且滚轴安装杆上穿设有所述弹簧，所述弹簧的一端止挡在所述滚轴安装杆上，所述弹簧的另一端止挡在所述支架套筒上端，所述滚轴的两端分别与两个滚轴安装杆旋转连接，且所述滚轴的一端还与旋转编码器连接，所述旋转编码器与控制装置电连接。

本发明中，底架用于安装移动矫正机构和固定矫正机构，固定矫正机构和移动矫正机构之间形成工作区，h型钢进入工作区以后，第一滚压矫正机构和第二滚压矫正机构从h型钢的两侧，滚动的止挡在两个翼板中部，同时与腹板共线，一方面用于定位，另一方面用于对h型钢的宽度进行矫正；而第一翼板矫正机构和第二翼板矫正机构，分别从翼板的内侧滚压和矫正翼板的内侧面；分别矫正两侧的翼板，而移动机架又能够驱动第二翼板矫正机构和第二滚压矫正机构水平移动，从而调整两个滚压矫正机构和两个翼板矫正机构之间的距离，适应不同宽度h型钢的矫正；而第一升降装置和第二升降装置可以调节滚压矫正机构和翼板矫正机构的高度，从而适应h型钢在传送装置上的位置，保持滚压矫正机构可以对准h型钢的中部腹板的高度。

本申请型材弯曲机使用方式是：首先将型材吊至上料台车上的上料位置，然后上料台车将型材输送至升降送料辊道上，升降送料辊道升起，托起型材后将型材输送至型材弯曲主机的工作区，升降送料辊道在输送型材的同时长度测量装置测量型材的长度；工作区的型材受到型材弯曲机挤压变形以后，数据采集检验装置采集工作区型材在全长范围的变形量，与预设的型材弯曲形状进行对比，继续利用型材弯曲机对型材进行挤压弯曲，从而实现对型材形状的修正，经过多次修正以后，直至型材弯曲至预设的形状。型材弯曲完成以后升降送料辊道将型材运送至出口侧的上料台车，升降送料辊道下降，弯曲后的型材落至上料台车，上料台车将弯曲后的型材输送至出料位置。

本发明自动型材弯曲机，通过plc控制系统可以集中控制上料、加工、检验、出料全过程，采用智能化操作，可以在控制系统中输入工件截面尺寸及弯曲成形尺寸，工件吊装到位，多次点压成形，检测直至符合工件理论曲线，完成出料、吊下工件，加工过程不需人工干预，工件成形精度稳定性及生产效率高，对操作水平要求低，人员用工少，劳动强度低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的全自动型材弯曲机的主视图；

图2是本发明的全自动型材弯曲机的俯视图；

图3是本发明的全自动型材弯曲机的左视图；

图4是本发明中型材弯曲主机的左视图；

图5是本发明中型材弯曲主机俯视图；

图6是本发明中主动压块机构的结构示意图；

图7是本发明中挡块移动装置的结构示意图一；

图8是本发明中挡块移动装置的结构示意图二；

图9是本发明中上料台车的左视图；

图10是本发明中上料台车的俯视图；

图11是本发明中升降送料辊道的结构示意图；

图12是本发明中数据采集检验装置的结构示意图；

图13是本发明中的长度测量装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例一

参阅图1和图3所示，本发明提供一种全自动型材弯曲机，包括以下部件：

型材弯曲主机1，用于通过挤压型材侧面，迫使型材变形，其可以采用油缸挤压或者飞轮冲压的方式；

多个上料台车2，用于将上料区91的型材移动至升降送料辊道3位置；

多个升降送料辊道3，用于在型材挤压弯曲的时候支撑型材的两端，并且驱动型材从型材弯曲主机上的工作区92移动至上料台车上，或从上料台车2上移动至型材弯曲主机1上的工作区92，同时可以调整型材在工作区92上的位置；

长度测量装置4，用于测量待加工型材的长度；

数据采集检验装置5，用于采集每次型材弯曲变形前后的型材变形量；

控制装置，用于根据型材长度和变形量控制型材弯曲主机1和升降送料辊道3对型材进行弯曲；

所述型材弯曲主机1上的工作区两侧均安装有一个升降送料辊道3，且沿工作区两侧向外的方向上料台车2和升降送料辊道3依次间隔设置，所述长度测量装置4安装在所述升降送料辊道3上，所述数据采集检验装置5与型材在升降送料辊道3上的移动方向相平行，且与所述工作区92高度相适应，所述数据采集检验装置5和长度测量装置4均与控制装置连接，所述控制装置分别与型材弯曲主机1、上料台车2和升降送料辊道3电连接。

在本实施例中上料台车2和升降送料辊道3示例性的均设置有四套，其数量也可以根据型材的长度而增加。在使用时，首先将型材吊至上料台车2上的上料区91，型材可以架设在相邻的两个上料台车2上，然后上料台车2将型材输送至相邻上料台车2之间的升降送料辊道3上，升降送料辊道3升起，托起型材后将型材输送至型材弯曲主机1的工作区92，型材的两端由型材弯曲主机1两侧的升降送料辊道3支撑，保证型材中心平面与型材弯曲主机1中心一致；升降送料辊道3在输送型材的同时长度测量装置4测量型材的长度；工作区的型材受到型材弯曲机挤压变形以后，数据采集检验装置5采集工作区型材在全长范围的变形量，与预设的型材弯曲形状进行对比，继续利用型材弯曲机对型材进行挤压弯曲，从而实现对型材形状的修正，经过多次修正以后，直至型材弯曲至预设的形状。型材弯曲完成以后升降送料辊道3将型材运送至出口侧的上料台车2，升降送料辊道3下降，弯曲后的型材落至上料台车2，上料台车2将弯曲后的型材输送至出料位置93。

所述控制系统，包括工控机、plc可编程控制器、传感器，硬件均可以从外部采购，综合工件加工要求及长度测量装置4和数据采集检验装置5反馈信息，智能处理控制plc输出，通过中间继电器，控制外围动力设备运转，收集数据信息，在可视化面板上显示。本发明采用点压的方式达到型材成形，模拟两相邻压下点的数据，经数据采集检验装置5测量合格后，进入下一点位的压制成形，加工过程中减少了人工干预，降低了因操作人员水平造成的工件成形差异，劳动强度及用工人数大大降低。

参阅图4、图5所示，所述型材弯曲主机1包括主机支架11、主动压块机构12、挡块移动装置13和液压系统14；

所述主机支架11包括底部安装架111和受力导向架112，所述底部安装架111和受力导向架112相互连接为t型结构，所述受力导向架112安装在所述底部安装架111一端上部，所述主动压块机构12安装在所述底部安装架111的另一端上部，且所述与液压系统14连接，主机支架为上方开式结构便于工件监控、检验及吊装，且所述与液压系统14连接，所述挡块移动装置13安装在所述受力导向架112两侧，且与所述受力导向架112移动连接。控制系统获取型材长度和变形量信息以后，计算需要压型的点以后，可以驱动升降送料辊道3将型材移动至工作区，让待压位置与型材弯曲主机1位置相对，然后挡块移动装置13对应的移动至型材两侧进行止挡。主动压块机构11对待压位置进行挤压弯曲以后，升降送料辊道3驱动型材将下一个待压位置对准型材弯曲主机1。

参阅图6所述，所述主动压块机构12包括压块121、球形垫122、卡环123、导向板124、主油缸125和油缸架126，所述主油缸125安装在所述油缸架126中，所述主油缸126与液压系统14连接，油液压系统14对主油缸126提供液压动力，所述主油缸125的伸出杆与卡环123的一侧连接，所述卡环123的另一测具有圆弧凹槽，所述球形垫122一侧的圆弧面与圆弧凹槽相配合，所述球形垫122的另一侧与压块121固定连接，所述卡环123四周与压块121通过螺钉连接，主油缸126伸出后，压块121压紧在型材待压位置，油缸伸出后，压块121压在型材侧面，由于球形垫122和卡环123的配合，压块121可以自适应的保证与型材侧面完全贴合，主油缸125对型材进行压弯时，型材受力均匀；所述压块121下端安装有导向滑块127，所述导向板124安装在所述底部安装架111中部上方，所述导向滑块127与所述导向板124滑动连接，用于方便压块121在水平移动时能够被正确导向；

参阅图7、图8所示，挡块移动装置13包括挡块131、挡块移动座132、蝶形弹簧133、直线导轨134、齿条135、齿轮136和电机减速机137，所述受力导向架112上与主动压块机构12相对的立板1121外侧面横向安装有所述直线导轨134，所述直线导轨134上活动连接有滑块138，且所述滑块138固定安装在所述挡块移动座132上，所述挡块移动座132下端安装有所述挡块138，且所述挡块138与所述立板1121的外侧面贴合；优选的，挡块131与立板1121之间保留2毫米间隙，挡块131移动时，挡块131与立板1121不存在摩擦力。所述立板1121的上平面还安装有齿条135，所述挡块移动座132上还安装有与所述齿条135相配合的齿轮136，所述电机减速器137的输出轴与齿轮136连接。电机减速机137带动齿轮136旋转，从而带动挡块一动座相对受力导向架112水平移动，从而调整驱动挡块131相对受力导向架112的位置，导轨134和滑块138用于配合导向，并且防止因主油缸活塞杆的旋转及端部下垂，造成的油缸损坏，提高主油缸使用寿命。在使用时，电机减速机137可以调整挡块131至型材待压位置的两侧，作为承力挡板，且两个挡块131间距可无级调整，适应不同规格型材变形的需要。

优选的，所述挡块移动座13上还安装有定位轮139，所述定位轮滚动139的卡装在所述立板1121上端内侧。位轮滚动139与滑块138分别卡装在立板1121两侧，防止挡块131受力时，引起的挡块移动座132倾覆。

参阅图9、图10所示，所述上料台车2包括底部支架21、台车22、横向滑轨23、丝杆传动机构24和移动电机减速器25，一对所述横向滑轨23安装在所述底部支架21上，所述台车22架设在一对所述横向滑轨23上，所述台车22的一端通过丝杆传动机构24与移动电机减速器25的输出轴连接，所述移动电机减速器25安装在所述底部支架21上，移动电机减速器25可以通过丝杆传动机构24驱动台车在底部支架21上沿横向滑轨23平移。优选的，主动压块机构12每一侧的所有上料台车2可以通过同一个移动电机减速器25驱动，用于保证每个台车22沿底部支架21上的移动速度均相同，在运输型材时，保证型材整体平移至升降送料辊道3位置。

参阅图11所示，所述升降送料辊道3包括升降底架31、升降油缸32、剪叉支架33、随动支架34、送料滚轴35和送料电机减速机36，所述升降底架31和随动支架34通过剪叉支架33连接，所述随动支架34上方平行安装有多个送料滚轴35，所述升降底架31和随动支架34之间还安装有所述升降油缸32，所述送料电机减速机36安装在所述随动支架34上，且送料电机减速器36驱动所有送料滚轴35滚动，可以采用链条传动或者皮带传送的方式。该升降油缸32可以由液压系统14驱动，控制随动支架34的升降，上升可以将上料台车2上的型材托起，然后送料滚轴35可以对型材进行输送。

参阅图12所示，所述数据采集检验装置5包括激光位移传感器51、基准梁52和固定座53，所述固定座53安装在所述型材弯曲主机1的两侧，基准梁52的两端分别与两侧的固定座连接，且所述基准梁52的高度与型材弯曲主机1的工作区高度相对应，多个所述激光位移传感器51均匀的安装在所述基准梁52上。可测量工件全长范围变形，采用独立安装于基准梁52的方式，避免相互干扰影响测量精度。基准梁52两端可以穿过固定座53、蝶形弹簧后与螺母连接，利用蝶形弹簧的涨紧力将基准梁拉直。该机构独立于设备安装，不受型材弯曲主机1受力变形的影响，测量误差小，测量数据信号反馈控制系统，依程序进行数据统计分析，自动进入下一步操作。

参阅图13所示，所述长度测量装置4用于工件纵向位置的测量，包括滚轴41、滚轴安装杆42、旋转编码器43、弹簧44、支架套筒45，一对所述支架套筒45安装在所述升降送料辊道3上，且每个支架套筒45中穿设有滚轴安装杆42，且滚轴安装杆42上穿设有所述弹簧44，所述弹簧44的一端止挡在所述滚轴安装杆42上，所述弹簧44的另一端止挡在所述支架套筒45上端，所述滚轴41的两端分别与两个滚轴安装杆42旋转连接，且所述滚轴41的一端还与旋转编码器43连接，所述旋转编码器43与控制装置电连接。空载时滚轴41高出送料滚轴35约10毫米，滚轴安装杆42可沿固定于升降送料辊道3上的支架套筒45上下运动，工作时依靠弹簧44的压缩力贴合工件，滚轴41随工件移动旋转测量出工件的纵向位置或者测量工件的长度。

本发明采用多次点压渐进成形技术，智能化操作，无需人工干预，通过plc控制系统集中控制上料、加工、检验、出料全过程，自动化程度高，工件成形精度及稳定性高，对操作水平要求低，人员用工少，劳动强度低。

本申请中工件的加工工艺流程为：

1、系统将工件规格、起拱值信息发送至型材弯曲机；

2、根据输入信息（工件长度、起拱要求等），调用数据库数据，自动模拟型材变形点数及位置；

3、将工件吊运至上料台车，一键式启动上料台车，将工件输送至型材弯曲机；

4、测定型材工件位置信息，自动调整工件位置，自动调整挡块位置，调取工艺数据库的压力参数，进行工件加工；

5、工件加工完成后，通过数据采集检验装置进行工件弯曲变形量进行测量；

6、变形量未达到要求时，进行二次加工，直至工件加工合格；

7、加工完成后，一键式启动上料台车，将工件运出型材弯曲机。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。