全电动钢筋调直弯箍一体机的制作方法

本发明涉及建筑用钢筋的加工设备技术领域，特别涉及一种全电动钢筋调直弯箍一体机。

背景技术：

钢筋在建筑、桥梁等诸多领域使用日益广泛，钢筋在进行施工利用时，一般会先用钢筋弯箍一体机对钢筋进行调直、弯箍、切断等处理，但现有钢筋弯箍一体机进行弯箍、切断等操作的动力都是由气缸或者液压缸提供的，需要配备专用的压缩机或液压泵站。

其中使用压缩机会产生较高的噪音，相应的气动气缸在工作时也会产生音爆，造成噪音污染；而且气压受环境温度影响较大，高温和低温都会造成气缸工作性能下降，后期维护成本较高。液压泵站使用的是化工类产品，在当前国家大力降低环境污染的前提下，使用液压油会有较大的污染环境概率；同时液压缸工作效能低，受环境影响很大，高温或低温均会直接影响机器效能和寿命。

现有公告号为cn103302207b的专利文献公开了一种液压全自动调直弯箍一体机，包括机架，机架上依次安装有钢筋调直装置，钢筋牵引装置、计数装置、液压剪切装置、液压弯箍装置以及液压推料装置，机架上还设有为钢筋调直装置和钢筋牵引装置提供动力的驱动装置，驱动装置包括电动机，电动机的输出端通过皮带轮连接有其他传动件。

该方案的剪切、弯箍等操作均由液压驱动，而正如上述所提出的，该液压全自动调直弯箍一体机也存在液压工作效能低，受温度环境影响大的问题，而且存在着油液泄露带来的安全卫生隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种全电动钢筋调直弯箍一体机，它具有部件响应迅速、精度高的特点，提高了工作效率且受环境温度影响低。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种全电动钢筋调直弯箍一体机，包括机架，所述机架沿钢筋进给方向，依次安装有调直机构、电动剪切机构以及弯箍机构；所述弯箍机构包括固定于机架上的弯箍底座、滑动设置在弯箍底座上的弯箍头、与弯箍头转动配合的弯箍臂、以及与弯箍头连接的连接结构和与弯箍臂连接的传动结构，所述连接结构的输入端连接有抽芯伺服电机，所述传动结构的输入端连接有弯曲伺服电机，所述抽芯伺服电机和弯曲伺服电机安装在机架上为弯箍机构提供动力；所述剪切机构包括固接于机架上的剪切底座、固接于剪切底座上的切刀支架及铰接于剪切底座上的刀臂，所述切刀支架上开设有供钢筋穿过的过孔，所述刀臂一端安装有刀片，所述刀片能将切刀支架的过孔封闭，所述刀臂的另一端连接有驱使刀臂摆动的往复运动动力装置，往复运动动力装置由剪切伺服电机提供动力；所述机架输送钢筋的牵引力由牵引伺服电机提供。

通过采用上述技术方案，钢筋调直弯箍一体机调直、弯箍、剪切等工序的动力均由伺服电机提供，与现有的一体机相比，工作时产生的噪音明显降低，而且各工序的执行件反应迅速，不会受环境温度影响，工作精度更高，杜绝了环境污染，后期维护成本低，维修方便。

本发明进一步设置为：所述连接结构包括固接在机架内的撑架，所述撑架上水平转动安装有丝杠，所述丝杠上螺纹连接有滑板，所述滑板与所述撑架滑移连接，所述抽芯伺服电机与丝杠传动连接，驱使丝杠自转；所述弯箍底座内水平滑动连接有抽芯轴，所述滑板与抽芯轴用键连接，所述弯箍头可拆卸连接在抽芯轴上。

通过采用上述技术方案，抽芯伺服电机驱使丝杠自转，使丝杠与滑板相对转动，而滑板与撑架的滑移连接，从而使滑板只能沿丝杠轴线进行直线往复运动；滑板再带动抽芯轴同步运动，最终实现了弯箍头相对于弯箍底座的直线往复运动。

本发明进一步设置为：所述传动结构包括转动安装在弯箍底座内的传动轴，所述传动轴上用键连接有主动齿轮，所述抽芯轴上套设有弯箍轴套，所述弯箍轴套与抽芯轴滑动配合，所述弯箍轴套上用键连接有从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合连接；所述弯箍臂可拆卸连接在弯箍轴套上；所述弯曲伺服电机的输出端连接有弯曲减速机，所述弯曲减速机的输出端通过联轴器与传动轴相连接。

通过采用上述技术方案，弯曲伺服电机工作时，带动弯曲减速机工作，弯曲减速机将动力传递至传动轴上，传动轴带动主动齿轮转动，主动齿轮再带动从动齿轮转动，最终使得弯箍轴套和弯箍臂同步转动，弯箍臂转动压制钢筋，与弯箍头配合完成钢筋的弯箍工艺。

本发明进一步设置为：所述滑板上水平固设有滑轨，所述撑架上水平开设有滑槽，所述滑轨与滑槽滑动配合。

通过采用上述技术方案，滑轨与滑槽滑动配合实现了滑板与撑架的滑移连接。

本发明进一步设置为：所述往复运动动力装置包括偏心轴件和连杆件，所述剪切伺服电机固定在剪切底座上，所述偏心轴件安装在剪切伺服电机的输出轴上，所述连杆件一端与偏心轴件铰接，另一端与刀臂铰接。

通过采用上述技术方案，剪切伺服电机的输出轴与偏心轴件连接，从而形成有相对剪切伺服电机输出轴偏心的偏心轴，剪切伺服电机工作时，带动偏心轴件同步转动，通过连杆的传动从而驱使刀臂以销轴为圆心作往复偏转运动，刀片随刀臂作同角度摆动，当刀片向下摆动将切刀支架的圆孔封闭时，切断钢筋。

本发明进一步设置为：所述调直机构包括沿钢筋输送线依次排布的后调直组件和前调直组件，所述后调直组件包括后调直安装座和后调直轮，所述后调直安装座水平固定在机架上，所述后调直轮转动安装在后调直安装座上，所述后调直轮的轴线竖直设置，所述后调直轮的数量为偶数个，分两排设置在钢筋输送线左右两侧，且沿钢筋输送线方向前后错位设置；所述前调直组件包括前调直安装座和前调直轮，所述前调直安装座竖直固定在机架上，所述前调直轮转动安装在前调直安装座上，所述前调直轮的轴线水平设置，所述前调直轮的数量为偶数个，分两排设置在钢筋输送线上下两侧，且沿钢筋输送线方向前后错位设置。

通过采用上述技术方案，钢筋从调直机构中穿过时，后调直轮对钢筋进行水平方向调直，前调直轮对钢筋进行竖直方向调直，而调直轮前后错位布置使调直机构对钢筋的牵引不会间断，使钢筋输送的更平稳流畅；而且钢筋前后经过两次调直，使钢筋的加工精度更高。

本发明进一步设置为：所述调直机构还包括导入件，所述导入件沿钢筋输送线方向相对位于后调直组件前方；所述导入件包括水平固定在机架上的进料板、固接于进料板上的导向块及转动连接于进料板上的进料导向轮，所述导向块位于进料导向轮的前方，所述导向块上水平开设有长条状的导向孔，所述导向孔竖直设置；所述进料导向轮的轴线竖直设置，所述进料导向轮设置为两个，对称设置在钢筋输送线两侧，两个进料导向轮之间留有间隔，所述导向孔位于间隔的正前方。

通过采用上述技术方案，钢筋于调直机构中输送时，导入件对钢筋起到预定位的作用，可防止后进入的钢筋发生乱摆的情况，提高钢筋输送的稳定性和人工操作的安全性。

本发明进一步设置为：所述后调直组件和前调直组件组件设置有牵引件，所述牵引件包括固定在机架上的牵引底座、转动安装在牵引底座上的至少一个牵引轮以及驱使全部牵引轮转动的驱动元件，所述牵引底座的正上方安装有压紧底座，所述压紧底座上转动安装有与牵引轮同数量的压紧轮，所述压紧轮与牵引轮同轴线，且一一对应；所述压紧底座与牵引底座间距可调。

通过采用上述技术方案，调节压紧轮与牵引轮之间的间隙，使钢筋刚好可以从间隙中穿过，然后启动驱动元件，带动该牵引轮转动，当钢筋的头部位于牵引件的牵引轮和压紧轮之间时，由牵引轮提供牵引力，与压紧轮配合将钢筋输送至前调直组件中。调直过程实现了手动穿入、机动牵引，操作简单方便。

本发明进一步设置为：所述驱动元件包括牵引伺服电机，所述牵引伺服电机的输出端连接有牵引减速机，所述牵引减速机与牵引轮的转轴相连接。

本发明进一步设置为：所述牵引底座上竖直设置有四个螺杆，所述压紧底座上开设有供螺杆穿过的通孔，所述压紧底座的上方固设有压板，所述压板上也开设有供螺杆穿过的通孔，所述螺杆上、位于压板的上下两侧均螺纹连接有螺母。

通过采用上述技术方案，调节压板两侧螺母的高度，从而实现压紧底座的高度可调，使压紧轮与牵引轮的之间的间距可调，保证压紧轮与牵引轮对钢筋的夹紧力，使牵引件顺利完成对钢筋的牵引。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、钢筋调直弯箍一体机调直、弯箍、剪切等工序的动力均由伺服电机提供，工作时产生的噪音明显降低，而且各工序的执行件反应迅速，不会受环境温度影响，工作精度更高，杜绝了环境污染；

2、工业闭式减速机具有传动比大、输出扭矩大、安全性能高的优点，使用工业闭式减速机进行传动，可以降低设备占用空间，制作复杂度降低，后期维护保养简单方便。

附图说明

图1是实施例的整体结构示意图；

图2是实施例的内部结构示意图；

图3是实施例中导入件和后调直组件的结构示意图；

图4是实施例中牵引件的结构示意图；

图5是实施例中牵引件内部结构示意图；

图6是实施例中活动挡罩的结构示意图；

图7是实施例中弯箍机构的结构示意图；

图8是实施例中电动剪切机构的结构示意图。

图中，1、机架；11、架体；12、挡罩；13、隔板；14、散热孔；15、支撑梁；16、支撑臂；17、活动挡罩；171、垫板；172、支撑块；173、铰链；18、电动推杆；19、支座；191、支板；2、调直机构；21、导入件；211、进料板；212、导向块；213、进料导向轮；214、导向孔；22、后调直组件；221、后调直安装座；222、后调直轮；23、前调直组件；231、前调直安装座；232、前调直轮；3、牵引件；31、牵引底座；311、螺杆；32、牵引轮；33、联动齿轮；34、传动齿轮；35、牵引伺服电机；36、牵引减速机；37、压紧底座；38、压紧轮；39、压板；391、压头；4、电动剪切机构；41、剪切底座；42、切刀支架；43、刀臂；44、销轴；45、刀片；46、剪切伺服电机；47、偏心轴件；48、连杆件；5、弯箍机构；51、弯箍底座；511、抽芯轴；512、传动轴；513、弯箍头；514、弯箍轴套；515、弯箍臂；516、主动齿轮；517、从动齿轮；52、弯曲伺服电机；53、弯曲减速机；54、撑架；55、丝杠；56、滑板；57、滑轨；58、滑槽；59、抽芯伺服电机；6、套管；7、挡板；71、护套。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：一种全电动钢筋调直弯箍一体机，如图1、图2所示，包括机架1，机架1包括由多个横竖交错分布的支撑杆拼接而成的矩形架体11，架体11上外表面上围设有挡罩12，使架体11形成可封闭的壳体。架体11的内部还水平设置有隔板13，隔板13将架体11内部分隔为上下分布的两个腔体，位于上方的腔体为工作区，沿钢筋进给方向，依次安装有调直机构2、电动剪切机构4以及弯箍机构5；位于下方的腔体为设备区，用于安装电控箱等；架体11面向钢筋输送线的一侧为机架1的工作端，钢筋沿机架1的钢筋输送线依次进行调直、弯箍及剪切等处理。

架体11长边两端的挡罩12上均匀分布有散热孔14，使机架1内产生的热量能够散逸到外部环境中，保证机架1内部的温度保持在电气设备正常工作的适宜温度，对电气设备形成保护。

如图2、图3所示，机架1长边一端的外侧，沿钢筋输送线水平固接有支撑梁15，支撑梁15部分穿入至架体11内，与架体11固定连接。支撑梁15的悬空端倾斜固接有支撑臂16，支撑梁15、支撑臂16以及架体11侧端的挡罩12组成三角支撑结构，以提高支撑梁15的支撑强度；支撑梁15可选为工字钢梁。

调直机构2包括沿钢筋输送线依次排布的导入件21、后调直组件22以及前调直组件23，其中导入件21和后调直组件22安装在支撑梁15上，前调直组件23安装在机架1的工作区内。

如图3所示，导入件21包括进料板211，进料板211水平固定在支撑梁15的上端，并位于支撑梁15远离架体11的一侧，进料板211的下表面固定连接有导向块212和转动连接有进料导向轮213，导向块212位于进料导向轮213的前方，导向块212上沿钢筋输送线水平开设长条状的导向孔214，导向孔214竖直设置；进料导向轮213设置为两个，对称设置在钢筋输送线两侧，进料导向轮213通过一竖直分布的转轴转动安装在进料板211上；两个进料导向轮213之间留有适量间隔。

后调直组件22包括后调直安装座221和后调直轮222，后调直安装座221呈矩形，固定在支撑梁15的上端面；后调直轮222转动安装在后调直安装座221上，后调直轮222的轴线与进料导向轮213轴线相平行；后调直轮222的数量为偶数个，分两排排列，对称设置在钢筋输送线左右两侧，且沿钢筋输送线方向前后错位设置。本实施例中，后调直轮222设置为12个。

如图4所示，前调直组件23包括前调直安装座231和前调直轮232，前调直安装座231固定在机架1的隔板13上，前调直轮232转动安装在前调直安装座231上，前调直轮232的轴线与牵引轮32的轴线平行。前调直轮232的数量也为偶数个，分两排排列，对称设置在钢筋输送线上下两侧，且沿钢筋输送线方向前后错位设置。本实施例中，前调直轮232也设置为12个。

如图4、图5所示，后调直组件22和前调直组件23之间还设置有牵引件3，牵引件3包括固定在隔板13上的牵引底座31，牵引底座31面向机架1工作端的一侧间隔且转动连接有两个牵引轮32，机架1的工作区内设置有驱使两个牵引轮32同步转动的驱动元件。具体的，将牵引底座31内部中空设置，牵引轮32上同轴固接有转轴，转轴水平穿入牵引底座31内，与牵引底座31转动连接，牵引轮32转轴的轴线垂直指向机架1的工作面；两个转轴上、位于牵引底座31内均同轴固接有联动齿轮33，牵引底座31内部还转动连接有传动齿轮34，传动齿轮34位于两联动齿轮33之间，与两侧的联动齿轮33啮合传动。驱动元件为牵引伺服电机35，牵引伺服电机35的输出端连接有牵引减速机36，牵引减速机36与其中一个牵引轮32的转轴相连接。

牵引底座31的上方还设置有压紧底座37，压紧底座37上转动设置有两个压紧轮38，压紧轮38的轴线与牵引轮32的轴线相平行，两个压紧轮38与两个牵引轮32一一对应，分别位于牵引轮32的正上方，牵引轮32和压紧轮38的外周面上均布有齿牙。牵引底座31的上端竖直设置有四个呈矩形分布的螺杆311，压紧底座37上开设有供螺杆311穿过的通孔，压紧底座37的上方还设置有压板39，压板39与压紧底座37之间设置有压头391，压头391的两端分别与压板39和压紧底座37固接，使压板39、压头391和压紧底座37连接为一体；压板39上也开设有供螺杆311穿过的通孔，螺杆311上、压板39的上下两侧均螺纹连接有螺母，调节压板39两侧螺母的高度，从而实现压紧底座37的高度可调，使压紧轮38与牵引轮32的之间的间距可调；沿钢筋输送线方向、相对位于后方的压紧轮38连接有编码器。

全电动钢筋调直弯箍一体机对钢筋进行调直处理时，先调节压紧轮38与牵引轮32之间的间隙，使钢筋刚好可以从间隙中穿过，然后启动牵引伺服电机35，带动牵引减速机36工作，牵引减速机36将动力传递至与其相连接的牵引轮32上，带动该牵引轮32转动，牵引轮32转动的同时带动传动齿轮34旋转，最终使得两牵引轮32同步转动。

然后将钢筋手动对准导入件21，使钢筋从导入件21中穿入，人为施力使钢筋穿入至后调直组件22，后调直组件22的后调直轮222对钢筋进行水平调直；继续推动钢筋，当钢筋的头部位于牵引件3的牵引轮32和压紧轮38之间时，由牵引轮32提供牵引力，与压紧轮38配合将钢筋输送至前调直组件23中，通过前调直轮232进行竖直调直。调直过程实现手动穿入、机动牵引，操作简单方便，而且前后经过两次调直，使钢筋的加工精度更高。

钢筋完成调直处理后，将钢筋穿过电动剪切机构4输送至弯箍机构5中，进行弯箍处理。

如图4所示，后调直组件22和牵引件3之间还水平设置有套管6，套管6的内孔为竖直分布的长条状孔，套管6的内孔与导向块212的导向孔214同轴线；后调直组件22和牵引件3分别位于机架1的内外两侧，两者的间距较大，钢筋从后调直组件22穿入牵引件3的过程中容易出现偏差，而套管6的设置刚好弥补了这一间距，从而减弱了该问题的影响。

进一步的，在后调直安装座221面向机架1工作端的一侧间隔固设有三个挡板7，牵引轮32位于相邻两挡板7之间的间隔中。套管6可固定在牵引底座31最边侧的挡板7上，该挡板7上开设有相应的让位孔；其余两个挡板7上水平开设有长条状的过孔，以供钢筋穿过，过孔中均安装有护套，护套的内孔与过孔相适配，对穿过的钢筋进一步限位的同时，降低钢筋对挡板7过孔的磨损。

如图1、图6所示，机架1的工作端、与牵引件3和前调直组件23相对应的工作区敞口设置，使工作人员能够直观的观察到钢筋在牵引件3和前调直组件23中的走向，以便进行相应操作。位于机架1敞口部分的活动挡罩17与机架1的架体11相铰接，铰接点位于活动挡罩17的上端，在架体11工作区的上端水平铰接有电动推杆18，电动推杆18的输出端朝向机架1的工作端。活动挡罩17的内侧、靠近其铰接点的一端固设有垫板171，垫板171背离活动挡罩17的一侧垂直设有支撑块172，支撑块172与电动推杆18的输出端之间设置有h形的铰链173，铰链173一端与支撑块172铰接、另一端与电动推杆18的输出端铰接；通过电动推杆18推动支撑块172，使支撑块172角度发生变化，从而带动活动挡罩17转动，以此实现机架1敞口端开启或封闭。

架体11工作区的上端、靠近机架1工作端的一侧固接一支座19，支座19上铰接有支板191，支板191的自由端绕其铰接点转动能够转至垫板171的侧端，与垫板171和活动挡罩17表面形成的台阶卡接配合，对活动挡罩17进行稳定的支撑。

如图7所示，弯箍机构5包括固定在隔板13上的弯箍底座51，弯箍底座51的内部水平穿设有相互平行的抽芯轴511和传动轴512，抽芯轴511的轴线与牵引轮32的轴线平行，抽芯轴511相对位于传动轴512的前方，其中传动轴512与弯箍底座51转动连接，抽芯轴511与弯箍底座51滑动连接。抽芯轴511朝向机架1工作端的端部穿出弯箍底座51，可拆卸连接有弯箍头513，连接的方式可选为螺栓。

抽芯轴511上套设有弯箍轴套514，弯箍轴套514一部分位于弯箍底座51内，另一部分也穿出弯箍底座51，可拆卸连接有弯箍臂515，连接的方式可选为顶丝；弯箍机构5处于工作状态时，弯箍头513与弯箍臂515处于同一平面上。弯箍轴套514与抽芯轴511过渡配合，使得弯箍轴套514能绕抽芯轴511的轴线进行自转，弯箍臂515随弯箍轴套514同步转动，实现与弯箍头513的相对转动。

弯箍底座51内还设置有相啮合的主动齿轮516和从动齿轮517，其中主动齿轮516通过键连接安装在传动轴512上，从动齿轮517通过键连接安装在弯箍轴套514上；弯箍底座51内开设有相应的让位空间。

弯箍机构5还包括驱使弯箍臂515转动的动力源和驱使弯箍头513沿轴向往复直线运动的施力源，动力源和施力源均安装在架体11的工作区内，其中动力源包括弯曲伺服电机52和与弯曲伺服电机52输出端连接的弯曲减速机53，弯曲减速机53通过联轴器与传动轴512相连接。弯曲伺服电机52工作时，带动弯曲减速机53工作，弯曲减速机53将动力传递至传动轴512上，传动轴512带动主动齿轮516转动，主动齿轮516再带动从动齿轮517转动，最终使得弯箍轴套514和弯箍臂515同步转动。

施力源包括竖直固接在架体11工作区内的矩形撑架54，撑架54上通过轴承座转动安装有与抽芯轴511同轴线的丝杠55，丝杠55上螺纹连接有螺母，螺母的外端面上固接有滑板56，滑板56面向撑架54的一侧水平固接有t形滑轨57，相应的，在撑架54的侧壁上开设有t形滑槽58，滑轨57与滑槽58配合实现了滑板56与撑架54的滑移连接，且滑轨57与滑槽58能够限制螺母相对于丝杠55的转动，从而使螺母只能沿丝杠55轴线进行直线往复运动。

滑板56朝向抽芯轴511的一端安装有花键套，抽芯轴511远离弯箍头513的端部设有花键，滑板56与抽芯轴511通过花键相连接。撑架54上还安装有抽芯伺服电机59，抽芯伺服电机59提供动力驱使丝杠55进行自转，从而驱使滑板56沿丝杠55的轴线进行直线往复运动，抽芯轴511和弯箍头513随滑板56同步运动，从而实现弯箍头513相对于弯箍臂515的直线往复运动。

如图8所示，剪切机构包括剪切底座41，剪切底座41面向机架1工作端的一侧安装有切刀支架42，切刀支架42上开设有供钢筋穿过的圆孔，剪切底座41的侧端通过销轴44转动连接有刀臂43，销轴44的轴线与钢筋输送线平行，刀臂43能够绕销轴44的轴线进行转动。刀臂43与切刀支架42相向的端面贴合设置，刀臂43面向机架1工作端的端部水平贯穿有刀口，刀口上端安装有刀片45，刀片45的刀刃向下设置。

剪切底座41上还安装有驱使刀臂43摆动的往复运动动力装置，往复运动动力装置包括剪切伺服电机46、偏心轴件47和连杆件48，剪切伺服电机46固定在剪切底座41上，其输出轴与销轴44平行，剪切伺服电机46的输出轴与偏心轴件47连接，从而形成有相对剪切伺服电机46输出轴偏心的偏心轴。偏心轴与连杆件48的一端铰接在一起，连杆件48的另一端与刀臂43的端部铰接在一起。

剪切伺服电机46工作时，带动偏心轴件47同步转动，通过连杆的传动从而驱使刀臂43以销轴44为圆心作往复偏转运动，刀片45随刀臂43作同角度摆动，当刀片45向下摆动将切刀支架42的圆孔封闭时，切断钢筋。

完成调直的钢筋输送至弯箍机构5，钢筋位于弯箍头513内，待弯箍的钢筋穿过弯箍头513，然后启动弯曲伺服电机52，驱使弯箍臂515转动，弯箍臂515压制钢筋，与弯箍头513配合完成钢筋的弯箍工艺；钢筋弯曲至设定形状后，抽芯伺服电机59启动，抽芯伺服电机59驱使弯箍头513作远离钢筋的直线运动，使弯箍头513与钢筋分离，然后启动电动剪切机构4将钢筋剪断，完成对钢筋的处理。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。