一种铝型材矫直装置及其矫直方法与流程

1.本发明涉及铝型材加工领域，具体涉及一种铝型材矫直装置及其矫直方法。


背景技术：

2.铝型材就是铝棒通过热熔、挤压而得到的不同截面形状的铝材料，其在如门窗、幕墙以及室内外装饰等建筑领域中运用广泛。铝型材挤压时，主要是用冲头或凸模对放置在凹模中的坯料加压，使之产生塑性流动，从而得到需要造型的型材，但是，铝型材在挤出过程中常会发生一定程度的弯曲或者扭转，因此，需要对挤压得到的型材进行矫直。
3.目前，中国专利号为“2015201239556”公开了一种液压张力矫直机，其包括机架、和机架连接的液压缸，机架为左右两件对称布置结构，在两件机架的一端用横梁连接，在横梁上、位于左右两侧分别安装两个拉伸油缸，拉伸油缸的缸体固定在横梁上，拉伸油缸的活塞杆固定在机架上，在两件机架的另一端安装固定拉伸头，固定拉伸头、机架、横梁、拉伸油缸组成了一个封闭受力框架，在横梁位于框架内侧的中心线处安装活动拉伸头，固定拉伸头可以在机架上部前后运动，横梁安装在底座上，横梁可以在底座上前后滑动，机架下部安装若干组支架，机架的侧面设有若干销轴孔，固定拉伸头上安装有可与销轴孔配合的插销。该装置通过将铝型材拉伸，实现铝型材矫直。
4.但是实现应用过程中，还存在以下缺陷和不足：
5.若工字型或矩形等铝型材存在较大的扭转角度，则无法通过拉伸铝型材实现矫直。


技术实现要素：

6.解决的技术问题
7.针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种铝型材矫直装置及其矫直方法，能够有效地解决现有技术铝型材若存在较大的扭转角度，则无法通过拉伸铝型材实现矫直的问题。
8.技术方案
9.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
10.一种铝型材矫直装置，包括机体，所述机体上设置有用于铝型材扭曲矫直的扭曲矫直单元，所述扭曲矫直单元包括转动连接在机体上的转环、对称设置在转环内的第一导辊、对称固定在机体上的支板、分别滑动连接在两组支板之间的导轨架与槽体以及架设在机体上并驱使槽体移动的驱动件，所述转环圆周外侧沿其径向固定连接有支架，所述支架自由端滑动连接在导轨架内，所述导轨架与支板之间设置有弹性件，导轨架远离转环一端滑动在槽体内。
11.更进一步地，所述转环内对称滑动连接有第一导辊架，所述第一导辊转动在第一导辊架内，所述扭曲矫直单元还包括调节第一导辊架距转环轴心距离的调节机构。
12.更进一步地，所述调节机构包括转动在转环内的蜗轮齿圈和沿转环切向方向转动
连接在转环圆周外侧的蜗杆，所述蜗杆与蜗轮齿圈啮合，所述蜗轮齿圈内侧设置有内环片，所述内环片上对称开设有弧形口，所述第一导辊架侧壁转动连接有与弧形口滑动连接的滑杆。
13.更进一步地，所述支架自由端转动连接有滚轮，所述滚轮滑动在导轨架内。
14.更进一步地，所述支架上设置有定位的定位激光传感器。
15.更进一步地，所述两组所述支板相向侧均固定连接有压力传感器，且两组所述支板之间滑动有压板，所述压板分别与压力传感器和弹性件接触。
16.更进一步地，还包括用于铝型材初步弯曲矫直的初步弯曲矫直单元和用于铝型材二次弯曲矫直的二次弯曲矫直单元，所述初步弯曲矫直单元和所述二次弯曲矫直单元分别位于扭曲矫直单元两侧。
17.更进一步地，所述初步弯曲矫直单元包括固定在机体上的支撑架、对称滑动连接在支撑架上的第二导辊架和螺纹连接在支撑架上的第二螺杆，两组所述第二导辊架相互同步相向移动或相互同步逆向移动，且两组所述第二导辊架内均转动连接有第二导辊，第二导辊架侧壁架设有驱动其内第二导辊转动的第二电机，所述第二螺杆与其中一组第二导辊架转动连接。
18.更进一步地，所述二次弯曲矫直单元包括固定在机体上的凹框、对称滑动在凹框内的横向导辊架、对称滑动在凹框内的纵向导辊架以及分别螺纹连接在凹框侧壁上的第三螺杆和第四螺杆，所述横向导辊架与所述纵向导辊架相互垂直，两组横向导辊架相互同步相向移动或相互同步逆向移动，且两组纵向导辊架相互同步相向移动或相互同步逆向移动，横向导辊架内转动连接有多组横向导辊，横向导辊架侧壁架设有驱动其内横向导辊的第三电机，纵向导辊架内转动连接有多组纵向导辊，纵向导辊架侧壁架设有驱动其内纵向导辊的第四电机，所述第三螺杆与其中一组横向导辊架转动连接，所述第四螺杆与其中一组纵向导辊架转动连接。
19.一种铝型材矫直装置的矫直方法，应用于上述所述一种铝型材矫直装置，所述矫直方法包括如下步骤：
20.s1、调节尺寸：根据所需矫直铝型材的尺寸，分别通过旋转蜗杆、第二螺杆、第三螺杆和第四螺杆、分别调节两组第一导辊之间的间距、两组第二导辊之间的间距、两组横向导辊之间的间距和两组纵向导辊之间的间距；
21.s2、启动：上电且复位后，再按下启动开关；
22.s3、初步弯曲矫直：将铝型材送入初步弯曲矫直单元上，对铝型材进行初步弯曲矫直，并将铝型材送入扭曲矫直单元；
23.s4、扭曲矫直：扭曲矫直单元对铝型材进行扭曲矫直，其中，通过压力传感器，确定铝型材扭曲度最大处，再通过支架与导轨架的滑动配合，使得驱动件带动槽体的移动而实现转环的旋转复位，即实现对铝型材进行扭曲矫直；之后再将铝型材送入二次弯曲矫直单元；
24.s5、二次弯曲矫直：二次弯曲矫直单元对铝型材进行二次弯曲矫直。
25.有益效果
26.采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
27.1、本发明通过铝型材扭曲段穿过两组第一导辊之间时，使得转环的旋转，从而通
过控制驱动件带动槽体移动，并通过导轨架与支架的相互配合，实现控制转环的旋转复位，从而实现对铝型材的扭曲矫直，并适用于较大扭曲角度的矫直。同时通过压力传感器的作用，不仅确定铝型材扭曲度最大处，保证对铝型材扭曲矫直的精度，而且自动控制转环的旋转复位以及复位旋转方向，实现自动对铝型材扭曲的矫直，提高矫直效率。
28.2、本发明通过初步弯曲矫直单元和二次弯曲矫直单元对铝型材的两次弯曲矫直，有效保证弯曲矫直的精度和效果。
附图说明
29.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。
30.图1为本发明的方法流程图；
31.图2为本发明的整体立体结构示意图；
32.图3为本发明的扭曲矫直单元立体结构示意图；
33.图4为本发明的扭曲矫直单元第一视角截面结构示意图；
34.图5为本发明的扭曲矫直单元第二视角截面结构示意图；
35.图6为本发明的扭曲矫直单元爆炸结构示意图；
36.图7为本发明的图6中a处放大结构示意图；
37.图8为本发明的转环结构示意图；
38.图9为本发明的初步弯曲矫直单元立体结构示意图；
39.图10为本发明的二次弯曲矫直单元第一视角立体结构示意图；
40.图11为本发明的二次弯曲矫直单元第二视角立体结构示意图；
41.图中的标号分别代表：1、机体；101、凹槽；2、扭曲矫直单元；201、转环；2011、半转环；202、第一导辊；203、支板；204、导轨架；205、槽体；206、驱动件；207、支架；208、弹性件；209、第一导辊架；210、蜗轮齿圈；211、蜗杆；212、内环片；213、弧形口；214、滑杆；215、滚轮；216、定位激光传感器；217、压力传感器；218、压板；219、固定圈；220、第一轴承；221、第一外凹环槽；222、轴管；223、第二轴承；224、滑架；225、滑块；226、内凹环槽；227、第二外凹环槽；228、限位盘；229、限位架；230、第一导杆；231、第二导杆；232、第三导杆；233、第一导孔；234、第二导孔；235、导块；236、卡托；3、初步弯曲矫直单元；301、支撑架；302、第二导辊架；303、第二螺杆；304、第二导辊；305、第二电机；306、第二齿轮；307、第二齿条；4、二次弯曲矫直单元；401、凹框；402、横向导辊架；403、纵向导辊架；404、第三螺杆；405、第四螺杆；406、横向导辊；407、第三电机；408、纵向导辊；409、第四电机；410、第三齿轮；411、第三齿条；412、第四齿轮；413、导轨块；414、第四齿条。
具体实施方式
42.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员
在没有作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。
43.下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
44.实施例
45.本实施例的一种铝型材矫直装置，参照图2-11：包括机体1，机体1顶部从左向右(以图2为参考方向，下同)依次设置有初步弯曲矫直单元3、扭曲矫直单元2和二次弯曲矫直单元4，其依次对铝型材进行初步弯曲矫直、扭曲矫直和二次弯曲矫直，从而不仅有效对存在较大的扭转角度的铝型材进行矫直，而且通过两次的弯曲矫直，有效保证矫直效果；其中，在机体1顶部且对应扭曲矫直单元2处开设有凹槽101。
46.具体的，扭曲矫直单元2包括转动连接在机体1顶部的转环201、对称设置在转环201内的第一导辊202、对称固定在凹槽101内的支板203、分别滑动连接在两组支板203之间的导轨架204与槽体205以及架设在凹槽101内并驱使槽体205移动的驱动件206，转环201圆周外侧沿其径向固定连接有支架207，支架207自由端滑动连接在导轨架204内，导轨架204与支板203之间设置有弹性件208，导轨架204远离转环201一端滑动在槽体205内。
47.其中，转环201通过两组固定圈219转动在机体1顶部；具体的，固定圈219为横截面为l型的环圈，其圆周外侧通过两组支腿固定在机体1顶部，转环201左右端的圆周外侧均开设有第一外凹环槽221，在固定圈219内均设置有第一轴承220，第一轴承220内圈与转环201的第一外凹环槽221间隙配合，从而实现转环201转动在两组固定圈219之间。
48.两组第一导辊202对称转动在转环201，并通过调节机构调节两组第一导辊202之间的间距，其中，转环201内对称滑动有第一导辊架209，第一导辊202转动在第一导辊架209内。
49.具体的，转环201内开设有内凹环槽226，内凹环槽226环形内壁对称设置有相互平行的滑架224，第一导辊架209上下内均固定安装有与滑架224滑动连接的滑块225，从而第一导辊架209滑动在转环201内；其中，第一导辊202转动连接在第一导辊架209的上下两组滑块225之间；通过两组第一导辊202转动在转环201内，便于铝型材通过两组第一导辊202之间，减少第一导辊202对铝型材的摩擦损耗。
50.其中，调节机构转动在转环201内的蜗轮齿圈210和沿转环201切向方向转动连接在转环201圆周外侧的蜗杆211，蜗杆211与蜗轮齿圈210啮合，蜗轮齿圈210内侧设置有内环片212，内环片212上对称开设有弧形口213，第一导辊架209侧壁转动连接有与弧形口213滑动连接的滑杆214。
51.通过旋转蜗杆211，带动蜗轮齿圈210转动，从而使得滑杆214沿弧形口213滑动，实现两组第一导辊架209相向或背向移动，即实现调节两组第一导辊202之间的间距，从而可根据待矫直的铝型材尺寸，调节两组第一导辊202之间的间距，使得待矫直的铝型材恰好通过两组第一导辊202之间，待矫直的铝型材夹持在两组第一导辊202之间；其中，通过蜗杆211与蜗轮齿圈210的特性，即蜗杆211可带动蜗轮齿圈210转动，而蜗轮齿圈210无法带动蜗杆211旋转，进而有效保持调节后两组第一导辊202之间的间距。
52.其中，蜗轮齿圈210两端的圆周外侧开设有第二外凹环槽227，内凹环槽226两内侧卡接有第二轴承223，第二轴承223的内圈与第二外凹环槽227间隙配合，从而实现蜗轮齿圈210转动在转环201内。
53.转环201圆周外侧且沿其切线方向设置有与内凹环槽226相通的轴管222，轴管222
两端均开设有轴孔，蜗杆211转动在轴管222内，进而实现蜗杆211转动在转环201圆周外侧；其中，蜗杆211两端均设置有穿出轴孔的轴杆，轴杆上均设置有用于蜗杆211限位的限位盘228，且在轴杆端部均设置有转把，不仅便于从任意一端转动蜗杆211，而且用于保持蜗杆211重心垂直位于转环201正上方，进而提高扭曲矫直单元矫直精度。
54.本技术方案中，转环201由两组对称的半转环2011相互固定组成，从而便于蜗轮齿圈210、蜗杆211和第一导辊架209等安装在转环201内。
55.导轨架204前后两侧均固定连接有两组上下对称的第一导杆230，在支板203侧壁均设置有与第一导杆230滑动配合的第一导孔233，从而实现导轨架204滑动在两组支板203之间；其中，本技术方案弹性件208优选弹簧，其分别套设在第一导杆230外侧。
56.本技术方案中，导轨架204为上圆下方的架体，槽体205为矩形槽，槽体205槽内长度大于导轨架204底部宽度，从而槽体205相对导轨架204底部可前后移动；其中，导轨架204底部前后侧均固定有第二导杆231，在槽体205前后侧壁均开设有与第二导杆231滑动配合的第二导孔234，从而实现导轨架204底部滑动在槽体205内
57.导轨架204底部左右对称固定安装有第三导杆232，槽体205左右外侧壁均固定有导块235，导块235上均开设有与第三导杆232滑动配合的第三导孔，从而实现槽体205滑动在两组支板203之间。
58.在支架207自由端转动连接有滚轮215，滚轮215滑动在导轨架204内；其中，在导轨架204左右侧壁均固定安装有限位架229，从而使得滚轮215只能在导轨架204内滚动。
59.当扭曲的铝型材穿过两组第一导辊202时，使得转环201围绕其轴心旋转，进而明显得出铝型材的扭曲部位；同时当转环201旋转时，使得滚轮215围绕转环201轴心旋转，进而使得导轨架204沿前后方向移动，之后通过驱动件206带动槽体205与导轨架204反方向移动，使得当槽体205接触导轨架204后，带动导轨架204移动复位，从而使得转环201旋转复位，使得夹持在两组第一导辊202之间的铝型材沿着其扭曲的相反方向进行扭转矫直，实现对铝型材的扭曲矫直。
60.本技术方案中，驱动件206优选液压缸，从而提供较大的作用力，对铝型材的扭曲矫直，同时通过在选液压缸的输出轴端固定连接卡托236，通过卡托236与槽体205的卡接，实现驱动件206带动槽体205的移动。
61.为提高对铝型材的扭曲矫直的精确度，在支架207上设置有用于定位的定位激光传感器216，且在凹槽101内侧壁设置有与定位激光传感器216配合的定位接收器，从而当定位激光传感器216发出的光线被定位接收器接收后，即转环201旋转复位至初始角度(如图3)，进而有效保证扭曲矫直的精确度。
62.同时为实现自动对铝型材扭曲的矫直，在两组支板203相向侧均固定连接有压力传感器217，且两组支板203之间滑动有压板218，压板218分别与压力传感器217和弹性件208接触。
63.当扭曲段的铝型材穿过两组第一导辊202之间时，使得转环201旋转，进而使得导轨架204移动，则通过弹性件208对压板218的作用力，使得与导轨架204移动方向对应的压力传感器217所感应的压力变大，从而可控制驱动件206带动槽体205移动方向，即实现自动控制转环201的旋转复位方向，同时随着铝型材扭曲段不断通过两组第一导辊202之间，使得压力传感器217所感应的压力逐渐变大，并当铝型材扭曲度最大处通过两组第一导辊202
之间后，压力传感器217所感应的压力变小，进而在初步弯曲矫直单元3的第二电机305(后述)和/或二次弯曲矫直单元4的第三电机407(后述)作用下，将铝型材向左移动，使得将铝型材扭曲度最大处恰好移动至两组第一导辊202之间，保证对铝型材扭曲矫直的精度，且之后，再自动控制驱动件206带动槽体205移动，即实现自动对铝型材扭曲的矫直，提高矫直效率。
64.同时，本技术方案采用导轨架204与支架207滑动连接方式，有效提高转环201旋转复位精度，避免采用齿传动所带来的精度差。
65.该装置通过铝型材扭曲段穿过两组第一导辊202之间时，使得转环201的旋转，从而通过控制驱动件206带动槽体205移动，并通过导轨架204与支架207的相互配合，实现控制转环201的旋转复位，从而实现对铝型材的扭曲矫直，并适用于较大扭曲角度的矫直。同时通过压力传感器217的作用，不仅确定铝型材扭曲度最大处，保证对铝型材扭曲矫直的精度，而且自动控制转环201的旋转复位以及复位旋转方向，实现自动对铝型材扭曲的矫直，提高矫直效率。
66.本技术方案中，初步弯曲矫直单元3包括固定在机体1上的支撑架301、对称滑动连接在支撑架301上的第二导辊架302和螺纹连接在支撑架301上的第二螺杆303，两组第二导辊架302相互同步相向移动或相互同步逆向移动，且两组第二导辊架302内均转动连接有第二导辊304，第二导辊架302侧壁架设有驱动其内第二导辊304转动的第二电机305，第二螺杆303与其中一组第二导辊架302转动连接。
67.其中，两组第二导辊架302之间通过齿传动；具体的，支撑架301后侧内转动连接有第二齿轮306，两组第二导辊架302后侧壁分别设置有与第二齿轮306啮合的第二齿条307，两组第二齿条307相互平行，从而实现组第二导辊架302相互同步相向移动或相互同步逆向移动，进而通过旋转第二螺杆303，实现调节两组第二导辊304之间的间距，使得与待矫直铝型材尺寸匹配，将铝型材夹持在两组第二导辊304之间。
68.通过上下两组第二导辊304对铝型材的夹持，实现对铝型材进行上下方向的弯曲矫直，即纵向矫直，同时通过控制第二电机305，可带动铝型材左右移动；同时，通过上下两组第二导辊304对铝型材的夹持，使得夹持在两组第二导辊304之间的铝型材相对转环201不动，保证扭曲矫直单元2对铝型材的扭曲矫直。
69.本技术方案中，二次弯曲矫直单元4包括固定在机体1上的凹框401、对称滑动在凹框401内的横向导辊架402、对称滑动在凹框401内的纵向导辊架403以及分别螺纹连接在凹框401侧壁上的第三螺杆404和第四螺杆405，横向导辊架402与纵向导辊架403相互垂直，两组横向导辊架402相互同步相向移动或相互同步逆向移动，且两组纵向导辊架403相互同步相向移动或相互同步逆向移动，横向导辊架402内转动连接有多组横向导辊406，横向导辊架402侧壁架设有驱动其内横向导辊406的第三电机407，纵向导辊架403内转动连接有多组纵向导辊408，纵向导辊架403侧壁架设有驱动其内纵向导辊408的第四电机409，第三螺杆404与其中一组横向导辊架402转动连接，第四螺杆405与其中一组纵向导辊架403转动连接。
70.其中，两组横向导辊架402之间通过齿传动；具体的，在凹框401后侧转动有第三齿轮410，两组横向导辊架402后侧固定连接有与第三齿轮410啮合的第三齿条411，两组第三齿条411相互平行，从而实现两组横向导辊架402相互同步相向移动或相互同步逆向移动，
进而当旋转第三螺杆404时，实现调节上下横向导辊406之间的间距，使得与待矫直铝型材尺寸匹配，将铝型材夹持在上下横向导辊406之间；通过多组上下对称的横向导辊406，实习对铝型材纵向进行弯曲矫直，实现对铝型材的二次弯曲矫直。
71.同理，两组纵向导辊架403之间通过齿传动；具体的，凹框401底部内侧转动连接有第四齿轮412，两组纵向导辊架403底部分别设置有与凹框401滑动配合的导轨块413，两组导轨块413相向侧分别设置有与第四齿轮412啮合的第四齿条414，两组第四齿条414相互平行，从而实现两组纵向导辊架403相互同步相向移动或相互同步逆向移动，进而当旋转第四螺杆405时，实现调节前后纵向导辊408之间的间距，使得与待矫直铝型材尺寸匹配，并将铝型材夹持在前后纵向导辊408之间；通过多组前后纵向导辊408之间，实习对铝型材横向进行弯曲矫直。
72.通过控制第三电机407，亦可实现控制铝型材左右移动，同时，通过上下横向导辊406对对铝型材的夹持，使得夹持在上下横向导辊406之间的铝型材相对转环201不动，保证扭曲矫直单元2对铝型材的扭曲矫直。
73.该装置通过初步弯曲矫直单元3和二次弯曲矫直单元4对铝型材的两次弯曲矫直，有效保证弯曲矫直的精度和效果。
74.一种铝型材矫直装置的矫直方法，参照图1，应用于一种铝型材矫直装置，矫直方法包括如下步骤：
75.s1、调节尺寸：根据所需矫直铝型材的尺寸，分别通过旋转蜗杆211、第二螺杆303、第三螺杆404和第四螺杆405、分别调节两组第一导辊202之间的间距、两组第二导辊304之间的间距、两组横向导辊406之间的间距和两组纵向导辊408之间的间距；
76.s2、启动：上电且复位后，再按下启动开关；
77.s3、初步弯曲矫直：将铝型材送入初步弯曲矫直单元3上，对铝型材进行初步弯曲矫直，并将铝型材送入扭曲矫直单元2；
78.s4、扭曲矫直：扭曲矫直单元2对铝型材进行扭曲矫直，其中，通过压力传感器217，确定铝型材扭曲度最大处，再通过支架207与导轨架204的滑动配合，使得驱动件206带动槽体205的移动而实现转环201的旋转复位，即实现对铝型材进行扭曲矫直；之后再将铝型材送入二次弯曲矫直单元4；
79.s5、二次弯曲矫直：二次弯曲矫直单元4对铝型材进行二次弯曲矫直。
80.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。