CN113400013A - 一种铝型材打孔切割设备及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工领域，尤其是一种铝型材打孔切割设备及其方法，包括翻转架、翻转板、翻转驱动装置、定位台、切割装置和钻孔装置；翻转架的上部设有水平设置的转轴，转轴上固定安装翻转板；翻转板连接翻转驱动装置，通过翻转驱动装置实现前后翻转；翻转板上沿着转轴转动的方向设有两个相互垂直的安装点位，安装点位上固定安装定位台，定位台水平设置；加工工位的一侧上方设置切割装置，加工工位一侧设置钻孔装置，钻孔装置与加工工位上的定位台高度一致。本专利设有两个定位台，且安装在翻转板上，通过翻转板的翻转，实现两个定位台交替加工，使得一个定位台在加工时，另一个定位台能上料和下料操作，节省设备等待时间，提高加工效率。

Description

一种铝型材打孔切割设备及其方法

技术领域

本发明涉及机械加工领域，尤其是一种铝型材打孔切割设备及其方法。

背景技术

在机械类加工技术领域中钻孔和切割均是必不可少的步骤，所以就有钻孔切割一体装置对机械类零件进行加工。

但现有的钻孔切割设备，例如中国实用新型专利(公开号：CN211163156U，公开日：20200804)公开了一种铝合金门窗生产用铝合金切割钻孔装置，包括：底座，所述底座的顶部焊接有龙门架，所述龙门架的顶部安装有伺服电机，且伺服电机连接有安装板，所述安装板的顶部一侧固定安装有电缸本体，且电缸本体固定连接有第一变频电机，所述第一变频电机安装有钻头本体，所述安装板的顶部另一侧固定安装有正反转电机，且正反转电机也固定连接有电缸本体，所述电缸本体固定连接有安装框架，且安装框架的内部固定安装有第二变频电机，所述第二变频电机固定连接有切割刀盘，所述底座的顶部还固定安装有导轨。该装置结构设计简单合理，操作方便，切割钻孔一体化，提高操作精确度与工作效率，安全稳定，适用范围广，有利于推广和普及。

但上述的设备存在以下问题：现有的钻孔切割一体化设备均只有一个工件定位台，当工件加工完成后，需要将加工好的工件，再将待加工的工件定位到定位台上，上料和下料需要同时进行，设备等待时间长，影响加工效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种铝型材打孔切割设备及其方法，设有两个定位台，且将这两个定位台安装在翻转板上，通过翻转板的翻转，实现两个定位台交替加工，使得一个定位台在加工时，另一个定位台能上料和下料操作，节省设备等待的时间，提高加工效率。

为本发明的目的，采用以下技术方案予以实施：

一种铝型材打孔切割设备，该设备包括机架及安装在机架上的翻转架、翻转板、翻转驱动装置、定位台、切割装置和钻孔装置；翻转架的下部固定安装在机架上，翻转架的上部设有水平设置的转轴，转轴上固定安装翻转板；翻转板连接翻转驱动装置，通过翻转驱动装置实现前后翻转；翻转板上沿着转轴转动的方向设有两个相互垂直的安装点位，安装点位上固定安装定位台，定位台水平设置；加工时，一个定位台为水平方向，另一个定位台为竖直方向，水平方向的定位台所在的位置为加工工位；加工工位的一侧上方设置切割装置，加工工位一侧设置钻孔装置，钻孔装置与加工工位上的定位台高度一致。

作为优选，翻转架和翻转板均有两个，其中一个翻转板的转轴上连接传动轴，传动轴与翻转驱动装置相连。

作为优选，翻转驱动装置包括手轮、齿轮箱、输出轴、同步轮和同步带；手轮安装在齿轮箱的输入端，齿轮箱固定安装在机架上，齿轮箱位于翻转架一侧；齿轮箱的输出端设置输出轴，输出轴和传动轴均设置同步轮，两个同步轮之间通过同步带连接。

作为优选，定位台包括底板及安装在底板上的底部定位块、右侧贴边块、下压板、下压气缸、前后推板、前后推板气缸、左侧压紧板和左侧压紧气缸；底板的左右两端均设置底部定位块，底部定位块上端面的形状与待加工的工件底部形状匹配，且底部定位块的后侧设有向上凸起的用于定位工件后侧的后侧贴边；底板的右端设有右侧贴边块；底部定位块的上方衔接下压板，下压板的下部连接下压气缸的活塞杆，下压气缸固定安装在底板的下方；底板上端面中部设置前后方向的前后推板，前后推板安装在前后推板气缸上；底板左侧衔接沿左右方向移动的左侧压紧板，左侧压紧板安装在左侧压紧气缸上，左侧压紧气缸设置在底板的下方；底部定位块从前向后依次设有第一支撑部、第二支撑部和限位槽；第一支撑部用于支撑铝型材前侧横条；第二支撑部的形状与铝型材的部的凹槽匹配，定位时，第二支撑部伸进铝型材的凹槽内；限位槽用于支撑铝型材后侧横条。

作为优选，机架上设有用于定位台翻转时缓冲和定位的第一缓冲元件。

作为优选，切割装置包括切割支架及安装在切割支架上的丝杆组件、切割滑轨、切割滑台、升降气缸、升降板、升降滑轨、切割电机和切割刀具；切割支架的一侧设置丝杆组件，切割支架的上部设置切割滑轨，切割滑轨上滑动设置切割滑台，切割滑轨的一侧与丝杆组件的输出端连接；切割滑台的后侧竖向设置升降气缸，升降气缸的输出端通过连接板固定连接升降板，升降板通过升降滑轨滑动安装在切割滑台的前侧；升降板上固定安装切割电机，切割电机的输出端通过带传动连接切割刀具，切割刀具转动安装在升降板的下部。

作为优选，升降气缸有两组，且并排设置；升降板的侧面设有朝下设置的第二缓冲元件。

作为优选，钻孔装置包括钻孔支架及安装在钻孔支架上的钻孔滑轨、横移滑板、横移气缸、钻孔电机、联轴器、钻孔输出轴、多轴器和钻头；钻孔支架上设有左右方向的钻孔滑轨，钻孔滑轨上滑动安装横移滑板，横移滑板的底部连接横移气缸的活塞杆，横移气缸固定安装在机架上；横移滑板的上端面固定安装钻孔电机，钻孔电机的输出端通过联轴器连接钻孔输出轴，钻孔输出轴上设置多轴器，多轴器上安装钻头。

作为优选，多轴器上安装的的钻头为两个；横移滑板的一侧设有第三缓冲元件，机架上设有与第三缓冲元件匹配的限位板；横移滑板上还设有用于吹气的气管，气管的出气口衔接在钻头侧面。

一种铝型材打孔切割方法，依次通过以下步骤：

S1：将工件放到定位台上，并通过定位台将工件定位；

S2：翻转驱动装置驱动翻转板围绕翻转架翻转，将这个定位台翻转到加工工位；然后对另一个定位台进行工件定位；

S3：切割装置对加工工位上的工件进行切割；

S4：钻孔装置对加工工位上的工件进行钻孔；

S5：翻转驱动装置驱动翻转板围绕翻转架翻转，将这个定位台移出加工工位；同时另一个定位台进入加工工位；

S6：将加工完成的工件取出。

综上所述，本发明的优点是设有两个定位台，且将这两个定位台安装在翻转板上，通过翻转板的翻转，实现两个定位台交替加工，使得一个定位台在加工时，另一个定位台能上料和下料操作，节省设备等待的时间，提高加工效率。两个定位台相互垂直，当一个定位台水平设置时，另一个定位台竖向设置，水平放置的定位台有利于设备对工件加工，竖直设置的定位台有利于工件的安放。翻转时，通过手轮转动实现，操作方便。

附图说明

图1和图2为本发明的结构示意图。

图3为铝型材的结构示意图。

图4和图5为翻转架、翻转板和定位台的结构示意图。

图6为底部定位块的结构示意图。

图7切割装置的结构示意图。

图8和图9为钻孔装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种铝型材打孔切割设备，该设备包括机架及安装在机架上的翻转架1、翻转板2、翻转驱动装置3、定位台4、切割装置5和钻孔装置6。翻转架1的下部固定安装在机架上，翻转架1的上部设有水平设置的转轴11，转轴11上固定安装翻转板2。翻转板2连接翻转驱动装置3，通过翻转驱动装置3实现前后翻转。翻转板2上沿着转轴11转动的方向设有两个相互垂直的安装点位，安装点位上固定安装定位台4，定位台4水平设置。加工时，一个定位台4为水平方向，另一个定位台4为竖直方向，水平方向的定位台4所在的位置为加工工位。加工工位的左侧上方设置切割装置5，加工工位左侧设置钻孔装置6，钻孔装置6与加工工位上的定位台4高度一致。

如图3所示，铝型材7左侧设有截面71，截面71上设有两个通孔。铝型材7前侧设有沿水平方向延伸的前侧横条73，前侧横条73的后部设有凹槽74。铝型材7后侧设有沿水平方向延伸的后侧横条75，后侧横条75的高度低于铝型材前侧。

如图1和图2所示，翻转架1和翻转板2均有两个，其中一个翻转板2的转轴11上连接传动轴21，传动轴21与翻转驱动装置3相连。翻转驱动装置3包括手轮31、齿轮箱32、输出轴33、同步轮34和同步带35。手轮31安装在齿轮箱32的输入端，齿轮箱32固定安装在机架上，齿轮箱32位于翻转架1一侧。齿轮箱32的输出端设置输出轴33，输出轴33和传动轴21均设置同步轮34，两个同步轮34之间通过同步带35连接。机架上设有用于定位台4翻转时缓冲和定位的第一缓冲元件49。

翻转驱动装置3动作时，转动手轮31，手轮31带动齿轮箱32动作，从而输出轴33带动同步轮34转动，同步轮34带动同步带35运动，驱动传动轴21旋转，从而使翻转板2翻转，直到其中一个定位台4与第一缓冲元件49衔接，此时另一个定位台4恰好为水平方向。

如图4到图6所示，定位台4包括底板及安装在底板上的底部定位块41、右侧贴边块42、下压板43、下压气缸44、前后推板45、前后推板气缸46、左侧压紧板47和左侧压紧气缸48。底板的左右两端均设置底部定位块41，底部定位块41上端面的形状与待加工的工件底部形状匹配，且底部定位块41的后侧设有向上凸起的用于定位工件后侧的后侧贴边411。底板的右端设有右侧贴边块42。底部定位块41的上方衔接下压板43，下压板43的下部连接下压气缸44的活塞杆，下压气缸44固定安装在底板的下方。底板上端面中部设置前后方向的前后推板45，前后推板45安装在前后推板气缸46上。底板左侧衔接沿左右方向移动的左侧压紧板47，左侧压紧板47安装在左侧压紧气缸48上，左侧压紧气缸48设置在底板的下方。底部定位块41从前向后依次设有第一支撑部412、第二支撑部413和限位槽414。第一支撑部412用于支撑铝型材前侧横条。第二支撑部413的形状与铝型材的部的凹槽匹配，定位时，第二支撑部413伸进铝型材的凹槽内。限位槽414用于支撑铝型材后侧横条。

定位台4定位工件时，将工件放在两个底部定位块41上，工件前侧的前侧横条通过第一支撑部412支撑，工件上的凹槽通过第二支撑部413支撑，工件后侧的后侧横条通过限位槽414支撑。前后推板气缸46推动前后推板45向后移动，将工件的后侧贴合到后侧贴边411上，然后左侧压紧气缸48驱动左侧压紧板47向右移动，将工件的右端向右侧贴边块42移动，使工件右侧端部与右侧贴边块42贴合，下压气缸44驱动下压板43向下移动，将工件压紧在底部定位块41上。

定位台4解决了铝型材底部形状具有特异性，采用常规的定位装置无法对其准确定位的问题。本发明的优点是在底板的左右两端均设置一个底部定位块41，以此定位铝型材的底部，保证定位的可靠性。在底部定位块41的后侧设置后侧贴边块411，便于前后推板气缸46向后推动铝型材，限制铝型材前后方向的自由度。左侧和右侧分别设置左侧压紧板47和右侧贴边块42，限制铝型材左右方向的自由度，最后通过下压板43将铝型材压在底部定位块41上，实现铝型材的固定。底部定位块41的形状充分考虑了铝型材底面的特异性，便于铝型材定位的同时，在夹紧过程中，也不会对铝型材的形状造成影响。

如图7所示，切割装置5包括切割支架及安装在切割支架上的丝杆组件51、切割滑轨52、切割滑台53、升降气缸54、升降板55、升降滑轨56、切割电机57和切割刀具58。切割支架的一侧设置丝杆组件51，切割支架的上部设置切割滑轨52，切割滑轨52上滑动设置切割滑台53，切割滑轨52的一侧与丝杆组件51的输出端连接。切割滑台53的后侧竖向设置升降气缸54，升降气缸54的输出端通过连接板固定连接升降板55，升降板55通过升降滑轨56滑动安装在切割滑台53的前侧。升降板55上固定安装切割电机57，切割电机57的输出端通过带传动连接切割刀具58，切割刀具58转动安装在升降板55的下部。升降气缸54有两组，且并排设置。升降板55的侧面设有朝下设置的第二缓冲元件59。

切割装置5动作时，手动调节丝杆组件51，使切割滑台53沿着切割滑轨52移动，将切割刀具68移动到工件的上方，然后切割电机57带动切割刀具58，升降气缸54驱动升降板55沿着升降滑轨56下降，从而切割刀具68向下切割工件。

如图8和图9所示，钻孔装置6包括钻孔支架及安装在钻孔支架上的钻孔滑轨61、横移滑板62、横移气缸63、钻孔电机64、联轴器65、钻孔输出轴66、多轴器67和钻头68。钻孔支架上设有左右方向的钻孔滑轨61，钻孔滑轨61上滑动安装横移滑板62，横移滑板62的底部连接横移气缸63的活塞杆，横移气缸63固定安装在机架上。横移滑板62的上端面固定安装钻孔电机64，钻孔电机64的输出端通过联轴器65连接钻孔输出轴66，钻孔输出轴66上设置多轴器67，多轴器67上安装钻头68。多轴器67上安装的的钻头68为两个。横移滑板62的一侧设有第三缓冲元件69，机架上设有与第三缓冲元件69匹配的限位板691。横移滑板62上还设有用于吹气的气管610，气管610的出气口衔接在钻头68侧面。

钻孔装置6动作时，钻孔电机64通过联轴器65带动钻孔输出轴66旋转，输出轴66通过多轴器67带动两个钻头68同时转动，然后横移气缸63驱动横移滑板62沿着钻孔滑轨61移动，使钻头68向工件移动，对工件进行钻孔，同时气管610对钻孔的位置进行吹气。

一种铝型材打孔切割方法，依次通过以下步骤：

S1：将工件放到定位台4上，并通过定位台4将工件定位；

S2：翻转驱动装置3驱动翻转板2围绕翻转架1翻转，将这个定位台4翻转到加工工位；然后对另一个定位台4进行工件定位；

S3：切割装置5对加工工位上的工件进行切割；

S4：钻孔装置6对加工工位上的工件进行钻孔；

S5：翻转驱动装置3驱动翻转板2围绕翻转架1翻转，将这个定位台4移出加工工位；同时另一个定位台4进入加工工位；

S6：将加工完成的工件取出。

本发明解决了现有的钻孔切割一体化设备均只有一个工件定位台，当工件加工完成后，需要将加工好的工件，再将待加工的工件定位到定位台上，上料和下料需要同时进行，设备等待时间长，影响加工效率的问题。本发明的优点是设有两个定位台4，且将这两个定位台4安装在翻转板2上，通过翻转板2的翻转，实现两个定位台4交替加工，使得一个定位台4在加工时，另一个定位台4能上料和下料操作，节省设备等待的时间，提高加工效率。两个定位台4相互垂直，当一个定位台4水平设置时，另一个定位台4竖向设置，水平放置的定位台4有利于设备对工件加工，竖直设置的定位台4有利于工件的安放。翻转时，通过手轮31转动实现，操作方便。

Claims (10)

1.一种铝型材打孔切割设备，其特征在于，该设备包括机架及安装在机架上的翻转架(1)、翻转板(2)、翻转驱动装置(3)、定位台(4)、切割装置(5)和钻孔装置(6)；翻转架(1)的下部固定安装在机架上，翻转架(1)的上部设有水平设置的转轴(11)，转轴(11)上固定安装翻转板(2)；翻转板(2)连接翻转驱动装置(3)，通过翻转驱动装置(3)实现前后翻转；翻转板(2)上沿着转轴(11)转动的方向设有两个相互垂直的安装点位，安装点位上固定安装定位台(4)，定位台(4)水平设置；加工时，一个定位台(4)为水平方向，另一个定位台(4)为竖直方向，水平方向的定位台(4)所在的位置为加工工位；加工工位的一侧上方设置切割装置(5)，加工工位一侧设置钻孔装置(6)，钻孔装置(6)与加工工位上的定位台(4)高度一致。

2.根据权利要求1所述的一种铝型材打孔切割设备，其特征在于，翻转架(1)和翻转板(2)均有两个，其中一个翻转板(2)的转轴(11)上连接传动轴(21)，传动轴(21)与翻转驱动装置(3)相连。

3.根据权利要求2所述的一种铝型材打孔切割设备，其特征在于，翻转驱动装置(3)包括手轮(31)、齿轮箱(32)、输出轴(33)、同步轮(34)和同步带(35)；手轮(31)安装在齿轮箱(32)的输入端，齿轮箱(32)固定安装在机架上，齿轮箱(32)位于翻转架(1)一侧；齿轮箱(32)的输出端设置输出轴(33)，输出轴(33)和传动轴(21)均设置同步轮(34)，两个同步轮(34)之间通过同步带(35)连接。

4.根据权利要求1所述的一种铝型材打孔切割设备，其特征在于，定位台(4)包括底板及安装在底板上的底部定位块(41)、右侧贴边块(42)、下压板(43)、下压气缸(44)、前后推板(45)、前后推板气缸(46)、左侧压紧板(47)和左侧压紧气缸(48)；底板的左右两端均设置底部定位块(41)，底部定位块(41)上端面的形状与待加工的工件底部形状匹配，且底部定位块(41)的后侧设有向上凸起的用于定位工件后侧的后侧贴边(411)；底板的右端设有右侧贴边块(42)；底部定位块(41)的上方衔接下压板(43)，下压板(43)的下部连接下压气缸(44)的活塞杆，下压气缸(44)固定安装在底板的下方；底板上端面中部设置前后方向的前后推板(45)，前后推板(45)安装在前后推板气缸(46)上；底板左侧衔接沿左右方向移动的左侧压紧板(47)，左侧压紧板(47)安装在左侧压紧气缸(48)上，左侧压紧气缸(48)设置在底板的下方；底部定位块(41)从前向后依次设有第一支撑部(412)、第二支撑部(413)和限位槽(414)；第一支撑部(412)用于支撑铝型材前侧横条；第二支撑部(413)的形状与铝型材的部的凹槽匹配，定位时，第二支撑部(413)伸进铝型材的凹槽内；限位槽(414)用于支撑铝型材后侧横条。

5.根据权利要求1所述的一种铝型材打孔切割设备，其特征在于，机架上设有用于定位台(4)翻转时缓冲和定位的第一缓冲元件(49)。

6.根据权利要求1所述的一种铝型材打孔切割设备，其特征在于，切割装置(5)包括切割支架及安装在切割支架上的丝杆组件(51)、切割滑轨(52)、切割滑台(53)、升降气缸(54)、升降板(55)、升降滑轨(56)、切割电机(57)和切割刀具(58)；切割支架的一侧设置丝杆组件(51)，切割支架的上部设置切割滑轨(52)，切割滑轨(52)上滑动设置切割滑台(53)，切割滑轨(52)的一侧与丝杆组件(51)的输出端连接；切割滑台(53)的后侧竖向设置升降气缸(54)，升降气缸(54)的输出端通过连接板固定连接升降板(55)，升降板(55)通过升降滑轨(56)滑动安装在切割滑台(53)的前侧；升降板(55)上固定安装切割电机(57)，切割电机(57)的输出端通过带传动连接切割刀具(58)，切割刀具(58)转动安装在升降板(55)的下部。

7.根据权利要求6所述的一种铝型材打孔切割设备，其特征在于，升降气缸(54)有两组，且并排设置；升降板(55)的侧面设有朝下设置的第二缓冲元件(59)。

8.根据权利要求1所述的一种铝型材打孔切割设备，其特征在于，钻孔装置(6)包括钻孔支架及安装在钻孔支架上的钻孔滑轨(61)、横移滑板(62)、横移气缸(63)、钻孔电机(64)、联轴器(65)、钻孔输出轴(66)、多轴器(67)和钻头(68)；钻孔支架上设有左右方向的钻孔滑轨(61)，钻孔滑轨(61)上滑动安装横移滑板(62)，横移滑板(62)的底部连接横移气缸(63)的活塞杆，横移气缸(63)固定安装在机架上；横移滑板(62)的上端面固定安装钻孔电机(64)，钻孔电机(64)的输出端通过联轴器(65)连接钻孔输出轴(66)，钻孔输出轴(66)上设置多轴器(67)，多轴器(67)上安装钻头(68)。

9.根据权利要求8所述的一种铝型材打孔切割设备，其特征在于，多轴器(67)上安装的的钻头(68)为两个；横移滑板(62)的一侧设有第三缓冲元件(69)，机架上设有与第三缓冲元件(69)匹配的限位板(691)；横移滑板(62)上还设有用于吹气的气管(610)，气管(610)的出气口衔接在钻头(68)侧面。

10.一种铝型材打孔切割方法，其特征在于，依次通过以下步骤：

S1：将工件放到定位台(4)上，并通过定位台(4)将工件定位；

S2：翻转驱动装置(3)驱动翻转板(2)围绕翻转架(1)翻转，将这个定位台(4)翻转到加工工位；然后对另一个定位台(4)进行工件定位；

S3：切割装置(5)对加工工位上的工件进行切割；

S4：钻孔装置(6)对加工工位上的工件进行钻孔；

S5：翻转驱动装置(3)驱动翻转板(2)围绕翻转架(1)翻转，将这个定位台(4)移出加工工位；同时另一个定位台(4)进入加工工位；

S6：将加工完成的工件取出。

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