專利名稱：塔吊中間節主角鋼銷孔加工自動機床的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機械加工設備，尤其涉及一種塔吊中間節主角鋼銷孔加工自動機床。
背景技術：
塔吊是建筑工地上最常用的一種起重設備，通過一節一節地接高形成鐵塔形式，用于吊運施工用鋼筋、木楞、腳手管等施工原材料。塔吊中間節主角鋼作為連接件是塔吊的重要零件，目前，一般中間節主角鋼設有多組安裝用銷孔，分別設置其兩個直角面上。圖I示出目前典型應用的塔吊中間節主角鋼90，設有4組孔，在塔吊中間節主角鋼90靠近一端的兩個直角面上，分別設有包括一個銷孔的銷孔組9al、9a2，其中一個直角面的中部設有包 括三個銷孔的銷孔組％，在該直角面上遠離銷孔組9al、9a2的一端的側邊設有連接塊91，其上設有包括兩個銷孔的銷孔組9c。根據使用要求，銷孔的定位及尺寸精度要求很高達
O.05-0. 08_。但目前，塔吊中間節主角鋼的加工仍以手動加工為主，通過搖臂鉆鉆孔，再進行絞孔完成，生產效率底，靠模磨損大、壽命短，加工成本高，且加工精度達不到要求。如能解決應用量大面廣的塔吊中間節主角鋼的自動化加工，將為塔吊制造業節省巨大人力、物力資源，并帶來高功效、高質量、提高行業水平。

實用新型內容本實用新型的主要目的在于針對上述問題，提供一種代替現有手動加工的塔吊中間節主角鋼銷孔加工自動機床，節省人力物力資源、提高加工效率，保證其加工精度和加工工件的一致性，使其互換性得以提高，并降低加工成本。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種塔吊中間節主角鋼銷孔加工自動機床，其特征在于包括床身，料件輸送帶，定位模架，定位撐緊裝置，用于鉆鏜孔的多個動力頭裝置及通過電氣執行部件控制料件輸送啟停操作、定位撐緊操作、動力頭裝置定位及鉆鏜孔啟停操作的控制單元，所述床身為一沿縱向開有水平貫通凹槽的條形長方體，所述料件輸送帶沿所述凹槽縱向中心線設置在凹槽內部并由凹槽進/出料端延伸至凹槽外部；所述定位模架包括設置在凹槽上方且與料件形狀吻合用于料件垂直定位的直角定位模板及固定在直角定位模板對應料件前端的端部用于料件水平定位的定位端板，所述直角定位模板以其直角頂部朝上、直角棱線與凹槽縱向中心線在同一豎直平面覆蓋凹槽槽口固定在床身上；所述定位撐緊裝置包括在凹槽內直角定位模板下方設置的料件垂直頂壓機構和在直角定位模板與其安裝定位端板一端相對的另一端外側設置的料件水平頂壓機構，所述多個動力頭裝置與直角定位模板模孔孔位對應以動力頭軸線垂直于直角定位模板的板面且動力頭沿其軸線方向可往復移動分別設置在床身兩側。所述直角定位模板與塔吊中間節主角鋼銷孔孔組對應，在其靠近定位端板一端的兩個直角面上、其中一個直角面的中部及該直角面遠離定位端板的一端分別設有模孔組。[0007]所述料件輸送帶包括由連接控制單元的送料電機驅動的位于凹槽外部的序列托輪傳送段和設置在凹槽內部的序列托輥傳送段。所述序列托輪傳送段包括連接凹槽的條形支架、通過軸承座間隔設置在條形支架上的多個托輪，所述序列托輥傳送段包括通過軸承座間隔設置在凹槽側壁上的多個托輥，各托輪、托輥分別同軸設置傳動鏈輪，所述送料電機通過鏈條、傳動鏈輪帶動各托輪、托輥轉動，對應料件輸送帶的始端和末端分別設有連接控制單元的送料出限位開關和送料進限位開關。所述托輪是由頂托料件頂角部位的大輪盤及對稱設置于其兩側頂托料件兩直角板面的小輪盤固定于輪軸上構成。 所述定位撐緊裝置的垂直頂壓機構包括分別對應料件的端部及中間位置設置的兩個端部油缸及一個中間油缸，端部油缸及中間油缸的執行件頂部固定設置頂座，水平頂壓機構為水平油缸；端部油缸、中間油缸和水平油缸分別連接壓力表及電磁閥，所述壓力表的接點及電磁閥連接控制單元。在所述床身上對應中間油缸復位止動位置設有連接控制單元的中間油缸復位限位開關。所述動力頭裝置包括由動力頭電機驅動的動力頭及由滑臺電機驅動的設有滑臺限位開關的滑臺，所述動力頭可往復移動設置在滑臺上。所述控制單元包括設有控制面板的電氣控制柜，可編程序控制器，用于連接送料電機、動力頭電機、滑臺電機的多個變頻器，所述控制面板的按鈕組、送料進限位開關、送料出限位開關、滑臺限位開關、中間油缸復位限位開關、壓力表的接點分別連至可編程序控制器的輸入端，所述送料電機、動力頭電機、滑臺電機分別通過各自變頻器連至可編程序控制器的輸出端，兩個端部油缸、中間油缸、水平油缸分別通過電磁閥連至可編程序控制器的輸出端。本實用新型的有益效果是本實用新型對塔吊中間節主角鋼銷孔的加工由于采用多個動力頭裝置與料件輸送帶，定位模架，定位撐緊裝置相結合，并通過基于可編程序控制器的自動控制單元進行自動控制，多個部位銷孔同時加工，效率顯著提高，尤其對目前典型應用的四組銷孔的塔吊中間節主角鋼加工與現有技術比，可提高功效六倍，并保證其加工精度和加工后工件的一致性，從而將低了加工成本，并使其互換性得以提高，本實用新型不僅可用于加工目前常用的塔吊中間節主角鋼加工，還可以用于其他具有不同孔位、孔數及結構近似的塔吊或其他領域直角鋼件的鉆鏜孔加工，完全取代傳統的手工加工，減輕操作者人力消耗，節省巨大人力、物力資源并顯著提高加工質量。

圖I是塔吊中間節主角鋼結構示意圖；圖2本實用新型的整體結構示意圖；圖3是本實用新型的料件輸送帶及定位撐緊裝置部分的結構示意圖；圖4是本實用新型在直角定位模板的定位端板端兩組模孔部位的斷面圖；圖5a是直角定位模板的結構示意圖；圖5b是圖5a的俯視圖；[0021 ] 圖6是本實用新型的控制框圖；圖7是本實用新型的工作流程圖。圖中1-4動力頭裝置，la_4a動力頭電機，lb_4b動力頭，lc_4c滑臺電機，ld_4d滑臺，le-4e滑臺支座，lf-4f滑板，lg_4g滑軌，5料件輸送帶，51大輪盤，52小輪盤，53鏈條，6控制單元，7定位撐緊裝置，71端部油，72中間油缸，73水平油缸，8定位模架，81直角定位模板，82定位端板，83墊板，84模板支架，8al、8a2、8b、8c模孔組，9料件，90塔吊中間節主角鋼，91連接塊，9&1、9&2、％、9(銷孔組，10托輪，11&筒形托輥，1訃雙盤形托輥，12凹槽，13聯軸器，14主軸頭，15水平油缸支架，16床身，17送料電機，18軸承座，19條形支架，20傳動鏈輪，21送料電機變頻器，22a-22d滑臺電機變頻器，23a_23d動力頭電機變頻器，24a端部油缸電磁閥，24b中間油缸電磁，24c水平油缸電磁閥，25a端部油缸壓力表，25b中間油缸壓力表，25c水平油缸壓力表，26可編程序控制器，27電氣控 制柜，28-63按鈕組，64頂座，65滑臺限位開關，66a送料進限位開關，66b送料出限位開關，67中間油缸復位限位開關，68凹槽進/出料端，69控制面板，70油泵電機。
以下結合附圖和實施例對本實用新型詳細說明。
具體實施方式
圖2 圖5示出一種塔吊中間節主角鋼銷孔加工自動機床，其特征在于包括床身16，料件輸送帶5，定位模架8，定位撐緊裝置7，用于鉆鏜孔的多個動力頭裝置，本例中設置了四個動力頭裝置1-4，以及通過電氣執行部件控制料件輸送啟停操作、定位撐緊操作、動力頭裝置定位及鉆鏜孔啟停操作的控制單元6。本實施例提供的自動機床主要用于圖I所示典型的塔吊中間節主角鋼的加工。上述床身16為一沿縱向開有水平貫通凹槽的條形長方體，上述料件輸送帶5沿凹槽縱向中心線設置在凹槽12內部并由凹槽進/出料端68延伸至凹槽外部。料件輸送帶5具有將料件送入和運出的功能。料件輸送帶5包括由連接控制單元6的送料電機17驅動的位于凹槽12外部的序列托輪傳送段和設置在凹槽內部的序列托輥傳送段，序列托輪傳送段包括連接凹槽的條形支架19、通過軸承座18間隔設置在條形支架上的多個托輪10，工作時，料件9扣放在托輪上輸送。本例中設置了四個托輪10，托輪10是由頂托料件9的頂角部位的大輪盤51及對稱設置于其兩側頂托料件兩直角板面的小輪盤52固定于輪軸上構成。采用序列托輪傳送段的結構可保證帶有圖I所示連接塊91的塔吊中間節主角鋼料件90平穩輸送。上述序列托輥傳送段包括通過軸承座18間隔設置在凹槽12側壁上的多個托輥，本例中設置了五個托輥，其中四個是桶形托輥11a，一個是設在凹槽進/出料端68處的雙盤形托輥11b，各托輪10、桶形托輥Ila及雙盤形托輥Ilb分別同軸設置傳動鏈輪20，送料電機17通過鏈條53、傳動鏈輪20帶動各托輪、桶形托輥及雙盤形托輥轉動。對應料件輸送帶的始端和末端分別在條形支架19和床身16上設有連接控制單元6的送料出限位開關66b和送料進限位開關66a。本例中上述軸承座18采用UP軸承座，結構簡單實用性好。上述定位模架8包括設置在凹槽12上方且與料件9形狀吻合用于料件垂直定位的直角定位模板81及固定在直角定位模板對應料件前端的端部用于料件水平定位的定位端板82，該結構件通過模板支架84用螺栓和銷釘固定在床身16上。上述直角定位模板81以其直角頂部朝上、直角棱線與凹槽縱向中心線在同一豎直平面覆蓋凹槽槽口固定在床身16上。本實施例中，直角定 位模板81與塔吊中間節主角鋼90銷孔孔位對應，在其靠近定位端板82 —端的兩個直角面上，分別設有一個包括一個模孔的模孔組8al、8a2，在其中間部位的一個直角面上設有包括三個模孔的模孔組8b，在該直角面上遠離定位端板一端設有包括兩個模孔的模孔組8c。為保證在加工中定位準確，在直角定位模板81內側對應各模孔的部位還固定裝有墊板83。上述定位撐緊裝置7包括在凹槽12內直角定位模板81下方設置的料件垂直頂壓機構和在直角定位模板81與其安裝定位端板一端相對的另一端外側設置的料件水平頂壓機構，操作時，料件9貼靠于直角定位模板81下方，垂直頂壓機構包括分別對應料件9的端部及中間位置設置的兩個端部油缸71及一個中間油缸72，端部油缸及中間油缸的頂部執行件固定設置頂座64 ;水平頂壓機構為水平油缸73，端部油缸、中間油缸和水平油缸分別連接壓力表及電磁閥，壓力表采用了接點壓力表，壓力表的接點及電磁閥均連接控制單元
6。上述兩個端部油缸71、中間油缸72及水平油缸73分別連接端部油缸電磁閥24a、中間油缸電磁閥24b、水平油缸電磁閥24c,并分別連接端部油缸壓力表25a、中間油缸壓力表25b、水平油缸壓力表25c。在上述床身16上對應中間油缸復位止動位置設有連接控制單元的中間油缸復位限位開關67。當兩個端部油缸和中間油缸頂升時，料件9被頂起并緊密靠在直角定位模板81內。水平油缸73通過水平油缸支架15安裝在床身16上，水平油缸頂出時垂直頂壓料件9使其與定位端板82緊密接觸，確保端部定位準確本例中設置的四個動力頭裝置1-4與直角定位模板81模孔孔位對應以動力頭的軸線垂直于直角定位模板的板面且動力頭沿其軸線方向可往復移動分別設置在床身兩側。其中動力頭裝置1、2分別與直角定位模板模孔組8al、8a2對應分設在床身兩側。動力頭裝置3、4分別與直角定位模板的模孔組8b、8c對應與動力頭裝置2設在床身的同一側。四個動力頭裝置1、2、3、4分別包括由動力頭電機la-4a驅動的動力頭及由滑臺電機lc_4c驅動的設有滑臺限位開關65的滑臺ld-4d，上述動力頭沿其軸線方向可往復移動設置在滑臺上。滑臺ld-4d分別支撐在滑臺支座le-4e上。滑臺ld_4d分別包括滑板lf_4f及滑軌lg_4g，滑軌與滑臺支座固定，動力頭與滑板固定，每個滑臺支座都用螺栓緊固在床身上，通過調整使各動力頭的軸中心線與直角定位模板81對應的模孔中心線重合。滑臺限位開關65設置在滑軌上，在滑板上設有進停凸塊和退停凸塊，通過進停凸塊或退停凸塊碰觸滑臺限位開關65，給出滑板進停或退停信號，由控制單元6控制，實現動力頭的進停或退停。動力頭裝置1、2、3、4具有相同結構的動力頭電機、滑臺電機及滑臺。但動力頭結構不完全相同。動力頭裝置1、2分別加工一個銷孔，所以具有相同的單主軸頭，分別安裝一個刀具。動力頭裝置3用于加工三個銷孔，所以其動力頭2b設有三個聯軸器13并分別連接主軸頭14，安裝三個刀具；動力頭裝置4用于加工兩個銷孔，所以其動力頭3b設有兩個聯軸器13并分別連接主軸頭14，安裝兩個刀具。本例中，鉆頭采用了尤尼卡鉆頭，實現高效、高質量加工。圖6是本實用新型的控制框圖。如圖所示，上述控制單元6包括設有控制面69板的電氣控制柜27，可編程序控制器26，用于連接送料電機17、動力頭電機la-4a、滑臺電機lc-4c的多個變頻器，變頻器包括送料電機變頻器21，動力頭電機變頻器23a-23d，滑臺電機變頻器22a-22d，上述控制面板69的按鈕組28-63、送料進限位開關66a、送料出限位開關66b、滑臺限位開關65、中間油缸復位限位開關67、端部油缸壓力表25a、中間油缸壓力表25b、水平油缸壓力表25c的接點分別連至可編程序控制器的輸入端，送料電機17、動力頭電機la-4a、滑臺電機lc-4c分別通過送料電機變頻器21，動力頭電機變頻器23a_23d，滑臺電機變頻器22a-22d連至可編程序控制器的輸出端，兩個端部油缸71、中間油缸72、水平油缸73分別通過端部油缸電磁閥24a、中間油缸電磁閥24b、水平油缸電磁閥24c連至可編程序控制器的輸出端。本例中上述動力頭電機變頻器采用7. 5KW變頻器，送料電機變頻器及滑臺電機變頻器采用2. 2KW變頻器。控制面板69上設置的按鈕組包括動力頭開按鈕28-31，動力頭停按鈕32_35，滑臺進按鈕36-39，滑臺退按鈕40-43，滑臺停按鈕44-47，送料進按鈕48，送料停按鈕49，送料出按鈕50，中間油缸頂出按鈕51，中間油缸停按鈕52，中間油缸復位按鈕53，水平油缸頂出按鈕54，水平油缸復位按鈕55，端部油缸頂出按鈕56，端部油缸復位按鈕57，油泵開按鈕58，油泵停按鈕59，自動I按鈕60，自動2按鈕61，自動/手動轉換按鈕62、急停按鈕63。參見圖6、圖7，本實用新型的工作過程及原理如下I.將料件9扣放在料件輸送帶5的序列托輪傳送段的托輪10上，按自動I按鈕60，油泵電機70啟動，同時送料電機17經鏈條53、傳動鏈輪20帶動托輪10、雙盤形托輥Ilb及筒形托輥Ila轉動，通過料件輸送帶5將料件9送入直角定位模板81下面，送料進限位開關66a動作并發出信號，由可編程序控制器(以下簡稱PLC)控制，料件輸送帶停止輸送。同時，啟動中間油缸電磁閥24b，中間油缸72通過頂座64將料件9頂起，取中間油缸壓力表25b壓力達ImPa時的油壓信號，由PLC控制電磁閥24b使中間油缸停止升頂；同時，打開水平油缸電磁閥24c，水平油缸73推出，將料件9前端與直角定位模板81端部的定位端板82靠合緊密，完成端部定位。取水平油缸壓力表25c壓力達5-8mPa(根據環境溫度確定具體值)時的油壓信號，PLC切換頂升兩個端部油缸71，取端部油缸壓力表25a壓力達ImPa時的油壓信號，中間油缸72跟進頂壓完成料件9的垂直頂壓過程，此時端部油缸71及中間油缸72的頂升壓力達8-10mPa，保證料件9與直角定位模板81緊密接觸，達到準確定位。至此，料件定位完成。2.檢查料件9端部的壓緊程度符合要求，按自動2按鈕，PLC控制四個動力頭裝置1-4的動力頭電機變頻器23a-23d，使動力頭電機la_4a分別帶動動力頭lb_4b旋轉并具有鉆鏜能力，同時啟動四個動力頭裝置的滑臺電機lc_4c，使刀具前行并進行鉆鏜操作，當滑板lf_4f設置的進停凸塊碰觸滑臺限位開關65時，滑板行進停止，動力頭繼續轉動，PLC啟動滑板后退操作，當滑板設置的退停凸塊碰觸滑臺限位開關65時，滑板后退停止，回到初始位置，各動力頭停止轉動。3.鉆鏜加工完成后，滑臺ld_4d的滑板全部回到初始位置，PLC啟動端部油缸71、中間油缸72、水平油缸73的復位操作，端部油缸，水平油缸回到初始位置，端部油缸電磁閥24a、水平油缸電磁閥24c斷電；當中間油缸72回到初始位置時，中間油缸復位限位開關67動作并給出 目號，PLC控制中間油缸電磁閥24b斷開，并控制油栗電機70停轉，冋時啟動送料電機變頻器21帶動送料電機17反轉運行，將加工好的料件經輸送帶5送出至序列托輪傳送段即上料的初始位置，送料出限位開關66b動作并給出信號，通過PLC控制送料電機變頻器21斷電，送料電機17停止轉動，料件送出完成。至此，整個設備完成一個加工過程。以上僅為本實用新型的最常用的應用實例，在實際應用中，還可以用于具有不同孔位、孔數及結構近似的用于塔吊等各應用領域的直角鋼件的鉆鏜孔加工，從而取代傳統的手工加工，減輕操作者人力消耗，并顯著提高功效和質量。 以上內容并非對本實用新型的結構、形狀及材料作任何形式上的限制。凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
權利要求1.一種塔吊中間節主角鋼銷孔加工自動機床，其特征在于包括床身，料件輸送帶，定位模架，定位撐緊裝置，用于鉆鏜孔的多個動力頭裝置及通過電氣執行部件控制料件輸送啟停操作、定位撐緊操作、動力頭裝置定位及鉆鏜孔啟停操作的控制單元，所述床身為一沿縱向開有水平貫通凹槽的條形長方體，所述料件輸送帶沿所述凹槽縱向中心線設置在凹槽內部并由凹槽進/出料端延伸至凹槽外部；所述定位模架包括設置在凹槽上方且與料件形狀吻合用于料件垂直定位的直角定位模板及固定在直角定位模板對應料件前端的端部用于料件水平定位的定位端板，所述直角定位模板以其直角頂部朝上、直角棱線與凹槽縱向中心線在同一豎直平面覆蓋凹槽槽口固定在床身上；所述定位撐緊裝置包括在凹槽內直角定位模板下方設置的料件垂直頂壓機構和在直角定位模板與其安裝定位端板一端相對的另一端外側設置的料件水平頂壓機構，所述多個動力頭裝置與直角定位模板模孔孔位對應以動力頭軸線垂直于直角定位模板的板面且動力頭沿其軸線方向可往復移動分別設置在床身兩側。
2.根據權利要求I所述的塔吊中間節主角鋼銷孔加工自動機床，其特征在于所述直角定位模板與塔吊中間節主角鋼銷孔孔組對應，在其靠近定位端板一端的兩個直角面上、其中一個直角面的中部及該直角面遠離定位端板的一端分別設有模孔組。
3.根據權利要求2所述的塔吊中間節主角鋼銷孔加工自動機床，其特征在于所述料件輸送帶包括由連接控制單元的送料電機驅動的位于凹槽外部的序列托輪傳送段和設置在凹槽內部的序列托輥傳送段。
4.根據權利要求3所述的塔吊中間節主角鋼銷孔加工自動機床，其特征在于所述序列托輪傳送段包括連接凹槽的條形支架、通過軸承座間隔設置在條形支架上的多個托輪，所述序列托輥傳送段包括通過軸承座間隔設置在凹槽側壁上的多個托輥，各托輪、托輥分別同軸設置傳動鏈輪，所述送料電機通過鏈條、傳動鏈輪帶動各托輪、托輥轉動，對應料件輸送帶的始端和末端分別設有連接控制單元的送料出限位開關和送料進限位開關。
5.根據權利要求4所述的塔吊中間節主角鋼銷孔加工自動機床，其特征在于所述托輪是由頂托料件頂角部位的大輪盤及對稱設置于其兩側頂托料件兩直角板面的小輪盤固定于輪軸上構成。
6.根據權利要求I至5的任一項所述的塔吊中間節主角鋼銷孔加工自動機床，其特征在于所述定位撐緊裝置的垂直頂壓機構包括分別對應料件的端部及中間位置設置的兩個端部油缸及一個中間油缸，端部油缸及中間油缸的執行件頂部固定設置頂座，水平頂壓機構為水平油缸；端部油缸、中間油缸和水平油缸分別連接壓力表及電磁閥，所述壓力表的接點及電磁閥連接控制單元。
7.根據權利要求6所述的塔吊中間節主角鋼銷孔加工自動機床，其特征在于在所述床身上對應中間油缸復位止動位置設有連接控制單元的中間油缸復位限位開關。
8.根據權利要求7所述的塔吊中間節主角鋼銷孔加工自動機床，其特征在于所述動力頭裝置包括由動力頭電機驅動的動力頭及由滑臺電機驅動的設有滑臺限位開關的滑臺，所述動力頭可往復移動設置在滑臺上。
9.根據權利要求8所述的塔吊中間節主角鋼銷孔加工自動機床，其特征在于所述控制單元包括設有控制面板的電氣控制柜，可編程序控制器，用于連接送料電機、動力頭電機、滑臺電機的多個變頻器，所述控制面板的按鈕組、送料進限位開關、送料出限位開關、滑臺限位開關、中間油缸復位限位開關、壓力表的接點分別連至可編程序控制器的輸入端，所述送料電機、動力 頭電機、滑臺電機分別通過各自變頻器連至可編程序控制器的輸出端，兩個端部油缸、中間油缸、水平油缸分別通過電磁閥連至可編程序控制器的輸出端。
專利摘要本實用新型涉及一種塔吊中間節主角鋼銷孔加工自動機床，其特征在于包括床身，料件輸送帶，定位模架，定位撐緊裝置，多個動力頭裝置及控制單元，床身為沿縱向開有貫通凹槽的條形長方體，料件輸送帶沿凹槽設在凹槽內部并延伸至凹槽外部；定位模架包括設置在凹槽上方的直角定位模板及固定在直角定位模板端部的定位端板，直角定位模板以直角頂部朝上、直角棱線與凹槽縱向中心線在同一豎直平面覆蓋凹槽槽口固定在床身上；定位撐緊裝置包括料件垂直頂壓機構和料件水平頂壓機構，多個動力頭裝置與直角定位模板加工孔位對應以動力頭軸線垂直于直角定位模板的板面可往復移動分別設置在床身兩側。本實用新型的優點節省人力物力資源，高工效、高質量。
文檔編號B23Q15/00GK202527741SQ201220019168
公開日2012年11月14日 申請日期2012年1月16日 優先權日2012年1月16日
發明者尹廣通 申請人:天津市奧聯特鋼結構安裝工程有限公司