一种建筑铝合金模板板材冲孔加工防偏移装置的制作方法

本发明涉及建筑工程，尤其涉及一种建筑铝合金模板板材冲孔加工防偏移装置。

背景技术：

1、随着建筑行业对铝合金模板需求量的不断增加，铝合金模板板材的冲孔加工技术也得到了快速发展。然而，在实际生产过程中，板材在冲孔过程中容易发生偏移，导致加工精度降低，影响产品质量。目前市场上针对板材冲孔加工的防偏移装置虽然种类繁多，但在实际应用中仍存在诸多不足。

2、经检索，公开号为cn215902548u的一种防偏移的不锈钢板用冲孔装置，公开日期为2022年2月25日。该装置通过在推拉板内部设置开槽，配合限制槽和顶块实现板材的夹持定位。然而，该设计主要针对不锈钢板材，其结构强度和材质特性与铝合金模板存在显著差异。铝合金模板具有质轻、易变形等特点，该装置的夹持方式难以适应铝合金模板的材质特性，容易在夹持过程中造成板材变形或损伤。同时，该装置的防偏移结构依赖于机械摩擦和螺纹锁紧，对于厚度较薄的铝合金模板而言，夹持力度难以精确控制，力度过小无法有效防止偏移，力度过大则容易导致板材损坏。

3、经检索，公开号为cn220481946u的一种具有防偏结构的自动冲孔装置，公开日期为2024年2月13日。该设计通过电机驱动螺杆带动夹持组件移动，实现板材的自动推送和夹持，具有较高的自动化程度。但该装置主要适用于家居建材领域的板材加工，其防偏结构采用框架式设计，结构较为复杂，对于建筑铝合金模板这类尺寸较大、精度要求较高的应用场景适应性不足。此外，该装置的夹持机构无法针对不同厚度和规格的铝合金模板进行自适应调节，通用性较差，难以满足建筑行业对不同规格铝合金模板的加工需求。

4、上述现有技术方案表明，目前市场上的板材冲孔防偏移装置在针对建筑铝合金模板的加工方面存在明显不足：要么无法适应铝合金模板的材质特性，要么缺乏针对建筑行业应用的专用设计。因此，亟需一种专门针对建筑铝合金模板板材冲孔加工的防偏移装置，以解决现有技术中存在的精度低、适应性差、通用性不足等问题。

技术实现思路

1、本发明提供了建筑铝合金模板板材冲孔加工防偏移装置，能够对铝合金模板进行稳定的夹持定位，在冲孔加工过程中有效防止板材偏移，提高加工精度，满足建筑行业对不同规格铝合金模板的加工需求。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、设计建筑铝合金模板板材冲孔加工防偏移装置，包括底座框架、工作台面板、导轨安装座、立柱、上横梁和地脚螺栓组成的支撑固定模块，以及由主驱动电机、冲孔驱动电机、电机安装板和联轴器构成的动力模块，还包括同步轴、滚珠丝杠、丝杠螺母、线性导轨、直线轴承、夹持滑块和同步齿轮组组成的传动运动转换模块，以及浮动夹头、夹持压块、定位探针、光电传感器、冲压机构、冲头和冲压模具构成执行模块。

4、所述底座框架采用钢板焊接结构，四角布置加强筋，用于承载整体重量及冲孔反力。所述工作台面板采用调质处理钢材，表面磨削加工，作为板材承载基面。所述立柱设置多个，支撑上模机构重量。所述上横梁采用箱式结构，安装冲压机构。

5、所述动力模块中，主驱动电机通过联轴器与滚珠丝杠连接，驱动夹持滑块移动。冲孔驱动电机驱动冲压机构往复运动，带动冲头完成冲孔动作。

6、所述传动运动转换模块中，同步轴连接多个夹持单元，实现同步驱动。滚珠丝杠与丝杠螺母配合，将旋转运动转换为直线运动，驱动夹持滑块沿线性导轨移动。线性导轨与直线轴承配合，确保运动精度。同步齿轮组保证同步轴与滚珠丝杠同步转动。

7、所述执行模块中，浮动夹头采用蝶形弹簧组实现自适应压紧，压紧力可根据需要进行调节。夹持压块采用聚氨酯包胶，避免损伤铝合金板面。定位探针设置多个，伸出长度可调，配合光电传感器进行定位。光电传感器布置于板材四角及中点，实时监测板材位置偏移量。冲压机构采用曲柄滑块机构，实现冲头往复运动。冲头采用高速钢材质，可更换，配合冲压模具使用。

8、可选的，所述浮动夹头的蝶形弹簧组能够实现三个方向的浮动自位，适应不同厚度的铝合金模板。夹持压块的聚氨酯包胶硬度适中，在保证夹持稳定性的同时避免对板材表面造成损伤。

9、可选的，所述光电传感器采用漫反射式，检测距离设定为合适范围，能够准确感知板材位置变化。多个光电传感器形成边框式传感阵列，实现对板材全范围的监测。

10、可选的，所述定位探针采用不锈钢材质，耐腐蚀且结构强度高，伸出长度可调的设计使其能够适应不同规格的铝合金模板。

11、可选的，所述冲压机构的曲柄半径可调，能够根据加工要求调整冲程，适应不同的冲孔需求。冲压模具采用合金工具钢，刃口经过淬火处理，具有良好的耐磨性和使用寿命。

12、可选的，所述装置还包括导轨防尘罩，采用折叠式结构，保护线性导轨免受灰尘和杂质的侵入。限位开关设置于滑块行程两端，防止超程运行，保护设备安全。

13、可选的，所述同步轴采用钢材制作，用于实现四个夹持单元的同步驱动，确保夹持动作的一致性。同步齿轮组保证传动过程的平稳性和准确性。

14、本发明的有益效果是：通过设置浮动夹头，采用蝶形弹簧组实现自适应压紧，能够根据铝合金模板的厚度自动调节夹紧力，有效避免因夹持力度过大造成的板材变形或损伤，同时保证夹持力度足够防止板材偏移。聚氨酯包胶的夹持压块在夹持过程中保护铝合金板面，避免产生压痕。光电传感器阵列实时监测板材位置，夹持系统与定位系统联动闭环控制，确保板材在冲孔全程保持稳定，显著提高加工精度。四角独立浮动夹持结构设计使装置能够适应不同厚度和规格的铝合金模板，具有良好的通用性，满足建筑行业对多种规格铝合金模板的加工需求。

1.一种建筑铝合金模板板材冲孔加工防偏移装置，其特征在于：包括支撑固定模块、动力模块、传动运动转换模块和执行模块；

2.根据权利要求1所述的建筑铝合金模板板材冲孔加工防偏移装置，其特征在于：所述夹持滑块（160）设置有四个，四个所述夹持滑块（160）分别布置于所述工作台面板（20）的四角外侧，各所述夹持滑块（160）的顶部各固定安装有一个所述浮动夹头（180），各所述浮动夹头（180）的底部各固定安装有一个所述夹持压块（190），四个所述夹持滑块（160）通过所述同步轴（110）和所述同步齿轮组（170）实现联动，所述主驱动电机（70）驱动所述滚珠丝杠（120）转动时，所述丝杠螺母（130）带动四个所述夹持滑块（160）沿所述线性导轨（140）同时向所述工作台面板（20）的中心方向滑动，各所述夹持压块（190）分别从四角压紧于铝合金模板的上表面，实现对铝合金模板的四角同步夹持；所述蝶形弹簧组（181）由多片蝶形弹簧叠加安装于所述浮动夹头（180）的内部，所述蝶形弹簧组（181）沿垂直于板材表面的方向以及平行于板材表面的两个方向均能实现浮动自位，所述浮动夹头（180）的压紧力通过调整所述蝶形弹簧组（181）的预压量进行调节；所述聚氨酯包胶（191）包覆于所述夹持压块（190）的整个下表面，各所述夹持压块（190）的聚氨酯包胶（191）的下表面位于同一水平高度，分别与铝合金模板上表面的四角边缘位置接触压紧，实现对铝合金模板的四点均匀夹持。

3.根据权利要求1所述的建筑铝合金模板板材冲孔加工防偏移装置，其特征在于：所述同步轴（110）沿水平横向贯穿连接四个夹持单元，所述同步轴（110）的两端分别通过轴承和轴承座转动支撑于所述导轨安装座（30）上，所述同步齿轮组（170）包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮固定安装于所述滚珠丝杠（120）的一端并与所述滚珠丝杠（120）同步转动，所述从动齿轮固定安装于所述同步轴（110）的一端并与所述同步轴（110）同步转动，所述主动齿轮与所述从动齿轮相互啮合，使各所述夹持单元的动作保持严格的同步关系。

4.根据权利要求1所述的建筑铝合金模板板材冲孔加工防偏移装置，其特征在于：所述光电传感器（210）设置有五个，其中四个所述光电传感器（210）分别布置于所述工作台面板（20）上方铝合金模板的四个角部位置，一个所述光电传感器（210）布置于铝合金模板的中心位置，五个所述光电传感器（210）形成边框式传感阵列，对板材全范围进行位置监测；所述光电传感器（210）采用漫反射式传感器，所述光电传感器（210）的检测距离设定为与铝合金模板表面相匹配的范围，当铝合金模板发生偏移时，所述光电传感器（210）检测到位置变化信号并将信号传输至控制系统。

5.根据权利要求4所述的建筑铝合金模板板材冲孔加工防偏移装置，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统分别与所述主驱动电机（70）、所述冲孔驱动电机（80）、所述光电传感器（210）和限位开关（260）电连接；所述光电传感器（210）实时采集铝合金模板的位置信号并传输至所述控制系统，所述控制系统根据接收的位置信号输出控制指令调节所述主驱动电机（70）的转速和转向，控制所述夹持滑块（160）的位置进行偏移补偿，形成闭环控制；当检测到板材偏移量超过允许范围时，所述控制系统停止冲孔加工并调整夹持力进行修正。

6.根据权利要求1所述的建筑铝合金模板板材冲孔加工防偏移装置，其特征在于：所述定位探针（200）设置有多个，各所述定位探针（200）分别安装于各所述夹持滑块（160）上，所述定位探针（200）的尖端朝向所述工作台面板（20）的中心方向并与铝合金模板的边缘相对设置；所述定位探针（200）采用不锈钢材质，所述定位探针（200）的安装座上设置有调节螺钉，通过旋动所述调节螺钉调整所述定位探针（200）相对于所述夹持滑块（160）的位置，实现伸出长度的可调，以适配不同规格的铝合金模板。

7.根据权利要求1所述的建筑铝合金模板板材冲孔加工防偏移装置，其特征在于：所述冲压机构（220）采用曲柄滑块机构（221），所述曲柄滑块机构（221）固定安装于所述上横梁（50）的底部中央，所述曲柄滑块机构（221）的曲柄上设置有曲柄半径调节机构，通过所述曲柄半径调节机构改变曲柄长度以调整所述冲头（230）的冲程大小；所述曲柄滑块机构（221）的滑块与所述冲头（230）通过接头固定连接，所述冲孔驱动电机（80）驱动所述曲柄滑块机构（221）运动，带动所述冲头（230）沿垂直方向朝向所述冲压模具（240）作往复直线运动；所述冲头（230）采用高速钢材质，所述冲头（230）通过接头与所述冲压机构（220）的滑块可拆卸地固定连接，所述冲头（230）可更换；所述冲压模具（240）采用合金工具钢，所述冲压模具（240）的刃口经过淬火处理，所述冲压模具（240）的型腔与所述冲头（230）的形状相匹配，所述冲头（230）下行时穿过铝合金模板并与所述冲压模具（240）合模形成孔形。

8.根据权利要求1所述的建筑铝合金模板板材冲孔加工防偏移装置，其特征在于：所述线性导轨（140）的数量为两条，两条所述线性导轨（140）分别平行布置于所述滚珠丝杠（120）的左右两侧且固定安装于所述导轨安装座（30）上，所述直线轴承（150）的数量为四个，各所述直线轴承（150）分别安装于对应的所述线性导轨（140）上并固定连接于对应的所述夹持滑块（160）的底部，各所述夹持滑块（160）通过所述直线轴承（150）沿所述线性导轨（140）滑动，所述滚珠丝杠（120）与所述丝杠螺母（130）配合将旋转运动转换为直线运动，驱动所述夹持滑块（160）沿所述线性导轨（140）往复移动。

9.根据权利要求1所述的建筑铝合金模板板材冲孔加工防偏移装置，其特征在于：还包括导轨防尘罩（250）和限位开关（260）；所述导轨防尘罩（250）采用折叠式结构，覆盖安装于所述线性导轨（140）的外侧，所述导轨防尘罩（250）的两端分别与所述夹持滑块（160）和所述导轨安装座（30）的端部固定连接，随所述夹持滑块（160）的移动而伸缩折叠，保护所述线性导轨（140）免受灰尘和杂质的侵入；所述限位开关（260）设置于所述夹持滑块（160）沿所述线性导轨（140）滑动的行程两端，所述限位开关（260）固定安装于所述导轨安装座（30）或所述底座框架（10）上且与所述夹持滑块（160）的行程极限位置对应设置，当所述夹持滑块（160）移动至行程极限位置时，所述限位开关（260）触发并停止所述主驱动电机（70）的运动，防止超程运行。

10.根据权利要求1所述的建筑铝合金模板板材冲孔加工防偏移装置，其特征在于：所述底座框架（10）采用钢板焊接结构，所述底座框架（10）的四角布置有加强筋（11），所述底座框架（10）通过四个所述地脚螺栓（60）与地面固定连接，四个所述地脚螺栓（60）分别布置于所述底座框架（10）的四个角落，用于承载整体设备的重量及冲孔加工时产生的反力；所述工作台面板（20）采用调质处理钢材，所述工作台面板（20）通过螺栓连接方式与所述底座框架（10）固定连接，所述工作台面板（20）的上表面为经磨削加工的光洁平整面，作为铝合金模板板材的承载基面；所述立柱（40）设置有多个，各所述立柱（40）的底部与所述底座框架（10）固定连接，各所述立柱（40）的顶部与所述上横梁（50）固定连接，所述上横梁（50）采用箱式结构，用于安装所述冲压机构（220）并承受冲压过程中的作用力。