一种金属板材刨槽和切割工艺以及刨槽切割一体机的制作方法

1.本发明涉及金属板材开槽技术领域，特别涉及一种金属板材刨槽和切割工艺，以及用于实现该工艺的刨槽切割一体机。


背景技术：

2.国内外新兴的中高档建筑材料装饰行业对所需要的金属装饰材料提出了更高的要求，即要求弯制后的金属薄板料工件棱边圆弧半径尽可能小，金属薄板料工件表面无折光；要求金属薄板料工件的弯制断面形状更复杂，更能体现设计师的新潮设计风格。目前传统的强制折弯方式和自由折弯方式，甚至三点式折弯工艺都已无法弯制小圆弧的金属板料工件，也就是说单独用折弯机弯制金属薄板料工件已不能满足设计师的设计要求，达不到中高档装饰的档次和装饰效果。
3.目前，在金属板材的刨槽加工行业，通常是在对被加工的金属板材完成刨槽后，在将整块金属板材移送到另外的设备上进行切割或者裁剪，将大面积的大块板材分隔成单件金属板材。现有工艺的缺陷在于：1、需要多台设备，提高了刨槽、切割的成本，同时设备间的转换也加长了工序的时间，即降低了效率；2、上料定位、刨槽、转换剪切，至少需要8个操作工人，人工成本大，且存在较大的安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明提供一种金属板材刨槽和切割工艺，以及实现该工艺的刨槽和切割一体机，该工艺将现有的刨槽、剪切分两台设备完成的步骤集成在一台设备上完成，即在开槽和剪切两道工艺之间无需转换设备，这样对整张金属板材进行刨槽、切割(剪切)，省时省力，降低了生产成本。为了解决上述问题，本发明提供的一种金属板材刨槽和切割工艺，其技术方案如下：
5.本发明的一种金属板材刨槽和切割工艺，即在整张的金属板材上切屑刨槽加工成v型槽、u型槽或者其它形状的槽，然后将大面积的整张金属板材切割成窄条的单件金属板材。所述工艺包括以下步骤：
6.步骤一，将被加工的金属板材定位在刨槽切割机的刨槽工位上，按照预设程序启动所述刨槽切割机的刨刀对所述金属板材进行刨槽，其中，所述刨槽切割机的刨刀对同一被加工槽进行至少一次刨槽操作，使所述金属板材上的被加工槽形状尺寸达到预定要求；其中，根据被加工槽形状深度的设计要求，同一条槽可以进行一次切屑刨槽，也可以两次或者两次以上的切屑刨槽。
7.步骤二，若需要在所述金属板材上刨出多道槽，则重复步骤一的操作；根据需要在整块金属板件上加工出两道或者两道以上的槽。
8.步骤三，完成所述金属板材的部分或者全部刨槽后，将所述刨槽切割机的刨刀关停，启动所述刨槽切割机的激光切割装置或者剪切装置，将所述金属板材激光切割或者剪切成单件金属板材。其中，激光切割装置或者剪切装置与刨刀装置同时安装在所述刨槽切
割机的机架上。
9.现有的金属板材刨槽和切割工艺是：首先将被加工的金属板材上料到刨槽机上，并通过液压压板将整块金属板材固定在预定的工位位置，调整好刨刀的加工起点，启动刨刀对金属板材进行切屑刨槽，在金属板材上加工成预设的v型槽或者u型槽等等；然后，整块金属板材上的所有预设槽加工完成后，将该整块金属板材转运(转移)到剪切设备上，对其进行剪切后形成窄条的单件金属板材，这种方式的显著缺陷是需要两台设备、且大幅度转移场地/位置，刨槽切割的成本翻倍，且人工转运存在更多的安全风险。另外一种现有方式是：整块金属板材上的所有预设槽加工完成后，再在预设的剪切处进行刨槽，此处的刨槽尽可能地深至用人工可折断分裂；然后将整块金属板料转移到其他平台上，采用人工折断(扳断)形成窄条的单件金属板材，这种方式的显著缺陷是折断处由于没有完全刨断而存在断痕不光洁、生成毛刺的现象。
10.本发明的金属板材刨槽和切割工艺，是将刨槽和切割集成在同一台设备上完成，中间不需要将金属板材转换设备，仅调整好金属板材的切割位置即可实施切割；一方面，减少了厂房设备成本、减少了人工成本，仅人工成本就降低了70％-80％；另一方面，由于无需在两道工序之间进行金属板材的转运，从而提高了加工效率，也提升了自动化程度；再一方面，省去转运过程而降低了安全隐患。虽然是将传统的两个工艺集成在一起，但是在本领域的现有金属板材刨槽以及切割加工中没有任何厂家实施，也没有任何成型设备能够实现，本发明的金属板材刨槽和切割工艺解决了金属板材加工中的多年存在的技术痛点，达到了意想不到的技术效果，即速度快效率高、安全隐患低、刨槽切割质量更好。
11.进一步地，在步骤一中，若所述刨槽切割机的刨刀对同一被加工槽进行两次或者两次以上的刨槽/刨削操作时，在刨刀安装架的回程中也有刨刀进行刨槽/刨削操作。即在刨槽切割机的刨刀安装架上相对地安装有两组刨刀，其中一组刨刀固定为从右至左实施刨槽作业、另一组刨刀固定为从左至右实施刨槽作业，两组刨刀在去、回方向上交替进行切削刨槽，这样成倍地提高了加工效率，同时节省了刨刀安装架回程放空的电能。
12.进一步地，步骤三中，加工好所述单件金属板材上预定数量的刨槽后，即启动所述刨槽切割机的激光切割装置或者剪切装置，将该所述单件金属板材切割下来，然后进行下一轮次的刨槽和切割。即，最终的单件金属板材上需要两道或者三道或者多道v型槽，则在加工两道或者三道v或者多道型槽后将该单件金属板材按照预定尺寸剪切或者激光切割下来，从设备的后端推出，然后继续进行下一块单件金属板材上v型槽的加工。所有的单件金属板材在设备的后端整理码堆后一起转运。
13.进一步地，步骤三中，将所述金属板材上所有的槽刨好以后，再启动所述刨槽切割机的激光切割装置或者剪切装置，逐一切割成所述单件金属板材。即若整块金属板材上需要加工10道v型槽，被切割成5块单件金属板材，则先将所有10道v型槽切屑刨槽好以后再切割分裂成单件金属板材，这样，针对整块金属板材的刨槽切割，就不需要在中途转换刨刀与切割装置，也可以进一步提高工作效率。
14.进一步地，步骤一中，所述刨槽切割机在横向上可同时对所述金属板材进行两道或者多道刨槽加工，即若所述单件金属板材上需要开设两道或者多道刨槽时，可以一次性完成该两道或者多道刨槽。即刨槽切割机在横向上安装有两排或者多排刨刀，同时在金属板材上切屑刨槽成两道或者多道v型槽。
15.进一步地，所述刨槽切割机的刨刀纵向刨槽中心线与激光切割头纵向切割中心线不重合。刨刀在刨槽时需要正对着工作台面实板上，而激光切割头实施切割时需要有避空结构，因为刨刀在刨槽时是不将金属板材刨断的，即刨刀与工作台面有一定的距离，刨刀不会刮坏工作台面，且需要工作台面来冲抵刨刀的冲击力，否则金属板材在刨槽位置会发生下凹现象；而激光切割是需要将金属板材切断，在工作台面上设置有专用的避空结构，如果激光切割所正对的位置是刨刀所正对的工作台面而不是避空结构，则激光会将工作台面熔融而损坏工作台面。所以，刨刀纵向运动方向与激光切割头纵向运动方向不重叠，即刨刀与激光切割头在横向上需要错开一定位置。此处所述的“纵向”即刨刀开槽时的运行方向，“横向”即在水平面上与“纵向”垂直的方向。
16.本发明的一种金属板材刨槽和切割一体机，用于实现上述的金属板材刨槽和切割工艺。
17.具体地，该金属板材刨槽和切割一体机包括：机架、前后托料架、台面板、液压压板、后送料装置、刨槽和激光切割装置和控制系统，所述前后托料架包括前托料架和后托料架，所述前托料架和所述后托料架分别固定设置在所述机架的前后方，所述台面板固定设置在所述机架的工作台面上，所述台面板的中部开设有激光切割避空结构；多个所述液压压板并排设置在所述机架内部，且多个所述液压压板位于所述工作台面板上方，工作时，所述液压压板将待加工金属板材压紧在所述工作台面板上，多个所述液压压板与液压站液压控制相连，所述后送料装置固定设置于所述机架的后方，所述后送料装置包括后送料液压夹钳，所述后送料液压夹钳滑动设置于所述后送料装置上；所述刨槽和激光切割装置可滑动地安装在所述机架上且位于所述台面板的正上方，所述刨槽和激光切割装置为单头刨槽和激光切割装置或者双头刨槽和激光切割装置，所述控制系统分别与所述液压压板、所述后送料装置以及所述刨槽和激光切割装置电路控制相连。其中，前后托料架用于被加工的金属板材开槽和切割前后的支撑，液压压板用于在被加工金属板材刨刀开槽时将金属板材压紧在台面板，使得金属板材固定不动而刨刀运行在金属板材上开槽。
18.所述单头刨槽和激光切割装置包括刀架平板、伺服电机座板、x轴装置、w轴装置、c轴装置、刀架装置、刮屑装置和安装滑动导槽，所述伺服电机座板垂直固定安装在所述刀架平板上，所述x轴装置设置在所述伺服电机座板上方的所述刀架平板上，所述w轴装置和所述c轴装置设置在所述伺服电机座板以及所述伺服电机座板下方的所述刀架平板上，所述刮屑装置设置在所述w轴装置上，所述刀架装置设置在所述刮屑装置上；所述安装滑动导槽设置在所述刀架平板的背面上，且与设置在所述机架上的x轴直线导轨相适配，所述单头刨槽和激光切割装置通过所述安装滑动导槽与所述x轴直线导轨可滑动地设置在所述机架上。
19.所述x轴装置包括x轴伺服电机、x轴减速机、x轴传动轴和x轴传动齿轮，所述x轴伺服电机和所述x轴减速机设置在所述刀架平板的正面上，所述x轴传动轴贯穿所述刀架平板连接所述x轴减速机与所述x轴传动齿轮，所述x轴传动齿轮与设置在所述机架上的x轴齿条相适配设置，所述x轴传动齿轮与所述x轴齿条相配合驱动所述单头刨槽和激光切割装置沿x轴滑动。
20.所述w轴装置包括w轴伺服电机、w轴同步带轮、w轴滚珠丝杆和w轴滑块，所述w轴伺服电机和所述w轴同步带轮安装在所述伺服电机座板上，所述w轴滑块设置在所述伺服电机
座板下方的所述刀架平板上，所述w轴滚珠丝杆连接所述w轴同步带轮与所述w轴滑块，所述w轴滑块上设置所述刮屑装置。
21.所述刮屑装置包括刮屑气缸、刮屑连杆、刮屑连接板、刮屑导向杆和刮屑板，所述刮屑气缸设置在所述w轴滑块上，所述刮屑连杆连接所述刮屑气缸与所述刮屑连接板，所述刮屑板通过两根所述刮屑导向杆设置在所述刮屑连接板的下方。
22.所述刀架装置包括刨刀上刀架、刨刀压板和白钢刨刀，所述刨刀上刀架通过两根所述刮屑导向杆设置在所述w轴滑块上，所述白钢刨刀通过所述刨刀压板设置在所述刨刀上刀架上；所述刀架装置上还设置有台面清洁毛刷装置，所述台面清洁毛刷装置包括毛刷固定支架和清洁毛刷，所述毛刷固定支架固定设置在所述刨刀上刀架上。
23.所述c轴装置包括c轴伺服电机、c轴同步带轮、c轴滚珠丝杆和c轴滑块，所述c轴伺服电机和所述c轴同步带轮安装在所述伺服电机座板上，所述c轴滑块设置在所述伺服电机座板下方的所述刀架平板上，所述c轴滚珠丝杆连接所述c轴同步带轮与所述c轴滑块，所述c轴滑块上设置激光头。这样，单头刨槽和激光切割装置安装在开槽机正面上，通过x轴伺服电机实现在x轴方向的移动，通过c轴、w轴伺服电机驱动c轴、w轴同步带轮带动c轴、w轴滚珠丝杆，使v型滑块在左v型导向条、右v型导向条之间稳定、迅速的滑动，从而带动刀架装置和激光头在工件上进行开槽和切割，定位精确、开槽深浅度误差小，并配合激光切割，保证了工件刨槽尺寸精度，进一步提高了刨槽的效率。
24.所述双头刨槽和激光切割装置包括所述单头刨槽和激光切割装置和z轴装置，所述z轴装置与所述w轴装置对称地设置；所述z轴装置包括z轴伺服电机、z轴同步带轮、z轴滚珠丝杆和z轴滑块，所述z轴滑块上设置有所述刮屑装置、所述刀架装置和所述台面清洁毛刷装置。这样，双头刨槽和激光切割装置安装在开槽机正面上，通过x轴伺服电机实现在x轴方向的移动，通过c轴、w轴、z轴伺服电机驱动同步带轮带动滚珠丝杆，使v型滑块在左v型导向条、中间v型导向条、右v型导向条之间稳定、迅速的滑动，从而带动刀架装置和激光头装置在工件上进行刨槽和切割，定位精确、开槽深浅度误差小，并配合激光切割，保证了工件刨槽尺寸精度，进一步提高了刨槽的效率。
25.刨槽机在对工件刨槽时，精度要求较高，刨槽机的z轴装置和w轴装置是实现对工件刨削槽深度控制的装置，系统给z轴伺服电机信号或w轴伺服电机信号，伺服电机开始旋转，在同步带轮和同步带的传动下驱动丝杆上下运动从而带动刀架装置和刀上下运动实现刨削深度控制。c轴装置根据工件表面离切割头割嘴设定的高度，当需切割时系统给c轴伺服电机信号，伺服电机开始旋转，在同步带轮和同步带的传动下驱动丝杆上下运动从而带动滑块上下运动来实现设定高度控制。
26.本发明提供的金属板材刨槽和切割工艺的有益效果是：
27.将刨槽和切割放在同一台设备上完成，中间不需要转换设备；一方面，减少了设备厂房成本、减少了人工成本，另一方面，提高了加工效率、自动化程度提升；再一方面，省去转运过程而降低了安全隐患。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
29.图1是本发明金属板材刨槽和切割工艺流程示意图；
30.图2是本发明金属板材刨槽和切割一体机的立体结构示意图；
31.图3是图2中r处的放大图；
32.图4是本发明金属板材刨槽和切割一体机的俯视图；
33.图5是本发明金属板材刨槽和切割一体机中后送料装置的结构示意图；
34.图6是本发明金属板材刨槽和切割一体机中单头刨槽和激光切割装置的结构示意图；
35.图7是本发明单头刨槽和激光切割装置的背面结构示意图；
36.图8是本发明金属板材刨槽和切割一体机中刮屑装置以及刀架装置的结构示意图；
37.图9是本发明金属板材刨槽和切割一体机中双头刨槽和激光切割装置的结构示意图，图中，z轴同步带轮没有显示出来，图中对应的标注仅说明z轴同步带轮所在的位置。
具体实施方式
38.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
39.在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
40.实施例一
41.请参考图1，本实施例的一种金属板材刨槽和切割工艺，该工艺包括以下步骤：
42.步骤一，将被加工的金属板材定位在刨槽切割机的刨槽工位上，按照预设程序启动所述刨槽切割机的刨刀对所述金属板材进行刨槽，其中，所述刨槽切割机的刨刀对同一被加工槽进行至少一次刨槽操作，使所述金属板材上的被加工槽形状尺寸达到预定要求；
43.步骤二，若需要在所述金属板材上刨出多道槽，则重复步骤一的操作；
44.步骤三，完成所述金属板材的部分或者全部刨槽后，将所述刨槽切割机的刨刀关停，启动所述刨槽切割机的激光切割装置或者剪切装置，将所述金属板材激光切割或者剪切成单件金属板材。
45.优选地，在步骤一中，若所述刨槽切割机的刨刀对同一被加工槽进行两次或者两次以上的刨槽操作时，在刨刀安装架的回程中也有刨刀进行刨槽操作。
46.优选地，步骤三中，加工好所述单件金属板材上预定数量的刨槽后，即启动所述刨槽切割机的激光切割装置或者剪切装置，将该所述单件金属板材切割下来，然后进行下一轮次的刨槽和切割。
47.步骤三中，将所述金属板材上所有的槽刨好以后，再启动所述刨槽切割机的激光切割装置或者剪切装置，逐一切割成所述单件金属板材。
48.步骤一中，所述刨槽切割机在横向上可同时对所述金属板材进行两道或者多道刨
槽加工，即若所述单件金属板材上需要开设两道或者多道刨槽时，可以一次性完成该两道或者多道刨槽。
49.优选地，所述刨槽切割机的刨刀纵向刨槽中心线与激光切割头纵向切割中心线不重合。此处的“纵向”即刨刀开槽时的运行方向，“横向”即在水平面上与“纵向”垂直的方向。
50.实施例二
51.请参考图2至图9，本实施例的一种金属板材刨槽和切割一体机，用于实现实施例一的工艺。
52.具体地，该金属板材刨槽和切割一体机包括：机架1、前后托料架2、台面板3、液压压板4、后送料装置5、刨槽和激光切割装置6和控制系统7。其中，前后托料架2包括前托料架21和后托料架22，前托料架21和后托料架22分别固定设置在机架1的前后方，台面板3固定设置在机架1的工作台面上，台面板3的中部开设有激光切割避空结构31。
53.多个液压压板4并排设置在机架1内部，且多个液压压板4位于工作台面板3上方，工作时，液压压板4将待加工金属板材压紧在工作台面板3上，多个液压压板4与液压站41液压控制相连，后送料装置5固定设置于机架1的后方，后送料装置5包括后送料液压夹钳51，后送料液压夹钳51滑动设置于后送料装置5上。其中，多个液压压板4用于将被加工的金属板材压紧在台面板3上，使得金属板材在切屑刨槽时不滑动。
54.刨槽和激光切割装置6可滑动地安装在机架1上且位于台面板3的正上方，刨槽和激光切割装置6为单头刨槽和激光切割装置61或者双头刨槽和激光切割装置62，控制系统7分别与液压压板4、后送料装置5以及刨槽和激光切割装置6电路控制相连。
55.具体参见图6、图7和图8，单头刨槽和激光切割装置61包括刀架平板601、伺服电机座板602、x轴装置603、w轴装置604、c轴装置605、刀架装置606、刮屑装置607和安装滑动导槽608，伺服电机座板602垂直固定安装在刀架平板601上，x轴装置603设置在伺服电机座板602上方的刀架平板601上，w轴装置604和c轴装置605设置在伺服电机座板602以及伺服电机座板602下方的刀架平板601上，刮屑装置607设置在w轴装置604上，刀架装置606设置在刮屑装置607上。安装滑动导槽608设置在刀架平板601的背面上，且与设置在机架1上的x轴直线导轨8相适配，单头刨槽和激光切割装置61通过安装滑动导槽608与x轴直线导轨8可滑动地设置在机架1上。
56.其中，x轴装置603包括x轴伺服电机6031、x轴减速机6032、x轴传动轴6033和x轴传动齿轮6034，x轴伺服电机6031和x轴减速机6032设置在刀架平板601的正面上，x轴传动轴6033贯穿刀架平板601连接x轴减速机6032与x轴传动齿轮6034，x轴传动齿轮6034与设置在机架1上的x轴齿条9相适配设置，x轴传动齿轮6034与x轴齿条9相配合驱动单头刨槽和激光切割装置61沿x轴滑动。
57.w轴装置604包括w轴伺服电机6041、w轴同步带轮6042、w轴滚珠丝杆6043和w轴滑块6044，w轴伺服电机6041和w轴同步带轮6042安装在伺服电机座板602上，w轴滑块6044设置在伺服电机座板602下方的刀架平板601上，w轴滚珠丝杆6043连接w轴同步带轮6042与w轴滑块6044，w轴滑块6044上设置刮屑装置607。
58.刮屑装置607包括刮屑气缸6071、刮屑连杆6072、刮屑连接板6073、刮屑导向杆6074和刮屑板6075，刮屑气缸6071设置在w轴滑块6044上，刮屑连杆6072连接刮屑气缸6071与刮屑连接板6073，刮屑板6075通过两根刮屑导向杆6074设置在刮屑连接板6073的下方。
59.刀架装置606包括刨刀上刀架6061、刨刀压板6062和白钢刨刀6063，刨刀上刀架6061通过两根刮屑导向杆6074设置在w轴滑块6044上，白钢刨刀6063通过刨刀压板6062设置在刨刀上刀架6061上；刀架装置606上还设置有台面清洁毛刷装置609，台面清洁毛刷装置609包括毛刷固定支架6091和清洁毛刷6092，毛刷固定支架6091固定设置在刨刀上刀架6061上。
60.c轴装置605包括c轴伺服电机6051、c轴同步带轮6052、c轴滚珠丝杆6053和c轴滑块6054，c轴伺服电机6051和c轴同步带轮6052安装在伺服电机座板602上，c轴滑块6054设置在伺服电机座板602下方的刀架平板601上，c轴滚珠丝杆6053连接c轴同步带轮6052与c轴滑块6054，c轴滑块6054上设置激光头10。
61.作为优选的实施方式，结合参见图6、图7、图8以及图9，双头刨槽和激光切割装置62包括单头刨槽和激光切割装置61和z轴装置610，z轴装置610与w轴装置604对称地设置。z轴装置610包括z轴伺服电机6101、z轴同步带轮6102、z轴滚珠丝杆6103和z轴滑块6104，z轴滑块6104上设置有刮屑装置607、刀架装置606和台面清洁毛刷装置609。
62.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
63.以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本发明的保护范围之内。