一種金屬管成型設備及其加工方法
【專利摘要】本發明公開了一種金屬管成型設備及其加工方法，金屬管成型設備包括：機架；夾持且轉動金屬管的三爪夾緊總成；加熱金屬管的電磁感應加熱設備，設置有加熱線圈；對金屬管倒角的圓柱形滾輪及滾輪提升液壓缸；對倒角進行定位的第一滾輪位置傳感器、第二滾輪位置傳感器；對金屬管進行初始位置定位的金屬管初始定位機構；對金屬管固定的打孔夾持機構；對金屬管移位的輸送機構。本發明具有結構合理、全自動控制、工作效率高的有益效果。
【專利說明】_種金屬管成型設備及其加工方法
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及一種金屬管成型設備及其加工方法。
[0003]
【背景技術】
[0004]鐵路工程、隧道、橋梁的加工工程中，需要一種金屬管，如圖1所示，金屬管I頭部呈尖狀、其它部位需要打間隔均勻的對穿孔11，現有技術中，沒有一次成型的全自動設備
【發明內容】
[0005]本發明根據以上不足，提供了一種金屬管成型設備，能完成頭部呈尖狀、其它部分打間隔均勻的對穿孔。
[0006]本發明的技術方案是:
一種金屬管成型設備，其特征是，包括:
機架；
三爪夾緊總成，設置有夾頭、夾頭鎖緊拉桿和電機，電機通過傳動部件帶動夾頭轉動，夾頭鎖緊拉桿用于控制夾頭夾緊或松開金屬管；
拉桿動力機構，用于驅動夾頭鎖緊拉桿動作；
電磁感應加熱設備，設置有加熱線圈，加熱線圈與夾頭同軸心安裝；
電磁感應加熱機架，用于安裝電磁感應加熱設備，電磁感應加熱機架的底部安裝有平行的兩根電磁感應加熱導軌；
電磁感應加熱滑桿，設置有兩根，固定在所述機架上且與金屬管平行，電磁感應加熱導軌僅能沿著電磁感應加熱滑桿移動；
電磁感應加熱液壓缸，缸體與機架固定，連桿與電磁感應加熱機架固定，電磁感應加熱液壓缸由電磁感應加熱電磁閥控制；
圓柱形滾輪，圓柱形滾輪滾軸的兩端安裝在移動架上，滾軸的軸心與金屬管的軸心的夾角A小于90度；
滾輪滑軌，設置有兩根，開設有滑槽，對稱地固定在機架上，移動架卡在滑槽內，僅能沿著滑槽移動；
滾輪提升液壓缸，缸體鉸接在機架上，連桿與移動架鉸接，滾輪提升液壓缸動作時，能使圓柱形滾輪朝著金屬管的軸心方向移動，滾輪提升液壓缸由滾輪提升電磁閥控制；
第一滾輪位置傳感器、第二滾輪位置傳感器，兩者固定在機架上，能采集移動架的起始位置信號和最大位移信號。
[0007]為了能對金屬管進行初始定位，金屬管初始定位機構，其由金屬管初始定位支撐架、金屬管初始定位液壓缸組成，其中， 金屬管初始定位支撐架與所述的機架固定且位于圓柱形滾輪附近；
金屬管初始定位液壓缸的缸體與金屬管初始定位支撐架固定，金屬管初始定位液壓缸的連桿在舒張狀態時，能對從所述夾頭伸出的金屬管進行限位，金屬管初始定位液壓缸的連桿在收縮時，不影響金屬管的位移;金屬管初始定位液壓缸由金屬管初始定位電磁閥控制;
控制系統，電連接到三爪夾緊總成的電機、拉桿動力機構、電磁感應加熱設備、電磁感應加熱電磁閥、滾輪提升電磁閥、第一滾輪位置傳感器、第二滾輪位置傳感器、金屬管初始定位電磁閥。
[0008]需要說明的是，三爪夾緊總成為現有產品，主要用于夾持工件，并能帶動工件轉動，三爪夾緊總成的夾緊或松開通過夾頭鎖緊拉桿來控制。
[0009]作為優選，所述拉桿動力機構包括液壓缸或氣缸，液壓缸或氣缸的缸體固定在機架上，連桿經鉸接桿與所述夾頭鎖緊拉桿固定，液壓缸或氣缸通過電磁閥由所述的控制系統控制。
[0010]還包括:
兩只打孔夾持機構，平行安裝在機架上；
打孔機構，安裝在機架上且位于兩只打孔夾持機構之間，夾頭內的金屬管，能依次輸送到其中一只打孔夾持機構、打孔機構、另一只打孔夾持機構；
其中，打孔機構包括:
打孔基板，四塊，對稱固定在金屬管的上下左右的位置上，且相對于機架固定；
打孔液壓缸，四只，缸體固定在打孔基板上，打孔液壓缸由打孔電磁閥控制，打孔電磁閥由控制系統控制；
沖壓夾頭，四只，與打孔液壓缸的連桿固定；
沖壓頭，四只，分別由沖壓夾頭夾持固定；
控制系統能控制上下位置和/或左右位置的沖壓頭對金屬管打孔。
[0011]需要說明的是，上下位置同時打孔時，受力比較均衡，同理，左右位置同時打孔時，受力也比較均衡。
[0012]所述的打孔夾持機構由夾持部件組成，夾持部件包括:
夾持基板；
夾板，設置有兩塊，平行固定在夾持基板上，夾板中心開設有能穿入金屬管的通孔，通孔的上下左右開設有對稱的定位槽；
夾持桿，四根，鉸接組成四邊形，鉸接點穿入鉸接桿，鉸接桿插入定位槽；
夾持液壓缸，缸體固定在夾板上，夾持液壓缸的連桿與其中一個鉸接桿固定，夾持液壓缸動作，夾持桿組成的四邊形能夾持插入的金屬桿，夾持液壓缸由夾持電磁閥控制，夾持電磁閥由所述控制系統控制；
夾持部件通過夾持基板與所述的機架固定。
[0013]還包括:
輸送機構，設置有兩只，輸送機構包括:
夾持部件、輸送滑軌、輸送滑桿和輸送液壓缸，其中，
輸送滑桿，與所述的機架固定； 輸送滑軌，固定在夾持基板的底面，夾持部件僅能沿著輸送滑桿移動；
輸送液壓缸，缸體與所述的機架固定，連桿與所述夾持基板固定，輸送液壓缸由輸送電磁閥控制，輸送電磁閥由所述控制系統控制；
兩只輸送機構中的夾持部件分別位于本設備金屬管的輸入口和輸出口。
[0014]所述輸送液壓缸的連桿固定有編碼器固定板，編碼器固定板固定有編碼器，編碼器的轉動軸固定有齒輪，還包括直齒條和輸送機構位置傳感器，直齒條固定在機架上且與編碼器的齒輪嚙合，輸送機構位置傳感器固定在機架上，用于采集編碼器固定板的起始信號，輸送機構位置傳感器和編碼器電連接所述的控制系統。
[0015]需要說明的是，通過編碼器可以得到金屬管的位移信號，輸送機構位置傳感器則可以得到編碼器計數脈沖的計數起點和計數終點。
[0016]打孔夾持機構中的夾持部件和輸送機構中的夾持部件配合能將金屬管進行準確移位。
[0017]本發明還公開了一種金屬管成型設備的加工方法，其特征是，按如下步驟:
A.金屬管插入三爪夾緊總成夾緊；
B.通過電磁感應加熱設備的加熱線圈加熱金屬管的端頭，通過電磁感應加熱液壓缸將加熱金屬管朝端頭相反的方向移動;需要說明的是，金屬管加熱完成后，加熱線圈必須離開金屬管的端頭，為金屬管倒角留出位置。
[0018]C.三爪夾緊總成帶動金屬管轉動，通過滾輪提升液壓缸動作，將圓柱形滾輪壓金屬管的端頭，金屬管的端頭形成錐形；由于滾輪會轉，金屬管表面與滾輪之間的摩擦力很小。
[0019]D.三爪夾緊總成放松金屬管，通過輸送機構將金屬管輸送到兩只打孔夾持機構和打孔機構，打孔夾持機構夾緊金屬管，打孔機構打左右和/或上下方向的兩個孔，最后打孔機構復位；
E.打孔夾持機構放松金屬管，判斷打孔是否完成，如果是，則由輸送機構將金屬管送出，結束打孔，如果否，輸送機構將金屬管移動一設定的距離，重復步驟D。
[0020]控制系統可選用PLC作為控制中心，采用觸摸屏作為輸入和顯示屏。金屬管的錐形角度可以選擇，金屬管的孔距也可以根據需要預設。
[0021 ]所有的液壓缸都經高壓油栗連接到儲油桶。
[0022]本發明具有結構合理、全自動控制、工作效率高的有益效果。
[0023]
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明金屬管的結構示意圖。
[0025]圖2為本發明整體結構示意圖。
[0026]圖3為圖2的側視圖。
[0027]圖4為本發明電磁感應加熱設備相關的結構示意圖。
[0028]圖5為本發明夾持部件的結構示意圖。
[0029]圖6為本發明打孔機構的結構示意圖。
[0030]圖7為本發明編碼器相關的結構示意圖。
[0031]圖8為本發明圓柱形滾輪、滾輪提升液壓缸相關的結構示意圖。
[0032]
【具體實施方式】
[0033]現結合附圖對本發明作進一步的說明:
如圖所示，一種金屬管成型設備，其特征是，包括:
機架；
三爪夾緊總成2，設置有夾頭21、夾頭鎖緊拉桿22和電機，電機通過傳動部件帶動夾頭21轉動，夾頭鎖緊拉桿22用于控制夾頭21夾緊或松開金屬管I;
拉桿動力機構23，用于驅動夾頭鎖緊拉桿22動作；
電磁感應加熱設備3，設置有加熱線圈31，加熱線圈31與夾頭21同軸心安裝；
電磁感應加熱機架32，用于安裝電磁感應加熱設備3，電磁感應加熱機架32的底部安裝有平行的兩根電磁感應加熱導軌33;
電磁感應加熱滑桿34，設置有兩根，固定在機架上且與金屬管I平行，電磁感應加熱導軌33僅能沿著電磁感應加熱滑桿34移動；
電磁感應加熱液壓缸35，缸體與機架固定，連桿與電磁感應加熱機架32固定，電磁感應加熱液壓缸35由電磁感應加熱電磁閥控制；
圓柱形滾輪41，圓柱形滾輪41滾軸的兩端安裝在移動架43上，滾軸的軸心與金屬管I的軸心的夾角A小于90度；
滾輪滑軌42，設置有兩根，開設有滑槽，對稱地固定在機架上，移動架43卡在滑槽內，僅能沿著滑槽移動；
滾輪提升液壓缸44，缸體鉸接在機架上，連桿與移動架43鉸接，滾輪提升液壓缸44動作時，能使圓柱形滾輪41朝著金屬管I的軸心方向移動，滾輪提升液壓缸44由滾輪提升電磁閥控制；
第一滾輪位置傳感器45、第二滾輪位置傳感器46，兩者固定在機架上，能采集移動架43的起始位置信號和最大位移信號。
[0034]金屬管初始定位機構，其由金屬管初始定位支撐架47、金屬管初始定位液壓缸48組成，其中，
金屬管初始定位支撐架47與機架固定且位于圓柱形滾輪41附近；
金屬管初始定位液壓缸48的缸體與金屬管初始定位支撐架47固定，金屬管初始定位液壓缸48的連桿在舒張狀態時，能對從夾頭21伸出的金屬管I進行限位，金屬管初始定位液壓缸48的連桿在收縮時，不影響金屬管I的位移;金屬管初始定位液壓缸48由金屬管初始定位電磁閥控制；
控制系統，電連接到三爪夾緊總成2的電機、拉桿動力機構23、電磁感應加熱設備3、電磁感應加熱電磁閥、滾輪提升電磁閥、第一滾輪位置傳感器45、第二滾輪位置傳感器46、金屬管初始定位電磁閥。
[0035]拉桿動力機構23包括液壓缸或氣缸，液壓缸或氣缸的缸體固定在機架上，連桿經鉸接桿24與夾頭鎖緊拉桿22固定，液壓缸或氣缸通過電磁閥由控制系統控制。
[0036]還包括: 兩只打孔夾持機構，平行安裝在機架上；
打孔機構6，安裝在機架上且位于兩只打孔夾持機構之間，夾頭21內的金屬管，能依次輸送到其中一只打孔夾持機構、打孔機構6、另一只打孔夾持機構；
其中，打孔機構6包括:
打孔基板63，四塊，對稱固定在金屬管I的上下左右的位置上，且相對于機架固定；
打孔液壓缸61，四只，缸體固定在打孔基板63上，打孔液壓缸61由打孔電磁閥控制，打孔電磁閥由控制系統控制；
沖壓夾頭62，四只，與打孔液壓缸61的連桿固定；
沖壓頭64，四只，分別由沖壓夾頭62夾持固定；
控制系統能控制上下位置和/或左右位置的沖壓頭64對金屬管I打孔。
[0037]打孔夾持機構由夾持部件5組成，夾持部件5包括:
夾持基板57;
夾板52，設置有兩塊，平行固定在夾持基板57上，夾板52中心開設有能穿入金屬管I的通孔58，通孔58的上下左右開設有對稱的定位槽56;
夾持桿54，四根，鉸接組成四邊形，鉸接點穿入鉸接桿53，鉸接桿53插入定位槽56;
夾持液壓缸51，缸體固定在夾板52上，夾持液壓缸51的連桿與其中一個鉸接桿53固定，夾持液壓缸51動作，夾持桿54組成的四邊形能夾持插入的金屬桿I，夾持液壓缸51由夾持電磁閥控制，夾持電磁閥由控制系統控制；
夾持部件5通過夾持基板57與機架固定。
[0038]還包括:
輸送機構，設置有兩只，輸送機構包括:
夾持部件5、輸送滑軌、輸送滑桿71和輸送液壓缸72，其中，
輸送滑桿71，與機架固定；
輸送滑軌，固定在夾持基板57的底面，夾持部件5僅能沿著輸送滑桿71移動；
輸送液壓缸72，缸體與機架固定，連桿與夾持基板57固定，輸送液壓缸72由輸送電磁閥控制，輸送電磁閥由控制系統控制；
兩只輸送機構中的夾持部件5分別位于本設備金屬管I的輸入口和輸出口。
[0039]輸送液壓缸72的連桿固定有編碼器固定板76，編碼器固定板76固定有編碼器74，編碼器74的轉動軸固定有齒輪，還包括直齒條72和輸送機構位置傳感器75，直齒條75固定在機架上且與編碼器74的齒輪嚙合，輸送機構位置傳感器75固定在機架上，用于采集編碼器固定板76的起始信號，輸送機構位置傳感器75和編碼器74電連接控制系統。
[0040]一種金屬管成型設備的加工方法，按如下步驟:
A.金屬管I插入三爪夾緊總成2夾緊；
B.通過電磁感應加熱設備3的加熱線圈31加熱金屬管I的端頭，通過電磁感應加熱液壓缸35將加熱金屬管I朝端頭相反的方向移動；
C.三爪夾緊總成2帶動金屬管I轉動，通過滾輪提升液壓缸44動作，將圓柱形滾輪41壓金屬管I的端頭，金屬管I的端頭形成錐形；
D.三爪夾緊總成2放松金屬管，通過輸送機構將金屬管I輸送到兩只打孔夾持機構5和打孔機構6，打孔夾持機構5夾緊金屬管I，打孔機構6打左右和/或上下方向的兩個孔11，最后打孔機構6復位；
E.打孔夾持機構5放松金屬管1，判斷打孔是否完成，如果是，則由輸送機構將金屬管I送出，結束打孔，如果否，輸送機構將金屬管I移動一設定的距離，重復步驟D。
【主權項】
1.一種金屬管成型設備，其特征是，包括: 機架； 三爪夾緊總成(2)，設置有夾頭(21)、夾頭鎖緊拉桿(22)和電機，電機通過傳動部件帶動夾頭(21)轉動，夾頭鎖緊拉桿(22)用于控制夾頭(21)夾緊或松開金屬管(I); 拉桿動力機構(23)，用于驅動夾頭鎖緊拉桿(22)動作； 電磁感應加熱設備(3)，設置有加熱線圈(31)，加熱線圈(31)與夾頭(21)同軸心安裝；電磁感應加熱機架(32)，用于安裝電磁感應加熱設備(3)，電磁感應加熱機架(32)的底部安裝有平行的兩根電磁感應加熱導軌(33); 電磁感應加熱滑桿(34)，設置有兩根，固定在所述機架上且與金屬管(I)平行，電磁感應加熱導軌(33 )僅能沿著電磁感應加熱滑桿(34)移動； 電磁感應加熱液壓缸(35)，缸體與機架固定，連桿與電磁感應加熱機架(32)固定，電磁感應加熱液壓缸(35)由電磁感應加熱電磁閥控制； 圓柱形滾輪(41)，圓柱形滾輪(41)滾軸的兩端安裝在移動架(43)上，滾軸的軸心與金屬管(I)的軸心的夾角A小于90度； 滾輪滑軌(42)，設置有兩根，開設有滑槽，對稱地固定在機架上，移動架(43)卡在滑槽內，僅能沿著滑槽移動； 滾輪提升液壓缸(44)，缸體鉸接在機架上，連桿與移動架(43)鉸接，滾輪提升液壓缸(44)動作時，能使圓柱形滾輪(41)朝著金屬管(I)的軸心方向移動，滾輪提升液壓缸(44)由滾輪提升電磁閥控制； 第一滾輪位置傳感器(45)、第二滾輪位置傳感器(46)，兩者固定在機架上，能采集移動架(43)的起始位置信號和最大位移信號； 金屬管初始定位機構，其由金屬管初始定位支撐架(47)、金屬管初始定位液壓缸(48)組成，其中， 金屬管初始定位支撐架(47)與所述的機架固定且位于圓柱形滾輪(41)附近； 金屬管初始定位液壓缸(48)的缸體與金屬管初始定位支撐架(47)固定，金屬管初始定位液壓缸(48)的連桿在舒張狀態時，能對從所述夾頭(21)伸出的金屬管(I)進行限位，金屬管初始定位液壓缸(48)的連桿在收縮時，不影響金屬管(I)的位移;金屬管初始定位液壓缸(48 )由金屬管初始定位電磁閥控制； 控制系統，電連接到三爪夾緊總成(2)的電機、拉桿動力機構(23)、電磁感應加熱設備(3)、電磁感應加熱電磁閥、滾輪提升電磁閥、第一滾輪位置傳感器(45)、第二滾輪位置傳感器(46)、金屬管初始定位電磁閥。2.如權利要求1所述的一種金屬管成型設備，其特征是，所述拉桿動力機構(23)包括液壓缸或氣缸，液壓缸或氣缸的缸體固定在機架上，連桿經鉸接桿(24)與所述夾頭鎖緊拉桿(22)固定，液壓缸或氣缸通過電磁閥由所述的控制系統控制。3.如權利要求1或2所述的一種金屬管成型設備，其特征是，還包括: 兩只打孔夾持機構，平行安裝在機架上； 打孔機構(6)，安裝在機架上且位于兩只打孔夾持機構之間，夾頭(21)內的金屬管，能依次輸送到其中一只打孔夾持機構、打孔機構(6 )、另一只打孔夾持機構； 其中，打孔機構(6)包括: 打孔基板(63)，四塊，對稱固定在金屬管(I)的上下左右的位置上，且相對于機架固定；打孔液壓缸(61)，四只，缸體固定在打孔基板(63)上，打孔液壓缸(61)由打孔電磁閥控制，打孔電磁閥由控制系統控制； 沖壓夾頭(62)，四只，與打孔液壓缸(61)的連桿固定； 沖壓頭(64)，四只，分別由沖壓夾頭(62)夾持固定； 控制系統能控制上下位置和/或左右位置的沖壓頭(64)對金屬管(I)打孔。4.如權利要求3所述的一種金屬管成型設備，其特征是，所述的打孔夾持機構由夾持部件(5)組成，夾持部件(5)包括: 夾持基板(57); 夾板(52)，設置有兩塊，平行固定在夾持基板(57)上，夾板(52)中心開設有能穿入金屬管(I)的通孔(58)，通孔(58)的上下左右開設有對稱的定位槽(56); 夾持桿(54)，四根，鉸接組成四邊形，鉸接點穿入鉸接桿(53)，鉸接桿(53)插入定位槽(56)； 夾持液壓缸(51)，缸體固定在夾板(52 )上，夾持液壓缸(51)的連桿與其中一個鉸接桿(53)固定，夾持液壓缸(51)動作，夾持桿(54)組成的四邊形能夾持插入的金屬桿(I)，夾持液壓缸(51)由夾持電磁閥控制，夾持電磁閥由所述控制系統控制； 夾持部件(5 )通過夾持基板(57 )與所述的機架固定。5.如權利要求4所述的一種金屬管成型設備，其特征是，還包括: 輸送機構，設置有兩只，輸送機構包括: 夾持部件(5 )、輸送滑軌、輸送滑桿(71)和輸送液壓缸(72 )，其中， 輸送滑桿(71 )，與所述的機架固定； 輸送滑軌，固定在夾持基板(57 )的底面，夾持部件(5 )僅能沿著輸送滑桿(71)移動； 輸送液壓缸(72)，缸體與所述的機架固定，連桿與所述夾持基板(57)固定，輸送液壓缸(72)由輸送電磁閥控制，輸送電磁閥由所述控制系統控制； 兩只輸送機構中的夾持部件(5)分別位于本設備金屬管(I)的輸入口和輸出口。6.如權利要求5所述的一種金屬管成型設備，其特征是，所述輸送液壓缸(72)的連桿固定有編碼器固定板(76)，編碼器固定板(76)固定有編碼器(74)，編碼器(74)的轉動軸固定有齒輪，還包括直齒條(72)和輸送機構位置傳感器(75)，直齒條(75)固定在機架上且與編碼器(74)的齒輪嚙合，輸送機構位置傳感器(75)固定在機架上，用于采集編碼器固定板(76)的起始信號，輸送機構位置傳感器(75)和編碼器(74)電連接所述的控制系統。7.一種金屬管成型設備的加工方法，其特征是，按如下步驟: A.金屬管(I)插入三爪夾緊總成(2)夾緊； B.通過電磁感應加熱設備(3)的加熱線圈(31)加熱金屬管(I)的端頭，通過電磁感應加熱液壓缸(35)將加熱金屬管(I)朝端頭相反的方向移動； C.三爪夾緊總成(2)帶動金屬管(I)轉動，通過滾輪提升液壓缸(44)動作，將圓柱形滾輪(41)壓金屬管(I)的端頭，金屬管(I)的端頭形成錐形； D.三爪夾緊總成(2)放松金屬管，通過輸送機構將金屬管(I)輸送到兩只打孔夾持機構(5)和打孔機構(6)，打孔夾持機構(5)夾緊金屬管(I)，打孔機構(6)打左右和/或上下方向的兩個孔(11)，最后打孔機構(6)復位； E.打孔夾持機構(5)放松金屬管(I)，判斷打孔是否完成，如果是，則由輸送機構將金屬管(I)送出，結束打孔，如果否，輸送機構將金屬管(I)移動一設定的距離，重復步驟D。
【文檔編號】B21D28/28GK106077320SQ201610388868
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月2日 公開號201610388868.2, CN 106077320 A, CN 106077320A, CN 201610388868, CN-A-106077320, CN106077320 A, CN106077320A, CN201610388868, CN201610388868.2
【發明人】池希色, 池希聰, 王猛, 池祖國
【申請人】溫州泳恒科技有限公司