一種全自動金屬管型材表面處理方法和設備結構與流程

本發明涉及管材表面處理工藝及設備技術領域，尤其涉及一種全自動金屬管型材表面處理方法和設備結構。

背景技術：

目前，金屬管型材表面處理生產工藝要求使用不同化學介質按照預設流程在一定溫度和濃度條件下洗刷物料表面，以達到先清潔后涂鍍的工藝要求。

普通的自動化管型材表基本面處理設備是通過機械手將管型材投放到充滿化學介質的處理槽內，按照工藝要求浸泡一定時間后，再用機械手取出放入下一個工序的處理槽內，直至全部工序執行完畢。對于長度大于5米而內徑小于30毫米的細長形金屬管型材，如果按照普通管型材的處理方式浸泡在處理槽體內，由于物料本身存在天然的彎曲，以及狹長空間導致管腔內空氣難以完全順利排出，物料的內表面難以均勻一致地得到清潔及涂鍍處理。其后果是大量不合格產品。

目前通行的類似生產方法為，在采用上述槽內浸泡方式處理外表面后，專門用人工方式將化學介質膠管對準物料管口，然后打開閥門使介質流入管內沖刷內表面。此方法無法將處理介質完全封閉在密閉空間內進行，導致大量有害氣霧溢出嚴重破壞環境，并損害操作人員身體健康。同時由于人工操作隨意性強，內外表面分兩次處理，導致表面污損，質量參差不齊，產品合格率極低，而且生產效率極低。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種為滿足細長形金屬管型材表面處理線的環保節能生產需要，并能實現表面處理過程的全自動化運行的全自動金屬管型材表面處理方法和設備結構。

本發明的一個方面為一種全自動金屬管型材表面處理方法，其包括以下步驟：

a)將管材采用單根平行步進輸送方式送入對管工位；

b)對管工位的對管抬升輪和對管擋板配合，將管材的端頭位置對齊，對齊后步進輸送機轉動將管材送入處理工位；

c)管腔噴頭通過水平移動將噴嘴靠近對準管材內腔，外壁噴管對準管材外表面；

d)可升降的傳動皮帶帶動管材做低速旋轉；

e)管腔噴頭向管材的端頭移動，使其噴嘴伸入管腔內；

f)將處理液循環罐的送液閥和回液閥打開，同時送液泵起動將處理液循環罐內的處理液送往管腔噴頭；

g)開始管材表面的處理或清洗程序。

進一步地，步驟a中是將管材以固定間隔平行排列的方式由步進輸送機送入對管工位。

進一步地，在步驟b中，首先對管抬升輪將管材抬升脫離步進輸送機至對管擋板位置，此時對管抬升輪轉動，直至管材碰觸擋板將管材的端頭位置對齊，隨后對管抬升輪下降，將管材放入步進輸送機，步進輸送機轉動將排列整齊的管材送入處理工位。

進一步地，在步驟b中，每根物料管材的端頭與管腔噴頭之間距一致并小于10毫米。

進一步地，在步驟d中還包括，轉管皮帶機的升降輪抬升，此時驅動輪處于自由狀態，皮帶可以自由伸長，第一驅動輪靜止，第二驅動輪以恒扭矩控制方式收緊皮帶，直至管材的重量導致扭矩超出使第二驅動輪停止轉動。

進一步地，在步驟e之后還包括如下步驟，第一和第二驅動輪開始向同一方向轉動，使皮帶帶動管材緩慢轉動，管材的轉動速度不大于15轉/分鐘。

進一步地，步驟f中還具體包括如下步驟：處理液循環罐的一號槽的送液閥一和回液閥一打開，送液泵起動，將一號槽的處理液送往噴嘴；預設的一號槽的處理時間達到，關閉送液閥一，打開送液閥二，關閉回液閥一，打開回液閥二，切換到二號槽；預設的二號槽的處理時間達到，關閉送液閥二，打開送液閥三，關閉回液閥二，打開回液閥三，切換到三號槽；預設處理時間達到后，送液泵停機，關閉送液閥三。

進一步地，在步驟g后還包括，如果管材表面還需要多道化學介質處理，則只需要進入下一工位重復步驟c至g。

進一步地，在步驟g后還包括，處理完成后，打開壓縮空氣閥吹掃管材的外壁和管腔液體，在處理或清洗程序完成后，噴頭的噴嘴退出管材管腔。

本發明的另一個方面，還提供了一種用于全自動金屬管型材表面處理的設備結構，包括機械運輸定位機構和化學介質循環處理系統，所述機械運輸定位機構包括步進輸送機、對管擋板、對管提升輪、外壁噴管、管腔噴頭以及轉管皮帶機，對管抬升輪能夠將管材抬升脫離所述步進輸送機至對管擋板位置，所述對管抬升輪轉動直至管材碰觸對管擋板將管材的端頭位置對齊，所述步進輸送機進一步轉動將排列整齊的管材送入處理工位，所述轉管皮帶機帶動管材轉動，所述化學介質循環處理系統包括處理液循環罐、送液泵、收集槽、送液選擇閥門以及回液選擇閥門，所述處理液循環罐內的處理液通過打開送液選擇閥門，然后通過送液泵輸送至管腔噴頭。

進一步地，所述轉管皮帶機包括第一驅動輪、第二驅動輪和升降輪。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：本發明方法首先實現了物料管材的自動對齊，同時化學介質采用多級串聯溢流槽外循環方式，實現降低介質的消耗減少廢液排放的目的。管材的外表面和內表面使用同一種化學介質同時處理，確保同等質量，提高生產效率，杜絕二次污損。并且不同特性的化學介質如堿、酸、涂液、清洗水等通過不同的收集槽實現循環，減少交叉污染。而且每個處理工序完成后，使用壓縮空氣徹底排出管內介質，減少交叉污染。每道處理工序均可實現在完全封閉的空間內執行，杜絕揮發性介質如鹽酸、硝酸、氫氟酸等對大氣的污染。以合理的設備投資成本實現可靠的全自動細長形金屬管型材表面處理工藝，包含但不僅限于脫脂，酸洗，涂鍍等生產工藝，有效提高生產效率，并降低化學介質的使用對環境所造成的破壞。

附圖說明

圖1為本發明的對管材進行輸送和進行對管操作的結構示意圖；

圖2為圖1所示工位的結構側視圖；

圖3為對管材進行表面處理時帶動管材進行轉動的結構示意圖；

圖4為本發明的對管材表面處理循環工藝的結構示意圖；

圖5為本發明的對管材清洗循環工藝的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式，對本發明作進一步的詳細說明。

如圖1和圖2所示，其中示出了本發明所應用的細長形管型材表面處理線的機械輸送以及管材對齊各設備相互位置關系以及處理流程的示意圖。如圖中所示：

1.首先物料管材3以平行排列的方式由步進輸送機2以固定間隔(以物料管材中心距為準)送入對管工位。工位所容納的物料管材3的數量根據設備的設計處理能力需求設計。對管工位的作用是確保每根物料管材3的端頭與管腔噴嘴1之間距一致并小于10毫米。

2.管材送到對管工位后，對管抬升輪5上升，將物料3脫離步進輸送機2的接觸。

3.當管材提升到對管擋板4的高度位置時，對管抬升輪5開始轉動，將管材往對管擋板4的方向移動，直至物料3碰觸對管到擋板4，之后物料管材3的端頭位置均會被對管擋板4抵住對齊。

4.管材3的端頭對齊后，對管抬升輪5開始下降，下降到管材3落入步進輸送機2時，步進輸送機2開始轉動，將物料管材3送入第一個處理工位。處理工位所容納的物料數量與對管工位相同。

5.送入處理工位后，轉管皮帶機6的升降輪6.3開始抬升，此時第一驅動輪6.1處于自由狀態，皮帶6.1可以自由伸長。

6.第二驅動輪6.2靜止，第一驅動輪以恒扭矩控制方式收緊皮帶6.1，直至管材3的重量導致扭矩超出使第二驅動輪6.2停止轉動。

7.此時管腔噴頭1向物料管材3的端頭移動，使其噴嘴伸入管腔。

8.第二驅動輪6.2開始向同一方向轉動，使皮帶6.1帶動物料3緩慢轉動。物料管材3的轉動速度不大于15轉/分鐘。這時該工位的工藝設備啟動，開始處理或清洗程序。處理或清洗方法在后續段落描述。其中該轉管皮帶機6上方具有罩蓋9，下方安裝有收集槽8，用于收集掉落的處理液。

9.處理或清洗程序完成后，管腔噴頭1的噴嘴退出物料管腔。

10.升降輪6.3下降到位，第二驅動輪6.2停止，第一驅動輪繼續轉動直至皮帶6.1拉平。

11.步進輸送機2轉動，將物料管材3送入下一個處理或清洗工位，直至所有工位走完。

每一個表面處理步驟都可以重復第第5步至第10步的程序。比如堿、酸、涂液、清洗水等等處理步驟只需要重復第5步至第10步的程序就可以。

如圖3所示為本發明的對管材表明進行化學介質處理的循環工藝，其具體步驟如下：

1、處理液循環罐1的1號槽1.1的送液閥2.1和回液閥7.1打開。

2、送液泵10起動，將1號槽的處理液送往噴嘴4.1和4.2。

3、預設的1號槽1.1的處理時間達到，關閉送液閥2.1，打開送液閥2.2，關閉回液閥7.1，打開回液閥7.2，切換到2號槽1.2。

4、預設的2號槽1.2的處理時間達到，關閉送液閥2.2，打開送液閥2.3，關閉回液閥7.2，打開回液閥7.3，切換到3號槽1.3。

5、預設處理時間達到后，送液泵3停機，關閉送液閥2.3。打開壓縮空氣閥2.4吹掃物料管材3的外壁和管腔液體。

6、收集槽8的液位降至最低點后，關閉回液閥7.3，關閉壓縮空氣閥2.4。處理工序完成，物料可以送至下一步工序。

7、循環罐3號槽1.3補充新液。

如圖4所示為本發明的清洗循環工藝，其實清洗工藝和上述的化學介質處理工藝流程是一樣的，只是本流程是進行清洗而已，其具體步驟如下：

1、清洗液循環罐1的1號槽1.1的送液閥2.1和回液閥7.1打開。

2、送液泵3.1起動，將1號槽的清洗液送往噴嘴4.1和4.2。

3、預設的1號槽1.1的處理時間達到，關閉送液閥2.1，打開送液閥2.2，關閉回液閥7.1，打開回液閥7.2，切換到2號槽1.2。

4、預設的2號槽1.2的處理時間達到，送液泵3.1停機，關閉送液閥2.2，打開壓縮空氣閥2.4吹掃物料管材3的外壁和管腔液體。

5、收集槽8的液位降至最低點后，關閉回液閥7.2，關閉壓縮空氣閥2.4，打開烘干閥2.3，烘干風機3.2起動。

6、預設烘干時間達到后，關閉烘干閥2.3，烘干風機3.2停機。處理工序完成，物料可以送至下一步工序。

7、循環罐2號槽1.2補充新液。

如圖1至5所示，也示出了本發明的用于全自動金屬管型材表面處理的設備結構，包括機械運輸定位機構和化學介質循環處理系統，機械運輸定位機構包括步進輸送機2、對管擋板4、對管提升輪5、外壁噴管7、管腔噴頭1以及轉管皮帶機6，對管抬升輪5能夠將管材抬升脫離步進輸送機2至對管擋板4平齊的位置，對管抬升輪5轉動直至管材碰觸對管擋板4將管材的端頭位置對齊，步進輸送機2進一步轉動將排列整齊的管材送入處理工位，轉管皮帶機6帶動管材轉動，化學介質循環處理系統包括處理液循環罐、送液泵、收集槽、送液選擇閥門以及回液選擇閥門，處理液循環罐內的處理液可以通過打開送液選擇閥門，然后通過送液泵輸送至管腔噴頭，管腔噴頭可以通過噴嘴對管材的外表面和內腔進行處理，同理，處理液可以為化學介質，也可以是用化學介質處理完畢后的清洗液，用清洗液對管材進行清洗。其中，轉管皮帶機包括第一驅動輪、第二驅動輪和升降輪。

以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的范疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的范圍內。