CN105903826B - 一种带有自动送料装置的薄壁金属管扩口机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有自动送料装置的薄壁金属管扩口机，包括机架主体、扩口机、控制台和夹紧送料机构，所述扩口机设置在所述机架主体的左侧，用于将薄壁金属管夹紧和定位并将薄壁金属管自动送入扩口机中的夹紧送料机构固定在所述机架主体上，所述控制台固定在机架主体上并用于控制夹紧送料机构的运动；还包括推料装置和下料通道，所述推料装置和下料通道分别固定在所述夹紧送料机构两侧的机架主体上；本发明结构简单紧凑，生产成本低，自动化程度高，能够完成扩口机的自动上料、自动夹紧、自动定位、自动送料和自动下料等多道工序，无需人力劳动，极大提高了加工效率和加工质量。

Description

一种带有自动送料装置的薄壁金属管扩口机
技术领域
本发明涉及扩口机技术领域，更具体的说，尤其涉及一种带有自动送料装置的薄壁金属管扩口机。
背景技术
在机械加工领域，对薄壁金属管单端进行特定要求的加工通常较为常见，例如对薄壁金属管的一端进行冲孔、扩口或焊接操作。薄壁金属管需要通过上料设备或者人工手动运送到加工位置，然后经夹紧装置固定再由加工装置进行加工。现有的薄壁金属管送料装置结构较为简单，一般是采用传送带直接输送，再通过夹紧装置进行夹紧送料，不仅夹紧定位精度低，而且操作比较繁琐，自动化程度低，经常需要人工进行辅助。
本发明旨在设计一种能够实现薄壁金属管自动夹紧定位和自动送料的装置，从而能够连续进行薄壁金属管的单端扩口操作。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种带有自动送料装置的薄壁金属管扩口机，该装置能够实现薄壁金属管自动上下料、自动夹紧定位和自动送料，其夹紧定位精度高，自动化程度高。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种带有自动送料装置的薄壁金属管扩口机，包括机架主体、扩口机、控制台和夹紧送料机构，所述扩口机设置在所述机架主体的左侧，用于将薄壁金属管夹紧和定位并将薄壁金属管自动送入扩口机中的夹紧送料机构固定在所述机架主体上，所述控制台固定在机架主体上并用于控制夹紧送料机构的运动；
所述夹紧送料机构包括左拱门、右拱门、三爪卡盘、卡盘驱动气缸、滚珠丝杠、丝杠驱动电机、直线导轨、滑动座、丝杠螺母、丝杠螺母连接板和固定在机架主体上的底座，所述直线导轨固定在底座上，滑动座套装在所述直线导轨上，所述左拱门固定在直线导轨的左侧端部，右拱门固定在所述滑动座上，所述左拱门和右拱门上设有等大的圆形通孔，三爪卡盘和薄壁金属管的直径均小于所述圆形通孔的直径；所述滚珠丝杠平行于所述直线导轨设置并固定在所述底座上，所述滚珠丝杠的一端通过丝杠轴承座固定在左拱门上，滚珠丝杠的另一端通过联轴器连接驱动所述滚珠丝杠转动的丝杠驱动电机，所述丝杠螺母套装在滚珠丝杠上，丝杠螺母通过丝杠螺母连接板与滑动座固定连接；所述丝杠驱动电机转动时带动所述滚珠丝杠转动，从而带动丝杠螺母、丝杠螺母连接板和滑动座构成的整体沿所述直线导轨来回运动；所述三爪卡盘固定在驱动所述三爪卡盘张开与收缩的卡盘驱动气缸的前端，所述卡盘驱动气缸通过气缸座固定在所述滑动座上，所述三爪卡盘穿过所述右拱门上的圆形通孔并位于所述右拱门的左侧，卡盘驱动气缸位于所述右拱门的右侧；所述左拱门和右拱门相互靠近的一侧上均设有用于装夹薄壁金属管两端的四个压紧轮，四个压紧轮呈方形分布且均布在垂直于薄壁金属管运动方向的平面上，其中下端的两个压紧轮连接在下端连接座上，下端连接座固定连接在相应的左拱门或右拱门上，上端的两个压紧轮分别固定在两个水平设置的转动臂的一端，转动臂的另一端通过水平设置的铰接轴铰接在对应的左拱门或右拱门上；每个所述转动臂的中部设有第一弹簧接口，相对应的左拱门或右拱门的中部设有第二弹簧接口，第一弹簧接口和第二弹簧接口之间连接有第一弹簧，所述转动臂在所述第一弹簧和铰接轴的作用下能绕所述铰接轴转动0～90°；所述三爪卡盘的前端还固定有推板，所述卡盘驱动气缸上设有三根绕三爪卡盘外侧均布的螺杆，所述螺杆上套装有第二弹簧，所述推板靠近左拱门的一侧固定有三个均匀分布的硬垫片，三个硬垫片上开有三个与上述三根螺杆位置一一对应的螺孔，推板通过所述螺孔套装在三根螺杆上，三根螺杆的另一端固定有防止所述推板从螺杆中脱出的限位螺母；所述底座上还固定有限位板，所述限位板上设置有若干平行于所述螺杆的限位阶梯杆，所述限位阶梯杆的左端直径小于右端直径，所述右拱门上设有与所述限位阶梯杆位置一一对应的限位孔，所述限位孔的直径大于限位阶梯杆的左端直径并小于限位阶梯杆的右端直径，第二弹簧处于非伸缩状态时限位阶梯杆的左端端部刚好抵在所述推板上。
进一步的，还包括推料装置和下料通道，所述推料装置和下料通道分别固定在所述夹紧送料机构两侧的机架主体上，所述推料装置包括推料板、与所述推料板形成Z型送料通道的上挡板以及推动所述推料板沿水平方向运动的推料气缸，所述推料板的前端与上挡板最低点的距离比薄壁金属管直径大1-2mm，推料板的前端固定高度为3-5mm的限位螺栓。
进一步的，所述丝杠螺母连接板上还固定有拖链，所述拖链设置在底座的一侧，并用于所述卡盘驱动气缸、卡盘驱动电机和丝杠驱动电机的走线。
进一步的，所述限位阶梯杆设有呈正方形分布四根。
进一步的，所述右拱门上的四个压紧轮位于所述推板的左侧。
进一步的，所述三爪卡盘上固定有三个柔性基座，三爪卡盘通过柔性基座夹紧薄壁金属管的内壁。
进一步的，所述扩口机上设有扩口模具，所述扩口模具与三爪卡盘和卡盘驱动气缸的轴心在同一条直线上。
本发明的有益效果在于：
1、本发明结构简单紧凑，生产成本低，自动化程度高，能够完成扩口机的自动上料、自动夹紧、自动定位、自动送料和自动下料等多道工序，无需人力劳动，极大提高了加工效率和加工质量。
2、本发明采用四个压紧轮对薄壁金属管的两端进行压紧，再利用三爪卡盘伸入薄壁金属管的一端夹紧薄壁金属管的内壁，一方面两组压紧轮实现薄壁金属管的一次定位，三爪卡盘实现薄壁金属管的二次定位，薄壁金属管在水平运动时依旧位于两组压紧轮之间，其定位精度非常高，提高了送料的准确性。
3、本发明适用能够适应不同长度尺寸的薄壁金属管的加工，适用范围广。
4、本发明利用固定在限位板上的限位阶梯杆对推板进行限位，薄壁金属管在加工完成后三爪卡盘往回运动时自动脱出三爪卡盘，防止三爪卡盘与薄壁金属管的摩擦力导致薄壁金属管一直无法与三爪卡盘脱开，方便自动卸料工序的进行。
5、本发明操作简单，薄壁金属管的初始位置和最终位置适中保持在一定范围内，方便上下料装置直接将薄壁金属管送入或送出本装置中，极大提高了加工效率。
6、本发明巧妙利用限位螺栓将薄壁金属管卡在推料板上，利用限位螺栓的位置差实现薄壁金属管的卡位和送料，整个送料过程快速，送料效率高。
附图说明
图1是本发明一种带有自动送料装置的薄壁金属管扩口机的轴测图。
图2是本发明夹紧送料机构的轴测图。
图3是本发明夹紧送料机构的主视图。
图4是本发明推料装置的轴测图。
图5是本发明下料通道的轴测图。
图中，1-机架主体、2-扩口机、3-控制台、4-夹紧送料机构、5-推料装置、6-下料通道、7-左拱门、8-右拱门、9-三爪卡盘、10-卡盘驱动气缸、11-滚珠丝杠、12-丝杠驱动电机、13-直线导轨、14-滑动座、15-丝杠螺母、16-丝杠螺母连接板、17-底座、18-联轴器、19-气缸座、20-压紧轮、21-下端连接座、22-转动臂、23-铰接轴、24-第一弹簧、25-推板、26-螺杆、27-第二弹簧、28-硬垫片、29-限位板、30-限位阶梯杆、31-推料板、32-推送气缸、33-上挡板、34-限位螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1～5所示，一种带有自动送料装置的薄壁金属管扩口机，包括机架主体1、扩口机2、控制台3、夹紧送料机构4、推料装置5和下料通道6，所述扩口机2设置在所述机架主体1的左侧，用于将薄壁金属管夹紧和定位并将薄壁金属管自动送入扩口机2中的夹紧送料机构4固定在所述机架主体1上，所述控制台3固定在机架主体1上并用于控制夹紧送料机构4的运动。所述推料装置5和下料通道6分别固定在所述夹紧送料机构4两侧的机架主体1上，所述推料装置5包括推料板31、与所述推料板31形成Z型送料通道的上挡板33以及推动所述推料板31沿水平方向运动的推料气缸32，所述推料板31的前端与上挡板33最低点的距离比薄壁金属管直径大1-2mm，推料板31的前端固定高度为3-5mm的限位螺栓34。薄壁金属管位于推料板31上时刚好被限位螺栓34卡住，无法从推料板31上掉落；当推送气缸32将薄壁金属管推向夹紧送料机构4时限位螺栓34离开上挡板33的正上方，上挡板33与推料板31之间的距离刚好容薄壁金属管通过，从而将薄壁金属管推入夹紧送料机构4。加工完毕后推料板31带着下一个薄壁金属管进入夹紧送料机构4中，直接将夹紧送料机构4中的加工完成的薄壁金属管挤入下料通道中，从而同时完成一个薄壁金属管的上料工作和前一个薄壁金属管的下料工作。
所述夹紧送料机构4包括左拱门7、右拱门8、三爪卡盘9、卡盘驱动气缸10、滚珠丝杠11、丝杠驱动电机12、直线导轨13、滑动座14、丝杠螺母15、丝杠螺母连接板16和固定在机架主体1上的底座17，所述直线导轨13固定在底座17上，滑动座14套装在所述直线导轨13上，所述左拱门7固定在直线导轨13的左侧端部，右拱门8固定在所述滑动座14上，所述左拱门7和右拱门8上设有等大的圆形通孔，三爪卡盘9和薄壁金属管的直径均小于所述圆形通孔的直径；所述滚珠丝杠11平行于所述直线导轨13设置并固定在所述底座17上，所述滚珠丝杠11的一端通过丝杠轴承座固定在左拱门7上，滚珠丝杠11的另一端通过联轴器18连接驱动所述滚珠丝杠11转动的丝杠驱动电机12，所述丝杠螺母15套装在滚珠丝杠11上，丝杠螺母15通过丝杠螺母连接板16与滑动座14固定连接；所述丝杠驱动电机12转动时带动所述滚珠丝杠11转动，从而带动丝杠螺母15、丝杠螺母连接板16和滑动座14构成的整体沿所述直线导轨13来回运动；所述三爪卡盘9固定在驱动所述三爪卡盘9张开与收缩的卡盘驱动气缸10的前端，所述卡盘驱动气缸10通过气缸座19固定在所述滑动座14上，所述三爪卡盘9穿过所述右拱门8上的圆形通孔并位于所述右拱门8的左侧，卡盘驱动气缸10位于所述右拱门8的右侧；所述左拱门7和右拱门8相互靠近的一侧上均设有用于装夹薄壁金属管两端的四个压紧轮20，四个压紧轮20呈方形分布且均布在垂直于薄壁金属管运动方向的平面上，其中下端的两个压紧轮20连接在下端连接座21上，下端连接座21固定连接在相应的左拱门7或右拱门8上，上端的两个压紧轮20分别固定在两个水平设置的转动臂22的一端，转动臂22的另一端通过水平设置的铰接轴23铰接在对应的左拱门7或右拱门8上；每个所述转动臂22的中部设有第一弹簧接口，相对应的左拱门7或右拱门8的中部设有第二弹簧接口，第一弹簧接口和第二弹簧接口之间连接有第一弹簧24，所述转动臂22在所述第一弹簧24和铰接轴23的作用下能绕所述铰接轴23转动0～90°；所述三爪卡盘9的前端还固定有推板25，所述卡盘驱动气缸10上设有三根绕三爪卡盘9外侧均布的螺杆26，所述螺杆26上套装有第二弹簧27，所述推板25靠近左拱门7的一侧固定有三个均匀分布的硬垫片28，三个硬垫片28上开有三个与上述三根螺杆26位置一一对应的螺孔，推板25通过所述螺孔套装在三根螺杆26上，三根螺杆26的另一端固定有防止所述推板25从螺杆26中脱出的限位螺母；所述底座17上还固定有限位板29，所述限位板29上设置有若干平行于所述螺杆26的限位阶梯杆30，所述限位阶梯杆30的左端直径小于右端直径，所述右拱门8上设有与所述限位阶梯杆30位置一一对应的限位孔，所述限位孔的直径大于限位阶梯杆30的左端直径并小于限位阶梯杆30的右端直径，第二弹簧27处于非伸缩状态时限位阶梯杆30的左端端部刚好抵在所述推板25上。
所述丝杠螺母连接板16上还固定有拖链，所述拖链设置在底座17的一侧，并用于所述卡盘驱动气缸10、卡盘驱动电机和丝杠驱动电机12的走线。卡盘驱动气缸10和推送气缸32的气管；以及丝杠驱动电机12的电线均设置在拖链内并由拖链进行牵引和保护。
所述限位阶梯杆30设有呈正方形分布四根。四根限位阶梯杆30共同抵在推板25的右侧端面上，使三爪卡盘9回到初始位置时不会将薄壁金属管一同带回，薄壁金属管被推板25挡住从而与三爪卡盘9脱离。
所述右拱门8上的四个压紧轮20位于所述推板25的左侧。推板25在右拱门8和右拱门8上的四个压紧轮20的范围内沿螺杆26自由滑动。
所述三爪卡盘9上固定有三个柔性基座，三爪卡盘9通过柔性基座夹紧薄壁金属管的内壁。柔性基座能否防止三爪卡盘9直接抓在薄壁金属管内壁上时对薄壁金属管产生磨损。
所述扩口机2上设有扩口模具，所述扩口模具与三爪卡盘9和卡盘驱动气缸10的轴心在同一条直线上。
具体操作时，由推料装置5的推料板直接将薄壁金属管推入夹紧送料机构4中，薄壁金属管遇到左右两侧的压紧轮20时直接将两个上端的压紧轮20向上顶起，薄壁金属管直接进入夹紧送料机构4中并被分别被左右两端的四个压紧轮20压紧定位；薄壁金属管进入夹紧送料机构4后丝杠驱动电机12启动，带动滑动座14沿直线导轨13方向滑动，将薄壁金属管的一端送入扩口机2中；在丝杠驱动电机12运动的过程中，三爪卡盘9逐渐伸入薄壁金属管的右端，薄壁金属管的右侧端面压紧推板25并将推板上的第二弹簧27压缩，直至薄壁金属管左端完全进入扩口机2内并套装在扩口机2的扩口模具上，此时启动卡盘驱动气缸10，卡盘驱动气缸10驱动三爪卡盘9夹紧在薄壁金属管的右端内壁上。
在扩口完毕后，丝杠驱动电机12翻转带动滑动座14往回运动，从而带动薄壁金属管回复到初始位置，此时关闭卡盘驱动气缸10，松开三爪卡盘9，丝杠驱动电机12带动三爪卡盘9继续往回运动，推板25运动到限位阶梯杆30位置被限位阶梯杆30挡住无法继续移动，而薄壁金属管被推板25顶住无法继续移动，进而薄壁金属管完全从三爪卡盘中脱出。再利用推料板31带着下一个薄壁金属管进入夹紧送料机构4中，直接将夹紧送料机构4中的加工完成的薄壁金属管挤入下料通道中，从而同时完成一个薄壁金属管的上料工作和前一个薄壁金属管的下料工作。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (7)

1.一种带有自动送料装置的薄壁金属管扩口机，其特征在于：包括机架主体(1)、扩口机(2)、控制台(3)和夹紧送料机构(4)，所述扩口机(2)设置在所述机架主体(1)的左侧，用于将薄壁金属管夹紧和定位并将薄壁金属管自动送入扩口机(2)中的夹紧送料机构(4)固定在所述机架主体(1)上，所述控制台(3)固定在机架主体(1)上并用于控制夹紧送料机构(4)的运动；
所述夹紧送料机构(4)包括左拱门(7)、右拱门(8)、三爪卡盘(9)、卡盘驱动气缸(10)、滚珠丝杠(11)、丝杠驱动电机(12)、直线导轨(13)、滑动座(14)、丝杠螺母(15)、丝杠螺母连接板(16)和固定在机架主体(1)上的底座(17)，所述直线导轨(13)固定在底座(17)上，滑动座(14)套装在所述直线导轨(13)上，所述左拱门(7)固定在直线导轨(13)的左侧端部，右拱门(8)固定在所述滑动座(14)上，所述左拱门(7)和右拱门(8)上设有等大的圆形通孔，三爪卡盘(9)和薄壁金属管的直径均小于所述圆形通孔的直径；所述滚珠丝杠(11)平行于所述直线导轨(13)设置并固定在所述底座(17)上，所述滚珠丝杠(11)的一端通过丝杠轴承座固定在左拱门(7)上，滚珠丝杠(11)的另一端通过联轴器(18)连接驱动所述滚珠丝杠(11)转动的丝杠驱动电机(12)，所述丝杠螺母(15)套装在滚珠丝杠(11)上，丝杠螺母(15)通过丝杠螺母连接板(16)与滑动座(14)固定连接；所述丝杠驱动电机(12)转动时带动所述滚珠丝杠(11)转动，从而带动丝杠螺母(15)、丝杠螺母连接板(16)和滑动座(14)构成的整体沿所述直线导轨(13)来回运动；所述三爪卡盘(9)固定在驱动所述三爪卡盘(9)张开与收缩的卡盘驱动气缸(10)的前端，所述卡盘驱动气缸(10)通过气缸座(19)固定在所述滑动座(14)上，所述三爪卡盘(9)穿过所述右拱门(8)上的圆形通孔并位于所述右拱门(8)的左侧，卡盘驱动气缸(10)位于所述右拱门(8)的右侧；所述左拱门(7)和右拱门(8)相互靠近的一侧上均设有用于装夹薄壁金属管两端的四个压紧轮(20)，四个压紧轮(20)呈方形分布且均布在垂直于薄壁金属管运动方向的平面上，其中下端的两个压紧轮(20)连接在下端连接座(21)上，下端连接座(21)固定连接在相应的左拱门(7)或右拱门(8)上，上端的两个压紧轮(20)分别固定在两个水平设置的转动臂(22)的一端，转动臂(22)的另一端通过水平设置的铰接轴(23)铰接在对应的左拱门(7)或右拱门(8)上；每个所述转动臂(22)的中部设有第一弹簧接口，相对应的左拱门(7)或右拱门(8)的中部设有第二弹簧接口，第一弹簧接口和第二弹簧接口之间连接有第一弹簧(24)，所述转动臂(22)在所述第一弹簧(24)和铰接轴(23)的作用下能绕所述铰接轴(23)转动0～90°；所述三爪卡盘(9)的前端还固定有推板(25)，所述卡盘驱动气缸(10)上设有三根绕三爪卡盘(9)外侧均布的螺杆(26)，所述螺杆(26)上套装有第二弹簧(27)，所述推板(25)靠近左拱门(7)的一侧固定有三个均匀分布的硬垫片(28)，三个硬垫片(28)上开有三个与上述三根螺杆(26)位置一一对应的螺孔，推板(25)通过所述螺孔套装在三根螺杆(26)上，三根螺杆(26)的另一端固定有防止所述推板(25)从螺杆(26)中脱出的限位螺母；所述底座(17)上还固定有限位板(29)，所述限位板(29)上设置有若干平行于所述螺杆(26)的限位阶梯杆(30)，所述限位阶梯杆(30)的左端直径小于右端直径，所述右拱门(8)上设有与所述限位阶梯杆(30)位置一一对应的限位孔，所述限位孔的直径大于限位阶梯杆(30)的左端直径并小于限位阶梯杆(30)的右端直径，第二弹簧处于非伸缩状态时限位阶梯杆(30)的左端端部刚好抵在所述推板(25)上。
2.根据权利要求1所述的一种带有自动送料装置的薄壁金属管扩口机，其特征在于：还包括推料装置(5)和下料通道(6)，所述推料装置(5)和下料通道(6)分别固定在所述夹紧送料机构(4)两侧的机架主体(1)上，所述推料装置(5)包括推料板(31)、与所述推料板(31)形成Z型送料通道的上挡板(33)以及推动所述推料板(31)沿水平方向运动的推料气缸(32)，所述推料板(31)的前端与上挡板(33)最低点的距离比薄壁金属管直径大1-2mm，推料板(31)的前端固定高度为3-5mm的限位螺栓(34)。
3.根据权利要求1所述的一种带有自动送料装置的薄壁金属管扩口机，其特征在于：所述丝杠螺母连接板(16)上还固定有拖链，所述拖链设置在底座(17)的一侧，并用于所述卡盘驱动气缸(10)、卡盘驱动电机和丝杠驱动电机(12)的走线。
4.根据权利要求1所述的一种带有自动送料装置的薄壁金属管扩口机，其特征在于：所述限位阶梯杆(30)设有呈正方形分布四根。
5.根据权利要求1所述的一种带有自动送料装置的薄壁金属管扩口机，其特征在于：所述右拱门(8)上的四个压紧轮(20)位于所述推板(25)的左侧。
6.根据权利要求1所述的一种带有自动送料装置的薄壁金属管扩口机，其特征在于：所述三爪卡盘(9)上固定有三个柔性基座，三爪卡盘(9)通过柔性基座夹紧薄壁金属管的内壁。
7.根据权利要求1所述的一种带有自动送料装置的薄壁金属管扩口机，其特征在于：所述扩口机(2)上设有扩口模具，所述扩口模具与三爪卡盘(9)和卡盘驱动气缸(10)的轴心在同一条直线上。
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