CN106180364B - 一种全自动管材冲孔机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全自动管材冲孔机，包括机架、设在机架上的放料机构、对放料机构上的管材进行移动的翻转机构、与翻转机构配合使用的对管材进行冲孔成型的成型机构，对成型机构上的管材进行移动的输送机构、设在机架上对成型机构提供动力的液压控制系统、对各个机构进行控制的电气控制系统，管材通过放料机构进行排列，通过翻转机构将管材从放料机构移动到成型机构上进行冲压成型，通过输送机构对加工管材在成型机构上进行依次向前移动成型。采用伺服电机和步进电机进行位置精确控制，采用PLC程序控制器对加工过程进行各种输入输出控制，用户只要在触摸屏上设定产品参数，系统即可自动生成各个功能装置的数据，动作平稳精度高，液压冲孔噪音低。

Description

一种全自动管材冲孔机

技术领域

本发明涉及机械领域，具体涉及一种全自动管材冲孔机。

背景技术

在现代化生活中，管材的应用越来越广泛，而这些管材在加工的过程中通常需要进行冲孔，目前市场上针对管材的自动冲孔的设备并不多，且基本采用多工位气缸推进定位，气缸推进难以保证定位精度，不同长度的产品气缸要重新定位，且多工位设计在更换产品时费时费力，不适宜当前多品种小批量产品生产的市场形势，若采用数控对产品要进行多面冲孔时，需要进行多次装夹，大大降低了工作效率，且需要专业技工才能操作。而通过人工进行冲孔时，冲孔精度不能有效的保证，冲孔效率低，在冲孔的过程中报废效率高，且安全系数低，劳动强度高，冲孔噪音大，不利于保护劳动者的身心健康，而且现在的冲孔设备基本都是体积比较大，占地面积广，对于安装和搬运时比较笨重，因此，对于本领域内的技术人员，还有待研发出一种能够更加简单高效的对各种管形进行多面连续加工的设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种全自动管材冲孔机，结构紧凑、占地面积小，能够进行精确控制位置，对生产加工过程进行控制，能够完成对各种管形的加工，更换模具简单、方便、快速，动作平稳精度高，噪音低。

为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：一种全自动管材冲孔机，包括机架、设在机架上的放料机构、对放料机构上的管材进行移动的翻转机构、与翻转机构配合使用的对管材进行冲孔成型的成型机构，对成型机构上的管材进行移动的输送机构、设在机架上对成型机构提供动力的液压控制系统、对各个机构进行控制的电气控制系统，管材通过放料机构进行排列，通过翻转机构将管材从放料机构移动到成型机构上进行冲压成型，通过输送机构对加工管材在成型机构上进行依次向前移动成型。

在使用过程中，放料机构、翻转机构、成型机构依次设置在机架上，将需要加工的管材水平的放置到放料机构内，通过放料机构进行自动进行整理，有能够使翻转机构依次有效的对放料机构内的管材进行抓取并移动到成型机构上进行冲孔加工，通过成型机构的一道或者多道冲孔工序后使管材完成任意设定位置的冲孔成型，在成型机构在冲孔成型过程中和冲孔完成后，均通过输送机构对加工过程中的管材进行移动，使管材能够移动到所需位置，当冲孔完成后，能够对完成管材输送到成型机构一侧的成品放置区，在设备进行工作的过程中，动力供应可以分为液压、气动、电动三种动力装置，通过液压控制系统和电气控制系统对各个部位提供动力源，动力源也可以根据不同的需求进行更换，本结构有限选用这三类动力控制系统进行综合供应，使成本更低，工作效率更高，在加工的过程中，人工只需将需要加工的管材放至放料机构内，就能自动对管材进行冲孔成型并移动到固定的位置，不再需要人工进行搬运，劳动强度更低，在各个机构进行运行的过程中，通过感应器对其各个运行轨迹和位置进行感应控制，能够使设备在运行时更加精确，在机架上还设有一个状态指示的报警器，当感应器感应到其中某个或某些程序出现错误时，能够及时的对工作人员起到报警提醒效果。

作为优选，所述放料机构包括设在机架上的放料斗、设在机架上与放料斗配合用于控制管材位置的高度限位装置，所述放料斗包括固定在机架上的底板、设在机架上与底板配合限位的宽度限位装置，所述底板采用倾斜板结构，所述底板下端设有一个对其进行震动的震动器，所述机架上设有一个对高度限位装置进行前后摇摆控制的第二驱动装置，所述底板的前端设有一个对管材前后位置进行控制的限位机构。

当工作人员将需要加工的管材放置到放料机构内时，通过放料斗对管材进行位置的限制，使管材水平的位于放料斗内的底板上，通过宽度限位装置对管材的轴向位置进行限制，由于底板为倾斜板结构，放置在底板上的管材能够自动向前移动或滚动，通过放料斗与高度限位装置的组合，使放料斗内的管材通过高度限位装置进行限位控制后，沿着底板向前移动的管材成整齐排列，且能够保证管材是沿着底板表面向前移动，不会出现大批量混乱向前移动的现象，为了保证位于底板上的管材能够有效的向前移动，不出现定死、卡住、压死管材等现象，在机架上位于底板的下端设置了一个震动器，底板上位于翻转机构的顶部两侧设有感应器，当感应器感应不到管材时发送一个信号给控制器，从而控制震动器启动，通过震动器的震动，从而使位于底板上的管材处于活动的状态，使底板上的管材通过震动后往下正常移动，从而使放料机构的供料效果更加有效，当放料机构内的管材存储较多时，容易出现上面的管材将底部的管材压死现象，从而使管材无法向前移动，通过第二驱动装置使高度限位装置进行前后摇摆，能够通过高度限位装置对叠加的管材向后推动，从而保证最底端的管材能够有效的向前移动，不会被上端的管材压住，在管材向前移动的过程中，通过限位机构能够使管材有效的移动到设定的位置，从而方便翻转机构进行抓取，控制器可以采用PLC控制器，也可以采用单片机。

作为优选，所述第二驱动装置采用气缸结构，所述高度限位装置的上端固定在机架上，高度限位装置包括L型结构的限位导向板，设在限位导向板一侧与第二驱动装置配合使用对放料斗上叠加在一起的管材进行推动的推板，推板与底板之间的最小距离和限位导向板的下端面与底板之间的距离两者均大于管材最小直径且小于管材最大直径，所述高度限位装置与底板之间的高度可以通过高度限位装置的固定端进行调整。

第二驱动装置采用气缸结构，结构更加简单，高度限位装置的上端可以采用可调节高度的螺杆进行固定，拆装更加方便，同时根据不同大小的管材进行调节后，再通过L型结构的限位导向板时限位效果更好，能够有效的保证管材在经过L型结构的限位导向板与底板之间时始终保持连续的一根管材沿着底板向前移动到限位机构上，当管材为非圆形时，还能够通过调整两者之间的距离，使管材根据一定的位置向前移动，例如当管材为常见的椭圆形时，可以使管材按照短径进行设置，则在管材移动时均为短径与底板相对垂直向前移动，通过振动器对底板进行震动，从而使位于底板上的管材不断的向前移动，第二驱动装置上的气缸活塞杆前端与推板一侧连接，通过气缸活塞杆不断的前后移动，控制推板对高度大于一倍管材直径的管材进行推动，从而使管材通过推板后保证只有一根沿着限位导向板向前移动，不会出现叠加现象，所述限位机构可以采用两个或以上的限位块进行限位，使管材向前移动时能够通过限位块进行前后位置控制，结构更加简单，成本更低，同时，同两个限位块进行限位，可以使管材的中间位置处于悬空状态，以方便翻转机构的抓取，在放料斗的上可以设置一个用于监控放料斗内管材状况的感应器，当管材用完使能够进行及时的提醒。

作为优选，所述宽度限位装置包括设在底板上与其配合限位的两个宽度限位板，设在机架上用于控制宽度限位板左右移动的第一控制螺杆，设在机架上对第一控制螺杆进行驱动的第一驱动装置，所述宽度限位板的一端通过滑轨和滑块组合的滑动结构滑设在机架上。

宽度限位板的一端通过滑轨和滑块的结构滑接在机架上，同时宽度限位块转接在第一控制螺杆上，根据需要加工的管材的长度，可以对两个宽度限位板之间的距离进行调节，在调节时，通过第一驱动装置带动第一控制螺杆正反转动，从而使位于第一控制螺杆上的两个宽度限位板沿着螺杆与滑轨进行相对或者相反方向的移动结构更加简单，调节更加简便，工作效率高，劳动强度底，成本更低。

作为优选，所述翻转机构包括设在机架上的固定座、设在固定座上的第一机械手、设在固定座上用于安装第一机械手的驱动杆，设在机架内用于控制动驱动杆正反旋转的驱动电机，所述第一机械手包括转接在驱动杆上的安装座，固定在安装座上的控制气缸，设在控制气缸前端的夹头，所述夹头采用两个带有相互配合的带有圆弧形夹槽的转接块组成，限位机构最前端的管材通过第一机械手进行夹紧，通过驱动电机将第一机械手旋转一定角度，从而实现将位于放料机构上的管材进行向前移动到成型机构上进行冲孔成型。

在工作过程中，第一机械手上的夹头采用气动结构，当放料机构上的管材通过翻转机构移动到成型机构上时，更加简便，工作效率更高，结构更加简便，通过圆弧形夹槽对管材进行夹紧，对管材不会产生变形，夹头可以进行拆卸更换，从而使夹槽的形状能够与所加工的管材进行匹配，在通过夹头进行移动的过程中，能够通过圆弧形夹槽进行管材的导向固定，通过圆弧形夹槽对管材进行一定的矫正。

作为优选，所述成型机构包括至少一组设在机架上与翻转机构配合使用的转向装置、至少一组设在机架上对管材进行冲孔成型的冲孔装置。

放料斗内的管材通过翻转机构移动到转向装置上，通过转向装置对管材进行一定的旋转，从而使管材通过输送机构再次移动到冲孔装置进行冲孔时，能够有效的保证成孔的精确性，当需要进行多个冲孔装置进行冲孔时，转向装置可以根据冲孔装置的需求任意设定旋转角度。

作为优选，所述转向装置包括设在机架上的第二控制螺杆、设在机架上对第二控制螺杆进行驱动的第四驱动装置、设在机架上的第一移动底座、通过第一移动底座转接在第二控制螺杆上的两个转向器，所述第一移动底座包括设在机架上的滑轨、滑设在滑轨上的滑块，设在滑块上用于固定所述转向器的座体，所述转向器包括转向电机，所述转向电机前端安装有一个与管材孔配合的固定矫正头，所述固定矫正头上设有一个挡圈，所述固定矫正头前端设有一个锥形的导向矫正头。

当管材通过翻转机构移动到所需位置时，通过第四驱动装置带动第二控制螺杆旋转，从而使两个转向器进行相对移动，使固定矫正头插入到管材的两端，通过挡圈对管材在固定矫正头上的位置进行限位，使管材的定位更加精确，再通过转向器旋转一定的角度，使管材通过输送机构进行移动时定位更加精确，在对管材进行加紧定位时，通过锥形的导向矫正头的先与管材孔接触，能够对管材起到导向作用，使管材更加方便快捷的移动到固定矫正头上，固定矫正头与管材孔形状匹配，在旋转时，可以根据固定矫正头来确定旋转角度，使旋转角度的设定更加方便。

作为优选，所述冲孔装置包括设在机架上的第三控制螺杆、设在机架上对第三控制螺杆进行驱动的第三驱动装置、设在机架通过第三控制螺杆进行移动的两个冲孔模具，所述冲孔模具与机架之间通过滑轨与滑块进行滑结，所述冲孔模具包括固定在滑块上的模具架、设在模具架上端的冲压油缸、设在模具架内通过冲压油缸对管材进行冲孔的复合模具，所述复合模具包括上模和下模，所述上模与下模之间设有若干根导杆、所述导杆上套设有复位弹簧，所述上模与模具架之间设有一根与其同步升降的感应杆，所述模具架上设有两个分用于识别并控制感应杆升降位置的感应器，所述冲压油缸与复合模具之间采用非连接结构。

冲孔模具通过第三驱动装置控制第三控制螺杆的转动，能够使其在第三控制螺杆上进行移动，从而使管材通过输送机构移动到两个冲孔模具之间时，使管材的两端伸入冲孔模具，从而通过冲孔模具对管材进行冲孔处理，结构更加简单，操作更加简便，工作效率更高，所述模具架后端设有一个挡板，两者之间设有弹簧，模具架与挡板同时移动，夹紧管材的时候管材对模具架具有反向作用力，挡板继续向前移，此时会压缩弹簧，对产品产生一定的夹紧力，同时可以消除产品的长度误差；当管材变形插入复合模具时，管材的端部可能会与复合模具卡住，此时对复合模具有反向作用力，挡板继续向前移，也会压缩弹簧，当挡板上的感应器感应到模具架时会产生一个报警信号，PLC控制器会进行相应的故障处理。

在冲孔的过程中实现自动供料和成孔，冲孔模具与机架之间通过滑轨与滑块进行滑结进行移动，且两个冲孔模具滑接在同一组滑轨上，移动轨迹能够更精确，结构更加简便，在对管材进行冲孔的过程中，上下模之间通过冲压油缸进行冲压，动力更足，而且上下模具的四个角落之间通过四根导杆进行导向，能够使上下模局冲孔更加精确，上下模具之间通过复位弹簧进行复位，当冲压油缸冲孔完成后，能够及时的进行复位，复位效率更高，冲压油缸与复合模具之间采用非连接结构，对符合模具的更换更加简便，上模与模具架之间设有一根与其同步升降的感应杆，模具架上设有两个分用于识别并控制感应杆升降位置的感应器，同时还能及时的检测上模的冲孔和复位情况，通过这一组合能够随时监控模具的运行状态，当复位弹簧或者冲压油缸出现工作不正常现象时，能够及时的进行提醒，复合模具在对管材机芯冲孔成型时，可以直接从上往下进行冲孔成型，或者上模与下模之间通过两侧对冲杆进行顶进，从而实现侧面冲孔成型，通过复合模具能够实现对管材的三面进行冲孔成型。

作为优选，所述输送机构包括通过滑轨与滑块滑设在机架上的第二移动底座、设在第二移动底座上与成型机构配合使用的若干个夹持机构、设在机架上对第二移动底座进行前后移动的驱动气缸，所述夹持机构包括伸缩气缸、设在伸缩气缸上对管材进行夹紧的气动夹头，所述机架上还设有一个与驱动气缸配合使用的阻尼缓冲器。

所述夹持机构与成型机构上的转向装置和冲孔装置个数相匹配，从而实现对成型装置上的加工管材进行及时的向前移动，夹持机构通过驱动气缸控制移动底座在滑轨上的滑动实现前后移动，结构更加简单，控制更加方便，可以根据控制活塞杆的伸缩来实现所需的前后移动，在移动底座进行移动的过程中，通过阻尼缓冲器进行速度的控制，从而大大的减轻了气缸活塞杆到达极限时的撞击和震动，调节阻尼缓冲器可对移动底座进行限位，使移动的频率和效率得到有效的控制，气动夹头通过伸缩气缸进行伸缩后对管材进行夹紧和放开移动，在气动夹头无管材夹持移动的时候不会对正在加工的管材产生影响，而且通过气动夹头进行夹紧与松开，工作效率更高，成本更低，气动夹头采用可拆卸结构，且气动夹头与所加工的管材当前形状匹配，在夹持过程中夹紧效果更好。

作为优选，所述第一控制螺杆、第二控制螺杆和第三控制螺杆均采用正反牙丝杠结构，所述第一驱动装置、第四驱动装置和第三驱动装置的一端均设有一个同步轮，所述第一驱动装置、第四驱动装置和第三驱动装置均包括传动电机、用于实现转动电机对第一控制螺杆、第二控制螺杆和第三控制螺杆进行控制的传动装置，所述传动装置采用同步带结构，通过传动装置与同步轮配合实现各个传动电机与对应的控制螺杆之间同步效果。

所述的控制螺杆均采用正反牙丝杠结构，待控制组件分别转接到正反牙上，通过传动电机的正反转就能实现两者之间的相对或者相反同步移动，结构更加简单，工作效率更高，驱动装置的传动电机采用数字电机，精度高，速度快，可控性好，传动电机与控制螺杆上的同步轮通过同步带进行动力的传递，在加工的过程中，能够实现传动电机与控制螺杆之间的同步转动，从而对控制螺杆上的工作组件移动位置控制更加精确。

有益效果：

本发明采用上述技术方案提供一种全自动管材冲孔机，结构紧凑、占地面积小，采用伺服电机和步进电机进行位置精确控制，采用PLC程序控制器对生产加工过程进行自动定位、检测、计数、报警、故障处理等各种输入输出控制，用户只要在触摸屏上设定产品长度及转向角度等参数，系统即可自动生成各个功能装置的位置，角度，宽度，方向等数据，本机只设置2-3个冲孔工位即可完成对各种管形的加工，更换模具简单、方便、快速，伺服电机驱动速度更快且可控，动作平稳精度高，液压冲孔噪音低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的局部左视图；

图3为本发明右视图的结构示意图；

图4为本发明翻转机构与放料斗的结构示意图；

图5为本发明冲孔装置的结构示意图；

图6为本发明转向装置的结构示意；

图1～6中各标注名称：管材1、滑块2、滑轨3、同步轮4、传动电机5、传动装置6、报警器7、翻转机构100、固定座101、驱动杆102、第一机械手103、驱动电机104、安装座105、控制气缸106、夹头107、放料机构200、放料斗210、底板211、宽度限位装置212、宽度限位板213、第一控制螺杆214、第一驱动装置215、高度限位装置220、推板221、限位导向板222、震动器230、第二驱动装置240、限位机构250、机架300、成型机构400、转向装置410、第四驱动装置411、第二控制螺杆412、第一移动底座413、转向器414、座体415、转向电机416、固定矫正头417、挡圈418、导向矫正头419、冲孔装置420、第三驱动装置421、第三控制螺杆422、冲孔模具430、模具架431、冲压油缸432、复合模具440、下模441、上模442、导杆443、复位弹簧444、挡板445、感应杆450、感应器460、输送机构500、伸缩气缸506、第二移动底座510、夹持机构520、驱动气缸530、气动夹头540、阻尼缓冲器550、液压控制系统600、电气控制系统700。

具体实施方式

如图1～6所示，一种全自动管材冲孔机，包括机架300、设在机架300上的放料机构200、对放料机构200上的管材进行移动的翻转机构100、与翻转机构100配合使用的对管材进行冲孔成型的成型机构400，对成型机构400上的管材进行移动的输送机构500、设在机架300上对成型机构提供动力的液压控制系统600、对各个机构进行控制的电气控制系统700，管材通过放料机构200进行排列，通过翻转机构100将管材从放料机构200移动到成型机构400上进行冲压成型，通过输送机构500对加工管材在成型机构400上进行依次向前移动成型；所述放料机构200包括设在机架300上的放料斗210、设在机架300上与放料斗210配合用于控制管材位置的高度限位装置220，所述放料斗210包括固定在机架300上的底板211、设在机架300上与底板211配合限位的宽度限位装置212，所述底板211采用倾斜板结构，所述底板211下端设有一个对其进行震动的震动器230，所述机架300上设有一个对高度限位装置220进行前后摇摆控制的第二驱动装置240，所述底板211的前端设有一个对管材前后位置进行控制的限位机构250；所述第二驱动装置240采用气缸结构，所述高度限位装置220的上端固定在机架300上，高度限位装置220包括L型结构的限位导向板222，设在限位导向板222一侧与第二驱动装置240配合使用对放料斗210上叠加在一起的管材进行推动的推板221，推板221与底板211之间的最小距离和限位导向板222的下端面与底板211之间的距离两者均大于管材最小直径且小于管材最大直径，所述高度限位装置220与底板211之间的高度可以通过高度限位装置220的固定端进行调整，通过振动器230对底板211进行震动，从而使位于底板上的管材不断的向前移动，第二驱动装置240上的气缸活塞杆前端与推板221一侧连接，通过气缸活塞杆不断的前后移动控制推板221对高度大于一倍管材直径的管材进行推动，从而使管材通过推板221后保证只有一根沿着限位导向板222向前移动，不会出现叠加现象，所述限位机构250可以采用两个或以上的限位块进行限位，使管材向前移动时能够通过限位块进行前后位置控制；所述宽度限位装置212包括设在底板211上与其配合限位的两个宽度限位板213，设在机架300上用于控制宽度限位板213左右移动的第一控制螺杆214，设在机架300上对第一控制螺杆214进行驱动的第一驱动装置215，所述宽度限位板213的一端通过滑轨3和滑块2组合的滑动结构滑设在机架300上；所述翻转机构100包括设在机架300上的固定座101、设在固定座101上的第一机械手103、设在固定座101上用于安装第一机械手103的驱动杆102，设在机架300内用于控制动驱动杆102正反旋转的驱动电机104，所述第一机械手103包括转接在驱动杆102上的安装座105，固定在安装座105上的控制气缸106，设在控制气缸106前端的夹头107，所述夹头107采用两个带有相互配合的带有圆弧形夹槽的转接块组成，限位机构250最前端的管材通过第一机械手103进行夹紧，通过驱动电机104将第一机械手103旋转一定角度，从而实现将位于放料机构200上的管材进行向前移动到成型机构400上进行冲孔成型；所述成型机构400包括至少一组设在机架300上与翻转机构100配合使用的转向装置410、至少一组设在机架300上对管材进行冲孔成型的冲孔装置420；所述转向装置410包括设在机架300上的第二控制螺杆412、设在机架300上对第二控制螺杆412进行驱动的第四驱动装置411、设在机架300上的第一移动底座413、通过第一移动底座413转接在第二控制螺杆412上的两个转向器414，所述第一移动底座413包括设在机架300上的滑轨3、滑设在滑轨3上的滑块2，设在滑块2上用于固定所述转向器414的座体415，所述转向器414包括转向电机416，所述转向电机416前端安装有一个与管材孔配合的固定矫正头417，所述固定矫正头417上设有一个挡圈418，所述固定矫正头417前端设有一个锥形的导向矫正头419；所述冲孔装置420包括设在机架300上的第三控制螺杆422、设在机架300上对第三控制螺杆422进行驱动的第三驱动装置421、设在机架300通过第三控制螺杆422进行移动的两个冲孔模具430，所述冲孔模具430与机架300之间通过滑轨3与滑块2进行滑结，所述冲孔模具430包括固定在滑块2上的模具架431、设在模具架431上端的冲压油缸432、设在模具架431内通过冲压油缸432对管材进行冲孔的复合模具440，所述复合模具440包括上模442和下模441，所述上模442与下模441之间设有若干根导杆443、所述导杆443上套设有复位弹簧444，所述上模442与模具架431之间设有一根与其同步升降的感应杆450，所述模具架431上设有两个分用于识别并控制感应杆450升降位置的感应器460，所述冲压油缸432与复合模具440之间采用非连接结构；所述输送机构500包括通过滑轨3与滑块2滑设在机架300上的第二移动底座510、设在第二移动底座510上与成型机构400配合使用的若干个夹持机构520、设在机架300上对第二移动底座510进行前后移动的驱动气缸530，所述夹持机构520包括伸缩气缸506、设在伸缩气缸506上对管材进行夹紧的气动夹头540，所述机架300上还设有一个与驱动气缸530配合使用的阻尼缓冲器550；所述第一控制螺杆214、第二控制螺杆412和第三控制螺杆422均采用正反牙丝杠结构，所述第一驱动装置215、第四驱动装置411和第三驱动装置421的一端均设有一个同步轮4，所述第一驱动装置215、第四驱动装置411和第三驱动装置421均包括传动电机5、用于实现转动电机5对第一控制螺杆214、第二控制螺杆412和第三控制螺杆422进行控制的传动装置6，所述传动装置6采用同步带结构，通过传动装置6与同步轮4配合实现各个传动电机5与对应的控制螺杆之间同步效果。

在此以对最常见的椭圆形管材加工为例，加工步骤为：

实际工作时，首先根据代加工管材1的直径和长度通过电器控制系统700对放料机构200进行设置，通过第一驱动装置215带动第一控制螺杆214进行旋转，使放料斗210上的两个宽度限位板213沿着滑轨3左右移动，使两个宽度限位板213之间的距离能够合理放入管材1且不会发生旋转，通过两个宽度限位板213和底板211组合形成一个用于放置管材1的存储区域，通过调节高度限位装置220对放料斗210内的管材1供应进行限定，在对高度限位装置220进行调节时，推板221与底板211之间的最小距离和限位导向板222的下端面与底板211之间的距离两者均大于管材1最小直径且小于管材1最大直径为宜，当多根管材1同时放置于放料斗210内时，通过限位导向板222的下端面与底板211的结合形成一个只能使一根管材1向前移动的通道，在管材1通过这一通道向前移动使，成型一个整齐排列的形式，从而使供料更加有调理，翻转机构100在去料时更加方便精确，同时，还要通过电器控制系统700对对冲孔装置420和转向装置410的移动距离进行设定，使管材1在加工的过程中能够准确的进行转向和冲孔成型。

在生产加工时，将管材1放置到放料斗210内，通过第二驱动装置240对推板221的前后推动，使放料斗210在供料时能够保证最底层的管材1向前推进，不会出现定死现象，同时，通过限位导向板222的下端面与底板211组成的通道时，通道口能随时的保证畅通，在管材1经过通道时，能够自动进行整齐的排列推进，还能对管材1的移动位置进行限定，使管材一直保证短径一侧与底板211接触，当管材1移动到限位装置212时，通过限位装置212进行限位，当与限位装置212接触的管材在没有通过翻转机构100拿掉以前，后续的管材1不会再向前移动，当最前端的管材1被取走时，后续的管材能够依次向前移动，从而有效的保证了管材1的供应效率；底板211上位于翻转机构100的顶部两侧设有感应器，当感应器感应不到管材时发送一个信号给电气控制系统700，从而控制震动器230启动，通过震动器230的震动，从而使位于底板211上的管材1处于活动的状态，使底板211上的管材1通过震动后往下正常移动，从而使放料机构200的供料效果更加有效，有效的实现了对管材1的排列、定位、及时供料等功能，工作效率更高，结构更加简单，成本更低，操作更加简便；当管材1移动到限位装置212后，通过控制气缸106的伸缩原理使夹头7移动到最前端的管材1位置，通过夹头7对管材1进行夹紧，通过驱动电机104驱动驱动杆102进行旋转，使第一机械手103沿着驱动杆102旋转到一侧，然后通过转向器414对管材1进行夹紧后，夹头7松开，通过控制气缸106的伸缩原理使夹头7缩回后再通过驱动电机104旋转到原始位置，从而准备对下一根代加工管材1进行移动，在实现管材1从放料机构200移动到成型机构400的过程中，控制更加简便，有效的解决了两者之间的过度，还能够实现重复精确的传递，当管材1通过翻转机构100移动到成型机构400上时，通过第四驱动装置411带动第二控制螺杆412进行旋转，从而使两个对应的转向器414进行相对移动，通过固定矫正头417进行固定，然后再通过转向电机416将固定的管材1旋转一定的角度，使管材1在通过输送机构500输送到冲孔装置420进行冲孔时能够精确的对待冲孔位置进行冲孔，通过转向装置410进行转动后，有效的解决了管材1在进入冲孔装置420进行冲孔时位置无法固定的问题，在旋转的过程中，能够通过固定矫正头417的形状或/和感应器进行控制转向角度，当管材1通过转向装置410旋转到所需的位置后，通过夹持机构520上的伸缩气缸506对气动夹头540进行定位，使气动夹头540对管材1进行夹紧，然后转向装置410复位，通过驱动气缸530使气动夹头540夹紧的管材1向前移动到冲孔装置420位置，下一根管材1通过翻转机构100再次移动到转向装置410位置，进行重复运行，当管材1移动到冲孔装置420位置时，通过第三驱动装置421控制第三控制螺杆422旋转，从而使冲孔装置420沿着滑轨3进行相对移动，使管材1的两端伸入到冲孔模具430内进行定位，然后气动夹头540松开并通过驱动气缸530返回原始位置，进行下一轮的移动，然后再通过冲孔模具430进行冲孔成型，在冲孔时，通过冲压油缸432对上模442向下模441移动从而实现冲孔，在冲孔时，还能够根据感应杆450与感应器460的组合，随时对复合模具440的状态进行控制，当冲孔完成后，再通过输送机构500对位于成型机构400上的管材向前进行移动，所述模具架431后端设有一个挡板445，两者之间设有弹簧，模具架431与挡板445同时移动，夹紧管材1的时候管材1对模具架431具有反向作用力，挡板445继续向前移，此时会压缩弹簧，对产品产生一定的夹紧力，同时可以消除产品的长度误差；当管材1变形插入复合模具440时，管材1的端部可能会与复合模具440卡住，此时对复合模具440有反向作用力，挡板445继续向前移，也会压缩弹簧，当挡板445上的感应器感应到模具架431时会产生一个报警信号给PLC控制器，PLC控制器会进行相应的故障处理。如果冲孔位置只需通过一次冲孔就能完成，则通过输送机构500对冲孔完成的管材1向前移动后直接到达成品区，如果还需要进行冲孔时，根据冲孔的位置对管材1继续向前移动，通过转向装置410和冲孔装置420的组合从而使管材孔完全成型，转向装置410和冲孔装置420的各种运行控制，可以通过感应器对其进行感应控制，从而能够使控制更加精确，当感应器感应到某一个或者几个出现问题时，通过报警器7能够及时的做出反应，通过放料机构200、翻转机构100、转向装置410、冲孔装置420和输送机构500的组合及各种控制衔接，从而达到对管材1从杆件到冲孔成型的自动化全方位加工，工作效率高，劳动强度低，生产成本低，在生产过程中，通过液压控制系统600和电气控制系统700的动力供应系统，有效的保证了电、气、液三种动力供应方式，使动力供应更加全面，设备运行时运行效果更好，成本更低，采用伺服电机和步进电机进行位置精确控制，采用PLC程序控制器对生产加工过程进行自动检测、计数、报警等各种输入输出控制，用户只要在触摸屏上设定产品长度及转向角度等参数，系统即可自动生成各个功能装置的位置，角度，宽度，方向等数据，本机只设置2-3个冲孔工位即可完成对各种管形的加工，更换模具简单、方便、快速。伺服电机驱动速度更快且可控，动作平稳精度高，液压冲孔噪音低。其他形状管材加工时，根据管材的截面形状对夹具和冲孔模具进行更换，使加工范围更广。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种全自动管材冲孔机，其特征在于：包括机架(300)、设在机架(300)上的放料机构(200)、对放料机构(200)上的拉杆进行移动的翻转机构(100)、与翻转机构(100)配合使用的对拉杆进行冲孔成型的成型机构(400)，对成型机构(400)上的拉杆进行移动的输送机构(500)、设在机架(300)上对各个机构提供动力的液压控制系统(600)、对成型机构进行控制的电气控制系统(700)，拉杆通过放料机构(200)进行排列，通过翻转机构(100)将拉杆从放料机构(200)移动到成型机构(400)上进行冲压成型，通过输送机构(500)对加工拉杆在成型机构(400)上进行依次向前移动成型，所述放料机构(200)包括设在机架(300)上的放料斗(210)、设在机架(300)上与放料斗(210)配合用于控制拉杆位置的高度限位装置(220)，所述放料斗(210)包括固定在机架(300)上的底板(211)、设在机架(300)上与底板(211)配合限位的宽度限位装置(212)，所述底板(211)采用倾斜板结构，所述底板(211)下端设有一个对其进行震动的震动器(230)，所述机架(300)上设有一个对高度限位装置(220)进行前后摇摆控制的第二驱动装置(240)，所述底板(211)的前端设有一个对拉杆前后位置进行控制的限位机构(250)。

2.根据权利要求1所述的一种全自动管材冲孔机，其特征在于：所述第二驱动装置(240)采用气缸结构，所述高度限位装置(220)的上端固定在机架(300)上，高度限位装置(220)包括L型结构的限位导向板(222)，设在限位导向板(222)一侧与第二驱动装置(240)配合使用对放料斗(210)上叠加在一起的拉杆进行推动的推板(221)，推板(221)与底板(211)之间的最小距离和限位导向板(222)的下端面与底板(211)之间的距离两者均大于拉杆最小直径且小于拉杆最大直径，所述高度限位装置(220)与底板(211)之间的高度可以通过高度限位装置(220)的固定端进行调整。

3.根据权利要求1所述的一种全自动管材冲孔机，其特征在于：所述宽度限位装置(212)包括设在底板(211)上与其配合限位的两个宽度限位板(213)，设在机架(300)上用于控制宽度限位板(213)左右移动的第一控制螺杆(214)，设在机架(300)上对第一控制螺杆(214)进行驱动的第一驱动装置(215)，所述宽度限位板(213)的一端通过滑轨(3)和滑块(2)组合的滑动结构滑设在机架(300)上。

4.根据权利要求1所述的一种全自动管材冲孔机，其特征在于：所述翻转机构(100)包括设在机架(300)上的固定座(101)、设在固定座(101)上的第一机械手(103)、设在固定座(101)上用于安装第一机械手(103)的驱动杆(102)，设在机架(300)内用于控制动驱动杆(102)正反旋转的驱动电机(104)，所述第一机械手(103)包括转接在驱动杆(102)上的安装座(105)，固定在安装座(105)上的控制气缸(106)，设在控制气缸(106)前端的夹头(107)，所述夹头(107)采用两个带有相互配合的带有圆弧形夹槽的转接块组成，限位机构(250)最前端的拉杆通过第一机械手(103)进行夹紧，通过驱动电机(104)将第一机械手(103)旋转一定角度，从而实现将位于放料机构(200)上的拉杆进行向前移动到成型机构(400)上进行冲孔成型。

5.根据权利要求1所述的一种全自动管材冲孔机，其特征在于：所述成型机构(400)包括至少一组设在机架(300)上与翻转机构(100)配合使用的转向装置(410)、至少一组设在机架(300)上对拉杆进行冲孔成型的冲孔装置(420)。

6.根据权利要求5所述的一种全自动管材冲孔机，其特征在于：所述转向装置(410)包括设在机架(300)上的第二控制螺杆(412)、设在机架(300)上对第二控制螺杆(412)进行驱动的第四驱动装置(411)、设在机架(300)上的第一移动底座(413)、通过第一移动底座(413)转接在第二控制螺杆(412)上的两个转向器(414)，所述第一移动底座(413)包括设在机架(300)上的滑轨(3)、滑设在滑轨(3)上的滑块(2)，设在滑块(2)上用于固定所述转向器(414)的座体(415)，所述转向器(414)包括转向电机(416)，所述转向电机(416)前端安装有一个与拉杆孔配合的固定矫正头(417)，所述固定矫正头(417)上设有一个挡圈(418)，所述固定矫正头(417)前端设有一个锥形的导向矫正头(419)。

7.根据权利要求5所述的一种全自动管材冲孔机，其特征在于：所述冲孔装置(420)包括设在机架(300)上的第三控制螺杆(422)、设在机架(300)上对第三控制螺杆(422)进行驱动的第三驱动装置(421)、设在机架(300)通过第三控制螺杆(422)进行移动的两个冲孔模具(430)，所述冲孔模具(430)与机架(300)之间通过滑轨(3)与滑块(2)进行滑结，所述冲孔模具(430)包括固定在滑块(2)上的模具架(431)、设在模具架(431)上端的冲压油缸(432)、设在模具架(431)内通过冲压油缸(432)对拉杆进行冲孔的复合模具(440)，所述复合模具(440)包括上模(442)和下模(441)，所述上模(442)与下模(441)之间设有若干根导杆(443)、所述导杆(443)上套设有复位弹簧(444)，所述上模(442)与模具架(431)之间设有一根与其同步升降的感应杆(450)，所述模具架(431)上设有两个分用于识别并控制感应杆(450)升降位置的感应器(460)，所述冲压油缸(432)与复合模具(440)之间采用非连接结构。

8.根据权利要求1所述的一种全自动管材冲孔机，其特征在于：所述输送机构(500)包括通过滑轨(3)与滑块(2)滑设在机架(300)上的第二移动底座(510)、设在第二移动底座(510)上与成型机构(400)配合使用的若干个夹持机构(520)、设在机架(300)上对第二移动底座(510)进行前后移动的驱动气缸(530)，所述夹持机构(520)包括伸缩气缸(506)、设在伸缩气缸(506)上对拉杆进行夹紧的气动夹头(540)，所述机架(300)上还设有一个与驱动气缸(530)配合使用的阻尼缓冲器(550)。