CN107900194B - 超长方管双端四面全自动智能冲裁组合装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超长方管双端四面全自动智能冲裁组合装备，包括自动输送结构和机架；自动输送结构位于机架的一侧，在自动输送结构的两端各设有用于对方管进行整理的理料机构I和理料机构II；机架上设有导轨，在机架的头部和尾部分别设置有液压冲孔主机Ⅰ和液压冲孔主机ⅠⅠ，机架中间部分设有摇臂机构、夹紧机构、推料机构、90°翻转机构；夹紧机构与推料机构配合将待加工的方管夹紧；摇臂机构用于将方管从自动输送机构移位到机架；90°翻转机构实现方管90°翻转动作；成品移动架位于机架另一侧，其上设有顶料装置，当方管移动到此位置，顶料装置将方管顶入到成品移动架内；智能CNC控制系统控制各个机构协同运动，完成方管的加工。

Description

超长方管双端四面全自动智能冲裁组合装备

技术领域

本发明涉及方管双面对冲机构，具体地是涉及超长方管双端四面全自动智能冲裁组合装备，属于冲孔自动化技术领域。

背景技术

当前各行各业基于模块化、组合式、标准化、通用型的制造理念，使得型材利用日益广泛，但对于高效方管型材加工设备却不能满足市场发展的需求。由于管状液压成形零件为中空，不能采用传统加工方式进行冲孔，普遍采用激光切割方法进行加工，虽然能够保证良好的加工质量，但设备投资昂贵，不利于降低成本。

目前，对于方管冲孔加工一般靠机械冲床加工，加工时需要制作一个定位装置作为加工基准，然后人工将工件定位，同时操作机械冲床脚踏开关，完成一面孔位加工后，需要对方管进行翻转工序然后对另一面进行冲孔，方管四面冲孔，需要转换工件四次，如此循环，当工件规格变化时，需再作一套模具，以适用于本规格的冲孔的加工要求。

按照上述工艺加工，存在如下缺陷：(1)重新更换模具过程复杂；(2)工艺繁琐，人员劳动强度大；(3)加工生产效率低，难以做到批量化生产；(4)冲孔精度低，对孔同轴度无法保证。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足和精度、生产效率低的技术问题，提供一种方管双面对冲机构，只需采用一套模具，即可在方管两个相对面上实现冲孔，通过90°翻转机构，可以实现方管四面冲孔的超长方管双端四面全自动智能冲裁组合装备。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种超长方管双端四面全自动智能冲裁组合装备，设备包括自动输送结构、理料机构Ⅰ、液压冲孔主机Ⅰ、摇臂机构、限位工装、夹紧机构、推料机构、90°翻转机构、机架、液压冲孔主机Ⅱ、理料结构Ⅱ、成品移动架、智能CNC控制系统；

所述的自动输送结构位于机架的一侧，所述的成品移动架位于机架另一侧，自动输送结构用于输送待加工的方管，且在自动输送结构的两端各设有用于对方管进行整理的理料机构I和理料机构II；所述机架上设有导轨，在所述机架的头部和尾部分别设置有能沿着所述的导轨移动的液压冲孔主机Ⅰ和液压冲孔主机ⅠⅠ，所述的机架的中间部分设有摇臂机构、夹紧机构、推料机构、90°翻转机构；所述的夹紧机构与推料机构配合将待加工的方管夹紧；所述的摇臂机构用于将方管从自动输送机构移位到机架；所述的90°翻转机构实现方管90°翻转动作，为方管另外两面冲孔做准备；所述的智能CNC控制系统控制各个机构协同运动，完成方管的加工。

进一步的，所述机架上设有相互平行且用于移动导向的两副滚动导轨副，所述的液压冲孔主机Ⅰ和液压冲孔主机ⅠI底部安装在该导轨上，实现对方管上各种孔的加工。

进一步的，所述的两副滚动导轨副上还设有限位工装，用于液压冲孔主机Ⅰ和液压冲孔主机ⅠI运动位置的限位。

进一步的，所述的液压冲孔主机Ⅰ和液压冲孔主机ⅠI的结构相同，各自包括一个滑板，所述的滑板在驱动装置的驱动下沿着所述的导轨副移动；在所述的滑板上设有两个对称设置的冲孔装置，两个冲孔装置分别对工件实施水平力，在方管两个相对面上冲孔，节省了模具成本；两面同时冲压减少了工序，提高了冲孔效率。

所述的驱动装置包括伺服电机，所述的伺服电机驱动减速机通过齿轮与设于床身上的齿条啮合，进而实现了液压冲孔主机Ⅰ和液压冲孔主机ⅠI的来回移动。

优选的，在所述的滑动导轨上还设有气动夹具，所述的方管卡到气动夹具的定位块上，通过三套气动夹具将方管夹紧。

进一步的，在所述的框架上设有几组由轴承并联的滚轮结构和推动气缸，所述的推动气缸在方管下滑到指定位置时，气缸推动挡料板阻碍方管继续下滑；滚轮结构其长度取决于每捆方管料的规格及数量，便于方管沿楔形面滚下。

优选的，所述的理料机构Ⅰ、理料机构Ⅱ分布在自动输送结构两侧，当方管下滑到指定位置时，理料机构Ⅰ、理料机构Ⅱ联动动作，校正方管，防止方管倾斜，在方管输送过程中，保证传送的方管排列整齐，间距相同。

优选的，所述的摇臂机构由精密伺服电机驱动，伺服电机的输出端通过链轮驱动设于摆针摇臂上的机械手把方管从自动输送机构移位到机架。

本发明的机架采用优质钢板和方管焊接而成的框架机构，机架通过时效处理，龙门铣床精密加工，确保机架具有优良的抗震性、高刚性和稳定性。

优选的，所述的90°翻转机构包括导轨固定板，在所述的导轨固定板上设有两条平行导轨，其上安装滑块，所述的滑块连接翻转底板，所述的翻转底板与一个驱动气缸相连；在所述的翻转底板上安装有翻转气缸，所述翻转气缸的输出端连接一个齿条，所述的齿条与齿轮啮合，所述的齿轮驱动一个滚轴旋转，所述的滚轴上安装有方管支座；所述的驱动气缸推拉动翻转底板通过齿轮齿条啮合传动完成方管90°翻转动作，为方管另外两面冲孔做准备。

优选的，所述的夹紧机构为气缸夹紧，当摇臂机构机械手把方管移位到机架指定位置，夹紧机构在气缸的驱动下联合推料机构动作将方管夹紧，专门的夹紧机构夹持方管，且具有夹持到位、松弛等闭环检测机构，保证方管夹紧可靠，工作过程不会因冲裁振动影响送料长度。

优选的，所述的智能CNC控制系统通过控制系统使伺服电机和四个液压缸实现联动，当伺服电机运动时冲孔装置不动作，在液压冲孔主机运行到设定距离时，根据加工要求使液压冲孔装置顺序动作，且CNC控制中心与电机相连。

优选的，本发明还包括液压工作站，液压工作站用于为液压冲压主机Ⅰ和液压冲孔主机Ⅱ提供液压动力源，主要由油箱、精密油泵节能电机、液压控制组合阀、耐磨液压管路及其安全检测与精密灵敏限位传感系统组成。

优选的，所述的成品移动架侧面安装顶管装置，当摇臂机构把成品方管移位到成品移动架上，气缸驱动楔形顶料板顶起将方管沿着移动架楔形面滚落在成品移动架里，完成整支方管四面冲孔加工。

本发明的有益效果是：

(1)方管上料、理料、四面对穿孔冲裁、下料有效集成，实现大型工件自动翻转90°功能，同时本发明采用双向两工位液压冲裁主机冲孔，冲孔速度快、精度高，提高生产效率。

(2)由于每个冲孔上模设有四个冲头，一次冲压作业就可以完成双面四个冲孔，方管两端八个冲孔，有效提高了工作效率，节约加工时间且冲裁的同轴度好，精度高，冲裁过程简单、高效。

(3)专门的夹紧机构使冲孔机构准确定位，不容易产生偏差，弥补工件有±1mm的公差，进行自动找中心，定位的功能，定位精度高。

(4)可通过录入程序调节各个组成部分协调动作，控制系统具有实时数显功能，可记忆工件加工数量，保证了在生产过程中的自动化水平。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明结构示意图；

图2是实施结构液压冲孔主机Ⅰ示意图；

图3是实施结构摇臂结构示意图；

图4是实施结构90°翻转机构示意图；

其中：1自动输送结构，2理料机构Ⅰ，3液压冲孔主机Ⅰ，4智能CNC控制系统，5液压工作站，6限位工装，7摇臂机构，8成品移动架，9夹紧机构，10推料机构，11 90°翻转机构，12方管，13机架，14液压冲孔主机Ⅱ，15理料机构Ⅱ，

3.1侧工作台机架，3.2导轨，3.3齿条，3.4伺服电机，3.5减速机，3.6滑板，3.7左冲孔装置，3.8气动夹具3.9右冲孔装置3.10限位工装，

7.1伺服电机，7.2定链轮7.3摇臂，7.4涨紧轮，7.5动链轮，7.6机械手，11.1导轨固定板，11.2翻转底板，11.3导轨，11.4翻转气缸，11.5滚轴，11.6齿轮，11.7齿条，11.8驱动气缸，11.9限位柱，11.10滑块。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1：一种超长方管双端四面全自动智能冲裁组合装备，包括自动输送结构1，理料机构Ⅰ2，液压冲孔主机Ⅰ3，智能CNC控制系统4，液压工作站5，限位工装6，摇臂机构7，成品移动架8，夹紧机构9，推料机构10，90°翻转机构11，方管12，机架13，液压冲孔主机Ⅱ14，理料机构Ⅱ15，所述机架13固定于地面上；所述的液压冲孔主机Ⅰ3和液压冲孔主机Ⅱ14上设置各种模具，位于机架13两端；主机机架13上设有相互平行且用于移动导向的两副滚动导轨副3.2，液压冲孔主机Ⅰ3和液压冲孔主机Ⅱ14的滑板3.6底部安装在导轨3.2上，实现对方管12上各种孔的加工，所述的限位工装6安装于相互平行且用于冲孔主机往复导向的滚动导轨副3.2，摇臂机构7，夹紧机构9，推料机构10，90°翻转机构11安装于机架13上，自动输送机构1设置于机架13一侧，包括待处理的方管12工件及送入冲孔主机的理料机构Ⅰ2、理料机构Ⅱ15，所述的成品移动架8位于机架13另一侧，其上焊接楔形顶料装置，当方管12移动到此位置，光电开关感应输出，方管12滚落在成品移动架8内，所述的智能CNC控制系统4与电机相连，各个加工单元协调动作，在数控程序的控制下自动完成各个动作，同时所控制的伺服电机和液压冲孔主机之间具有互锁作用并且设有限位开关，这样能保证设备安全、高效的运行。

由于本发明的方管属于超长的方管，因此本发明的自动输送结构1包括多个，同理摇臂机构7，成品移动架8，夹紧机构9，推料机构10，90°翻转机构11也包括多个；一个成品移动架8对应一个自动输送结构1、一个夹紧机构9、一个推料机构10，一个90°翻转机构和一个摇臂机构7；每个自动输送结构1设有几组由轴承并联的滚轮结构，其长度取决于每捆方管料12的规格及数量，便于方管12沿楔形面滚下，下滑到指定位置，气缸推动挡料板阻碍方管12继续下滑，理料机构Ⅰ2、理料机构Ⅱ15分布在自动输送结构1两侧，当方管12下滑到指定位置时，理料机构Ⅰ2、理料机构Ⅱ15联动动作，校正方管12，防止方管12倾斜，在方管12输送过程中，保证传送的方管12排列整齐，间距相同。

如图3所示每个摇臂机构7由精密伺服电机7.1驱动，伺服电机7.1的输出端把力传递给定链轮7.2通过涨紧轮7.4连接动链轮7.5，动链轮7.5通过平键连接机械手7.6把方管12从自动输送机构1移位到机架13，定链轮7.2、涨紧轮7.4、动链轮7.5连接到同一摆针摇臂7.3上，链传动平均传动比准确，工作可靠，效率高，机架13采用优质钢板和方管焊接而成的框架机构，机架通过时效处理，龙门铣床精密加工，确保机架具有优良的抗震性、高刚性和稳定性。链传动平均传动比准确，工作可靠，效率高。

夹紧机构9为气缸夹紧，当摇臂机构7机械手7.6把方管12移位到机架13指定位置，夹紧机构9在气缸的驱动下联合推料机构10动作将方管12夹紧。专门的夹紧机构9夹持方管12，且具有夹持到位、松弛等闭环检测机构，保证方管夹紧可靠，工作过程不会因冲裁振动影响送料长度。

如图4所示90°翻转机构7的导轨固定板11.1设有两条平行导轨11.3，平行导轨11.3上安装滑块11.10，滑块11.10连接翻转底板11.2，翻转底板11.2安装由与翻转气缸11.4输出端连接的齿条11.7，驱动气缸11.8设置在导轨固定板上，推拉动翻转底板11.2通过齿轮11.6齿条11.7啮合传动，齿轮11.6通过平键连接滚轴11.5驱动方管12完成90°翻转动作，为方管另外两面冲孔做准备。

夹紧机构9联合推料机构10将方管12夹紧，液压冲孔主机Ⅰ3和液压冲孔主机Ⅱ14分别在伺服电机3.4的驱动下，智能进给，左冲孔装置3.7、右冲孔装置3.9驱动双模具冲头完成方管的第二次双面冲孔，完成方管两端四面冲孔，液压冲压主机Ⅰ3和液压冲孔主机Ⅱ14在伺服电机3.4的驱动下智能反向进给退出，摇臂机构7通过机械手7.6把成品方管12移位到成品移动架8上部，成品移动架8侧面安装顶管装置，当摇臂机构7把成品方管移位到成品移动架上，气缸驱动楔形顶料板顶起将方管12沿着移动架楔形面滚落在成品移动架里，整个过程加工完毕。

如图2所示，液压冲孔主机Ⅰ3和液压冲孔主机Ⅱ14安装于侧工作台机架3.1上，侧工作台机架3.1床身上设有相互平行且用于液压冲孔主机移动导向的两幅滚动导轨副3.2，移位装置上设有伺服电机3.4驱动减速机3.5通过齿轮与设于床身上的齿条3.3啮合，进而带动液压冲孔主机来回移动。导轨副3.2上安装有用于对液压冲孔主机行程进行限位的行程开关；方管12卡到夹具的定位块上，通过三套气动夹具3.8将方管12夹紧；液压冲孔主机Ⅰ3和液压冲孔主机Ⅱ14两侧分别设有一套冲孔装置对工件实施水平力的且位于工件左右两侧的左冲孔装置3.7、右冲孔装置3.8，在方管12两个相对面上冲孔，节省了模具成本；两面同时冲压减少了工序，提高了冲孔效率，限位工装6保证了方管12在翻转移动过程中，避免了方管12由于材料变形引起的倾斜，使方管12与冲孔模具在同一水平线上。

液压工作站5用于为液压冲压主机Ⅰ3和液压冲孔主机Ⅱ14提供液压动力源，主要由油箱、精密油泵节能电机、液压控制组合阀、耐磨液压管路及其安全检测与精密灵敏限位传感系统组成，定位夹紧方管12后，液压冲孔主机Ⅰ3和液压冲孔主机Ⅱ14分别在伺服电机3.4的驱动下，智能进给，左冲孔装置3.7、右冲孔装置3.9驱动双模具冲头完成方管的第一次双面冲孔，液压冲压主机Ⅰ3和液压冲孔主机Ⅱ14在伺服电机3.4的驱动下智能反向进给退出。

智能CNC控制系统4通过控制系统使伺服电机和四个液压缸实现联动，当伺服电机运动时冲孔装置不动作，在液压冲孔主机运行到设定距离时，根据加工要求使液压冲孔装置顺序动作，且CNC控制中心与电机相连，同时所控制的伺服电机和液压冲孔装置之间具有互锁作用并且设有限位开关，这样能保证设备安全、高效的运行。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种超长方管双端四面全自动智能冲裁组合装备，其特征在于，包括自动输送机构、理料机构Ⅰ、液压冲孔主机Ⅰ、摇臂机构、夹紧机构、推料机构、90°翻转机构、机架、液压冲孔主机Ⅱ、理料机构Ⅱ、成品移动架、智能CNC控制系统；

所述的自动输送机构位于机架的一侧，所述的成品移动架位于机架另一侧，自动输送机构用于输送待加工的方管，且在自动输送机构的两端各设有用于对待加工的方管进行整理的理料机构I和理料机构II；所述机架上设有相互平行且用于移动导向的两幅滚动导轨副，在所述机架的头部和尾部分别设置有能沿着所述的滚动导轨副的导轨移动的液压冲孔主机Ⅰ和液压冲孔主机Ⅱ，所述的机架的中间部分设有摇臂机构、夹紧机构、推料机构、90°翻转机构；所述的摇臂机构用于将待加工的方管从自动输送机构移位到机架上；所述的夹紧机构与推料机构配合将待加工的方管夹紧；所述的90°翻转机构用于实现方管90°翻转动作，为方管另外两面冲孔做准备；所述摇臂机构还用于将成品方管移位到成品移动架上；

所述自动输送机构包括一个框架，在所述的框架上设有若干组由轴承并联的滚轮结构和推动气缸，所述的推动气缸在待加工方管下滑到指定位置时，推动气缸推动挡料板阻碍方管继续下滑；

所述的摇臂机构由精密伺服电机驱动，精密伺服电机的输出端通过链轮驱动设于摇臂上的机械手把待加工的方管从自动输送机构移位到机架；所述的90°翻转机构包括导轨固定板，在所述的导轨固定板上设有两条平行导轨，该平行导轨上安装滑块，所述的滑块连接翻转底板，所述的翻转底板与一个驱动气缸相连；所述驱动气缸设置在所述导轨固定板上；在所述的翻转底板上安装有翻转气缸，所述翻转气缸的输出端连接一个齿条，所述的齿条与齿轮啮合，所述的齿轮驱动一个滚轴旋转，所述的滚轴上安装有方管支座；通过所述的驱动气缸推拉动翻转底板，通过齿轮齿条啮合传动完成方管90°翻转动作；

所述的夹紧机构为气缸夹紧，当摇臂机构机械手把待加工的方管移位到机架指定位置，夹紧机构在气缸的驱动下联合推料机构动作将方管夹紧；

所述的成品移动架侧面安装顶管装置，当摇臂机构把成品方管移位到成品移动架上，气缸驱动楔形顶料板顶起将方管沿着移动架楔形面滚落在成品移动架里，完成整支方管四面冲孔加工。

2.如权利要求1所述的一种超长方管双端四面全自动智能冲裁组合装备，其特征在于，所述的滚动导轨副上还设有限位工装，用于液压冲孔主机Ⅰ和液压冲孔主机Ⅱ运动位置的限位。

3.如权利要求1所述的一种超长方管双端四面全自动智能冲裁组合装备，其特征在于，所述的液压冲孔主机Ⅰ和液压冲孔主机Ⅱ的机构相同，各自包括一个滑板，所述的滑板在驱动装置的驱动下沿着所述的滚动导轨副的导轨移动；在所述的滑板上设有两个对称设置的冲孔装置，两个冲孔装置分别对方管实施水平力，在方管两个相对面上冲孔。

4.如权利要求1所述的一种超长方管双端四面全自动智能冲裁组合装备，其特征在于，还包括液压工作站，液压工作站用于为液压冲压主机Ⅰ和液压冲孔主机Ⅱ提供液压动力源，主要由油箱、精密油泵节能电机、液压控制组合阀、耐磨液压管路及其安全检测与精密灵敏限位传感系统组成。