CN108176987B - 一种法兰生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种法兰生产技术，公开了一种法兰生产线，解决了现有法兰加工存在成本高、材料利用率低以及加工不便的问题，该一种法兰生产线包括裁剪机构，用于将原材料裁剪成条状；加热淬火机构，用于对条状金属进行加热；折弯机构，包括机架、机架上端设置的模具以及位于模具同侧设置的多个驱动轮，多个驱动轮距模具中心距离相等，所述机架上设置有驱动模具自转的动力总成机构；焊接机构，用于对弯折成圆环状的法兰连接处进行焊接；冷却机构，用于对焊接之后法兰进行冷却；具有一次成型、节省原材料以及提高工作效率的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种法兰生产技术，特别涉及一种法兰生产线。
背景技术
法兰，又叫法兰凸缘盘或突缘。法兰是轴与轴之间相互连接的零件，用于管端之间的连接；法兰连接就是把两个管道、管件或器材，先各自固定在一个法兰盘上，两个法兰盘之间，加上法兰垫，用螺栓紧固在一起，完成了连接。
目前，加工法兰的方法有铸造、锻打等。铸造加工的优点是一次成型，但不足是容易出现气孔、沙眼等缺陷，且材料利用率低，制造成本高；锻压加工的优点是加工材料组织比较均匀、同时能将材料中的缺陷消除，但不足是余量大、材料利用率低、成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种法兰生产线，具有一次成型、节省原材料以及提高工作效率的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种法兰生产线，包括：
裁剪机构，用于将原材料裁剪成条状；
加热淬火机构，用于对条状金属进行加热；
折弯机构，包括机架、机架上端设置的模具以及位于模具同侧设置的多个驱动轮，多个驱动轮距模具中心距离相等，所述机架上设置有驱动模具自转的动力总成机构；
焊接机构，用于对弯折成圆环状的法兰连接处进行焊接；
冷却机构，用于对焊接之后法兰进行冷却；
输送机构一，用于将条状金属输送至加热淬火机构中；
输送机构二，用于将加热后金属输送至折弯机构中；
输送机构三，用于将弯折成圆环状的法兰输送至焊接机构中；
输送机构四，用于将焊接之后的法兰输送至冷却机构中。
采用上述结构，将金属原材料输送至裁剪机构中裁剪成所需长宽的条状金属条，再将输送机构一输送至加热淬火机构中进行加热，将条状金属烧红，再经输送机构二将烧红的条状金属输送至折弯机构中，通过条状金属进入至模具中，经同侧驱动轮进行限位，进而通过动力总成机构驱动模具自转，将条状金属弯折成圆环状，再经输送机构三将圆环状法兰输送至焊接机构内进行焊接，将圆环状连接处焊接牢固，形成稳定的法兰，再经输送机构四输送至冷却机构中进行冷却，从而完成法兰的制作过程，达到一次成型、节省原材料以及提高工作效率的效果。
进一步优选为：所述模具包括底盘、顶盘以及中心柱，中心柱插接于底盘与顶盘之间使其外壁形成夹持条状金属的圆环槽，底盘与动力总成机构相连，所述机架上设置有支架，顶盘与支架固定连接，支架上设置有驱动中心柱上下位移的驱动机构，中心柱上下位移过程中插接于底盘内且随底盘同步转动，所述机架上位于模具一侧设置用于将圆环状法兰推送至输送机构三上的顶推件。
采用上述结构，通过圆环槽对条状金属进行限位，使其条状金属沿圆环槽形成圆环状；进而通过驱动机构带动中心柱朝上位移，解除对圆环状法兰的限位作用，通过顶推件将法兰送模具中推送至输送机构三上进行下一步操作。
进一步优选为：所述驱动机构包括固定于支架上的液压缸一、固定于液压缸一伸缩轴上的自动夹钳以及固定于中心柱上端供自动夹钳夹持的紧固件；当液压缸一驱动中心柱上下位移时，自动夹钳夹紧于紧固件，当中心柱插接于底盘上时，自动夹钳解除对紧固件的夹持作用且远离紧固件。
采用上述结构，驱动中心柱朝上位移时，通过液压缸一伸缩轴朝下伸出，待自动夹钳夹紧紧固件后，伸缩轴朝上缩入带动中心柱朝上位移远离底盘，解除对圆环状法兰的限位作用，便于顶推件将法兰推送出；进而液压缸一将中心柱朝下位移插接于底盘上，自动夹钳远离紧固件，从而使其中心柱与顶盘、底盘配合继续对下一条状金属进行折弯工作。
进一步优选为：所述支架上设置有限位中心柱相对底盘朝上位移的限位件。
采用上述结构，通过限位件对中心柱进行限位，防止模具转动过程中，中心柱朝上位移，影响其折弯工作，保障其加工效果。
进一步优选为：所述驱动轮转动连接于转轴上，所述机架上沿模具径向开设有供转轴仅能前后位移的滑动槽，所述机架下端设置有驱动转轴前后位移的丝杆传动装置。
采用上述结构，通过驱动轮相对转轴自转，加强其对条状金属的弯折效果，进而通过丝杆传动装置驱动转轴前后位移，便于实时调节驱动轮与模具之间的距离，增强其对条状金属的折弯效果。
进一步优选为：所述动力总成机构包括与底盘同轴固定的驱动轴、固定于驱动轴一端的蜗轮、与蜗轮啮合且两端与机架转动连接的蜗杆以及驱动蜗杆转动的驱动件一。
采用上述结构，通过驱动件一带动蜗杆转动，在蜗杆与蜗轮的啮合作用下，带动蜗轮以及驱动轴转动，从而带动底盘以及中心柱转动，从而完成对条状金属的折弯工作。
进一步优选为：所述焊接机构包括设置于机架上用于放置法兰的升降台、驱动升降台上下位移的驱动件二、用于对法兰进行夹持的夹持件以及用于对法兰连接处焊接的焊接机器人，所述夹持件悬空于机架上方，升降台带动法兰上移与夹持件齐平。
采用上述结构，驱动件二驱动升降台朝上位移，将圆环状法兰抬升至与夹持件齐平，进而通过夹持件夹紧法兰，升降台朝下位移，使其法兰悬空于机架上，便于焊接机器人对法兰连接处进行焊接，从而形成稳定的法兰。
进一步优选为：所述驱动件二上设置有驱动升降台自转的转动电机，所述焊接机器人上设置有检测法兰连接处的检测仪，检测仪输出信号至控制端，控制端控制转动电机的启闭。
采用上述结构，通过检测仪检测法兰连接处是否与焊接机器人对齐，并将信号输送至控制端，当连接处与焊接机器人错位时，控制端启动转动电机，通过转动电机带动升降台转动，从而带动法兰转动直至法兰连接处与焊接机器人对齐，从而便于焊接机器人对法兰进行焊接。
综上所述，本发明具有以下有益效果：将金属原材料输送至裁剪机构中裁剪成所需长宽的条状金属条，再将输送机构一输送至加热淬火机构中进行加热，将条状金属烧红，再经输送机构二将烧红的条状金属输送至折弯机构中，通过条状金属进入至模具中，经同侧驱动轮进行限位，进而通过动力总成机构驱动模具自转，将条状金属弯折成圆环状，再经输送机构三将圆环状法兰输送至焊接机构内进行焊接，将圆环状连接处焊接牢固，形成稳定的法兰，再经输送机构四输送至冷却机构中进行冷却，从而完成法兰的制作过程，达到一次成型、节省原材料以及提高工作效率的效果。
附图说明
图1是本实施例的结构示意图，示出了整体结构；
图2是图1中折弯机构的局部结构示意图；
图3是图2中A处的放大示意图，示出了驱动机构的连接结构；
图4是图2中驱动轮与机架连接结构的局部结构示意图；
图5是图1中焊接机构的局部结构示意图。
图中，1、输送机构二；2、输送机构三；3、输送机构四；4、折弯机构；41、机架；42、工作台；43、模具；431、顶盘；432、中心柱；433、底盘；434、十字凸块；435、十字凹槽；44、动力总成机构；441、驱动轴；442、蜗轮；443、蜗杆；444、驱动电机二；445、传动轮一；446、传动轮二；447、传动带；45、驱动轮；46、驱动机构；461、液压缸一；462、自动夹钳；463、紧固件；47、液压缸四；48、支架；49、抵接片；5、焊接机构；51、升降台；52、液压缸二；53、夹持件；531、圆弧块；532、支撑架；533、液压缸五；54、焊接机器人；55、转动电机；6、冷却机构；7、转轴；8、滑动槽；9、丝杆传动装置；91、安装座；92、丝杆；93、驱动电机一；10、液压缸三；11、液压缸六。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种法兰生产线，如图1所示，包括依次设置的裁剪机构（图中未示出）、加热淬火机构（图中未示出）、折弯机构4、焊接机构5以及冷却机构6，裁剪机构与加热淬火机构之间设置有输送机构一（图中未示出）、加热淬火机构与折弯机构4之间设置有输送机构二1，折弯机构4与焊接机构5之间设置有输送机构三2，焊接机构5与冷却机构6之间设置有输送机构四3，金属原材料经裁剪机构裁剪成条状之后，经输送机构一输送至加热淬火机构内进行加热烧红，加热后的金属经输送机构二1输送至折弯机构4内弯折成圆环状，弯折后的法兰经输送机构三2输送至焊接机构5内进行焊接，焊接之后的法兰经输送机构四3输送至冷却机构6内进行冷却，从而完成法兰的制作。
参照图2和3，折弯机构4工作原理如下：
包括机架41、位于机架41上端的工作台42、模具43以及位于模具43一侧并转动连接于工作台42上的两个驱动轮45，两驱动轮45距模具43中心距离相等，通过动力总成机构44驱动模具43转动，在两驱动轮45对条状金属的限位作用下，将条状金属绕卷成圆环状法兰。
上述模具43包括底盘433、中心柱432以及顶盘431，中心柱432插接于底盘433与顶盘431中间位置，工作台42上固定有一截面呈L形的支架48，支架48一端位于顶盘431上端，通过四根连接杆将顶盘431固定悬空于底盘433上方，支架48上设置有驱动中心柱432上下位移的驱动机构46；本实施例中，中心柱432下端固定有十字凸块434，底盘433上开设有供十字凸块434插接的十字凹槽435，通过十字凸块434与十字凹槽435的插接关系，实现中心柱432与底盘433的同步转动（参照图4）。
参照图2和3，上述驱动机构46包括竖直固定于支架48上的液压缸一461，液压缸一461的伸缩轴上固定有自动夹钳462，中心柱432上端固定有供自动夹钳462夹持的紧固件463，本实施例中，紧固件463截面呈T型，通过自动夹钳462对紧固件463的夹持，实现带动中心柱432上下位移，或是解除对中心柱432的夹持作用，使其中心柱432可随底盘433自转。
本实施例中，上述工作台42一侧设置有顶推件，顶推件采用液压缸三10，当法兰弯折成型后，液压缸一461驱动中心柱432朝上位移，解除对法兰的限位，再通过液压缸三10伸缩轴的伸缩将模具43内的法兰推送至输送机构三2上，进行下一步操作。
本实施例中，支架48上还设置有限位件，限位件包括竖直固定于支架48上的液压缸四47和固定于液压缸四47伸缩轴一端的抵接片49，当中心柱432插接于底盘433内随底盘433转动时，液压缸四47伸缩轴带动抵接片49抵接于中心柱432上端限制其中心柱432的上下位移。
本实施例中，上述驱动轮45套设于转轴7上并相对转轴7自转，工作台42上沿模具43径向开设有滑动槽8，转轴7穿过滑动槽8沿滑动槽8前后位移并一端延伸至工作台42下端，通过丝杆传动装置9驱动转轴7前后位移。
参照图2和4，上述丝杆传动装置9包括两位于滑动槽8长度方向两侧并与工作台42下端固定的安装座91、两丝杆92以及两驱动电机一93，两丝杆92分别穿过两转轴7且与转轴7螺纹配合并两端分别与两安装座91转动连接，两驱动电机一93分别与丝杆92一端连接，驱动丝杆92转动，进而在丝杆92与转轴7的螺纹配合作用力下，驱动转轴7带动驱动轮45前后位移。
参照图2，上述动力总成机构44包括驱动轴441、蜗轮442、蜗杆443以及驱动件一，驱动轴441与底盘433同轴心固定并一端延伸至工作台42下方，蜗轮442固定于驱动轴441位于工作台42下方一端，蜗杆443两端与机架41转动连接并与蜗轮442啮合，通过驱动件一带动蜗杆443转动，从而经蜗轮442及驱动轴441带动底盘433旋转。
本实施例中，驱动件一包括传动轮一445、传动轮二446、传动带447以及驱动电机二444，传动轮二446与驱动电机二444固定，传动轮一445与蜗杆443固定，传动带447绕卷与传动轮一445与传动轮二446上，实现传动轮一445与传动轮二446的同步运转；本实施例中，传动轮一445与传动轮二446的外径比为：3:1。
参照图2和5，焊接机构5工作原理如下：
包括升降台51、驱动件二、夹持件53以及焊接机器人54，驱动件二驱动升降台51上下升降且升降台51初始位置不高于输送机构三2上端面，夹持件53包括支撑架532、两对称设置的圆弧块531以及两液压缸五533，两液压缸五533分别固定于支撑架532两侧，伸缩轴与圆弧块531固定，驱动圆弧块531相对位移对法兰进行夹持；焊接机器人54位于两圆弧块531之间，升降台51将法兰抬升至与圆弧块531齐平，通过圆弧块531对法兰进行夹持，使其法兰悬空，便于焊接机器人54对法兰连接处进行焊接。
上述驱动件二设置为液压缸二52，液压缸二52一端固定于机架41上，伸缩轴与升降台51下端正中心连接，实现升降台51的上下升降。
本实施例中，升降台51下端设置有转动电机55，转动电机55与升降台51下端正中心连接，伸缩轴与转动电机55固定，使其可转动电机55可带动升降台51自转；上述焊接机器人54上设置有检测仪（图中未示出），检测仪与控制端连接，控制端控制转动电机55的启闭，检测仪检测法兰连接处是否与焊接机器人54对齐，当检测到连接处与焊接机器人54木有对齐时，输出信号给予控制端，控制端控制转动电机55自转，带动法兰自转，直至检测仪检测到连接处与焊接机器人54对齐，输出信号给予控制端，控制端控制转动电机55停止。
本实施例中，工作台42处于升降台51的一侧设置有液压缸六11，液压缸六11伸缩轴朝向升降台51一侧，将升降台51上的法兰顶推至输送机构四3上。
本实施例中，输送机构一、输送机构二1、输送机构三2、输送机构四3均设置为输送带。
工作原理：金属原材料经裁剪机构裁剪成条状之后，经输送机构一输送至加热淬火机构内进行加热烧红，加热后的金属经输送机构二1输送至底盘433上，驱动轮45在丝杆传动装置9的驱动下，将条状金属抵紧于中心柱432上，再动力总成机构44带动底盘433与中心柱432转动，将条形金属弯折成圆环状，再通过液压缸一461驱动中心柱432朝上位移解除对圆环状法兰的限位，继而通过液压缸三10将法兰从底盘433上推送至输送机构三2上，经输送机构三2输送至升降台51上，液压缸二52驱动升降台51朝上位移，将法兰抬升至与圆弧块531齐平，同时检测仪检测法兰连接处与焊接机器人54对齐与否，输出信号给予控制端，经控制端控制转动电机55启闭驱动升降台51旋转，将法兰连接处与焊接机器人54齐平，再两液压缸五533驱动圆弧块531对法兰进行夹持，升降台51朝下位移，使其法兰悬空，进而焊接机器人54对法兰连接处进行焊接，焊接之后的法兰经输送机构四3输送至冷却机构6内进行冷却，从而完成法兰的制作。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。
Claims (7)
1.一种法兰生产线，其特征是：包括：
裁剪机构，用于将原材料裁剪成条状；
加热淬火机构，用于对条状金属进行加热；
折弯机构(4)，包括机架(41)、机架(41)上端设置的模具(43)以及位于模具(43)同侧设置的多个驱动轮(45)，多个驱动轮(45)距模具(43)中心距离相等，所述机架(41)上设置有驱动模具(43)自转的动力总成机构(44)；
焊接机构(5)，用于对弯折成圆环状的法兰连接处进行焊接；
冷却机构(6)，用于对焊接之后法兰进行冷却；
输送机构一，用于将条状金属输送至加热淬火机构中；
输送机构二(1)，用于将加热后金属输送至折弯机构(4)中；
输送机构三(2)，用于将弯折成圆环状的法兰输送至焊接机构(5)中；
输送机构四(3)，用于将焊接之后的法兰输送至冷却机构(6)中；
所述模具(43)包括底盘(433)、顶盘(431)以及中心柱(432)，中心柱(432)插接于底盘(433)与顶盘(431)之间使其外壁形成夹持条状金属的圆环槽，底盘(433)与动力总成机构(44)相连，所述机架(41)上设置有支架(48)，顶盘(431)与支架(48)固定连接，支架(48)上设置有驱动中心柱(432)上下位移的驱动机构(46)，中心柱(432)上下位移过程中插接于底盘(433)内且随底盘(433)同步转动，所述机架(41)上位于模具(43)一侧设置用于将圆环状法兰推送至输送机构三(2)上的顶推件。
2.根据权利要求1所述的一种法兰生产线，其特征是：所述驱动机构(46)包括固定于支架(48)上的液压缸一(461)、固定于液压缸一(461)伸缩轴上的自动夹钳(462)以及固定于中心柱(432)上端供自动夹钳(462)夹持的紧固件(463)；当液压缸一(461)驱动中心柱(432)上下位移时，自动夹钳(462)夹紧于紧固件(463)，当中心柱(432)插接于底盘(433)上时，自动夹钳(462)解除对紧固件(463)的夹持作用且远离紧固件(463)。
3.根据权利要求2所述的一种法兰生产线，其特征是：所述支架(48)上设置有限位中心柱(432)相对底盘(433)朝上位移的限位件。
4.根据权利要求1所述的一种法兰生产线，其特征是：所述驱动轮(45)转动连接于转轴(7)上，所述机架(41)上沿模具(43)径向开设有供转轴(7)仅能前后位移的滑动槽(8)，所述机架(41)下端设置有驱动转轴(7)前后位移的丝杆传动装置(9)。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种法兰生产线，其特征是：所述动力总成机构(44)包括与底盘(433)同轴固定的驱动轴(441)、固定于驱动轴(441)一端的蜗轮(442)、与蜗轮(442)啮合且两端与机架(41)转动连接的蜗杆(443)以及驱动蜗杆(443)转动的驱动件一。
6.根据权利要求1所述的一种法兰生产线，其特征是：所述焊接机构(5)包括设置于机架(41)上用于放置法兰的升降台(51)、驱动升降台(51)上下位移的驱动件二、用于对法兰进行夹持的夹持件(53)以及用于对法兰连接处焊接的焊接机器人(54)，所述夹持件(53)悬空于机架(41)上方，升降台(51)带动法兰上移与夹持件(53)齐平。
7.根据权利要求6所述的一种法兰生产线，其特征是：所述驱动件二上设置有驱动升降台(51)自转的转动电机(55)，所述焊接机器人(54)上设置有检测法兰连接处的检测仪，检测仪输出信号至控制端，控制端控制转动电机(55)的启闭。
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