CN108838684B - 实心棒料全自动制管生产线 - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract
本发明公开了实心棒料全自动制管生产线，包括输送机、夹具、切割头、上料机、加热设备、冲管机及主控制器；输送机用于将整根较长的棒料输送至切割头进行切断；夹具用于在切割头切断棒料时将棒料夹紧；上料机用于接收切割头切断的棒料并将棒料上料至加热设备；加热设备用于加热棒料；冲管机用于接收加热设备加热好的棒料并对棒料进行冲管操作；主控制器与所述生产线中各可电控部分通过电信号连接。本发明通过相互配合的输送机、夹具、切割头、上料机、加热设备、冲管机及主控制器，实现了利用实心棒料制造管件的自动化生产，提高生产效率的同时也提升了产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及棒料加工机械设备技术领域，具体地涉及一种实心棒料全自动制管生产线。
背景技术
棒料加工生产中，尤其是利用实心棒料制造管件时，需要经过多道工序，比如先将整个较长的棒料切割为所需长度的较短棒料，再对棒料进行加热、锻造、冲孔等操作；传统制造方法采用独立的单个工位，工位之间需要人工介入进行辅助操作，比如，切割的棒料需要人工或人工操作机器搬运至加热设备内进行加热，再人工进行夹取加热好的设备进行锻造冲孔等；由于自动化效率低导致生产效率低，且工作环境差，劳动强度高，同时，由于部分设备老旧，无法解决加工生产中存在的诸多问题，比如无法对棒料除锈、棒料夹持不紧固、棒料外壁易变形受损等。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种实心棒料全自动制管生产线，包括依次设置的输送机、夹具、切割头、上料机、加热设备、冲管机及主控制器；
所述输送机用于将整根较长的棒料输送至切割头进行切断；
所述切割头用于将所述输送机输送过来的整根较长的棒料切断为多根较短的棒料；
所述夹具设于所述切割头一侧，所述夹具用于在切割头切断棒料时将棒料夹紧；
所述上料机用于接收所述切割头切断的棒料并将棒料上料至加热设备；
所述加热设备用于加热棒料；
所述冲管机用于接收加热设备加热好的棒料并对棒料进行冲管操作；
所述主控制器与所述生产线中各可电控部分通过电信号连接；
所述输送机包括多组用于输送棒料的输送轮组、用于驱动输送轮组转动的驱动机构及用于调节输送轮组夹紧棒料的调节机构；
所述输送轮组包括轮轴为竖直状并在同一水平面内保持间距的驱动轮和夹紧轮；所述驱动轮为中部内凹的圆柱体，驱动轮上端和下端分别转动连接有驱动固定块；所述夹紧轮形状与驱动轮匹配，且夹紧轮上端和下端分别转动连接有夹紧固定块；
所述驱动轮与所述夹紧轮通过调节机构连接；所述调节机构包括水平的弹簧调节杆和水平的调节螺杆；所述弹簧调节杆贯穿所述驱动固定块和夹紧固定块，且穿过夹紧固定块的一端还套设有弹簧，且弹簧调节杆两端都设有螺母；所述调节螺杆一端穿过夹紧固定块后伸入至驱动固定块中，所述调节螺杆与所述驱动固定块螺纹配合；
所述驱动机构包括输送电机、设于输送电机输出轴的减速箱、同轴设于驱动轮的轮轴上的驱动齿轮及多根与驱动齿轮啮合的链条；其中至少有一根所述链条一端与减速箱的输出端啮合，另一端与驱动齿轮啮合；
所述夹具包括在竖直平面内呈环形阵列布置的至少三个夹块；
所述夹块背对环形阵列圆心的一端连接有夹紧缸，夹块正对环形阵列圆心的一端嵌设有橡胶体；
所述橡胶体嵌入所述夹块内的端面设有朝该夹块对应的夹紧缸凸起的内弧形部；所述橡胶体外端面与夹块正对环形阵列圆心的端面平齐，且所述橡胶体外端面中心设有内凹的外弧形部；
每个所述夹块的中心与该夹块对应的所述内弧形部的中心、外弧形部的中心和夹紧缸的输出轴轴心处于同一平面；所述外弧形部设有滚花层；所述内弧形部的半径大于所述外弧形部的半径；所述外弧形部的半径大于所述橡胶体外端面的宽度；
所述上料机包括机架、设于机架中部或下端的料仓、设于机架上端的运料槽、位于所述料仓与所述运料槽之间的竖直布置于机架上用于将料仓内的棒料提升至运料槽上的多个提升板；
多个所述提升板呈台阶状排列；所述提升板下端设有驱动其在竖直平面内升降的竖直升降气缸；所述提升板的上端面都为倾斜面，其靠近料仓的棱边高于靠近运料槽的棱边；
所述料仓上端为敞口，所述料仓的敞口处于所述切割头下方；所述料仓内水平设有搅动板；所述料仓一侧与提升板抵接，且所述料仓在该侧端设有开口；所述搅动板与该侧端平行，且搅动板的高度与开口高度一致；
所述运料槽平行于提升板设置并与提升板抵接，运料槽两端各设有一个轮轴，其中一个轮轴上设有驱动电机；轮轴上缠绕配合有两条平行间隔布置的运料皮带，两条运料皮带的间距小于棒料直径；
所述上料机还包括设于运料槽一侧与运料槽连通的出料槽、设于运料槽另一侧与出料槽相对的推料装置、设于推料装置与出料槽之间的出料传感器；所述出料槽末端与所述加热设备连通；
所述冲管机包括机体、设于机体上的工作台、设于所述工作台上端的模具、设于所述模具上方的送料装置和多个冲头、与所述机体连接并设于工作台上方的冲管机夹具；
所述模具包括四个模具孔；所述冲头有三个；所述冲管机夹具、送料装置、四个模具孔及三个冲头处于同一竖直平面内；
所述送料装置包括倾斜的进料滑道和设于最靠近冲管机夹具的一个模具孔上方的进料管；其余三个模具孔上方分别设有对应的一个冲头；最远离所述冲管机夹具的一个冲头下端设有挡块；所述挡块下端设有用于卡设棒料的卡槽，所述挡块通过竖直的弹簧柱与工作台连接；所述进料滑道上端与加热设备连通；
所述冲管机夹具包括水平的滑轨、设于所述滑轨上的气缸固定块和架固定滑块、设于所述气缸固定块上的水平伸缩气缸、设于所述架固定滑块上的连接架、设于所述连接架上的夹紧气缸、水平设于所述连接架远离水平伸缩气缸一端的夹指及设于所述滑轨下端的升降气缸；
所述升降气缸的输出轴与所述滑轨下端连接；所述水平伸缩气缸的输出轴与所述连接架连接；所述夹紧气缸的输出轴与所述夹指一端连接；
所述夹指包括相对设置的第一手指和第二手指；所述第一手指包括与所述夹紧气缸的输出轴连接的铰接杆、平行设于铰接杆上的延长杆、设于铰接杆上的第一半圆卡口、设于延长杆上的第二半圆卡口和第三半圆卡口；所述第一半圆卡口、第二半圆卡口和第三半圆卡口等间距布置，且开口方向都指向所述第二手指；所述延长杆的末端还设有竖直的用于推出所述挡块下端卡设的棒料的推杆；所述推杆的竖直中心与第一半圆卡口、第二半圆卡口和第三半圆卡口的圆心处于同一竖直平面，且该竖直平面与模具孔或冲头中心所处的竖直平面为同一竖直平面；所述第二手指除不设有所述推杆外，其余结构均与所述第一手指呈对称布置。
进一步，所述输送机还包括用于去除棒料上铁锈的除锈装置；所述除锈装置包括除锈电机、套设于除锈电机输出轴上的主齿轮、设于所述主齿轮下端并与其啮合的钢丝轮、连接钢丝轮及主齿轮的连杆及设于钢丝轮内壁的用于摩擦棒料外壁的钢丝；
所述主齿轮的两端面同轴设有圆环形的第一滚珠槽；所述第一滚珠槽的内壁为内凹的圆弧状，且第一滚珠槽内嵌设有与其滑动配合的第一滚珠；所述钢丝轮的两端面同轴设有圆环形的第二滚珠槽；所述第二滚珠槽的内壁为内凹的圆弧状，且第二滚珠槽内嵌设有与其滑动配合的第二滚珠；所述连杆有两条，分别设于主齿轮的两端，且所述连杆上端与第一滚珠连接，连杆下端与所述第二滚珠连接；所述钢丝有多条，沿所述钢丝轮内壁的周向布置。通过除锈装置的作用，可有效去除棒料外层的铁锈，尤其是采用主齿轮与钢丝轮的特有结构设计，使得钢丝可360°包围于棒料外壁，只需旋转即可实现对棒料的快速除锈。
进一步地，所述上料机还包括多个竖直的固定板；每两个相邻的所述提升板之间插设有一个固定板，所述固定板的上端面为倾斜面，其靠近料仓的棱边高于靠近运料槽的棱边。
进一步地，所述上料机还包括限高杆和溢料回收槽；所述溢料回收槽下端与料仓连通，所述溢料回收槽上端与运料槽位于提升板与出料槽之间的部位连通；所述限高杆设于运料槽与溢料回收槽连通的部位，所述限高杆与运料槽的距离大于棒料直径，小于棒料的两倍直径。利用溢料回收槽和限高杆的作用，可有效将堆积的棒料铺平，使得运料槽上不出现棒料堆积，多余的棒料会通过溢料回收槽滑落至料仓内。
进一步地，所述上料机还包括挡料杆，所述挡料杆设于运料槽上且位于出料槽与运料槽的末端之间。
进一步地，所述上料机还包括垫板，所述垫板水平铺设于处于轮轴上端的运料皮带与处于轮轴下端的运料皮带之间，且所述垫板上端与处于轮轴上端的运料皮带的下端抵接。通过垫板的作用，使得运料皮带夹紧的棒料下端可搁置于垫板上，避免运料皮带松弛时棒料掉落，同时运料皮带更省力，驱动电机输出功率降低，降低能耗。
进一步地，所述上料机还包括压带杆；所述压带杆用于将处于轮轴上端的运料皮带压紧抵接于垫板上端；所述压带杆设于运料槽上的位于所述挡料杆远离提升板的一侧。通过压带杆对运料皮带挤压，使其可很好的与垫板抵接并保持最好的夹持角度，避免运料皮带翘起而导致棒料夹持松懈。
进一步地，所述冲管机还包括设于机体上的多个竖直的导向杆；所述导向杆上设有用于降温的出水口。通过在导向杆上设置出水口，随着导向杆的升降，可使得出水口高度变化，从而可在一定程度上改变出水口的水浇灌位置，使得降温面更广，提高降温效果。
进一步地，所述进料滑道下端与所述进料管的连接段为弧形段，所述进料滑道为上端设有开口的半圆管状结构；所述进料管下端与模具孔上端的距离为棒料高度的1.1～1.5倍。通过将进料滑道设置为半圆管状结构，便于棒料滑行的同时也便于进料滑道散热。
进一步地，所述气缸固定块与所述滑轨固定连接；所述架固定滑块下端设有沿滑轨方向设置的开口槽，所述开口槽的开口口径大于所述升降气缸的输出轴外径。
本发明提出的一种实心棒料全自动制管生产线，通过相互配合的输送机、夹具、切割头、上料机、加热设备、冲管机及主控制器，实现了利用实心棒料制造管件的自动化生产，提高生产效率的同时也提升了产品质量；且生产线的各组成部分还具有如下技术效果：
1、输送机通过输送电机驱动的链条带动多个驱动轮转动，并利用夹紧轮夹紧棒料，使得棒料受到的输送力更大，输送效率高，且对棒料具有一定的纠正效果；由于设置有包括水平的弹簧调节杆和水平的调节螺杆的调节机构，可实现对夹紧轮与驱动轮间距的调节，使其适用于不同粗细的棒料，同时，在弹簧调节杆的作用下，夹紧轮可在一定范围内浮动，从而避免棒料弯曲过大而使装置出现卡死现象；
2、夹具通过在夹块上设置包含有外弧形部和内弧形部的橡胶体，在外弧形部的作用下，可实现对棒料的快速定位，避免夹持过程中棒料出现滑动、转动或偏移；由于夹具夹持不同尺寸的棒料时，橡胶体受力位置随之发生改变，但作用力集中于夹块中部，通过内弧形部的作用，即利用其中部厚两侧薄的特性，使得中部可承受力更大，橡胶体在中部的形变量更大，橡胶体的变形随棒料的尺寸而适应性改变，橡胶体与棒料外壁贴合面更大，棒料受力更均匀且夹持更紧；棒料外壁不会被夹伤，同时由于橡胶体的包覆作用使得棒料外壁不会受加工过程中产生的铁屑、灰尘等影响；
3、上料机通过将多个提升板设置为竖直状，使得升降气缸可直接竖直布置，相比于传统倾斜布置的升降气缸而言使用寿命更长；且提升板和固定板上端面都为倾斜面，棒料处于提升板或固定板上端时，不会滚落；通过在料仓内设置搅动板，可将料仓内的棒料翻滚搅动至提升板上，提高上料效率；通过两条运料皮带夹紧棒料对其进行输送的方式，而非传统的将棒料置于传送带上传送的方式，可有效避免棒料与运料皮带之间的相对滑动，且棒料排列规整，输送效率高；通过出料传感器和推料装置的作用，可将棒料自动推出至出料槽，实现了自动化上料、运料和出料；
4、冲管机通过设置多个模具孔和冲头，并通过送料装置送料，再利用冲管机夹具实现对棒料的夹紧和自动进料，再利用推杆和挡块配合实现自动出料；使得冲管机具有自动送料、进料和出料的功能，具备全自动化连续生产作业，且生产效率高；通过设置水平伸缩气缸实现夹指的自动进给；通过夹紧气缸实现对棒料的自动夹紧和松开；通过升降气缸实现棒料的进模和出模；根据各气缸的配合可实现对棒料的自动上料、夹紧和下料；另外，通过铰接杆和延长杆的设计结构，使得夹指同时夹持多个棒料时，可缩短力臂的同时能夹持的更紧。
附图说明
图1是本发明提供的实心棒料全自动制管生产线的结构示意图；
图2是本发明提供的实心棒料全自动制管生产线的主视结构示意图；
图3是图2的俯视结构示意图；
图4为图3中输送轮组的左视结构示意图；
图5为图2的除锈装置的放大结构示意图；
图6为图5的A-A面剖视结构示意图；
图7为图6中去掉棒料后的结构示意图；
图8是图1中夹具夹持棒料的结构示意图；
图9是图8中设有橡胶体的夹块的立体结构示意图；
图10是图9中橡胶体的结构示意图；
图11是图9中棒料处于夹紧状态时橡胶体形变量的结构示意图；
图12是图11的棒料更换为直径更大的棒料时橡胶体形变量的结构示意图；
图13是图12的棒料更换为直径更大的棒料时橡胶体形变量的结构示意图；
图14是图1中上料机断面剖视结构示意图；
图15是图14中局部放大结构示意图；
图16是图14中运料皮带处的结构示意图；
图17是图1中冲管机的结构示意图；
图18是图17中送料装置的结构示意图；
图19是图17中挡块及弹簧柱处的左视结构示意图；
图20是图19中的冲头将棒料上拉至挡块的卡槽处的局部剖视结构示意图；
图21是图20中冲头继续上拉的结构示意图；
图22是图21中棒料被推杆推走后的结构示意图；
图23是图17中冲管机夹具的结构示意图；
图24是图23的水平伸缩气缸的输出轴推出的结构示意图；
图25是图23中升降气缸的输出轴推出的结构示意图；
图26是图23的俯视结构示意图；
图27是图26中夹指松开口的结构示意图；
其中，10、输送机；101、驱动轮；102、夹紧轮；103、驱动固定块；104、夹紧固定块；105、弹簧调节杆；106、调节螺杆；107、弹簧；108、螺母；1010、输送电机；1011、减速箱；1012、驱动齿轮；1013、链条；1014、除锈电机；1015、主齿轮；1016、钢丝轮；1017、连杆；1018、钢丝；1019、第一滚珠槽；1020、第二滚珠槽；1021、第一滚珠；1022、第二滚珠；
20、夹具；201、夹块；202、夹紧缸；203、橡胶体；204、内弧形部；205、外弧形部；206、滚花层；
30、上料机；301、机架；302、料仓；303、运料槽；304、固定板；305、提升板；306、升降气缸；307、搅动板；308、轮轴；309、驱动电机；3010、运料皮带；3011、出料槽；3012、推料装置；3013、出料传感器；3014、挡料杆；3015、溢料回收槽；3016、限高杆；3017、垫板；3018、压带杆；
40、冲管机；401、滑轨；402、气缸固定块；403、架固定滑块；404、水平伸缩气缸；405、连接架；406、夹紧气缸；407、升降气缸；408、第一手指；409、第二手指；4010、铰接杆；4011、延长杆；4012、第一半圆卡口；4013、第二半圆卡口；4014、第三半圆卡口；4015、推杆；4016、机体；4017、工作台；4018、模具；4019、模具孔；4020、进料滑道；4021、进料管；4022、冲头；4023、挡块；4024、弹簧柱；4025、卡槽；4026、导向杆；4027、出水口；
50、棒料；60、切割头；70、加热设备。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供了实心棒料全自动制管生产线，包括依次设置的输送机10、夹具20、切割头60、上料机30、加热设备、冲管机40及主控制器(图未示)；输送机10用于将整根较长的棒料50输送至切割头60进行切断；切割头60用于将输送机10输送过来的整根较长的棒料50切断为多根较短的棒料50，切割头60可直接采用现有切割棒料的装置，仅仅需要将现有切割装置中的夹具采用常规替换方式替换为本发明的夹具20即可；夹具20设于切割头一侧，夹具20用于在切割头切断棒料时将棒料50夹紧；上料机30用于接收切割头切断的棒料并将棒料上料至加热设备；加热设备用于加热棒料；冲管机用于接收加热设备加热好的棒料并对棒料进行冲管操作；主控制器与生产线中各可电控部分通过电信号连接。
如图2～6所示，输送机包括多组用于输送棒料50的输送轮组、用于驱动输送轮组转动的驱动机构及用于调节输送轮组夹紧棒料50的调节机构；
输送轮组包括轮轴为竖直状并在同一水平面内保持间距的驱动轮101和夹紧轮102；驱动轮101为中部内凹的圆柱体，驱动轮101上端和下端分别转动连接有驱动固定块103；夹紧轮102形状与驱动轮101匹配，且夹紧轮102上端和下端分别转动连接有夹紧固定块104；驱动轮101和夹紧轮102的中部内凹处还可设置滚花纹，通过滚花纹增大摩擦力，提高对棒料50的输送力度。
驱动轮101与夹紧轮102通过调节机构连接；调节机构包括水平的弹簧10调节杆105和水平的调节螺杆106；弹簧10调节杆105贯穿驱动固定块103和夹紧固定块104，且穿过夹紧固定块104的一端还套设有弹簧107，且弹簧10调节杆105两端都设有螺母108；调节螺杆106一端穿过夹紧固定块104后伸入至驱动固定块103中，调节螺杆106与驱动固定块103螺纹配合；夹紧固定块104和驱动固定块103通过弹簧10调节杆105串连，在弹簧107的作用下，夹紧固定块104可沿弹簧10调节杆105的方向产生一定的浮动，而调节螺杆106可对夹紧固定块104与驱动固定块103之间的距离进行调节，以适于不同粗细的棒料50；另外，由于夹紧固定块104和驱动固定块103通过调节螺杆106固定，而当遇到较大弯曲度的棒料50时，夹持输送过程中，棒料50可能会给夹紧固定块104施加较大的反作用力，若此时没有弹簧10调节杆105的浮动作用，棒料50可能会卡死或夹紧固定块104会受力过大而绷脱，同时，在弹簧10调节杆105的可浮动作用的力的范围内，夹紧固定块104可对棒料50进行纠正，即，弯曲度较小的棒料50，本发明可对其进行纠正，而弯曲度较大的棒料50，本发明也能保证棒料50的顺利输送及对装置本身进行保护，避免过载而影响寿命。
驱动机构包括输送电机1010、设于输送电机1010输出轴的减速箱1011、同轴设于驱动轮101的轮轴上的驱动齿轮1012及多根与驱动齿轮1012啮合的链条1013；其中至少有一根链条1013一端与减速箱1011的输出端啮合，另一端与驱动齿轮1012啮合。
输送机还包括用于去除棒料50上铁锈的除锈装置；除锈装置包括除锈电机1014、套设于除锈电机1014输出轴上的主齿轮1015、设于主齿轮1015下端并与其啮合的钢丝轮1016、连接钢丝轮1016及主齿轮1015的连杆1017及设于钢丝轮1016内壁的用于摩擦棒料50外壁的钢丝1018；
主齿轮1015的两端面同轴设有圆环形的第一滚珠槽1019；第一滚珠槽1019的内壁为内凹的圆弧状，且第一滚珠槽1019内嵌设有与其滑动配合的第一滚珠1021；钢丝轮1016的两端面同轴设有圆环形的第二滚珠槽1020；第二滚珠槽1020的内壁为内凹的圆弧状，且第二滚珠槽1020内嵌设有与其滑动配合的第二滚珠1022；连杆1017有两条，分别设于主齿轮1015的两端，且连杆1017上端与第一滚珠1021连接，连杆1017下端与第二滚珠1022连接；钢丝1018有多条，沿钢丝轮1016内壁的周向布置。
钢丝轮1016设于任意两个输送轮组之间或设于首尾输送轮组的外端，只需要棒料50在输送轮组的驱动下移动时也可穿过钢丝轮1016中心，从而钢丝轮1016内壁的钢丝1018可对棒料50外壁进行摩擦，当除锈电机1014转动时，主齿轮1015驱动钢丝轮1016转动，从而带动钢丝1018绕棒料50转动实现对棒料50的快速除锈。由于连杆1017及第一滚珠1021和第二滚珠1022的作用，使得钢丝轮1016始终悬挂于主齿轮1015下端，且可与主齿轮1015啮合转动，钢丝轮1016无需其他支撑结构，通过更换不同规格的钢丝轮1016即可适应不同粗细的棒料50，另外，在不需要钢丝轮1016除锈时，也可利用绳、杆等物体将钢丝轮1016顶开或拉开至棒料50移动轨迹以外即可。
钢丝1018一端与钢丝轮1016内壁焊接固定，钢丝1018另一端为自由端。当然，本发明的输送装置还包括与驱动固定块103连接的固定板及与固定板固定的机架。固定板可为竖直状贴设固定于驱动轮101远离夹紧轮102的一侧。
如图8～13所示，夹具20包括在竖直平面内呈环形阵列布置的至少三个夹块201；夹块201背对环形阵列圆心的一端连接有夹紧缸202，本实施例夹块201选为三块，具体如图8所示，棒料50中心处于环形阵列圆心处。
夹块201正对环形阵列圆心的一端嵌设有橡胶体203；橡胶体203嵌入夹块201内的端面设有朝该夹块201对应的夹紧缸202凸起的内弧形部204；橡胶体203外端面与夹块201正对环形阵列圆心的端面平齐，且橡胶体203外端面中心设有内凹的外弧形部205，具体如图9、10所示。实际上外弧形部205和内弧形部204的凸起或内凹方向相同，区别在于，外弧形部205和内弧形部204的半径不同；本实施例中内弧形部204的半径大于外弧形部205的半径。外弧形部205的半径大于橡胶体203外端面的宽度。另外，需要说明的是，每个夹块201的中心与该夹块201对应的内弧形部204的中心、外弧形部205的中心和夹紧缸202的输出轴轴心处于同一平面。外弧形部205还可设滚花层206。通过滚花层206的作用，可进一步起到防滑作用，使得夹具夹持棒料50更紧。滚花层206即在橡胶体203的外弧形部205处设置纵横交错的凹痕。
如图11、12、13所示，夹具夹持不同尺寸的棒料50时，橡胶体203受力位置随之发生改变，但最终的作用力集中于夹块201中部，由于内弧形部204的中部厚两侧薄，橡胶体203在中部的形变量也更大，使得中部可承受力更大，橡胶体203的变形随棒料50的尺寸而适应性改变，且这种适应性改变也是一种弧形变化，使得橡胶体203与棒料50外壁贴合面更大且始终处于面贴合状态而不受棒料50尺寸影响，棒料50受力更均匀且夹持更紧。因此，本发明的夹具20可适用于不同直径的棒料50，且棒料50的尺寸变化跨度较大时也不影响夹块201与棒料50以面贴合的形式夹紧。橡胶体203与夹块201的连接方式可以采用胶粘固定的方式。
如图14、15、16所示，上料机30包括机架301、设于机架301中部或下端的料仓302、设于机架301上端的运料槽303、竖直布置于机架301上用于将料仓302内的棒料50提升至运料槽303上的多个提升板305和多个固定板304；
多个提升板305和多个固定板304相互平行且交替并呈台阶状布置于运料槽303与料仓302之间；提升板305下端设有驱动其在竖直平面内升降的竖直升降气缸306；提升板305和固定板304的上端面都为倾斜面，其靠近料仓302的棱边高于靠近运料槽303的棱边。
料仓302内水平设有搅动板307；料仓302一个侧端与最靠近的一个提升板305抵接，且料仓302在该侧端设有开口；搅动板307与该侧端平行，且搅动板307的高度与开口高度一致；搅动板307的结构如图1所示，其可以是一个连接有电机的搅拌轴，搅拌轴沿周向设有至少两片片体；通过搅拌轴转动带动片体绕轴转动(并非必须转动一周，可仅仅转动一个弧形，只需要转动过程中使料仓302内的棒料上升至提升板305上端即可)，从而利用片体搅拌料仓302内的棒料翻滚，部分棒料被带动至最靠近料仓302的提升板305上端。
运料槽303平行于提升板305设置并与最靠近的一个提升板305抵接，运料槽303两端各设有一个轮轴308，其中一个轮轴308上设有驱动电机309；轮轴308上缠绕配合有两条平行间隔布置的运料皮带3010，两条运料皮带3010的间距小于棒料直径；
上料机30还包括设于运料槽303一侧与运料槽303连通的出料槽3011、设于运料槽303另一侧与出料槽3011相对的推料装置3012、设于推料装置3012与出料槽3011之间的出料传感器3013及与运料槽303连接的挡料杆3014。挡料杆3014设于运料槽303上且位于出料槽3011与运料槽303的末端之间。推料装置3012可以是电动推杆，其输出端直接指向出料槽3011；
上料机30还包括溢料回收槽3015；溢料回收槽3015下端与料仓302连通，溢料回收槽3015上端与运料槽303位于提升板305与出料槽3011之间的部位连通，且运料槽303与溢料回收槽3015连通的部位设有限高杆3016；限高杆3016与运料槽303的距离大于棒料直径，小于棒料的两倍直径。利用溢料回收槽3015进而限高杆3016的作用，可有效将堆积的棒料铺平，使得运料槽303上不出现棒料堆积，多余的棒料会通过溢料回收槽3015滑落至料仓302内。
运料槽303上还铺设有水平的垫板3017；处于轮轴上端的运料皮带3010抵接于垫板3017上端。通过垫板3017的作用，使得运料皮带3010夹紧的棒料下端可搁置于垫板3017上，避免运料皮带3010松弛时棒料掉落，同时运料皮带3010更省力，驱动电机输出功率降低，降低能耗。
运料槽303上还设有用于将运料皮带3010压紧于垫板3017上的压带杆3018；压带杆3018位于挡料杆3014远离提升板305的一侧。通过压带杆3018对运料皮带3010挤压，使其可很好的与垫板3017抵接并保持最好的夹持角度，避免运料皮带3010翘起而导致棒料夹持松懈。
上料机30工作时，将棒料50投入料仓302内，当然，需要说明是的，棒料为长度不超过提升板305宽度的棒料，优选为长度10cm以内的棒料；在搅动板307的搅拌作用下，部分棒料被搅动至第一个提升板305(最靠近料仓302的提升板305)的上端；此时该提升板305下端的升降气缸30工作，驱动该提升板305上升，由于提升板305上端和固定板304上端都为倾斜面，因此当提升板305上升高度高于固定板304上端时，提升板305上端的棒料滚落至与其相邻的固定板304上端，此时该提升板305下移继续转运下一批棒料；图1中所示即为从左往右开始，依次经过提升板305和固定板304上端；固定板304右侧的提升板305由于比其高，因此棒料不会滚落，直至固定板304右侧的提升板305下降至比该固定板304低，棒料才会滚落至提升板305上端，该提升板305再上移，从而传递至下一个(右侧)固定板304上端；依次进行，直至最后一个提升板305将棒料顶至高于运料槽303高度，棒料直接滚落至运料槽303内，并处于两个运料皮带3010之间，在重力作用下被运料皮带3010夹持；在驱动电机309的作用下运料皮带3010转动，从而带动棒料移动。
当棒料50移动至出料槽3011处时，出料传感器3013感应到此处有棒料，则推料装置3012进行推料操作，将该处的棒料推出至出料槽3011。即使存在推料不及时导致部分棒料漏掉时，也会被挡料杆3014挡住，该棒料不会继续前进，直至被推料装置3012推出，被推出的棒料进入加热设备中进行加热，本发明的加热设备采用现有设备，只需要加热设备的入口与出料槽3011末端连通，加热设备的出口与冲管机的进料滑道(下文会提及)上端连通即可。
如图17～22所示，冲管机40包括机体4016、设于机体4016上的工作台4017、设于工作台4017上端的模具4018、设于模具4018上方的送料装置和多个冲头4022、与机体4016连接并设于工作台4017上方的冲管机夹具(应当说明的是，冲管机40中所述的冲管机夹具并非指夹具20)；
模具4018包括四个模具孔4019；冲头4022有三个；冲管机夹具、送料装置、四个模具孔4019及三个冲头4022处于同一竖直平面内；
送料装置包括倾斜的进料滑道4020和设于最靠近冲管机夹具的一个模具孔4019上方的进料管4021；其余三个模具孔4019上方分别设有对应的一个冲头4022；最远离冲管机夹具的一个冲头4022下端设有挡块4023；挡块4023下端设有用于卡设棒料50的卡槽4025，挡块4023通过竖直的弹簧柱4024与工作台4017连接；
冲管机40还包括设于机体4016上的多个竖直的导向杆4026；导向杆4026上设有用于降温的出水口4027。通过在导向杆4026上设置出水口4027，随着导向杆4026的升降，可使得出水口4027高度变化，从而可在一定程度上改变出水口4027的水浇灌位置，使得降温面更广，提高降温效果。
进料滑道4020下端与进料管4021的连接段为弧形段，进料滑道4020为上端设有开口的半圆管状结构。通过将进料滑道4020设置为半圆管状结构，便于棒料50滑行的同时也便于进料滑道4020散热。进料管4021下端与模具孔4019上端的距离为棒料50高度的1.1～1.5倍。
如图23～27所示，冲管机夹具包括水平的滑轨401、设于滑轨401上的气缸固定块402和架固定滑块403、设于气缸固定块402上的水平伸缩气缸404、设于架固定滑块403上的连接架405、设于连接架405上的夹紧气缸406、水平设于连接架405远离水平伸缩气缸404一端的夹指及设于滑轨401下端的升降气缸407；
升降气缸407的输出轴与滑轨401下端连接；水平伸缩气缸404的输出轴与连接架405连接；夹紧气缸406的输出轴与夹指一端连接；
夹指包括相对设置的第一手指408和第二手指409；第一手指408包括与夹紧气缸406的输出轴连接的铰接杆4010、平行设于铰接杆4010上的延长杆4011(延长杆4011设于铰接杆4010靠近第二手指409的一侧)、设于铰接杆4010上的第一半圆卡口4012、设于延长杆4011上的第二半圆卡口4013和第三半圆卡口4014；第一半圆卡口4012、第二半圆卡口4013和第三半圆卡口4014等间距布置，且开口方向都指向第二手指409；延长杆4011的末端还设有竖直的用于推出挡块下端卡设的棒料的推杆4015；推杆4015的竖直中心与第一半圆卡口4012、第二半圆卡口4013和第三半圆卡口4014的圆心处于同一竖直平面，且该竖直平面与模具孔4019或冲头4022中心所处的竖直平面为同一竖直平面；第二手指409除不设有推杆4015外，其余结构均与第一手指408呈对称布置。具体如图26、27所示，即第二手指409上并不设置有第一手指408上的推杆4015结构，第一手指408上的除推杆4015以外的结构呈镜像对称布置于第二手指409上；比如，第二手指409上设有与第一半圆卡口4012对称的另一个半圆卡口，从而两个卡口合并时，其刚好可卡设棒料，当然，也可只卡设棒料的部分外周，即第一半圆卡口4012的直径应当大于等于棒料的直径；同理，第二半圆卡口4013和第三半圆卡口4014也是如此，不再赘述。
气缸固定块402与滑轨401固定连接。架固定滑块403下端设有沿滑轨401方向设置的开口槽，开口槽的开口口径大于升降气缸407的输出轴外径。
本发明的冲管机40工作原理为：水平伸缩气缸404的输出轴工作驱动连接架405沿着滑轨401移动，使第一手指408和第二手指409处于棒料及模具两侧；夹紧气缸406工作使得第一手指408和第二手指409夹紧棒料，具体为，第一半圆卡口4012与与其对称的另一个半圆卡口夹住第一工位的棒料(即最靠近冲管机夹具的一个棒料，也即进料管下方的棒料)，此第一工位的棒料为初始棒料，并未进行冲压操作，即棒料从进料滑道滑动至进料管处掉落至进料管下方对应的模具上，该棒料下端处于该模具的模具孔内；第二半圆卡口4013与与其对称的另一个半圆卡口夹住第二工位的棒料(即图17中所示四个棒料中从右至左的第二个棒料)，此第二工位的棒料上方设有一个冲头，冲头下压可对该处的棒料进行初次冲压；而第三半圆卡口与与其对称的另一个半圆卡口夹住第三工位的棒料(即图17中所示四个棒料中从右至左的第三个棒料)，此处的棒料上方设有另一冲头，冲头对其进行再次冲压；而第四工位的棒料(即图17中所示四个棒料中从右至左的第四个棒料)被该棒料对应的冲头先下压后冲头缩回时，该棒料随冲头上拉并卡设在挡块的卡槽内，此时冲头以及脱离棒料上端，该棒料依赖卡槽固定处于悬挂状态，当水平伸缩气缸404的输出轴驱动连接架405前移使得夹指前移一个工位时，第四工位的棒料被推杆推出，棒料可掉落至物料箱(图未示)内，即卡槽虽然对棒料夹紧，但当水平伸缩气缸404的输出轴伸出时，其通过推杆施加的推力足够将卡槽上的棒料推掉。
多个冲头冲压时同步进行，进行冲压后，升降气缸407的输出轴上升(夹紧气缸406处于夹紧状态)，驱动滑轨401及设于滑轨401上的部件一同上移，即夹指上移，从而将不同工位上的棒料夹持上移使棒料离开冲压时的模具孔内；此后，水平伸缩气缸404的输出轴再驱动连接架405前移，使得夹指前移一个工位，从而原先处于第一工位的棒料前移至第二工位，依次类推；当棒料全部前移一个工位后(夹指仅前移一次，前移量等于一个工位至下一个工位的行程)，升降气缸407的输出轴下降，使得各棒料回落至对应模具孔内，夹紧气缸406松开夹指，冲床再进行一次冲压；水平伸缩气缸404的输出轴缩回，从而夹指退回；夹指退回后夹紧气缸406再次夹紧，升降气缸407的输出轴再次上升，上述步骤再次循环进行，完成棒料的自动化连续性冲管加工。加工过程中，出水口持续性喷出水对整个工作台进行降温。
本发明的冲管机的优点在于，夹指每前进一次，则会有一个加工成型的棒料形成并推出；大大提高了棒料的冲管效率，相对于传统的手工夹料而言，效率提高了三倍。
本发明中的主控制器可直接为市场购买或组装，其控制程序采用现有技术进行编制，比如通过主控制器控制各缸体(气缸、夹紧缸等)的伸缩、电机的通断电等，由于这种控制方法属于现有技术，因此，本实施例中不再进行赘述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种实心棒料全自动制管生产线，其特征在于，
包括依次设置的输送机、夹具、切割头、上料机、加热设备、冲管机及主控制器；
所述输送机用于将整根较长的棒料输送至切割头进行切断；
所述切割头用于将所述输送机输送过来的整根较长的棒料切断为多根较短的棒料；
所述夹具设于所述切割头一侧，所述夹具用于在切割头切断棒料时将棒料夹紧；
所述上料机用于接收所述切割头切断的棒料并将棒料上料至加热设备；
所述加热设备用于加热棒料；
所述冲管机用于接收加热设备加热好的棒料并对棒料进行冲管操作；
所述主控制器与所述生产线中各可电控部分通过电信号连接；
所述输送机包括多组用于输送棒料的输送轮组、用于驱动输送轮组转动的驱动机构及用于调节输送轮组夹紧棒料的调节机构；
所述输送轮组包括轮轴为竖直状并在同一水平面内保持间距的驱动轮和夹紧轮；所述驱动轮为中部内凹的圆柱体，驱动轮上端和下端分别转动连接有驱动固定块；所述夹紧轮形状与驱动轮匹配，且夹紧轮上端和下端分别转动连接有夹紧固定块；
所述驱动轮与所述夹紧轮通过调节机构连接；所述调节机构包括水平的弹簧调节杆和水平的调节螺杆；所述弹簧调节杆贯穿所述驱动固定块和夹紧固定块，且穿过夹紧固定块的一端还套设有弹簧，且弹簧调节杆两端都设有螺母；所述调节螺杆一端穿过夹紧固定块后伸入至驱动固定块中，所述调节螺杆与所述驱动固定块螺纹配合；
所述驱动机构包括输送电机、设于输送电机输出轴的减速箱、同轴设于驱动轮的轮轴上的驱动齿轮及多根与驱动齿轮啮合的链条；其中至少有一根所述链条一端与减速箱的输出端啮合，另一端与驱动齿轮啮合；
所述夹具包括在竖直平面内呈环形阵列布置的至少三个夹块；
所述夹块背对环形阵列圆心的一端连接有夹紧缸，夹块正对环形阵列圆心的一端嵌设有橡胶体；
所述橡胶体嵌入所述夹块内的端面设有朝该夹块对应的夹紧缸凸起的内弧形部；所述橡胶体外端面与夹块正对环形阵列圆心的端面平齐，且所述橡胶体外端面中心设有内凹的外弧形部；
每个所述夹块的中心与该夹块对应的所述内弧形部的中心、外弧形部的中心和夹紧缸的输出轴轴心处于同一平面；所述外弧形部设有滚花层；所述内弧形部的半径大于所述外弧形部的半径；所述外弧形部的半径大于所述橡胶体外端面的宽度；
所述上料机包括机架、设于机架中部或下端的料仓、设于机架上端的运料槽、位于所述料仓与所述运料槽之间的竖直布置于机架上用于将料仓内的棒料提升至运料槽上的多个提升板；
多个所述提升板呈台阶状排列；所述提升板下端设有驱动其在竖直平面内升降的竖直升降气缸；所述提升板的上端面都为倾斜面，其靠近料仓的棱边高于靠近运料槽的棱边；
所述料仓上端为敞口，所述料仓的敞口处于所述切割头下方；所述料仓内水平设有搅动板；所述料仓一侧与提升板抵接，且所述料仓在该侧端设有开口；所述搅动板与该侧端平行，且搅动板的高度与开口高度一致；
所述运料槽平行于提升板设置并与提升板抵接，运料槽两端各设有一个轮轴，其中一个轮轴上设有驱动电机；轮轴上缠绕配合有两条平行间隔布置的运料皮带，两条运料皮带的间距小于棒料直径；
所述上料机还包括设于运料槽一侧与运料槽连通的出料槽、设于运料槽另一侧与出料槽相对的推料装置、设于推料装置与出料槽之间的出料传感器；所述出料槽末端与所述加热设备连通；
所述冲管机包括机体、设于机体上的工作台、设于所述工作台上端的模具、设于所述模具上方的送料装置和多个冲头、与所述机体连接并设于工作台上方的冲管机夹具；
所述模具包括四个模具孔；所述冲头有三个；所述冲管机夹具、送料装置、四个模具孔及三个冲头处于同一竖直平面内；
所述送料装置包括倾斜的进料滑道和设于最靠近冲管机夹具的一个模具孔上方的进料管；其余三个模具孔上方分别设有对应的一个冲头；最远离所述冲管机夹具的一个冲头下端设有挡块；所述挡块下端设有用于卡设棒料的卡槽，所述挡块通过竖直的弹簧柱与工作台连接；所述进料滑道上端与加热设备连通；
所述冲管机夹具包括水平的滑轨、设于所述滑轨上的气缸固定块和架固定滑块、设于所述气缸固定块上的水平伸缩气缸、设于所述架固定滑块上的连接架、设于所述连接架上的夹紧气缸、水平设于所述连接架远离水平伸缩气缸一端的夹指及设于所述滑轨下端的升降气缸；
所述升降气缸的输出轴与所述滑轨下端连接；所述水平伸缩气缸的输出轴与所述连接架连接；所述夹紧气缸的输出轴与所述夹指一端连接；
所述夹指包括相对设置的第一手指和第二手指；所述第一手指包括与所述夹紧气缸的输出轴连接的铰接杆、平行设于铰接杆上的延长杆、设于铰接杆上的第一半圆卡口、设于延长杆上的第二半圆卡口和第三半圆卡口；所述第一半圆卡口、第二半圆卡口和第三半圆卡口等间距布置，且开口方向都指向所述第二手指；所述延长杆的末端还设有竖直的用于推出所述挡块下端卡设的棒料的推杆；所述推杆的竖直中心与第一半圆卡口、第二半圆卡口和第三半圆卡口的圆心处于同一竖直平面，且该竖直平面与模具孔或冲头中心所处的竖直平面为同一竖直平面；所述第二手指除不设有所述推杆外，其余结构均与所述第一手指呈对称布置；
所述上料机还包括多个竖直的固定板；每两个相邻的所述提升板之间插设有一个固定板，所述固定板的上端面为倾斜面，其靠近料仓的棱边高于靠近运料槽的棱边；
所述气缸固定块与所述滑轨固定连接；所述架固定滑块下端设有沿滑轨方向设置的开口槽，所述开口槽的开口口径大于所述升降气缸的输出轴外径。
2.根据权利要求1所述的实心棒料全自动制管生产线，其特征在于，所述输送机还包括用于去除棒料上铁锈的除锈装置；所述除锈装置包括除锈电机、套设于除锈电机输出轴上的主齿轮、设于所述主齿轮下端并与其啮合的钢丝轮、连接钢丝轮及主齿轮的连杆及设于钢丝轮内壁的用于摩擦棒料外壁的钢丝；
所述主齿轮的两端面同轴设有圆环形的第一滚珠槽；所述第一滚珠槽的内壁为内凹的圆弧状，且第一滚珠槽内嵌设有与其滑动配合的第一滚珠；所述钢丝轮的两端面同轴设有圆环形的第二滚珠槽；所述第二滚珠槽的内壁为内凹的圆弧状，且第二滚珠槽内嵌设有与其滑动配合的第二滚珠；所述连杆有两条，分别设于主齿轮的两端，且所述连杆上端与第一滚珠连接，连杆下端与所述第二滚珠连接；所述钢丝有多条，沿所述钢丝轮内壁的周向布置。
3.根据权利要求1所述的实心棒料全自动制管生产线，其特征在于，所述上料机还包括限高杆和溢料回收槽；所述溢料回收槽下端与料仓连通，所述溢料回收槽上端与运料槽位于提升板与出料槽之间的部位连通；所述限高杆设于运料槽与溢料回收槽连通的部位，所述限高杆与运料槽的距离大于棒料直径，小于棒料的两倍直径。
4.根据权利要求3所述的实心棒料全自动制管生产线，其特征在于，所述上料机还包括挡料杆，所述挡料杆设于运料槽上且位于出料槽与运料槽的末端之间。
5.根据权利要求3所述的实心棒料全自动制管生产线，其特征在于，所述上料机还包括垫板，所述垫板水平铺设于处于轮轴上端的运料皮带与处于轮轴下端的运料皮带之间，且所述垫板上端与处于轮轴上端的运料皮带的下端抵接。
6.根据权利要求4所述的实心棒料全自动制管生产线，其特征在于，所述上料机还包括压带杆；所述压带杆用于将处于轮轴上端的运料皮带压紧抵接于垫板上端；所述压带杆设于运料槽上的位于所述挡料杆远离提升板的一侧。
7.根据权利要求1所述的实心棒料全自动制管生产线，其特征在于，所述冲管机还包括设于机体上的多个竖直的导向杆；所述导向杆上设有用于降温的出水口。
8.根据权利要求1所述的实心棒料全自动制管生产线，其特征在于，所述进料滑道下端与所述进料管的连接段为弧形段，所述进料滑道为上端设有开口的半圆管状结构；所述进料管下端与模具孔上端的距离为棒料高度的1.1～1.5倍。
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