CN109277869B - 一种管件加工自动成型系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管件加工自动成型系统，包括至少一机械手，所述机械手上设置用于取放管件的抓手机构；至少一分布于机械手一侧的机床，所述机床包括用于夹持管件的液压卡爪以及驱动液压卡爪旋转的主轴，所述主轴的内部开设有送料通道；送料装置，设于机械手与机床之间且每一个机床均配置一送料装置，其中，所述送料装置包括若干个用于承载运送管件至送料通道内的输送轮；以及用于码放管件的毛坯架与成品架，减少加工过程中的人为参与度，提高送料与下料的效率，进而提升管件的加工效率。

Description

一种管件加工自动成型系统

技术领域

本发明涉及金属件加工装备的技术领域，尤其是涉及一种管件加工自动成型系统。

背景技术

现有技术中对于金属件的加工方式一般采用的是机加工，机加工是机械加工的简称，是指通过机械精确加工去除材料的加工工艺，主要包括车、铣、钻、刨等工艺，而对应机加工的加工装备有车床、铣床、钻床以及刨床等等。目前的机加工装备在对工件进行加工均需要人为辅助参与，加工效率极其低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种管件加工自动成型系统，针对金属管件实现自动成型加工，提高加工效率。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种管件加工自动成型系统，包括：

至少一机械手，所述机械手上设置用于取放管件的抓手机构；

至少一分布于机械手一侧的机床，所述机床包括用于夹持管件的液压卡爪以及驱动液压卡爪旋转的主轴，所述主轴的内部开设有送料通道；

送料装置，设于机械手与机床之间且每一个机床均配置一送料装置，其中，所述送料装置包括若干个用于承载运送管件至送料通道内的输送轮；

以及用于码放管件的毛坯架与成品架。

通过采用上述技术方案，首先将待加工的管件堆放于毛坯架上，机械手可利用抓手机构从毛坯架上将管件抓取上来并送至送料装置的输送轮上，人为推动管件依靠输送轮快速的推送进入到主轴的送料通道内，并利用设于主轴一端的液压卡爪对管件进行夹持固定，启动机床对管件加工，完成加工液压卡爪松开，反向推送管件从送料通道送至送料装置的输送轮上，最后机械手通过抓手机构将管件取下送至成品架上完成管件的加工，从而减少加工过程中的人为参与度，提高送料与下料的效率，进而提升管件的加工效率。

本发明进一步设置为：所述管件加工自动成型系统还包括地轨，所述机械手滑移连接于地轨；所述机床分布于地轨的两侧且至少对称设置有一组。

通过采用上述技术方案，多组机床分布于地轨的两侧，利用机械手于地轨上的滑动实现多根管件的同步加工更好的提高加工效率；其次，每个机床均配置一送料装置，且送料装置布置在机械手与机床之间，使得两送料通道相对，可实现管件两端的分步加工，减少管件由于两端需要加工时更换加工端而降低加工效率。

本发明进一步设置为：所述抓手机构包括安装支架以及设于安装支架的第一气缸与第二气缸，其中，所述第一气缸连接有第一夹紧块，第二气缸连接有第二夹紧块，第一夹紧块与第二夹紧块可分别在第一气缸与第二气缸的驱动下发生相向/背向运动。

通过采用上述技术方案，机械手在对管件进行夹持取放时，利用第一气缸与第二气缸分别驱动第一夹紧块与第二夹紧块发生相对与相背运动，进而实现对管件的夹持以及松持动作，夹持结构简单且执行效率高，缩短了对管件取放时间提高加工效率。

本发明进一步设置为：所述第一夹紧块与第二夹紧块端面处均设置有凸块，两凸块相向延伸设置。

通过采用上述技术方案，第一夹紧块与第二夹紧块在对管件的两端进行夹持时，两凸块可伸入至管件的内孔中避免管件在夹持过程中发生坠落，保证成型系统的连续性运行，提高加工效率。

本发明进一步设置为：所述第一气缸的最大行程量大于第二气缸的最大行程量。

通过采用上述技术方案，两气缸的行程量不同，使得对管件进行夹持时，由于第二气缸的行程量小管件的一端可以被快速触碰定位，另一端随后定位，一方面可减少两夹紧块同时触碰管件时对于管件的碰撞磨损，另一方面便于提高管件的夹紧精度，减少两夹紧块的夹持错位，提高加工效率。

本发明进一步设置为：所述抓手机构还包括推杆组件，所述推杆组件包括：

推杆，设于安装支架上，所述安装支架连接于机械手的转轴上，所述转轴连接有伺服电机，所述推杆的一端设置有推块；

第三气缸，设于安装支架上；

涨紧件，包括穿设于推杆内且可相对推杆发生轴向位移的拉杆以及嵌设于推杆内且周向均布的若干涨紧块，所述推杆的一端连接于第三气缸，另一端具有一拉头，所述拉头可于拉杆发生轴向位移时作用于若干涨紧块使其远离/靠近推杆轴线的径向距离。

通过采用上述技术方案，管件被夹持输送至送料装置后，推杆利用转轴旋转到设置角度使得推杆对准管件，旋转角度由伺服进行控制，通过推杆将关键从输送轮上送至到送料通道内，取代人为辅助送料提高加工效率；而当管件在机床内加工完成后，推杆可伸入至管件的内孔中，此时涨紧件的第三气缸动作，拉动拉杆使其在推杆内发生轴向位移，通过拉杆端部的拉头挤压嵌设在推杆内的若干涨紧块，迫使若干涨紧块远离推杆轴向发生径向位移，进而实现胀开效果抵触到管件的内壁上，此时拉动推杆即可将管件从送料通道内拉出同时取代人为下料的操作，提高加工效率。

本发明进一步设置为：所述拉头的外表面为楔形面，所述涨紧块的内表面抵触于楔形面上。

通过采用上述技术方案，第三气缸的动作带动拉杆于推杆内的轴向位移，利用涨紧块的楔形面与若干涨紧块发生挤压进而实现涨紧块的径向位移，此种结构涨紧块胀开速度与复位速度都较快，提高管件加工完成后下料的定位夹持效率。

本发明进一步设置为：所述第三气缸的输出方向垂直于第一气缸/第二气缸的输出方向。

通过采用上述技术方案，当管件从送料装置推送至送料通道内/从送料通道内拉出至送料装置上时，抓取机构在进行工位切换只需要通过伺服电机转动90°即可，可简化控制程序，同时两个工位在切换时减少与其他装置的碰撞干涉，保证加工过程中的连续性，提高加工效率。

本发明进一步设置为：所述机床还包括冷却装置，所述冷却装置包括用于盛装冷却液的储液箱、安装储液箱内的水泵以及连接于水泵的出液管，所述出液管伸至于送料通道内。。

通过采用上述技术方案，管件由于其结构特点，机床在对管件加工时，切削料容易进入到管件的内孔中，尤其在对管件内孔进行加工时切削料基本存留在内孔中且外部冷却液难以对伸入至内孔的刀具进行冷却，而本方案设置直接将机床的冷却系统引出一根出液管，并将出液管伸入至送料通道内，直接冲刷掉位于送料通道内管件的内部切削料同时还能对刀具进行冷却降温，减少了后道对于管件的清洗工作，提高加工效率。

本发明进一步设置为：所述机床还包括旋转气缸以及由旋转气缸驱动用于启闭送料通道的封盖，所述出液管的一端设于封盖上。

通过采用上述技术方案，管件在被送至到送料通道后，利用旋转气缸带动封盖转动封闭送料通道一端，一方面封闭管件在加工过程中外部的接触减少干扰，另一方面出液管的一端由于直接设置在封盖上，冷却液更好的做到定向喷向提高冷却与清洗效率，同时减少冷却液从机床一侧流出，避免浪费。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、本系统通过设置的机械手配备专用于夹持管件的抓取机构实现快速对管件完成取放动作代替人为操作提高了加工效率，同时机械手配备一地轨并在地轨的两侧至少对称布置一组机床，同步实现管件两端的独立加工促进加工效率；

2、本系统设置送料机构以及冷却装置分别提高管件加工过程中的取放效率以及加工过程中的清洗操作，更好的提高加工效率减少人为操作。

附图说明

图1为实施例一中管件加工自动成型系统的结构示意图；

图2为实施例一中送料装置与机床之间是安装排布位置图；

图3为实施例一中机械手与抓手机构的连接示意图；

图4为实施例一中抓手机构的结构示意图；

图5为实施例一中推杆组件的结构示意图；

图6为实施例一中抓手机构在夹持管件时的状态示意图；

图7为实施例二中管件加工自动成型系统的结构示意图。

图中，10、机械手；11、转轴；20、机床；21、旋转气缸；22、封盖；23、连接块；24、送料通道；25、出液管；30、送料装置；31、支撑座；32、输送轮；33、定位气缸；40、毛坯架；50、成品架；60、地轨；70、抓手机构；71、安装支架；72、第一气缸；73、第二气缸；74、第一夹紧块；75、第二夹紧块；76、凸块；77、推杆组件；771、第三气缸；772、推杆；7721、推头；7722、滑槽；773、拉杆；7731、拉头；7732、楔形面；774、推块；775、涨紧块；7751、滑移块；776、弹性件；80、管件；81、内孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参阅图1，一种管件加工自动成型系统，包括一机械手10、位于机械手10一侧的机床20以及布置于机械手10与机床20之间的送料装置。机床20的两侧还分别设置有毛坯架40以及成品架50，待加工的管件80事先码放于毛坯架40上，待完成后输送码放至成品架50上。

参阅图2，本实施例中的机床20为数控机床20，包括主轴以及位于主轴一侧用于卡紧工件的液压卡盘，主轴内部为中空设置而成一送料通道24，送料通道24的一端连通液压卡盘的夹紧孔，另一端位于机床20靠近送料装置的一侧且与外界连通。

机床20还包括一旋转气缸21，其设置于靠近于送料装置的一侧，旋转气缸21的气缸轴与连接块23相连，连接块23的一端设置一封盖22，封盖22由旋转气缸21驱动用于启闭送料通道24的一端。机床20还包括一冷却装置，该冷却装置包括用于盛装冷却液的储液箱、安装储液箱内的水泵以及连接于水泵的出液管25，所述出液管25的一端设置于封盖22上。

送料装置包括支撑架以及设于支撑架上的若干输送轮32，若干输送轮32线性排布，在其中两输送轮32之间设置有定位气缸33，定位气缸33包括抱爪，该抱爪的内表面形状与待加工的管件80外周面相吻合。

结合图3与图4，机械手10的端部安装有抓取机构，抓取机构包括一安装支架71，安装支架71与机械手10的转轴11连接，转轴11与设于机械手10内的伺服电机连接，通过伺服电机带动转轴11进行转动进而带动整个抓取机构旋转。

安装支架71的下侧设置有第一气缸72与第二气缸73，第一气缸72连接有第一夹紧块74，第二气缸73连接有第二夹紧块75，第一夹紧块74与第二夹紧块75相对的一侧面上均设置有凸块76；第一夹紧块74与第二夹紧块75可在第一气缸72与第二气缸73的驱动带动下发生相向/背向运动，第一气缸72与第二气缸73的输出方向互相平行。与此同时，第一气缸72的最大行程大于第二气缸73的最大行程量。

结合图4与图5，抓手机构70还包括一推杆组件77，推杆组件77包括安装于安装支架71上的第三气缸771以及推杆772，第三气缸771的输出方向与第一气缸72/第二气缸73的输出方向相垂直，推杆772的一端设置有推头7721，推头7721的大小设置由待加工的管件80内径决定，推头7721可伸入至管件80内。推杆772上还设置有一推块774，推块774的大小设置只要保证不能伸入至管件80内即可，即可通过推块774抵触到管件80的端面。

推杆772内穿设有一根拉杆773，拉杆773的一端与第三气缸771连接并可由第三气缸771驱动相对推杆772发生轴向位移。拉杆773包括设于端部的拉头7731，拉头7731大致呈圆台形，其外周壁为楔形面7732；推头7721的外周面上还开设有多个均布的滑槽7722，滑槽7722内设置有涨紧块775，涨紧块775包括滑移连接于滑槽7722内的滑移块7751，涨紧块775的内侧面贴合于拉头7731的楔形面7732上，在滑槽7722的侧壁面与滑移块7751之间还设置有弹性件776，弹性件776的设置使得涨紧块775的内侧面始终保持与拉头7731楔形面7732贴合的状态。

本成型系统在工作时，机械手10先将抓手机构70转至毛坯架40一侧，第一气缸72与第二气缸73动作驱动第一夹紧块74与第二夹紧块75相背运动，当第一夹紧块74与第二夹紧块75分别位于待加工管件80的两侧时，第一气缸72与第二气缸73复位，第一夹紧块74与第二夹紧块75靠向于管件80的端面运动直到夹紧管件80，夹紧状态如图6所示，第一夹紧块74与第二夹紧块75分别紧贴于管件80的两端面，且凸块76伸入至内孔81中。

完成上述取料后机械手10将管件80运至送料装置一侧，并将管件80放置到若干输送轮32上，第一气缸72与第二气缸73复位，第一夹紧块74与第二夹紧块75脱离与管件80端面的抵触，管件80逐步抵靠到输送轮32上；随后抓取机构在机械手10的伺服电机驱动下转动90°，使得推杆772对准管件80，机械手10动作推杆772靠向管件80一侧位移，推头7721逐步伸入至管件80的内孔81中直到推块774抵触于管件80的端面处，此时机械手10继续动作推杆772继续靠向管件80一侧位移，管件80在推块774的作用下向机床20一侧运动并缓慢进入到送料通道24直到管件80的加工端输送至液压卡盘处，通过液压卡盘夹紧管件80。

完成上述管件80于机床20内的夹持后，旋转气缸21动作驱动封盖22转动并将送料通道24的一端开口封闭，启动机床20对管件80进行加工，同时冷却液通过出液管25冲刷进入到送料通道24对管件80的进行冲刷，可冲刷掉留存在管件80内的切削料同时对刀具进行冷却降温。

完成管件80加工后，旋转气缸21动作驱动封盖22开启送料通道24，机械手10驱动推杆772进入到送料通道24内，直到推头7721伸入至管件80内，此时第三气缸771动作驱动拉杆773于推杆772内发生位移，带动拉头7731以图5为参照向下位移，拉头7731挤压若干涨紧块775使其于滑槽7722内发生滑动，若干涨紧块775一端逐步延伸出推头7721的外壁并抵触到管件80的内壁上，通过涨紧块775的压紧力与管件80内壁产生较大的静摩擦力，实现推杆772与管件80的同步运动。松开液压卡盘通过机械手10将管件80从送料通道24内带动至若干输送轮32上，定位气缸33动作初步固定管件80，第三气缸771复位，弹性件776推动涨紧块775致使延伸凸出于推头7721外壁的涨紧块775部分缩回，使得推头7721与管件80脱离，拉出推杆772，抓手组件转动90°，再次通过第一气缸72与第二气缸73驱动第一夹紧块74与第二夹紧块75夹紧管件80，松开定位气缸33，将加工完成后管件80放置到成品架50上，完成对管件80的成型加工。

实施例二

参阅图7，一种管件加工自动成型系统，与实施例一中的区别在于增设了多台机床20，机械手10滑移连接于地轨60上，机床20分别布置在地轨60的两侧，且左右组成一对镜像布置，每台机床20配置一送料装置；同时，在地轨60的两侧还别布置毛坯架40以及成品架50。

本成型系统工作时，机械手10先处于地轨60的一侧分别将码放在两毛坯架40上的管件80逐步送入至两侧机床20内，实现对管件80的同步加工，同时由于地轨60两侧分布的机床20为镜像设置，还可实现管件80两端的分步加工，管件80一端加工完成后通过机械手10送至进入到对面的机床20内对管件80的另一端进行加工。

机械手10于地轨60上的滑动提高了灵活性，实现多台机床20的联动加工，提升了加工效率。

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，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种管件加工自动成型系统，其特征在于：包括至少一机械手（10），所述机械手（10）上设置用于取放管件（80）的抓手机构（70）；

至少一分布于机械手（10）一侧的机床（20），所述机床（20）包括用于夹持管件（80）的液压卡爪以及驱动液压卡爪旋转的主轴，所述主轴的内部开设有送料通道（24）；

送料装置（30），设于机械手（10）与机床（20）之间且每一个机床（20）均配置一送料装置（30），其中，所述送料装置（30）包括若干个用于承载运送管件（80）至送料通道（24）内的输送轮（32）；

以及用于码放管件（80）的毛坯架（40）与成品架（50）；

所述抓手机构（70）包括安装支架（71）以及设于安装支架（71）的第一气缸（72）与第二气缸（73），其中，所述第一气缸（72）连接有第一夹紧块（74），第二气缸（73）连接有第二夹紧块（75），第一夹紧块（74）与第二夹紧块（75）可分别在第一气缸（72）与第二气缸（73）的驱动下发生相向或背向运动；

所述抓手机构（70）还包括推杆组件（77），所述推杆组件（77）包括：

推杆（772），设于安装支架（71）上，所述安装支架（71）连接于机械手（10）的转轴（11）上，所述转轴（11）连接有伺服电机，所述推杆（772）上设置有推块（774）且一端还设置有推头（7721）；

第三气缸（771），设于安装支架（71）上；

涨紧件，包括穿设于推杆（772）内且可相对推杆（772）发生轴向位移的拉杆（773）以及嵌设于推杆（772）内且周向均布的若干涨紧块（775），所述推杆（772）的一端连接于第三气缸（771），另一端具有一拉头（7731），所述拉头（7731）可于拉杆（773）发生轴向位移时作用于若干涨紧块（775）使其远离或靠近推杆（772）轴线的径向距离；

所述拉头（7731）的外表面为楔形面（7732），所述涨紧块（775）的内表面抵触于楔形面（7732）上；

所述第三气缸（771）的输出方向垂直于第一气缸（72）或第二气缸（73）的输出方向；

所述机械手（10）完成取料后将管件（80）运至送料装置（30）一侧，并将所述管件（80）放置到若干输送轮（32）上，所述第一气缸（72）与第二气缸（73）复位，所述第一夹紧块（74）与第二夹紧块（75）脱离与管件（80）端面的抵触，所述管件（80）逐步抵靠到输送轮（32）上；所述抓手机构（70）在机械手（10）的伺服电机驱动下转动90°，以使所述推杆（772）对准管件（80），所述机械手（10）动作推杆（772）靠向管件（80）一侧位移，所述推头（7721）逐步伸入至管件（80）的内孔（81）中直到推块（774）抵触于管件（80）的端面处，此时所述机械手（10）继续动作推杆（772）继续靠向管件（80）一侧位移，所述管件（80）在推块（774）的作用下向机床（20）一侧运动并缓慢进入到送料通道（24）直到管件（80）的加工端输送至机床（20）的液压卡盘处；

所述管件（80）完成加工后，所述机械手（10）驱动推杆（772）进入到送料通道（24）内，直到所述推头（7721）伸入至管件（80）内，所述第三气缸（771）动作驱动拉杆（773）于推杆（772）内发生位移，以带动所述拉头（7731）朝向远离推头（7721）的一侧位移，所述拉头（7731）挤压若干涨紧块（775）使其于滑槽（7722）内发生滑动，若干所述涨紧块（775）一端逐步延伸出推头（7721）的外壁并抵触到管件（80）的内壁上，通过所述涨紧块（775）的压紧力与管件（80）内壁产生较大的静摩擦力，使所述推杆（772）与管件（80）同步运动；松开所述机床（20）的液压卡盘，所述机械手（10）将管件（80）从送料通道（24）内带动至若干输送轮（32）上。

2.根据权利要求1所述的一种管件加工自动成型系统，其特征在于：所述管件（80）加工自动成型系统还包括地轨（60），所述机械手（10）滑移连接于地轨（60）；所述机床（20）分布于地轨（60）的两侧且至少对称设置有一组。

3.根据权利要求1所述的一种管件加工自动成型系统，其特征在于：所述第一夹紧块（74）与第二夹紧块（75）端面处均设置有凸块（76），两凸块（76）相向延伸设置。

4.根据权利要求1所述的一种管件加工自动成型系统，其特征在于：所述第一气缸（72）的最大行程量大于第二气缸（73）的最大行程量。

5.根据权利要求1或2所述的一种管件加工自动成型系统，其特征在于：所述机床（20）还包括冷却装置，所述冷却装置包括用于盛装冷却液的储液箱、安装储液箱内的水泵以及连接于水泵的出液管（25），所述出液管（25）伸至于送料通道（24）内。

6.根据权利要求5所述的一种管件加工自动成型系统，其特征在于：所述机床（20）还包括旋转气缸（21）以及由旋转气缸（21）驱动用于启闭送料通道（24）的封盖（22），所述出液管（25）的一端设于封盖（22）上。