CN109676013B - 一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置，包括机体、进料漏斗、上机架、下机架和出料漏斗；进料漏斗、上机架、下机架和出料漏斗均设置在机体上；下机架上设有进料工位、冲孔工位、翻转工位和出料工位，进料漏斗上设有抖料板、管材调节组件和顶料组件，抖料板间隔设置在进料漏斗底部，进料工位上设有管材视觉检测组件，冲孔模具还包括有推管进模组件、管材废料清理组件、供油润滑装置。本发明适用不同型号的管材进行冲孔加工，自动上下料，加工效率高，有效解决管材碰撞问题，避免表面刮花与损坏，加工质量高，拆卸方便，可及时发现生产过程中设备出现的问题，并快速进行维修，降低维修成本。

Description

一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置

技术领域

本发明涉及一种自动化加工设备，尤其是涉及一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置。

背景技术

管材在装修、音响、箱包以及各种产品之间的应用是非常广泛的，随着经济社会的发展，每种产品对管材上孔的要求也越来越多，现在技术已不能满足社会发展的需求。现有管材加工中会存在管材自动进料时，落入加工工位时摆放角度出现偏差，导致后续管材加工出现质量问题，加工位置出错，生产出的产品质量差，与成品质量要求相差甚远，最后只能报废处理，单单通过人力去监测每次管材进料后其摆放角度位置是否有误差而修正，这将大大浪费人力和成本。而且现有的管材在冲孔工位时，推管装置推进管材进入冲孔模具时，往往会出现过推、过压，导致管材表面出现磨花或损坏的现象，影响产品加工质量，还有自动化程度低，结构设计不合理，管材的调节功能和翻转功能不完善，适用性低。结构复杂，故障率高，维修不方便等等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型管材冲孔装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置，包括机体、进料漏斗、上机架、下机架和出料漏斗；进料漏斗、上机架、下机架和出料漏斗均设置在机体上；下机架上设有进料工位、冲孔工位、翻转工位和出料工位，进料漏斗的出料端连接着进料工位，出料工位上设置有出料漏斗，上机架位于下机架上方，上机架设有运输组件和第一调节组件；冲孔工位设有冲孔模具，冲孔工位包括有第一冲孔工位、第二冲孔工位、第三冲孔工位、第一冲孔工位设有第一冲孔模具，第二冲孔工位设有第二冲孔模具，第三冲孔工位设有第三冲孔模具，翻转工位设置在第二冲孔工位和第三冲孔工位之间，翻转工位设有翻转组件；进料漏斗上设有抖料板、管材调节组件和顶料组件，抖料板间隔设置在进料漏斗底部，进料工位上设有管材视觉检测组件，冲孔模具还包括有推管进模组件、管材废料清理组件、供油润滑装置。

作为本发明的进一步方案，运输组件包括横梁、滑杆和若干机械手，机械手可以在滑杆上上下移动，滑杆可以在横梁上前后移动，滑杆和机械手安装在横梁上，横梁设有导孔和丝杠连接孔；第一调节组件包括有第一丝杠和第一摇轮，第一丝杠分别连接着第一摇轮和丝杠连接孔，横梁通过导孔挂接在上机架的导杆上。

作为本发明的进一步方案，下机架包括有固定机架和移动机架，移动机架下方设置有第二调节组件；第二调节组件设有第二摇轮、第二丝杠、丝杠连接块、丝杠固定座、滑块槽和导轨；丝杠固定座和导轨设置在机体上，第二丝杠安装在丝杠固定座上，第二丝杠分别连接着第二摇轮和丝杠连接块；丝杠连接块和滑块槽设置在移动机架下部，滑块槽嵌套在导轨上；第一调节组件和第二调节组件是组合式结构。

作为本发明的进一步方案，管材调节组件包括第一调节板和第二调节板，第一调节板上间隔设置有移动导管，移动导管分别对应嵌套在导条上，第一调节板左侧末端设置有顶料组件；第二调节板的结构和第一调节板的结构为相互对称结构，第二调节板右侧末端也设置有顶料组件。

作为本发明的进一步方案，顶料组件设有顶料推块和顶料头，顶料组件出料端还设有挡料板。

作为本发明的进一步方案，管材视觉检测组件包括有视觉检测装置，管材角度纠正组件，管材固定组件；视觉检测装置设有摄像装置，管材角度纠正组件设有步进电机，管材接头，推进装置、第一推块、第二推块和小型管材插头，推进装置连接着步进电机，步进电机连接这管材接头，第一推块与第二推块呈90度连接，第二推块连接着小型管材插头；管材固定组件设有管材固定座，第三推块，管材固定座包括有移动端和固定端，第三推块连接管材固定座的移动端，第三推块上方设有进料倾斜板。

作为本发明的进一步方案，翻转组件设有气压伸缩杆组件，旋转机头、管材插头，管材夹座；气压伸缩杆组件连接着旋转机头，旋转机头连接着管材插头，管材夹座设有两个移动夹块。

作为本发明的进一步方案，推管进模组件设有进模推进装置、治具、弹簧，进模推进装置和治具之间通过弹簧连接，治具内设有凹槽。

作为本发明的进一步方案，管材废料清理组件设有第四推块和废料清理头。

作为本发明的进一步方案，供油润滑装置包括有第一节流阀和第二节流阀，第一节流阀连接着冲孔模具中的导柱和导套，第二节流阀连接着冲孔模具中的冲针。

本发明有益效果：

本发明适用于对不同型号的管材进行冲孔加工，实现管材自动有序上料和出料，管材视觉检测组件能有效保证管材进料后管材加工角度位置的正确性，提供加工效率、节省人力；冲孔模具弹簧缓冲效果能防止管材在冲孔时出现过压现象，同时翻转组件上的移动夹块能有效避免管材翻转时表面刮花与损坏，加工精度高，加工质量高；运输组件设置成上走式结构，运输加工过程一目了然，方便产品加工质量的监控，拆卸方便，可及时发现生产过程中设备出现的问题，并快速进行维修，降低维修成本，提高生产效率；机械手式运输结构稳定性好，定位准确，加工质量高；多种可调节结构科学组合设计，调节方便快捷，机体上的的管材调节组件、运输组件和工位组件可调整，可以任意调节所需要管材的产品尺寸、使之适合对不同长度的管材的加工需求，适用性广。

附图说明

图1为本发明实施例的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置的主视图；

图3为本发明实施例的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置的左视图；

图4为本发明实施例的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置的俯视图；

图5为本发明实施例的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置的运输组件局部结构放大图；

图6为本发明实施例的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置的管材视觉检测组件局部结构放大图；

图7为本发明实施例的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置的管材视觉检测组件立体结构放大图；

图8为本发明实施例的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置的翻转组件局部结构放大图；

图9为本发明实施例的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置的顶料组件冲孔模具结构放大图；

图10为本发明实施例的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置的冲孔模具局部结构放大图；

附图标记：机体1、上机架2、下机架3、第一冲孔模具4、第二冲孔模具5、第三冲孔模具6、横梁7、滑杆8、若干机械手9、机械手901、机械手902、机械手903、机械手904、机械手905、导孔10、丝杠连接孔11、第一摇轮12、第一丝杠13、第二摇轮14、第二丝杠15、丝杠连接块16、滑块槽17、导轨18、固定机架19、移动机架20、第一调节板21、第二调节板22、移动导管23、导条24、顶料推块25、顶料头26、抖料板27、气压伸缩杆组件28，旋转机头29、管材插头30，管材夹座31、移动夹块32、摄像装置33、步进电机34、管材接头35、推进装置36、第一推块37、第二推块38、小型管材插头39；管材固定座40，第三推块41，进料倾斜板42、进模推进装置43、治具44、弹簧45，第四推块46、废料清理头47、第一节流阀48、第二节流阀49、进料漏斗50、出料漏斗51、挡料板52。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

如图1至图8所示，一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置，包括机体1、进料漏斗50、上机架2、下机架3和出料漏斗51；进料漏斗50、上机架2、下机架3和出料漏斗51均设置在机体1上；下机架3上设有进料工位、冲孔工位、翻转工位和出料工位，进料漏斗50的出料端连接着进料工位，出料工位上设置有出料漏斗51，上机架2位于下机架3上方，上机架2设有运输组件和第一调节组件；冲孔工位设有冲孔模具，冲孔工位包括有第一冲孔工位、第二冲孔工位、第三冲孔工位、第一冲孔工位设有第一冲孔模具4，第二冲孔工位设有第二冲孔模具5，第三冲孔工位设有第三冲孔模具6，翻转工位设置在第二冲孔工位和第三冲孔工位之间，翻转工位设有翻转组件；进料漏斗上设有抖料板27、管材调节组件和顶料组件，进料工位上设有管材视觉检测组件，冲孔模具还包括有推管进模组件、管材废料清理组件、供油润滑装置。

本实施例中，运输组件包括横梁7、滑杆8和若干机械手9，若干机械手9可以在滑杆8上上下移动，滑杆8可以在横梁7上前后移动，滑杆8和若干机械手9安装在横梁7上，横梁7设有导孔10和丝杠连接孔11；横梁7通过导孔10挂接在上机架2的导杆上。如图所示，滑杆8上设有机械手901、机械手902、机械手903、机械手904、机械手905，滑杆8位于第一工位时，机械手901、机械手902、机械手903、机械手904、机械手905分别对应下机架3的进料工位、第一冲孔工位、第二冲孔工位，翻转工位和第三冲孔工位；若干机械手9向下动作时，机械手901、机械手902、机械手903、机械手904、机械手905分别夹取对应工位上的管材；随着滑杆8运行到第二工位，机械手901、机械手902、机械手903、机械手904、机械手905将夹取的管材分别夹运到第一冲孔工位、第二冲孔工位，翻转工位和第三冲孔工位和出料工位；依此循环执行5次后，每根管材从进料到出料过程中，都会依次经过进料工位、第一冲孔工位、第二冲孔工位，翻转工位和第三冲孔工位和出料工位。

本实施例中，下机架3包括有固定机架19和移动机架20，移动机架20下方设置有第二调节组件；第二调节组件设有第二摇轮14、第二丝杠15、丝杠连接块16、丝杠固定座、滑块槽17和导轨18；丝杠固定座和导轨18设置在机体1上，第二丝杠15安装在丝杠固定座上，第二丝杠15分别连接着第二摇轮14和丝杠连接块16；丝杠连接块16和滑块槽17设置在移动机架20下部，滑块槽17嵌套在导轨18上；通过调节第二调节组件上的第二摇轮14去带动第二丝杠15转动，进而转化为丝杠连接块16左右移动的作用力，同时带动滑块槽17在导轨18上进行左右移动，最后带动整个移动机架20实现在机体1上进行左右位置的调整，以调节移动机架20与固定机架19的距离，用以适用于对不同长度的管材进行冲孔加工。

本实施例中，第一调节组件包括有第一丝杠13和第一摇轮12，第一丝杠13分别连接着第一摇轮12和丝杠连接孔11；调节第一摇轮12带动第一丝杠13的传动转化为横梁7在导杆上的左右移动，进而使运输组件在上机架2上可以调整左右位置；使用时，当固定机架19和移动机架20距离调整后，可以相应地调整运输机械手组件的位置，使运输组件居中于固定机架19和移动机架20之间的上方，保证运输机械手的准确性和稳定性。

本实施例中，第一调节组件和第二调节组件是组合式结构,第一调节组件和第二调节组件的调整量比为2:1。即当固定机架19和移动机架20的调整量为两个单位时，运输机械手组件的调整量为1个单位，以保证运输机械手组件始终位于固定机架19和移动机架20之间的中间位置。同时该调整量比只是其中一个优选的方案，实际应用可根据具体短管的规格和特点做具体的适应性调整，以达到最佳的夹运效果。

作为本实施例进一步说明，管材调节组件包括第一调节板21和第二调节板22，第一调节板21上间隔设置有移动导管23，移动导管23分别对应嵌套在导条24上，第一调节板左侧末端设置有顶料组件；第二调节板的结构和第一调节板的结构为相互对称结构，第二调节板右侧末端也设置有顶料组件，顶料组件设有顶料推块25和顶料头26，顶料组件出料端还设有挡料板52，顶料组件和挡料板52之间的空间恰好可以容纳一根管材；抖料板27间隔设置在进料漏斗底部。抖料板27的移动能有效防止进料漏斗中的管材出现卡料现象，同时通过顶料推块25和顶料头26顶紧管材的两端后，挡料板52张开将待进料管材进入到进来工位处，然后挡料板52闭合，顶料组件松开，下一个管材进入到挡板板上方，此时顶料组件再次闭合，有序地执行以上工序，使管材有序地进入到后续加工流程中，确保管材之间不会因碰撞而磨花管材。设置的管材调节组件，通过调节第一调节板21和第二调节板22之间的距离，能适应不同长度的管材放入该进料漏斗中进行自动进料并后续装置的冲孔加工等。

作为优选地，本实施例中管材视觉检测组件包括有视觉检测装置，管材角度纠正组件，管材固定组件；其结构如图6-7所述。视觉检测装置设有摄像装置33，管材角度纠正组件设有步进电机34，管材接头35，推进装置36、第一推块37、第二推块38和小型管材插头39；推进装置36连接着步进电机34，步进电机连接这管材接头35，第一推块37与第二推块38呈90度连接，第二推块38连接着小型管材插头39。管材固定组件设有管材固定座40，第三推块41，管材固定座40包括有移动端和固定端，第三推块连接所述管材固定座40的移动端，第三推块41上方设有进料倾斜板42。进料漏斗50中的管材通过进料倾斜板42进入到管材固定座40上，第三推块41推动管材固定座40的移动端固定住管材，管材视觉检测组件中摄像装置33摄影到管材视觉，将其转为数据传输到控制器中与预设加工角度进行角度对比，然后根据角度误差数据，控制器控制推进装置36推动步进电机上的管材接头35插入管材一端，同时第一推块37推动第二推块38与摄像装置33位于同一水平线上，第二推块38也推进小型管材插头39插入管材的另一端，接着控制器控制管材固定组件松开，同时步进电机34转动，进而带动管材接头35转动使管材旋转到合适的角度位置，再使管材固定组件重新固定住管材，然后控制管材角度纠正组件上的各个部件复位，推回到原始位置，最后即可将管材运输到下一工位进行加工，同时管材视觉检测组件进行再一根管材的加工角度检测处理。

本实施例中翻转组件设有气压伸缩杆组件28，旋转机头29、管材插头30，管材夹座31；气压伸缩杆组件28连接着旋转机头29，旋转机头29连接着管材插头30，管材夹座31设有两个移动夹块32。当管材进入翻转工位时，管材夹座31上的两个移动夹块32夹紧管材，气压伸缩杆组件28推动旋转机头29和管材插头30插入管材端口内，此时管材夹座31上的两个移动夹块32松开，旋转机头29的转动带动管材插头30转动，进而带动管材进行翻转，当翻转到合适的加工位置后，管材夹座31上的两个移动夹块32重新夹紧管材，气压伸缩杆组件28推回旋转机头29和管材插头30做复位移动，之后运输组件将管材运输到下一个加工工位上。有效保证管材翻转时，管材与夹具因相互接触产生摩擦而导致刮花或磨损，保证管材的加工质量好。同时管材插头30与旋转机头29可拆卸连接，用以适用于对不同型号的管材进行翻转加工。

第一冲孔模具4、第二冲孔模具5和第三冲孔模具6作为本实施例的冲孔模具，其结构如图9-10所述，推管进模组件设有进模推进装置43、治具44、弹簧45，进模推进装置43和治具44之间通过弹簧45连接，治具44内设有凹槽。管材废料清理组件设有第四推块46和废料清理头47。供油润滑装置包括有第一节流阀48和第二节流阀49，第一节流阀48连接着冲孔模具中的导柱和导套，第二节流阀49连接着冲孔模具中的冲针。冲孔模具运作时，进模推进装置43推进治具套接管材并推至冲孔模具中进行冲孔加工，冲孔完毕后推回管材并送至下一个加工工位处，此时管材废料清理组件中的第四推块46推动废料清理头47下滑清理冲孔后产生的废料。其中进模推进装置43和治具44之间的弹簧45在推管和退管时，使治具44、管材一起动作，防止运动过程中管材掉落，回退时管材也能保证在治具44中，同时弹簧45的弹性缓冲压力作用，不会造成过推或过压而导致管材损坏或变形、卡机等情况的发生，而管材管材废料清理组件能防止管材废料推积而影响管材冲孔加工的质量和效率，同时设置的供油润滑装置中第一节流阀48外接气管，注入润滑油润滑导柱和导套，第二节流阀49外接气管，注入润滑油润滑冲针，能有效减少冲孔模具在冲孔加工时导柱和导套之间的磨擦与磨损，还有冲针与管材之间的磨损并保证冲孔加工效率，提升设备寿命，保证了加工质量及设备的运行稳定性。

作为本实施例进一步说明，管材装入到进料漏斗上，通过进料漏斗50中的顶料组件和挡料板52共同工作下，管材有序地进入到进料工位上，经过管材视觉检测组件检测管材是否需要纠正角度并通过控制器进行处理，然后通过运输组件上的滑杆8上的若干机械手9依次将管材运送到第一冲孔工位、第二冲孔工位，翻转工位、第三冲孔工位和出料工位上，最后管材通过出料工位进入到出料漏斗51上。第一冲孔工位上的第一冲孔模具4对管材的一端进行冲孔加工，第二冲孔工位上的第二冲孔模具5和第三冲孔工位上的第三冲孔模具6对管材的另一端进行冲孔加工。翻转工位是可选工位，根据管材实际翻转加工需求可以使用翻转组件进行管材翻转工序。针对不同长度的管材加工需求，可以事先调节好管材调节组件、第一调节组件和第二调节组件以其适用于对不同长度的加工管材进行进料、冲孔和出料等加工工作。

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”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所做的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置，包括机体、进料漏斗、上机架、下机架和出料漏斗；所述进料漏斗、上机架、下机架和出料漏斗均设置在机体上；所述下机架上设有进料工位、冲孔工位、翻转工位和出料工位，所述进料漏斗的出料端连接着所述进料工位，所述出料工位上设置有所述出料漏斗，所述上机架位于所述下机架上方，所述上机架设有运输组件和第一调节组件；所述冲孔工位设有冲孔模具，所述冲孔工位包括有第一冲孔工位、第二冲孔工位和第三冲孔工位，所述第一冲孔工位设有第一冲孔模具，所述第二冲孔工位设有第二冲孔模具，所述第三冲孔工位设有第三冲孔模具，所述翻转工位设置在所述第二冲孔工位和所述第三冲孔工位之间，所述翻转工位设有翻转组件；其特征在于：所述进料漏斗上设有抖料板、管材调节组件和顶料组件，所述抖料板间隔设置在所述进料漏斗底部，所述进料工位上设有管材视觉检测组件，所述第一冲孔模具、第二冲孔模具和第三冲孔模具均包括有推管进模组件、管材废料清理组件、供油润滑装置；

所述管材视觉检测组件包括有视觉检测装置、管材角度纠正组件和管材固定组件；所述视觉检测装置设有摄像装置，所述管材角度纠正组件设有步进电机、管材接头、推进装置、第一推块、第二推块和小型管材插头；所述管材固定组件设有管材固定座和第三推块，所述管材固定座包括有移动端和固定端，所述第三推块连接所述管材固定座的所述移动端，所述第三推块上方设有进料倾斜板；

所述运输组件包括横梁、滑杆和若干机械手，所述机械手在所述滑杆上上下移动，所述滑杆在所述横梁上前后移动，所述滑杆和机械手安装在所述横梁上，所述横梁设有导孔和丝杠连接孔；所述第一调节组件包括有第一丝杠和第一摇轮，所述第一丝杠分别连接着所述第一摇轮和所述丝杠连接孔，所述横梁通过所述导孔挂接在所述上机架的导杆上。

2.根据权利要求1所述的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置，其特征在于：所述下机架包括有固定机架和移动机架，所述移动机架下方设置有第二调节组件；所述第二调节组件设有第二摇轮、第二丝杠、丝杠连接块、丝杠固定座、滑块槽和导轨；所述丝杠固定座和导轨设置在所述机体上，所述第二丝杠安装在所述丝杠固定座上，所述第二丝杠分别连接着所述第二摇轮和所述丝杠连接块；所述丝杠连接块和滑块槽设置在所述移动机架下部，所述滑块槽嵌套在所述导轨上；所述第一调节组件和第二调节组件是组合式结构。

3.根据权利要求1所述的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置，其特征在于：所述管材调节组件包括第一调节板和第二调节板，所述第一调节板上间隔设置有移动导管，所述移动导管分别对应嵌套在导条上，所述第一调节板左侧末端设置有所述顶料组件；所述第二调节板的结构和所述第一调节板的结构为相互对称结构，所述第二调节板右侧末端也设置有所述顶料组件。

4.根据权利要求1或3所述的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置，其特征在于：所述顶料组件设有顶料推块和顶料头，所述顶料组件出料端还设有挡料板。

5.根据权利要求1所述的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置，其特征在于：所述翻转组件设有气压伸缩杆组件，旋转机头、管材插头，管材夹座；所述气压伸缩杆组件连接着所述旋转机头，所述旋转机头连接着所述管材插头，所述管材夹座设有两个移动夹块。

6.根据权利要求1所述的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置，其特征在于：所述推管进模组件设有进模推进装置、治具、弹簧，所述进模推进装置和治具之间通过所述弹簧连接，所述治具内设有凹槽。

7.根据权利要求1所述的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置，其特征在于：所述管材废料清理组件设有第四推块和废料清理头。

8.根据权利要求1所述的一种带管材视觉检测的新型全自动冲孔装置，其特征在于：所述供油润滑装置包括有第一节流阀和第二节流阀。