发明内容
本发明的主要目的在于提供一种折弯装置和U型管加工设备,以解决现有技术中的折弯装置生产得到的U型管的质量较差的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种折弯装置,用于将管件加工成U型管,包括:折弯机构,折弯机构包括夹持部,夹持部包括用于容纳管件的夹持空间和第一限位槽,夹持空间和第一限位槽沿第一方向间隔设置,夹持部可转动地设置,夹持部具有上料位置和折弯位置;靠模机构,靠模机构包括限位部,限位部具有用于容纳管件的第二限位槽,限位部沿第一方向和第二方向均可移动地设置,第二方向与第一方向相垂直,限位部具有第一限位位置,第二限位位置和第三限位位置;其中,当夹持部位于上料位置、限位部位于第一限位位置时,第二限位槽与夹持空间沿第二方向相对设置;在夹持部由上料位置转动至折弯位置的过程中,限位部沿第二方向由第一限位位置移动至第二限位位置,以阻止限位部相对于管件沿第二方向发生相对移动;当夹持部转动至折弯位置、限位部移动至第二限位位置时,第二限位槽和第一限位槽的至少部分沿第一方向相对设置;限位部沿第一方向由第二限位位置移动至第三限位位置,以使第一限位槽和第二限位槽对接并夹紧管件。
进一步地,夹持部包括沿第三方向间隔设置的多个夹持空间,第三方向与第一方向和第二方向均垂直;夹持部还包括沿第三方向间隔设置的多个第一限位槽,多个第一限位槽与多个夹持空间一一对应地设置;限位部包括沿第三方向间隔设置的多个第二限位槽;多个第二限位槽与多个夹持空间一一对应地设置,或者多个第二限位槽与多个第一限位槽一一对应地设置。
进一步地,夹持部包括:第一夹持臂,第一夹持臂包括沿第一方向相对设置的第一端面和第二端面以及连接在第一端面和第二端面之间的第三端面,第一端面上设有第一凹槽,第二端面上设有第二凹槽,第三端面上设有用于连通第一凹槽和第二凹槽的第三凹槽;第二凹槽作为第一限位槽;第二夹持臂,第二夹持臂包括沿第一方向相对设置的第四端面和第五端面;第四端面和第一端面沿第一方向相对设置,第四端面上设有与第一凹槽相对设置的第四凹槽,第一凹槽和第四凹槽共同形成夹持空间;液压油缸,液压油缸的输出端与第五端面驱动连接,以驱动夹持部处于用于夹持管件的夹持状态或允许管件移动的非夹持状态。
进一步地,沿第二方向,第二夹持臂的朝向限位部的端面上设有让位槽,让位槽沿第一方向贯穿第二夹持臂;沿第二方向,限位部具有与让位槽相适配的凸起,当限位部位于第二限位位置时,凸起的至少部分伸入让位槽;限位部由第二限位位置移动至第三限位位置时,凸起在让位槽内沿第一方向移动,以使延伸至凸起处的第二限位槽与第二凹槽对接并夹紧管件。
进一步地,折弯机构还包括:支架,夹持部可转动地设置在支架上,夹持部的旋转轴线与管件的轴线间隔设置,以通过驱动夹持部带动管件的一端由上料位置转动至折弯位置,使管件形成U型管;驱动部,驱动部包括驱动电机和减速机,驱动电机通过减速机与夹持部驱动连接,用于驱动夹持部相对于支架转动。
进一步地,靠模机构还包括:导轨和滑块,导轨设置在安装基础上,滑块与导轨滑动连接;安装板,安装板与滑块固定连接;第一动力源,第一动力源设置在安装板上,限位部设置在第一动力源的输出端上,第一动力源的输出端沿第一方向可伸缩地设置;第二动力源,第二动力源设置在安装基础上,第二动力源的输出端与安装板驱动连接,第二动力源的输出端沿第二方向可伸缩地设置。
进一步地,第一动力源为液压油缸;和/或第二动力源包括伺服电机、丝杠和螺母,丝杠与伺服电机的输出轴固定连接,螺母与丝杠螺纹连接,螺母与安装板固定连接,以通过伺服电机驱动安装板带动限位部沿第二方向移动。
进一步地,折弯装置还包括:引料杆,引料杆的直径小于管件的内径,当夹持部位于上料位置、限位部位于第一限位位置时,引料杆的至少部分穿设在第二限位槽和/或夹持空间处,引料杆用于将管件引导至第二限位槽和/或夹持空间处。
进一步地,沿管件的上料方向,限位部位于夹持部的下游;折弯装置还包括退料机构,退料机构包括:引料杆,引料杆沿第二方向可移动地设置;当夹持部位于折弯位置、限位部位于第二限位位置时,引料杆的一端延伸至第二限位槽处,以使管件的至少部分套设在引料杆上;退料管,退料管套设在引料杆上,沿管件的上料方向,退料管位于管件的下游,以通过驱动引料杆带动退料管朝向靠近管件的一侧移动,以使管件在退料管的推动作用下由第一限位槽和夹持空间内脱出。
根据本发明的另一方面,提供了一种U型管加工设备,包括:折弯装置,折弯装置用于将管件加工成U型管,折弯装置为上述的折弯装置;送料装置,沿管件的上料方向,送料装置设置在折弯装置的上游,送料装置用于将管件输送至折弯装置上。
应用本发明的技术方案,将管件输送至夹持部的夹持空间内,当夹持部将管件夹紧后控制夹持部带动管件转动,管件在靠模机构的限位部的限位作用下发生形变,在夹持部带动管件转动的过程中,使限位部随其同步运动,限位部沿第二方向由第一限位位置移动至第二限位位置,保证限位部和管件之间不会沿第二方向发生相对移动,当夹持部转动到位后,控制限位部沿第一方向由第二限位位置移动至第三限位位置,以使第一限位槽和第二限位槽对接并夹紧管件,从而实现管件的可靠折弯并形成U型管,避免管件在折弯过程中出现起皱、扁平、起包或者划伤等问题,进而有利于提升折弯装置生产得到的U型管的质量。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了解决现有技术中的折弯装置生产得到的U型管的质量较差的问题,本发明提供了一种折弯装置和U型管加工设备。
如图1至图6所示,折弯装置用于将管件加工成U型管,折弯装置包括折弯机构100和靠模机构200,折弯机构100包括夹持部110,夹持部110包括用于容纳管件的夹持空间101和第一限位槽102,夹持空间101和第一限位槽102沿第一方向间隔设置,夹持部110可转动地设置,夹持部110具有上料位置和折弯位置,靠模机构200包括限位部210,限位部210具有用于容纳管件的第二限位槽201,限位部210沿第一方向和第二方向均可移动地设置,第二方向与第一方向相垂直,限位部210具有第一限位位置,第二限位位置和第三限位位置;其中,当夹持部110位于上料位置、限位部210位于第一限位位置时,第二限位槽201与夹持空间101沿第二方向相对设置;在夹持部110由上料位置转动至折弯位置的过程中,限位部210沿第二方向由第一限位位置移动至第二限位位置,以阻止限位部210相对于管件沿第二方向发生相对移动;当夹持部110转动至折弯位置、限位部210移动至第二限位位置时,第二限位槽201和第一限位槽102的至少部分沿第一方向相对设置;限位部210沿第一方向由第二限位位置移动至第三限位位置,以使第一限位槽102和第二限位槽201对接并夹紧管件。
在本实施例中,将管件输送至夹持部110的夹持空间101内,当夹持部110将管件夹紧后控制夹持部110带动管件转动,管件在靠模机构200的限位部210的限位作用下发生形变,在夹持部110带动管件转动的过程中,使限位部210随其同步运动,限位部210沿第二方向由第一限位位置移动至第二限位位置,保证限位部210和管件之间不会沿第二方向发生相对移动,当夹持部110转动到位后,控制限位部210沿第一方向由第二限位位置移动至第三限位位置,以使第一限位槽102和第二限位槽201对接并夹紧管件,从而实现管件的可靠折弯并形成U型管,避免管件在折弯过程中出现起皱、扁平、起包或者划伤等问题,进而有利于提升折弯装置生产得到的U型管的质量。此外,控制限位部210沿第一方向移动从而对管件的弯折角度进行限制,进一步地保证了折弯装置生产得到的U型管的质量。
如图1至图6所示,夹持部110包括沿第三方向间隔设置的多个夹持空间101,第三方向与第一方向和第二方向均垂直;夹持部110还包括沿第三方向间隔设置的多个第一限位槽102,多个第一限位槽102与多个夹持空间101一一对应地设置;限位部210包括沿第三方向间隔设置的多个第二限位槽201;多个第二限位槽201与多个夹持空间101一一对应地设置,或者多个第二限位槽201与多个第一限位槽102一一对应地设置。这样,本申请提供的折弯装置具有多个工位,可以同时对多个管件进行折弯处理,有利于提升折弯装置的加工效率。
如图1、图2、图4和图5所示,夹持部110包括第一夹持臂10、第二夹持臂20和液压油缸,第一夹持臂10包括沿第一方向相对设置的第一端面11和第二端面12以及连接在第一端面11和第二端面12之间的第三端面13,第一端面11上设有第一凹槽111,第二端面12上设有第二凹槽121,第三端面13上设有用于连通第一凹槽111和第二凹槽121的第三凹槽123;第二凹槽121作为第一限位槽102,第二夹持臂20包括沿第一方向相对设置的第四端面21和第五端面;第四端面21和第一端面11沿第一方向相对设置,第四端面21上设有与第一凹槽111相对设置的第四凹槽211,第一凹槽111和第四凹槽211共同形成夹持空间101,液压油缸的输出端与第五端面驱动连接,以驱动夹持部110处于用于夹持管件的夹持状态或允许管件移动的非夹持状态。如图5所示,弯折装置在工作时,先使液压油缸的输出端处于收回状态,从而使夹持部110处于非夹持状态,将管件输送至第一凹槽111和第四凹槽211对接形成的夹持空间101内;然后使液压油缸的输出端处于伸出状态,从而使夹持部110处于夹持状态并夹紧管件的第一端;之后控制夹持部110转动并带动管件的第一端转动,管件的第二端位于限位部210的第二限位槽201内,管件的第一端在限位部210的限位作用下弯折,第一夹持臂10的第三凹槽123和第二凹槽121依次转动至管件的上方,直至夹持部110转动180°时,控制限位部210沿第一方向移动,限位部210的第二限位槽201和第二凹槽121对接并夹紧管件的第二端,从而限制铜管的弯折角度。
其中,液压油缸具有稳定性更好的优点,液压驱动可以精准稳定地控制夹持管件的力,对管件造成的冲击小,能避免对管件造成损伤;另外,液压驱动还可以降低夹持部110的温度,提升管件加工质量,提升折弯装置的使用寿命
如图2和图5所示,第一端面11和第二端面12均为平面,第一凹槽111沿直线延伸,且第一凹槽111在与第一端面11相垂直的参考面上的投影呈半圆形,第二凹槽121在与第二端面12相垂直的参考面上的投影呈半圆形;第三端面13为弧形面,第三凹槽123为弧形凹槽;第二限位槽201在与第二方向相垂直的参考面上的投影呈半圆形,从而与管件的截面形状相适配。
在本申请中,当夹持部110处于非夹持状态时,夹持空间101的直径大于管件的直径,从而使管件可以在夹持空间101内移动,进而可以实现管件的上料以及折弯加工后的U型管的下料;当夹持部110处于夹持状态时,夹持空间101的直径小于管件的直径,从而阻止管件和夹持部110之间发生相对窜动。
在本申请图1至图6示出的具体实施例中,第一方向为竖直方向。
可选地,管件为铜管。
可选地,铜管的直径为4mm~8mm,该铜管应用在小型的空调器的冷凝器和/或蒸发器中。本申请提供的弯管装置和U型管加工设备适用于小型空调器的两器加工。
在申请中,U型管包括相平行的两个直管段以及用于连接两个直管段的同一端的一个弧形管段。在利用弯管装置对管件加工呈U型管的过程中,两个直管段对应成型在夹持部110的第一凹槽111和第二凹槽121处,弧形管段对应成型在夹持部110的第三凹槽123处。
如图2所示,沿第二方向,第二夹持臂20的朝向限位部210的端面上设有让位槽22,让位槽22沿第一方向贯穿第二夹持臂20;沿第二方向,限位部210具有与让位槽22相适配的凸起30,当限位部210位于第二限位位置时,凸起30的至少部分伸入让位槽22;限位部210由第二限位位置移动至第三限位位置时,凸起30在让位槽22内沿第一方向移动,以使延伸至凸起30处的第二限位槽201与第二凹槽121对接并夹紧管件。这样,利用让位槽22和凸起30的设置,为限位部210沿第一方向和第二方向的移动提供了空间,从而能够在管件的弯折过程中避免对管件造成损伤,同时能够保证管件的弯折角度。
如图1、图3和图4所示,折弯机构100还包括支架120和驱动部130,夹持部110可转动地设置在支架120上,夹持部110的旋转轴线与管件的轴线间隔设置,以通过驱动夹持部110带动管件的一端由上料位置转动至折弯位置,使管件形成U型管,驱动部130包括驱动电机131和减速机132,驱动电机131通过减速机132与夹持部110驱动连接,用于驱动夹持部110相对于支架120转动。驱动电机131通过减速机132驱动夹持部110以预定的转速和预定的扭矩相对于支架120转动,实现管件的可靠弯折。
其中,减速机132具有减低夹持部110的转动速度和增加扭矩的作用;驱动电机131为管件折弯提供动力。
如图1、图3和图4所示,靠模机构200还包括导轨220、滑块230、安装板240、第一动力源250和第二动力源260,导轨220设置在安装基础上,滑块230与导轨220滑动连接,安装板240与滑块230固定连接,第一动力源250设置在安装板240上,限位部210设置在第一动力源250的输出端上,第一动力源250的输出端沿第一方向可伸缩地设置,第二动力源260设置在安装基础上,第二动力源260的输出端与安装板240驱动连接,第二动力源260的输出端沿第二方向可伸缩地设置。这样,利用第二动力源260驱动靠模机构200的安装板240带动限位部210相对于导轨220平稳地沿第二方向由第一限位位置移动至第二限位位置,避免管件出现起皱、划伤等问题;利用第一动力源250驱动限位部210相对于安装板240沿第一方向由第二限位位置移动至第三限位位置,对管件的弯折角度进行可靠限位。
如图1、图3和图4所示,第一动力源250为液压油缸,液压油缸具有稳定性更好的优点,液压驱动可以精准稳定地控制夹持管件的力,对管件造成的冲击小,能避免对管件造成损伤;另外,液压驱动还可以降低限位部210的温度,提升管件加工质量,提升折弯装置的使用寿命。
在本申请的未图示的可选实施例中,第一动力源250也可以为气缸。
如图1、图3和图4所示,第二动力源260包括伺服电机261、丝杠262和螺母263,丝杠262与伺服电机261的输出轴固定连接,螺母263与丝杠262螺纹连接,螺母263与安装板240固定连接,以通过伺服电机261驱动安装板240带动限位部210沿第二方向移动。丝杠262和螺母263将伺服电机261转动运动转化为直线运动,能够精准地控制安装板240的移动距离,从而保证限位部210根据U型管在折弯过程中管道的变形量而同步运动。
如图6所示,折弯装置还包括引料杆300,引料杆300的直径小于管件的内径,当夹持部110位于上料位置、限位部210位于第一限位位置时,引料杆300的至少部分穿设在第二限位槽201和/或夹持空间101处,引料杆300用于将管件引导至第二限位槽201和/或夹持空间101处。这样,在管件上料至靠模机构200的第二限位槽201上时,管件的第二端套设在引料杆300上,引料杆300还能够保证管件的第二端在折弯过程中不会变形,从而保证折弯装置将管件折弯形成U型管。
如图6所示,沿管件的上料方向,限位部210位于夹持部110的下游;折弯装置还包括退料机构,退料机构包括引料杆300和退料管400,引料杆300沿第二方向可移动地设置;当夹持部110位于折弯位置、限位部210位于第二限位位置时,引料杆300的一端延伸至第二限位槽201处,以使管件的至少部分套设在引料杆300上,退料管400套设在引料杆300上,沿管件的上料方向,退料管400位于管件的下游,以通过驱动引料杆300带动退料管400朝向靠近管件的一侧移动,以使管件在退料管400的推动作用下由第一限位槽102和夹持空间101内脱出。这样,在设置引料杆300的基础上,在引料杆300上设置了退料管400,退料管400的直径大于管件的内径,当夹持部110和限位部210完成折弯作业后,使夹持部110处于非夹持状态,使限位部210由第三限位位置移动至第二限位位置或者移动至第一限位位置,然后控制退料管400朝向夹持部110一侧移动,将U型管顶出,实现U型管退料。
可选地,退料机构还包括驱动结构和导向结构,驱动结构和导向结构配合以驱动引料杆300沿第二方向平稳地移动。
本申请提供的U型管加工设备的限位部210能够随夹持部110移动,避免夹持部110带动管件转动时管件和限位部210之间发生相对移动,从而避免U型管在折弯处出现起皱、起包、扁平、划伤等缺陷,折弯出来的产品稳定,产品质量好。同时,限位部210的限位运动缓慢稳定且可靠,不会对管件造成冲击,避免对管件造成损伤。
本申请还提供了一种U型管加工设备,包括折弯装置和送料装置,折弯装置用于将管件加工成U型管,折弯装置为上述的折弯装置,沿管件的上料方向,送料装置设置在折弯装置的上游,送料装置用于将管件输送至折弯装置上。本申请提供的U型管加工设备能够实现管件的自动上料和自动折弯,从而能够实现U型管的自动加工,提升了U型管的生产效率,同时通过优化折弯装置的限位部210的结构,从而提升了管件的加工质量,避免管件出现扁平、划痕等问题。
在本申请,送料装置将管件输送至折弯装置上的过程中,管件的一端套设在引料杆300上,从而有利于将管件引料至夹持空间101和第二限位槽201内。
本申请提供的U型管加工设备在对管件进行加工的过程中,管件经过前面的工序处理后,通过送料装置将管件送进夹持空间101和第二限位槽201中,通过液压系统提供压力,使夹持部110夹紧夹持空间101内的管件,防止管件窜动;之后驱动电机131动作,通过减速机132减速增加扭矩来达到想要的速度和扭矩,同时限位部210根据折弯运动随动。限位部210通过伺服电机261的转轴转动带动丝杠262转动,丝杠262与螺母263螺纹连接将转动运动转换为直线运动,带动安装板240动作,从而带动限位部210运动,以实现随动的功能。当折弯到180度时,液压系统供压给第一动力源250,第一动力源250使限位部210夹紧铜管限制折弯角度,避免铜管和引料杆300出现损伤,限位部210随动能够有效保护铜管不起皱、不划伤,限位部210的限位动作能够保护铜管,同时保证铜管折弯角度的准确和一致性。
本申请采用液压驱动,运动速度稳定、压力大小容易控制,且定位准确,从而减少对管件的损伤。限位部210随动使用伺服电机261驱动和丝杠262传动,可以精准控制靠模机构200同步铜管折弯过程中的变形,减少铜管在折弯过程中的划伤、起皱和受力不均压扁的问题。利用本申请提供的折弯装置和U型管加工设备得到的U型铜管的质量得到很大的提升,机器运行稳定,从而提高生产效率稳定的运行,在市场上占很大的优势。
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。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。