CN111014978A - 一种用于切管机的自动上下料装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于切管机的自动上下料装置及其工作方法，属于管材切割设备领域，该种用于切管机的自动上下料装置包括自动上料机构、激光切管机、自动落料装置及工作台，所述自动上料机构设于工作台侧面，所述激光切管机设于工作台端部，所述自动落料装置设于激光切管机端部，自动上料机构将管材送至激光切管机内进行切割，切割完毕后，切割成品由自动落料装置接住并传送至收集处。该种用于切管机的自动上下料装置适用于各种形状的管材切割，结构简单，稳定性好，电动能耗低，生产成本低，而且减小了切割误差，有效提升了工作效率，可有效降低环境污染，提升产品质量；该种用于切管机的自动上下料装置的工作方法简单，适用于工业大规模推广。

Description

一种用于切管机的自动上下料装置及其工作方法

技术领域

本发明属于管材切割设备领域，具体地，涉及一种用于切管机的自动上下料装置及其工作方法。

背景技术

随着工业的快速发展，线切割与火焰切割的效率与精度已经远远满足不了客户的需求，并且客户对机床稳定性和效率提出了很高的要求。在此我们对激光切管机进行了多种研究，在激光切管机上加入了半自动上料机构和全自动落料装置。

常见的自动上料机构由布制带装工件进行堆料，再由多种电机互相配合控制取料臂进行取料送料，然而此种上料机构结构复杂，运动轨迹多，稳定性差，对于异型管的兼容性低。而且带有码料机构的上料机构会存在以下问题：

1.由于带子材质的问题，变形量的不可控将会导致管材的水平方向出现误差，在多种管材切换使用时需前期调教周期长，长时间工作磨损快寿命短；

2.由于单臂单电机控制，在使用时多个取料臂在同步上存在机械误差，切割误差值的不可控范围较广。

常见的切管设备落料装置只是单独的一个落料滑坡，或者带有浮动托辊的接料落料，在上述两种升降工作台中都会有一些不稳定因素存在。独立落料滑坡机架会出现以下问题：由于结构简单，在使用时落料与加工区域相对较近，且落料机构无除渣除尘结构，会造成熔渣的溅射，从而粘在成品件表面，影响产品质量。而带有浮动托辊的接料落料机构会出现以下问题：前期安装较为麻烦，且对于一些大型重型管的兼容性差，只适用在某些小型或者中型管材。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种用于切管机的自动上下料装置及其工作方法，该种用于切管机的自动上下料装置结构简单，适用于各种形状的管材切割，稳定性好，电动能耗低，生产成本低，而且减小了切割误差，有效提升了工作效率，可进行自动下料收料，且带有除尘装置，可有效降低环境污染，提升产品质量；该种用于切管机的自动上下料装置的工作方法简单，适用于工业大规模推广。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种用于切管机的自动上下料装置，包括自动上料机构、激光切管机、自动落料装置及工作台，所述自动上料机构设于工作台侧面，所述激光切管机设于工作台端部，所述自动落料装置设于激光切管机端部，所述自动上料机构设于激光切管机侧面，所述自动落料装置设于激光切管机端部。自动上料机构将管材送至工作台，再由工作台端部的激光切管机进行切割，切割完毕后，切割成品由自动落料装置接住并传送至收集处。本发明所采用的激光切管机的生产厂家为：江苏大族松谷智能装备股份有限公司，产品型号为：HyTube6532。

进一步的，所述自动上料机构包括第一机架、上料机构及码料机构，所述第一机架底部设有支撑板，所述第一机架内设有隔板，所述隔板将第一机架内分为两个容置腔，所述容置腔包括第一容置腔和第二容置腔，所述第一容置腔为靠近激光切管机端；所述上料机构设于第一容置腔内，所述码料机构设于第二容置腔内。码料机构将管材传输至上料机构处，由上料机构传至激光切管机内进行切割。支撑板可增强第一机架的固定效果。

进一步的，所述上料机构包括第一电机、第一转轴及一组传送机构，所述第一电机设于第一容置腔内，所述第一转轴与第一电机传动相连，所述传送机构与第一转轴通过传动带相连。优选的，第一电机设于第一转轴中轴线位置处，可使第一转轴上的传动力分布较均匀。

进一步的，所述传送机构包括链条传送带、水平机械输送爪、垂直机械输送爪气缸及垂直机械输送爪，所述链条传送带贯穿于第一容置腔及第二容置腔的顶部，所述链条传送带上设有卡扣，所述水平机械输送爪设于链条传送带侧面，所述垂直机械输送爪设于链条传送带另一侧，所述垂直机械输送爪气缸设于链条传送带端部下方，并且与垂直机械输送爪相连。卡扣用于固定管材。水平机械输送爪上设有凹槽，凹槽可增强管材的固定效果。

进一步的，所述传送机构的数量设为5。设置5组传送机构可有效提升工作效率，使整个装置结构简单，传送机构的传动比准确，传动中心距大，可有效提高机构的使用寿命。

进一步的，所述码料机构包括第二电机及第二转轴，所述第二电机设于第二容置腔内，所述第二转轴设于第二容置腔顶端，所述链条传送带末端穿设于第二转轴，所述第二转轴与第二电机传动相连。第二电机设于第二转轴中轴线所在面，可使第二转轴上的动力分布较为均匀。

进一步的，所述自动落料装置包括第二机架、集渣盒、连接臂、传送装置及除尘装置，所述第二机架顶部设为滑坡，所述连接臂设于滑坡上方，所述滑坡上还设有挡板，所述挡板上设有通孔，所述连接臂穿设于通孔，所述挡板与连接臂相垂直，所述集渣盒与连接臂靠近激光切管机端相连；所述传送装置设于滑坡下端，所述传送装置包括传送带及第三机架，所述传送带设于第三机架上方；所述除尘装置包括除尘器和除尘管，所述除尘器设于第二机架侧面，所述除尘管一端与连接臂另一端部相连，另一端与除尘器相连。滑坡的设计方便产品从滑坡掉下，集渣盒可将切割产生的熔渣收集于盒内，防止熔渣灰尘粘附在产品表面，影响产品质量；产品切割完成后，连接臂收缩，产品被挡板挡住掉落，产品从滑坡上掉落至传送装置上方，由传送装置传送至收集区域，从而实现全自动下料；除尘装置可将切割过程中产生的有害烟尘吸入，防止周围环境污染。本发明所采用的除尘器生产厂家为：江苏人和环保设备有限公司，其型号为：RH/HY-100。

进一步的，所述滑坡的坡度为1:1.73，所述挡板由钣金材料制成。坡度太大产品掉落速度太快会掉地上，坡度太小产品不易从滑坡掉落；钣金材料重量轻，强度高，成本低。

进一步的，所述工作台包括底座及活动块，所述底座上设有一组轨道，所述活动块底部可沿轨道移动，所述活动块与激光切管机相对面设有卡盘，所述底座上还设有一组支撑块，所述支撑块设于轨道中间。

本发明还提供了一种用于切管机的自动上下料装置的工作方法，使用如上所述的一种用于切管机的自动上下料装置进行管材切割，包括以下步骤：

（1）将需要切割的管材放入链条传送带的卡扣上，开启第二电机，第二电机带动第二转轴转动，链条传送带被第二转轴带动，将管材传输至垂直机械输送爪上；

（2）垂直机械输送爪气缸接收到信号，向上伸长，将管材顶至一定高度，第一电机接收到信号后开启，第一转轴跟随第一电机转动，与第一转轴通过传动带相连的水平机械输送爪被第一转轴带动；

（3）水平机械输送爪移动至管材正下方，垂直机械输送爪将管材置于水平机械输送爪上，水平机械输送爪将管材送至工作台的支撑块上，管材另一端被活动块的卡盘顶住，活动块沿轨道移动，管材移动至激光切管机处，由激光切管机进行切割加工；

（4）管材切割过程中，连接臂带动集渣盒进入管材内，集渣盒进至切割点下方，保证切割熔渣落入盒中，同时除尘器启动，切割过程中产生的烟尘等有害气体被除尘管吸入除尘装置中；

（5）切割完毕，管材成品套在连接臂外侧，连接臂退至原位，管材成品被挡板挡住掉至滑坡上，经滑坡掉在传送带上，由传送装置传送至成品收集处。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明提供的一种用于切管机的自动上下料装置，该种用于切管机的自动上下料装置结构设计合理，适用于各种形状的管材切割，可有效降低能耗，通过第二电机带动链条传送带传送管材，再由第一电机使水平机械输送爪卡住管材并伸出至目标位置进行切割，其电动能耗低，降低了生产成本，提升了工作效率，稳定性好，提高了产品质量的稳定性，减小了产品误差；在自动落料装置处设有除尘集渣装置，可减少车间环境污染，提高产品质量。该种用于切管机的自动上下料装置的工作方法简单，适用于工业大规模推广。

同时该种用于切管机的自动上下料装置可增加焊缝识别装置，该种焊缝识别装置结构设计合理，通过GigE面阵工业相机对表面进行取样与系统中焊缝样件进行对比，并通过系统计算，来进行对焊缝的躲避，省去人工观察的时间，避免人工判断的误差，提高产品品质。

附图说明

图1为本发明所述的用于切管机的自动上下料装置的结构示意图；

图2为图1中自动上料机构结构示意图；

图3为图2中自动上料机构结构背视图；

图4为图1中自动落料装置结构示意图；

图5为本发明所述的一种焊缝识别装置结构示意图；

图6为本发明所述的一种焊缝识别装置结构背视图。

图中：1自动上料机构、11第一机架、111支撑板、12上料机构、121第一电机、122第一转轴、123传送机构、1231链条传送带、1232水平机械输送爪、1233垂直机械输送爪气缸、1234垂直机械输送爪、124传动带、125卡扣、13码料机构、14隔板、15第一容置腔、16第二容置腔、2激光切管机、3自动落料装置、31第二机架、311滑坡、312挡板、3121通孔、32集渣盒、33连接臂、34传送装置、341传送带、342第二机架、35除尘装置、351除尘器、352除尘管、4工作台、41底座、411轨道、42活动块、421卡盘、43支撑块、5焊缝识别装置、51安装支架、511LED灯、512支撑块、513固定孔、52连接部件、521连接块、522旋转气缸、53旋转部件、531旋转臂、532相机、533线激光源、54防护部件、541防护罩、5411凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

如图1-3所示，一种用于切管机的自动上下料装置，包括自动上料机构1、激光切管机2、自动落料装置3及工作台4，所述自动上料机构1设于工作台4侧面，所述激光切管机2设于工作台4端部，所述自动落料装置3设于激光切管机2端部。所述自动上料机构1包括第一机架11、上料机构12及码料机构13，所述第一机架11底部设有支撑板111，所述第一机架11内设有隔板14，所述隔板14将第一机架11内分为两个容置腔，所述容置腔包括第一容置腔15和第二容置腔16，所述第一容置腔15为靠近激光切管机2端；所述上料机构12设于第一容置腔15内，所述码料机构13设于第二容置腔16内。

其中，所述上料机构12包括第一电机121、第一转轴122及五组传送机构123，所述第一电机121设于第一容置腔15内，所述第一转轴122与第一电机121传动相连，所述传送机构123与第一转轴122通过传动带124相连。所述传送机构123包括链条传送带1231、水平机械输送爪1232、垂直机械输送爪气缸1233及垂直机械输送爪1234，所述链条传送带1231贯穿于第一容置腔15及第二容置腔16的顶部，所述链条传送带1231上设有卡扣125，所述水平机械输送爪1232设于链条传送带1231侧面，所述垂直机械输送爪1233设于链条传送带1231另一侧，所述垂直机械输送爪气缸1234设于链条传送带1231端部下方，并且与垂直机械输送爪1233相连。所述码料机构13包括第二电机131及第二转轴132，所述第二电机131设于第二容置腔16内，所述第二转轴132设于第二容置腔16顶端，所述链条传送带1231末端穿设于第二转轴132，所述第二转轴132与第二电机131传动相连。

再次，所述自动落料装置3包括第二机架31、集渣盒32、连接臂33、传送装置34及除尘装置35，所述第二机架31顶部设有坡度为1:1.73的滑坡311，所述连接臂33设于滑坡311上方，所述滑坡311上还设有由钣金材料制成的挡板312，所述挡板312上设有通孔3121，所述连接臂33穿设于通孔3121，所述挡板312与连接臂33相垂直，所述集渣盒32与连接臂33靠近激光切管机2端相连；所述传送装置34设于滑坡311下端，所述传送装置34包括传送带341及第三机架342，所述传送带341设于第三机架342上方；所述除尘装置35包括除尘器351和除尘管352，所述除尘器351设于第二机架31侧面，所述除尘管352一端与连接臂33另一端部相连，另一端与除尘器351相连，如图4所示。

此外，所述工作台4包括底座41及活动块42，所述底座41上设有一组轨道411，所述活动块42底部可沿轨道411移动，所述活动块42与激光切管机2相对面设有卡盘421，所述底座41上还设有一组支撑块43，所述支撑块43设于轨道411中间。

实施例2

一种用于切管机的自动上下料装置的工作方法，使用如实施例1所述的用于切管机的自动上下料装置进行管材切割，包括以下步骤：

（1）将需要切割的管材放入链条传送带1231的卡扣125上，开启第二电机131，第二电机131带动第二转轴132转动，链条传送带1231被第二转轴132带动，将管材传输至垂直机械输送爪1234上；

（2）垂直机械输送爪气缸1233接收到信号，向上伸长，将管材顶至一定高度，第一电机121接收到信号后开启，第一转轴122跟随第一电机121转动，与第一转轴122通过传动带124相连的水平机械输送爪1232被第一转轴122带动；

（3）水平机械输送爪1232移动至管材正下方，垂直机械输送爪1234将管材置于水平机械输送爪1232上，水平机械输送爪1232将管材送至工作台4的支撑块43上，管材另一端被活动块42的卡盘421顶住，活动块42沿轨道411移动，管材移动至激光切管机2处，由激光切管机2进行切割加工；

（4）管材切割过程中，连接臂33带动集渣盒32进入管材内，集渣盒32进至切割点下方，保证切割熔渣落入盒中，同时除尘器351启动，切割过程中产生的烟尘等有害气体被除尘管352吸入除尘装置35中；

（5）切割完毕，管材成品套在连接臂33外侧，连接臂33退至原位，管材成品被挡板312挡住掉至滑坡311上，经滑坡311掉在传送带341上，由传送装置34传送至成品收集处。

实施例3

本实施例为实施例1的变化例，在实施例1的基础上增加了焊缝识别装置5，如图5-6所示，该种焊缝识别装置包括安装支架51、连接部件52及旋转部件53，所述连接部件52包括连接块521及旋转气缸522，所述旋转气缸522设于连接块521内。所述旋转部件53包括旋转臂531，所述旋转臂531所在的平面与连接块521所在的平面之间的夹角为45°，所述旋转臂531一端与旋转气缸522相连，所述旋转臂531另一端设有线激光源533，所述旋转臂531上靠近旋转气缸522端设有相机532，所述相机532为GigE面阵工业相机，所述相机532与线激光源533设于同一侧。所述安装支架51所在的平面与连接块521上表面之间呈夹角相连，且在连接处设有一组支撑块512，所述安装支架51上还设有LED灯511和一组固定孔513。

其中，所述识别装置还包括防护部件54，所述防护部件54与连接部件52上表面固定相连。所述防护部件54包括由钣金材料制成的防护罩541，所述防护罩541远离连接部件52端设有凹槽5411。

该种焊缝识别装置5工作的具体步骤为：将安装支架51装在切割位置上方或者内侧，管材进入切割口，此时旋转气缸522得到信号进行旋转，带动旋转臂531转至目标位置，旋转臂531带动GigE面阵工业相机与线激光源533转至检测面上方，此时线激光源533发出激光照射在检测面上，同时GigE面阵工业相机进行拍照取样并与系统中模板进行匹配；当检测到切割面带有焊缝后，旋转气缸522将会进行旋转动作，使旋转臂531带动GigE面阵工业相机，线激光源533回到起始位，并发送信号给激光切管机2，使管材进行转动，让焊缝位置转向非切割面，从而达到非焊缝面切割。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于切管机的自动上下料装置，其特征在于：包括自动上料机构（1）、激光切管机（2）、自动落料装置（3）及工作台（4），所述自动上料机构（1）设于工作台（4）侧面，所述激光切管机（2）设于工作台（4）端部，所述自动落料装置（3）设于激光切管机（2）端部。

2.根据权利要求1所述的一种用于切管机的自动上下料装置，其特征在于：所述自动上料机构（1）包括第一机架（11）、上料机构（12）及码料机构（13），所述第一机架（11）底部设有支撑板（111），所述第一机架（11）内设有隔板（14），所述隔板（14）将第一机架（11）内分为两个容置腔，所述容置腔包括第一容置腔（15）和第二容置腔（16），所述第一容置腔（15）为靠近激光切管机（2）端；所述上料机构（12）设于第一容置腔（15）内，所述码料机构（13）设于第二容置腔（16）内。

3.根据权利要求2所述的一种用于切管机的自动上下料装置，其特征在于：所述上料机构（12）包括第一电机（121）、第一转轴（122）及一组传送机构（123），所述第一电机（121）设于第一容置腔（15）内，所述第一转轴（122）与第一电机（121）传动相连，所述传送机构（123）与第一转轴（122）通过传动带（124）相连。

4.根据权利要求3所述的一种用于切管机的自动上下料装置，其特征在于：所述传送机构（123）包括链条传送带（1231）、水平机械输送爪（1232）、垂直机械输送爪气缸（1233）及垂直机械输送爪（1234），所述链条传送带（1231）贯穿于第一容置腔（15）及第二容置腔（16）的顶部，所述链条传送带（1231）上设有卡扣（125），所述水平机械输送爪（1232）设于链条传送带（1231）侧面，所述垂直机械输送爪（1233）设于链条传送带（1231）另一侧，所述垂直机械输送爪气缸（1234）设于链条传送带（1231）端部下方，并且与垂直机械输送爪（1233）相连。

5.根据权利要求3或4所述的一种用于切管机的自动上下料装置，其特征在于：所述传送机构（123）的数量设为5。

6.根据权利要求4所述的一种用于切管机的自动上下料装置，其特征在于：所述码料机构（13）包括第二电机（131）及第二转轴（132），所述第二电机（131）设于第二容置腔（16）内，所述第二转轴（132）设于第二容置腔（16）顶端，所述链条传送带（1231）末端穿设于第二转轴（132），所述第二转轴（132）与第二电机（131）传动相连。

7.根据权利要求6所述的一种用于切管机的自动上下料装置，其特征在于：所述自动落料装置（3）包括第二机架（31）、集渣盒（32）、连接臂（33）、传送装置（34）及除尘装置（35），所述第二机架（31）顶部设为滑坡（311），所述连接臂（33）设于滑坡（311）上方，所述滑坡（311）上还设有挡板（312），所述挡板（312）上设有通孔（3121），所述连接臂（33）穿设于通孔（3121），所述挡板（312）与连接臂（33）相垂直，所述集渣盒（32）与连接臂（33）靠近激光切管机（2）端相连；所述传送装置（34）设于滑坡（311）下端，所述传送装置（34）包括传送带（341）及第三机架（342），所述传送带（341）设于第三机架（342）上方；所述除尘装置（35）包括除尘器（351）和除尘管（352），所述除尘器（351）设于第二机架（31）侧面，所述除尘管（352）一端与连接臂（33）另一端部相连，另一端与除尘器（351）相连。

8.根据权利要求7所述的一种用于切管机的自动上下料装置，其特征在于：所述滑坡（311）的坡度为1:1.73，所述挡板（312）由钣金材料制成。

9.根据权利要求8所述的一种用于切管机的自动上下料装置，其特征在于：所述工作台（4）包括底座（41）及活动块（42），所述底座（41）上设有一组轨道（411），所述活动块（42）底部可沿轨道（411）移动，所述活动块（42）与激光切管机（2）相对面设有卡盘（421），所述底座（41）上还设有一组支撑块（43），所述支撑块（43）设于轨道（411）中间。

10.一种用于切管机的自动上下料装置的工作方法，使用如权利要求9所述的一种用于切管机的自动上下料装置进行管材切割，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将需要切割的管材放入链条传送带（1231）的卡扣（125）上，开启第二电机（131），第二电机（131）带动第二转轴（132）转动，链条传送带（1231）被第二转轴（132）带动，将管材传输至垂直机械输送爪（1234）上；

（2）垂直机械输送爪气缸（1233）接收到信号，向上伸长，将管材顶至一定高度，第一电机（121）接收到信号后开启，第一转轴（122）跟随第一电机（121）转动，与第一转轴（122）通过传动带（124）相连的水平机械输送爪（1232）被第一转轴（122）带动；

（3）水平机械输送爪（1232）移动至管材正下方，垂直机械输送爪（1234）将管材置于水平机械输送爪（1232）上，水平机械输送爪（1232）将管材送至工作台（4）的支撑块（43）上，管材另一端被活动块（42）的卡盘（421）顶住，活动块（42）沿轨道（411）移动，管材移动至激光切管机（2）处，由激光切管机（2）进行切割加工；

（4）管材切割过程中，连接臂（33）带动集渣盒（32）进入管材内，集渣盒（32）进至切割点下方，保证切割熔渣落入盒中，同时除尘器（351）启动，切割过程中产生的烟尘等有害气体被除尘管（352）吸入除尘装置（35）中；

（5）切割完毕，管材成品套在连接臂（33）外侧，连接臂（33）退至原位，管材成品被挡板（312）挡住掉至滑坡（311）上，经滑坡（311）掉在传送带（341）上，由传送装置（34）传送至成品收集处。

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