CN111496109B - 一种智能自动钢管多组合冷挤压设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能自动钢管多组合冷挤压设备，包括钢管上料机构、主机自动抓料机构、成品堆码机构、主机坐模机构、钢管接头摆放机构、设备机架和控制系统，所述钢管上料机构设于设备机架的一侧，所述钢管接头摆放机构设于设备机架上，所述主机坐模机构设于钢管接头摆放机构的另一侧，所述成品堆码机构设于设备机架的另一侧。本发明在使用时，钢管通过钢管上料机构送至钢管接头摆放机构，在钢管接头摆放机构中进行手工或自动装料（即装载连接装置），然后主机自动抓料机构将装载有连接装置的钢管运送至主机坐模机构中进行冷挤压加工，加工完成后，成品堆码机构将钢管进行卸料处理，本发明能够自动实现钢管与连接装置的冷挤压处理。

Description

一种智能自动钢管多组合冷挤压设备

技术领域

本发明涉及钢管支架杆件制造设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种智能自动钢管多组合冷挤压设备。

背景技术

建筑领域钢管支架种类繁多，已逐步走向地域和行业标准化。主要构件为杆件、横杆、斜撑和连接装置。杆件制造工序主要包括杆件管下料、连接装置制造和杆件管与连接装置的连接。目前，杆件管与连接装置的连接主要采用普通的人工焊接和自动焊接。本申请人在先申请的专利号为201710050319.9的发明专利公开了一种多单元组合冷挤压机，该种设备提供了一种全新的压接方式，连接性能好，可靠性高，但是该设备自动化程度不高，不能实现钢管的自动上料、压接和落料等操作。为此，有必要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能自动钢管多组合冷挤压设备，以克服现有技术所存在的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种智能自动钢管多组合冷挤压设备，包括钢管上料机构、主机自动抓料机构、成品堆码机构、主机坐模机构、钢管接头摆放机构、设备机架和控制系统，所述钢管上料机构设于设备机架的一侧，所述钢管接头摆放机构设于设备机架上，所述主机坐模机构设于钢管接头摆放机构的另一侧，所述成品堆码机构设于设备机架的另一侧，所述控制系统控制钢管上料机构将钢管运送至钢管接头摆放机构上进行自动或手动装料，待装料完成后控制系统控制主机自动抓料机构将钢管运送至主机坐模机构上由主机坐模机构对钢管进行冷挤压，待冷挤压完成后控制系统控制成品堆码机构将钢管进行落料码垛。

进一步地，所述钢管上料机构包括上料机架、上料单元和驱动电机，所述上料机架上设有多个上料单元，每个上料单元均包括L形框架、主动链轮、从动链轮、笔型气缸、横杆、旋转块、链条和卡爪，所述L形框架安装于上料机架上，所述L形框架的底边上表面为向内侧倾斜的结构，所述主动链轮和从动链轮分别安装于L形框架的侧边下端和上端，所述链条连接在主动链轮和从动链轮之间，所述链条上设有至少两对卡爪，所述L形框架的侧边上端通过旋转块安装有横杆，所述笔型气缸安装于L形框架的侧边下端，所述横杆的中部与笔型气缸的输出端活动连接，所述驱动电机的输出轴与主动链轮连接。每个L形框架的侧边内侧均设有限位杆。

进一步地，所述主机自动抓料机构包括抓料机构框架、横向导轨组件、横向移动组件、上下移动组件、支撑杆、抓管气动组件和横向移动杆，所述抓料机构框架设于设备机架上，所述横向导轨组件安装于抓料机构框架上，所述横向移动组件通过无杆气缸安装于横向导轨组件上，所述上下移动组件通过第一气缸安装于横向移动组件上，所述支撑杆安装于上下移动组件的下端，所述支撑杆上安装有至少两个抓管气动组件。

进一步地，所述抓管气动组件包括直线轴、气缸固定块、第二气缸、第一连接块、缸轴、压爪、第二连接块和调速接头，两个压爪的上端分别与两个第二连接块的下端活动连接，两个压爪的中部分别与气缸固定块的两端活动连接，两个第二连接块的上端分别与第一连接块的两端活动连接，所述第二气缸安装于气缸固定块上，所述调速接头设于第二气缸上，所述第二气缸的缸轴与第一连接块的中部连接，所述直线轴安装于气缸固定块的下端。

进一步地，所述钢管接头摆放机构为一钢管定位机构，该钢管定位机构包括第一底座支架，设于第一底座支架上的横向定位装置，设于设备机架上且位于第一底座支架两端的轴向定位装置；所述横向定位装置包括多个定位单元，每个定位单元均包括U型底板、旋转圆盘、定位块、连接块、固定圆块和活动轴，所述U型底板的两个侧板内侧均安装有活动轴，所述活动轴上安装有定位块，每个定位块下端均安装有连接柱，所述U型底板的底板上设有长槽，每个所述连接柱下端与一连接块的一端活动连接且该连接柱的底部与长槽相配合，该连接块的另一端与固定圆块一端活动连接，所述旋转圆盘安装于固定圆块的上端。

进一步地，所述钢管接头摆放机构为一自动装料机构，该自动装料机构包括钢管摆动机构、配件输送机构和顶杆穿配机构，所述设备机架上设有钢管固定位置，所述钢管摆动机构安装于钢管固定位置的一端，所述配件输送机构设于设备机架上且位于钢管固定位置的一侧，所述顶杆穿配机构设于钢管固定位置的另一端；所述钢管摆动机构用于将钢管固定在钢管固定位置上，所述顶杆穿配机构用于将从配件输送机构上输送的配件自动安装至钢管上；

所述钢管摆动机构包括机构安装板、钢管夹紧机构和摆动机构，所述设备机架上设有一槽口，所述机构安装板安装于槽口下端的设备机架上，所述钢管夹紧机构设于机构安装板上且穿出所述槽口，所述摆动机构安装于机构安装板上，该摆动机构用于驱动所述钢管夹紧机构摆动；所述钢管夹紧机构包括钢管置放板、夹紧板、第一连杆和夹紧气缸，所述摆动机构包括摆动电机、减速机、摆动板、摆动杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述机构安装板的正反两侧均设有摆动板，所述摆动板上设有弧形摆动槽，所述钢管置放板的下端通过两个摆动杆设于弧形摆动槽内，钢管置放板的上端设有与钢管相配合的钢管凹槽，钢管置放板的上端两侧均活动安装有夹紧板，两个夹紧板的相向内侧均设有容纳钢管的容纳凹槽，其中一个夹紧板的下端通过第一连杆与夹紧气缸连接，所述夹紧气缸安装于摆动板的下端，摆动电机的输出端通过减速机与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端通过第三连杆与第四连杆中部连接，第四连杆的下端活动连接在机构安装板上，第四连杆的另一端与其中一个摆动杆活动连接；

所述配件输送机构为一安装于设备机架一侧的链条输送机构；

所述顶杆穿配机构包括穿配气缸、固定板、顶杆、连杆伸缩机构，所述穿配气缸通过固定板安装于设备机架上，所述顶杆与穿配气缸的动力端连接，所述连杆伸缩机构的一端活动连接在固定板上，连杆伸缩机构的另一端活动连接在钢管固定位置的一端下侧。

进一步地，所述成品堆码机构包括堆码机构机架组件、钢管提升机构和钢管下落机构，所述堆码机构机架组件的前后两侧均设有线轨，所述钢管提升机构设于堆码机构机架组件的后侧且与堆码机构机架组件后侧的线轨相配合，所述钢管下落机构设于堆码机构机架组件的前侧且与堆码机构机架组件前侧的线轨相配合。

进一步地，所述钢管提升机构包括第一标准气缸、后支板、侧支板、定位杆、钢管托板、旋转杆和翻转机构，所述第一标准气缸安装于堆码机构机架组件上，所述第一标准气缸的动力端与后支板连接，所述后支板的两侧设有侧支板，所述定位杆设于两个侧支板之间，两个侧支板的端部之间设有旋转杆，每个旋转杆上设有钢管托板，每个钢管托板的外侧端设有第一挡块，每个钢管托板上设有第一钢管槽，所述翻转机构设有旋转杆上；所述翻转机构包括压簧、螺钉、U型定位角板、翻转碰杆、固定侧板和固定挡柱，所述翻转碰杆安装于旋转杆上，所述U型定位角板的底板安装于侧支板上，所述U型定位角板的下端侧板上设有螺钉，所述压簧位于螺钉上，所述压簧的上端与翻转碰杆连接，所述固定侧板设于堆码机构机架组件的上端，所述固定挡柱设于固定侧板的内侧，且该固定挡柱与翻转碰杆的端部相对应。

进一步地，所述钢管下落机构包括第一短连接杆、第一长连接杆、第二长连接杆、第二短连接杆、顶板、上托板、第二滑轨和第二标准气缸，所述顶板的两端设有上托板，每个上托板的外侧端设有第二挡块，每个上托板上设有第二钢管槽，所述顶板的内侧设有与堆码机构机架组件前侧线轨相对应的第二滑轨，所述顶板的中部活动连接有两个第二短连接杆，每个第二短连接杆的下端均活动连接有第二长连接杆，两个第二长连接杆的中部活动连接，每个第二长连接杆的下端均活动连接有第一长连接杆，两个第一长连接杆的中部活动连接，每个第一长连接杆的下端均活动连接有第一短连接杆，两个第一短连接杆的下端活动连接，所述第二标准气缸的下端安装于第一短连接杆与第一长连接杆的连接处，所述第二标准气缸的动力端活动安装于其中一个第二长连接杆的中下部。

进一步地，所述主机坐模机构包括包括主机框架总成和设于主机框架总成上的多个主机坐模单元，位于第一个主机坐模单元的外侧还设有主机套管机构，每个主机坐模单元的下端主机框架总成上均对应安装有测距位移传感器，每个主机坐模单元上均安装有接头定位机构；每个主机坐模单元均包括主机力臂组件、第一油缸、第二油缸、无杆气缸组和坐模板，所述主机力臂组件包括两组力臂单元，第一油缸的下端与其中一组力臂单元的下端活动连接，第二油缸的下端与其中另一组力臂单元的下端活动连接，第一油缸和第二油缸均安装于无杆气缸组件的动力端，无杆气缸组件安装于主机框架总成上，两组力臂单元的上端通过坐模板活动连接，所述坐模板和两组力臂组件组成一容纳钢管的腔体，坐模板的上端设有刀模，所述坐模板的上端、两个力臂组件的上端内侧均匀的设有凸台燕尾模；

每组力臂单元均由两个力臂组成，所述接头定位机构两组定位单元，定位单元安装于两个力臂之间，每组定位单元包括定位气缸和设于定位气缸端部的定位板，所述定位气缸固定安装于两个力臂之间，定位板安装于定位气缸动力端；

所述主机套管机构包括两个套管力臂和两个套管气缸，两个套管力臂的下端活动安装于主机框架总成上，每个套管力臂的上端均与一个套管气缸的动力端连接，所述套管气缸固定安装于工作台上，所述工作台位于主机框架总成的上端且与多个主机坐模单元相对应。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明在使用时，钢管通过钢管上料机构送至钢管接头摆放机构，在钢管接头摆放机构中进行手工或自动装料（即装载连接装置），然后主机自动抓料机构将装载有连接装置的钢管运送至主机坐模机构中进行冷挤压加工，加工完成后，成品堆码机构将钢管进行卸料处理，本发明能够自动实现钢管与连接装置的冷挤压处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明智能自动钢管多组合冷挤压设备的一侧立体图。

图2是本发明智能自动钢管多组合冷挤压设备的另一侧立体图。

图3是本发明中钢管上料机构的结构示意图。

图4是本发明中钢管上料机构的上料单元结构示意图。

图5是本发明中钢管上料机构的上料单元和限位机构的结构示意图。

图6是本发明中主机自动抓料机构的结构示意图。

图7是本发明中主机自动抓料机构的横向移动组件和上下移动组件的结构示意图。

图8是本发明中主机自动抓料机构的抓管气动组件的结构示意图。

图9是本发明中一种钢管接头摆放机构的结构示意图。

图10是本发明中钢管接头摆放机构的定位装置的结构示意图。

图11是本发明中成品堆码机构的结构图。

图12是本发明中成品堆码机构的钢管提升机构的结构示意图。

图13是本发明中成品堆码机构的钢管下落机构的结构示意图。

图14是本发明中主机坐模机构的结构示意图。

图15是本发明中主机坐模机构的坐模模组的结构示意图。

图16是本发明中另一种钢管接头摆放机构的一侧结构示意图。

图17是本发明中另一种钢管接头摆放机构的另一侧结构示意图。

图18是本发明图16中顶杆穿配机构的结构示意图。

图19是本发明图16中钢管摆动机构的一侧结构示意图。

图20是本发明图16中钢管摆动机构的另一侧结构示意图。

图21是本发明中控制系统的原理图。

附图标记说明：钢管上料机构10、主机自动抓料机构20、成品堆码机构30、主机坐模机构40、钢管接头摆放机构50、设备机架60；上料机架110、L形框架111、驱动电机112、主动链轮113、从动链轮114、笔型气缸115、横杆116、旋转块117、链条118、卡爪119、限位杆120；抓料机构框架200、横向导轨组件201、横向移动组件202、上下移动组件203、缓冲器204、支撑杆205、抓管气动组件206、固定卡块207、横向移动杆208、气缸支撑腿209、气缸连接板210、第一气缸211、无杆气缸212、直线轴承213、直线轴214、气缸固定块215、第二气缸216、第一连接块217、缸轴218、压爪219、第二连接块220、调速接头221；堆码机构机架组件301、钢管下落机构302、线轨303、钢管提升机构304、第一标准气缸305、气缸连接座306、气缸连接板307、第一滑轨308、后支板309、钢管托板310、压簧311、螺钉312、U型定位角板313、侧支板314、定位杆315、连接角板316、翻转碰杆317、旋转杆318、轴套319、第一钢管槽320、挡块321；第一短连接杆322、第一长连接杆323、第二长连接杆324、第二短连接杆325、顶板326、上托板327、第二滑轨328、第二钢管槽329、第二标准气缸330、固定侧板331、固定挡柱332、方形框架333、前支腿334、后支腿335、置料杆336、卸料板337、L形凹槽338；主机框架总成400、测距位移传感器401、主机套管机构402、主机力臂组件403、接头定位机构404、凸台燕尾模405、刀模406、第一油缸407、第二油缸408、无杆气缸组409、坐模板410、工作台411、套管力臂4020、套管气缸4021；第一底座支架500、定位单元501、底板502、导套503、旋转圆盘504、定位块505、连接柱506、连接块507、固定圆块508、活动轴509、圆柱510、长槽511、第一固定板512、第一定位气缸513、第二固定板514、第二定位气缸515；钢管摆动机构520、配件输送机构521、顶杆穿配机构522、穿配气缸5220、固定板5221、顶杆5222、连杆伸缩机构5223、机构安装板5200、槽口5201、钢管置放板5202、夹紧板5203、第一连杆5204、夹紧气缸5205、摆动电机5206、减速机5207、摆动板5208、弧形摆动槽5209、摆动杆5210、第二连杆5211、第三连杆5212、第四连杆5213。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例一：

参阅图1-图16所示，本发明提供一种智能自动钢管多组合冷挤压设备，包括钢管上料机构10、主机自动抓料机构20、成品堆码机构30、主机坐模机构40、钢管接头摆放机构50、设备机架60和控制系统70，所述钢管上料机构10设于设备机架60的一侧，所述钢管接头摆放机构50设于设备机架6上，所述主机坐模机构40设于钢管接头摆放机构50的另一侧，所述成品堆码机构30设于设备机架60的另一侧，所述控制系统70控制钢管上料机构10将钢管运送至钢管接头摆放机构50上进行自动或手动装料，待装料完成后控制系统控制主机自动抓料机构20将钢管运送至主机坐模机构40上由主机坐模机构40对钢管进行冷挤压，待冷挤压完成后控制系统控制成品堆码机构30将钢管进行落料码垛。

本发明的智能自动钢管多组合冷挤压设备的工作流程为，钢管通过钢管上料机构10送至钢管接头摆放机构50，在钢管接头摆放机构50中进行手工或自动装料（即装载连接装置），然后主机自动抓料机构20将装载有连接装置的钢管运送至主机坐模机构40中进行冷挤压加工，加工完成后，成品堆码机构30将钢管进行落料码垛（卸料）处理。

本发明中的控制系统可有选用现有的PLC系统组成，根据智能自动钢管多组合冷挤压设备的工作流程设置相应的PLC。

参阅图3、图4和图5所示，所述的钢管上料机构10包括上料机架110、上料单元和驱动电机112，所述上料机架110上设有多个上料单元，每个上料单元均包括L形框架111、主动链轮113、从动链轮114、笔型气缸115、横杆116、旋转块117、链条118和卡爪119，所述L形框架111安装于上料机架110上，所述L形框架111的底边上表面为向内侧倾斜的结构，所述主动链轮113和从动链轮114分别安装于L形框架111的侧边下端和上端，所述链条118连接在主动链轮113和从动链轮114之间，所述链条118上设有至少两对卡爪119，所述L形框架111的侧边上端通过旋转块117安装有横杆116，所述笔型气缸115安装于L形框架111的侧边下端，所述横杆116的中部与笔型气缸115的输出端活动连接，所述驱动电机112的输出轴与主动链轮113连接。每个L形框架111的侧边内侧均设有限位杆120，限位杆120通过固定板安装于上料机架110上，限位杆120与L形框架111侧边之间的间距正好可以容纳一个钢管，即限位杆120的作用是防止卡爪119一次提升多个钢管；每个卡爪119上设有与钢管相匹配的凹槽。该钢管上料机构10在工作时，将多个钢管放置在L形框架111上，由于L形框架111的底边上表面为向内侧倾斜的结构，这样位于L形框架111上的钢管可自动堆积在内侧，启动驱动电机112，链条118上的卡爪119将钢管提升至横杆116处，由于笔型气缸115的作用，可将横杆116倾斜防止，进而横杆116上的钢管可自动下落至钢管接头摆放机构50处，该钢管上料机构10可对钢管进行批量提升处理。

参阅图9和图10所示，所述的钢管接头摆放机构50为一钢管定位机构，该钢管定位机构包括第一底座支架500，设于第一底座支架500上的横向定位装置，设于设备机架60上且位于第一底座支架500两端的轴向定位装置；横向定位装置包括多个定位单元501，每个定位单元均包括U型底板502、旋转圆盘504、定位块505、连接块507、固定圆块508和活动轴509，U型底板502的两个侧板内侧均安装有活动轴509，活动轴509上安装有定位块505，每个定位块505下端均安装有连接柱506，U型底板502的底板上设有长槽511，每个连接柱506下端与一连接块507的一端活动连接且该连接柱506的底部与长槽511相配合，该连接块507的另一端与固定圆块508一端活动连接，旋转圆盘504安装于固定圆块508的上端；每个活动轴509通过导套503设于U型底板502的侧板上，位于U型底板502侧板外侧的活动轴509上安装有圆柱510。钢管通过钢管上料机构10输送至钢管接头摆放机构50，钢管放置在两个定位块505之间，定位块505内设有与待装料的连接装置相配合的凹槽，根据不同的待装料的连接装置大小，定位块505在旋转圆盘504、连接块507、固定圆块508、活动轴509的作用下，可调整两个定位块505之间的间距，以适配连接装置的大小。该钢管接头摆放机构50在使用时，轴向定位装置可限制钢管的轴向一定，横向定位装置可限制钢管前后位移，定位块505的设置可限制钢管的上下位移，通过该钢管接头摆放机构的设置，可使钢管更好的定位，以便于将连接装置手工装载在钢管上。

参阅图6、图7和图8所示，所述主机自动抓料机构2包括抓料机构框架200、横向导轨组件201、横向移动组件202、上下移动组件203、支撑杆205、抓管气动组件206和横向移动杆208，抓料机构框架200设于设备机架6上，横向导轨组件201安装于抓料机构框架200上，横向移动组件202通过无杆气缸212安装于横向导轨组件201上，上下移动组件203通过第一气缸211安装于横向移动组件202上，支撑杆205安装于上下移动组件203的下端，支撑杆205上安装有至少两个抓管气动组件206。

所述横向移动组件202包括横向移动杆208和无杆气缸212，所述横向移动杆208的中部通过无杆气缸212与横向导轨组件201连接，使用时无杆气缸212带动横向移动杆208沿着横向导轨组件201来回移动。所述的横向移动杆208的两侧均设有缓冲器204，缓冲器204与无杆气缸212相对应，两侧的缓冲器204可以起到缓冲作用；所述的横向移动杆208的两端均设有导向装置，导向装置包括直线轴承213和导向轴，导向轴安装于抓料机构框架200上，所述直线轴承213和导向轴相配合，在横向移动杆208沿着横向导轨组件201来回移动过程中，直线轴承213和导向轴相配合可以起到导向作用；支撑杆205的下端均匀的设有固定卡块207，每个固定卡块207上设有与钢管对应的卡槽，以便于抓管气动组件206抓取钢管后，钢管的上端与固定卡块207的卡槽相适配；所述的第一气缸211通过气缸支撑腿209和气缸连接板210安装于横向移动杆208上。

所述抓管气动组件206包括直线轴214、气缸固定块215、第二气缸216、第一连接块217、缸轴218、压爪219、第二连接块220和调速接头221，两个压爪219的上端分别与两个第二连接块220的下端活动连接，两个压爪219的中部分别与气缸固定块215的两端活动连接，两个第二连接块220的上端分别与第一连接块217的两端活动连接，第二气缸216安装于气缸固定块215上，调速接头221设于第二气缸216上，第二气缸216的缸轴218与第一连接块217的中部连接，直线轴214安装于气缸固定块215的下端；其中，气缸固定块215通过直线轴214安装于支撑杆205的上端。抓管气动组件206在使用时，第二气缸216驱动第一连接块217向上提升，在第二连接块220和气缸固定块215的作用下，两个压爪219收缩以实现抓取钢管；反之，第二气缸216驱动第一连接块217向下下降，可以带动两个压爪219张开以实现钢管的松开。

主机自动抓料机构2在工作时，横向移动组件202控制抓管气动组件206移动至钢管接头摆放机构50的上方，上下移动组件203在第一气缸211的作用下控制抓管气动组件206下降至抓料位置，抓管气动组件206将钢管抓取后，上下移动组件203和横向移动组件202将钢管移动至主机坐模机构40位置并松开钢管，即完成了钢管的上料抓取操作。

参阅图14和图15所示，所述的主机坐模机构40包括包括主机框架总成400和设于主机框架总成400上的多个主机坐模单元，位于第一个主机坐模单元的外侧还设有主机套管机构402，每个主机坐模单元的下端主机框架总成400上均对应安装有测距位移传感器401，每个主机坐模单元上均安装有接头定位机构404；每个主机坐模单元均包括主机力臂组件403、第一油缸407、第二油缸408、无杆气缸组409和坐模板410，主机力臂组件403包括两组力臂单元，第一油缸407的下端与其中一组力臂单元的下端活动连接，第二油缸408的下端与其中另一组力臂单元的下端活动连接，第一油缸407和第二油缸均安装于无杆气缸组件409的动力端，无杆气缸组件409安装于主机框架总成400上，两组力臂单元的上端通过坐模板410活动连接，坐模板410和两组力臂组件组成一容纳钢管的腔体，坐模板410的上端设有刀模406，坐模板410的上端、两个力臂组件的上端内侧均匀的设有凸台燕尾模405，主机力臂组件403为倍力杠杆机构，通过无杆气缸组件409带动第一油缸407、第二油缸408上升到预定点，第一油缸407、第二油缸408开始伸出，以力臂与坐模板410连接部为支点，力臂尾部往外展开，从而达到倍力冷挤压效果。

本实施例中，每组力臂单元均由两个力臂组成，所述接头定位机构404两组定位单元，定位单元安装于两个力臂之间，每组定位单元包括定位气缸和设于定位气缸端部的定位板，所述定位气缸固定安装于两个力臂之间，定位板安装于定位气缸动力端。当钢管位于主机坐模单元内时，定位气缸带动定位板将钢管进行定位。

本实施例中，主机套管机构402包括两个套管力臂4020和两个套管气缸4021，两个套管力臂4020的下端活动安装于主机框架总成400上，每个套管力臂4020的上端均与一个套管气缸4021的动力端连接，所述套管气缸4021固定安装于工作台411上，工作台411位于主机框架总成400的上端且与多个主机坐模单元相对应。

本实施例中，主机坐模单元（主机力臂组件403）和选择六个，可实现灵活更换产品规格冷挤压，测距位移传感器401的作用主要检测力臂展开距离的量测精度，从而可视觉检测冷挤压钢管压合的深度。

主机自动抓料机构2将装有连接装置的钢管放置在主机坐模单元处，通过无杆气缸组409带动力臂油缸，使力臂油缸带动主机力臂组件403用主机坐模单元将连接装置冷挤压到钢管上。

参阅图11、图12和图13所示，所述的成品堆码机构30为一卸料机构，成品堆码机构30包括堆码机构机架组件301、钢管提升机构302和钢管下落机构304，堆码机构机架组件301的前后两侧均设有线轨303，钢管提升机构302设于堆码机构机架组件301的后侧且与堆码机构机架组件301后侧的线轨303相配合，钢管下落机构304设于堆码机构机架组件301的前侧且与堆码机构机架组件301前侧的线轨303相配合。

所述的钢管提升机构302包括第一标准气缸305、后支板309、侧支板314、定位杆315、钢管托板310、旋转杆318和翻转机构，第一标准气缸305安装于堆码机构机架组件301上，第一标准气缸305的动力端与后支板309连接，后支板309的两侧设有侧支板314，定位杆315设于两个侧支板304之间，两个侧支板304的端部之间设有旋转杆318，每个旋转杆318上设有钢管托板310，每个钢管托板310的外侧端设有第一挡块（防止钢管滑落），每个钢管托板310上设有第一钢管槽320，翻转机构设有旋转杆318上。

所述的翻转机构包括压簧311、螺钉312、U型定位角板313、翻转碰杆317、固定侧板331和固定挡柱332，翻转碰杆317安装于旋转杆318上，U型定位角板313的底板安装于侧支板314上，U型定位角板313的下端侧板上设有螺钉312，压簧311位于螺钉312上，压簧311的上端与翻转碰杆317连接，固定侧板331设于堆码机构机架组件301的上端，固定挡柱332设于固定侧板331的内侧，且该固定挡柱332与翻转碰杆317的端部相对应；后支板309与侧支板314之间通过连接角板316连接，连接角板316上设有与堆码机构机架组件301后侧线轨303相对应的第一滑轨308，钢管提升机构302可通过第一滑轨308和线轨303的配合实现上下移动；位于侧支板314内侧的旋转杆318上设有轴套319，以便于固定住侧支板314的位置；后支板309上设有气缸连接板307，气缸连接板307上设有气缸连接座306，所述第一标准气缸305的动力端与气缸连接座306连接。

所述的钢管下落机构304包括第一短连接杆322、第一长连接杆323、第二长连接杆324、第二短连接杆325、顶板326、上托板327、第二滑轨328和第二标准气缸330，所述顶板326的两端设有上托板327，每个上托板327的外侧端设有第二挡块（防止钢管滑落），每个上托板327上设有第二钢管槽329，顶板326的内侧设有与堆码机构机架组件301前侧线轨303相对应的第二滑轨328，顶板326的中部活动连接有两个第二短连接杆325，每个第二短连接杆325的下端均活动连接有第二长连接杆324，两个第二长连接杆324的中部活动连接，每个第二长连接杆324的下端均活动连接有第一长连接杆323，两个第一长连接杆323的中部活动连接，每个第一长连接杆323的下端均活动连接有第一短连接杆322，两个第一短连接杆322的下端活动连接，第二标准气缸330的下端安装于第一短连接杆322与第一长连接杆323的连接处，第二标准气缸330的动力端活动安装于其中一个第二长连接杆324的中下部。第二标准气缸330启动可带动上托板327上下移动。

在主机坐模机构40完成一个钢管的冷挤压后，第一标准气缸305启动，带动钢管托板310将冷挤压后的钢管（即安装好连接装置后的钢管）托起，当翻转碰杆317的端部触碰到固定挡柱332时，翻转碰杆317带动旋转杆318向内侧旋转，此时钢管托板310上的钢管滚动落入固定侧板331上，由于惯性作用直接落入到钢管下落机构304的上托板327上，此时第二标准气缸330收缩，带动上托板327下降至卸料板337处，由于惯性作用，上托板327上的钢管顺着卸料板337上的L形凹槽338底边落入置料杆336所组成的置料区域，完成一个钢管的卸料，钢管提升机构302和钢管下落机构304复位，以便于下一个钢管的卸料。

所述的机架组件301包括方形框架333，方形框架333的前端设有两个前支腿334，方形框架333的后端设有两个后支腿335，后支腿335的高度大于前支腿334的高度，前支腿334和后支腿335之间通过置料杆336连接，置料杆336上形成一置料区域，线轨303设于后支腿335的前后两侧，钢管下落机构304和钢管提升机构302分别设于后支腿335的前后两侧。所述的置料杆336与后支腿334之间通过卸料板337连接，卸料板337上设有L形凹槽338，L形凹槽338的底边上表面与L形凹槽338的侧边内表面之间形成钝角。所述的位于后支腿335一端的置料杆336端部的高度大于位于前支腿334一端的置料杆336的端部高度，以使置料杆336形成一个倾斜的结构，以便于钢管可依次堆放在置料区域内。机架组件301的结构既能安装钢管下落机构304，又能安装钢管提升机构302，同时设置了置料区域，非常方便的将钢管提升机构上的钢管输入至钢管下落机构，再将钢管下落机构上的钢管输入至置料区域，且该机架组件结构紧凑，易于加工和安装。

参阅图21所示，为本实施例中控制系统70的原理图，控制系统70包括通讯控制模块701、压接控制模块702和PLC控制模块703，其中通讯控制模块701用于将该设备的数据通过4G SIM卡或以太网将上传到企业云平台704，实现设备数据实时监控，压接控制模块702用于控制主机坐模单元中的主机力臂组件403，并且压接控制模块702还可以采集主机力臂组件403中力臂的动作数据（例如夹持角度等），根据动作数据计算主机力臂组件403合理的夹持力，以实现精确控制。PLC控制模块703用于控制钢管上料机构10、主机自动抓料机构20、成品堆码机构30和钢管接头摆放机构50的动作。

控制系统70控制该系统的工艺流程为，PLC控制模块703控制钢管上料机构10将钢管运送至钢管接头摆放机构50上进行自动或手动装料，待装料完成后PLC控制模块703控制主机自动抓料机构20将钢管运送至主机坐模机构40上，由压接控制模块702控制主机坐模机构40对钢管进行冷挤压，待冷挤压完成后PLC控制模块703控制成品堆码机构30将钢管进行落料码垛。

实施例二

参阅图16-图20所示，本实施例的其他结构与实施例相同，不同之处在于：本实施例中所述的钢管接头摆放机构50为一自动装料机构，该自动装料机构包括钢管摆动机构520、配件输送机构521和顶杆穿配机构522，设备机架60上设有钢管固定位置，钢管摆动机构520安装于钢管固定位置的一端，配件输送机构521设于设备机架60上且位于钢管固定位置的一侧，顶杆穿配机构522设于钢管固定位置的另一端；钢管摆动机构520用于将钢管固定在钢管固定位置上，顶杆穿配机构522用于将从配件输送机构521上输送的配件（即连接装置）自动安装至钢管上。

本实施例中，所述的钢管摆动机构520包括机构安装板5200、钢管夹紧机构和摆动机构，设备机架60上设有一槽口5201，机构安装板5200安装于槽口5201下端的设备机架60上，钢管夹紧机构设于机构安装板5200上且穿出槽口5201，摆动机构安装于机构安装板5200上，该摆动机构用于驱动钢管夹紧机构摆动；钢管夹紧机构包括钢管置放板5202、夹紧板5203、第一连杆5204和夹紧气缸5205，摆动机构包括摆动电机5206、减速机5207、摆动板5208、摆动杆5210、第二连杆5211、第三连杆5212和第四连杆5213，机构安装板5200的正反两侧均设有摆动板5208，摆动板5208上设有弧形摆动槽5209，钢管置放板5202的下端通过两个摆动杆5210设于弧形摆动槽5209内，钢管置放板5202的上端设有与钢管相配合的钢管凹槽，钢管置放板5202的上端两侧均活动安装有夹紧板5203，两个夹紧板5203的相向内侧均设有容纳钢管的容纳凹槽，其中一个夹紧板5203的下端通过第一连杆5204与夹紧气缸5205连接，夹紧气缸5205安装于摆动板5208的下端，摆动电机5206的输出端通过减速机5207与第二连杆5211的一端连接，第二连杆5211的另一端通过第三连杆5212与第四连杆5213中部连接，第四连杆5213的下端活动连接在机构安装板5200上，第四连杆5213的另一端与其中一个摆动杆5210活动连接。在使用时，钢管放置在钢管固定位置上，一端位于钢管置放板5202上端的钢管凹槽内，夹紧气缸5205通过第一连杆5204带动夹紧板5203将钢管夹紧定位在钢管凹槽内内，由于配件穿管时，难免有尺寸公差及毛刺阻碍，设计的钢管夹紧机构可实现钢管在气缸伸出力的作用下夹紧钢管，减速机5207旋转带动摆动机构使钢管180°旋转（即摆动电机5206输出动力至减速机5207上，减速机5207通过第二连杆5211、第三连杆5212和第四连杆5213带动钢管置放板5202沿着弧形摆动槽5209来回摆动），从而实现配件可顺利穿过钢管。

所述的配件输送机构521为一安装于设备机架60一侧的链条输送机构，配件在链条输送机构一一输送至钢管固定位置上。

所述的顶杆穿配机构522包括穿配气缸5220、固定板5221、顶杆5222、连杆伸缩机构5223，穿配气缸5220通过固定板5221安装于设备机架60上，顶杆5222与穿配气缸5220的动力端连接，连杆伸缩机构5223的一端活动连接在固定板5221上，连杆伸缩机构5223的另一端活动连接在钢管固定位置的一端下侧。配件输送至钢管固定位置后，穿配气缸5220带动顶杆5222将配件一一穿至钢管上，连杆伸缩机构5223可以保证穿管时的稳定性。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能自动钢管多组合冷挤压设备，其特征在于：包括钢管上料机构、主机自动抓料机构、成品堆码机构、主机坐模机构、钢管接头摆放机构、设备机架和控制系统，所述钢管上料机构设于设备机架的一侧，所述钢管接头摆放机构设于设备机架上，所述主机坐模机构设于钢管接头摆放机构的另一侧，所述成品堆码机构设于设备机架的另一侧，所述控制系统控制钢管上料机构将钢管运送至钢管接头摆放机构上进行自动或手动装料，待装料完成后控制系统控制主机自动抓料机构将钢管运送至主机坐模机构上由主机坐模机构对钢管进行冷挤压，待冷挤压完成后控制系统控制成品堆码机构将钢管进行落料码垛；

所述钢管上料机构包括上料机架、上料单元和驱动电机，所述上料机架上设有多个上料单元，每个上料单元均包括L形框架、主动链轮、从动链轮、笔型气缸、横杆、旋转块、链条和卡爪，所述L形框架安装于上料机架上，所述L形框架的底边上表面为向内侧倾斜的结构，所述主动链轮和从动链轮分别安装于L形框架的侧边下端和上端，所述链条连接在主动链轮和从动链轮之间，所述链条上设有至少两对卡爪，所述L形框架的侧边上端通过旋转块安装有横杆，所述笔型气缸安装于L形框架的侧边下端，所述横杆的中部与笔型气缸的输出端活动连接，所述驱动电机的输出轴与主动链轮连接； 每个L形框架的侧边内侧均设有限位杆；

所述主机自动抓料机构包括抓料机构框架、横向导轨组件、横向移动组件、上下移动组件、支撑杆、抓管气动组件和横向移动杆，所述抓料机构框架设于设备机架上，所述横向导轨组件安装于抓料机构框架上，所述横向移动组件通过无杆气缸安装于横向导轨组件上，所述上下移动组件通过第一气缸安装于横向移动组件上，所述支撑杆安装于上下移动组件的下端，所述支撑杆上安装有至少两个抓管气动组件；

所述主机坐模机构包括主机框架总成和设于主机框架总成上的多个主机坐模单元，位于第一个主机坐模单元的外侧还设有主机套管机构，每个主机坐模单元的下端主机框架总成上均对应安装有测距位移传感器，每个主机坐模单元上均安装有接头定位机构；每个主机坐模单元均包括主机力臂组件、第一油缸、第二油缸、无杆气缸组和坐模板，所述主机力臂组件包括两组力臂单元，第一油缸的下端与其中一组力臂单元的下端活动连接，第二油缸的下端与其中另一组力臂单元的下端活动连接，第一油缸和第二油缸均安装于无杆气缸组件的动力端，无杆气缸组件安装于主机框架总成上，两组力臂单元的上端通过坐模板活动连接，所述坐模板和两组力臂组件组成一容纳钢管的腔体，坐模板的上端设有刀模，所述坐模板的上端、两个力臂组件的上端内侧均匀的设有凸台燕尾模；

每组力臂单元均由两个力臂组成，所述接头定位机构两组定位单元，定位单元安装于两个力臂之间，每组定位单元包括定位气缸和设于定位气缸端部的定位板，所述定位气缸固定安装于两个力臂之间，定位板安装于定位气缸动力端；

所述主机套管机构包括两个套管力臂和两个套管气缸，两个套管力臂的下端活动安装于主机框架总成上，每个套管力臂的上端均与一个套管气缸的动力端连接，所述套管气缸固定安装于工作台上，所述工作台位于主机框架总成的上端且与多个主机坐模单元相对应。

2.根据权利要求1所述的智能自动钢管多组合冷挤压设备，其特征在于：所述抓管气动组件包括直线轴、气缸固定块、第二气缸、第一连接块、缸轴、压爪、第二连接块和调速接头，两个压爪的上端分别与两个第二连接块的下端活动连接，两个压爪的中部分别与气缸固定块的两端活动连接，两个第二连接块的上端分别与第一连接块的两端活动连接，所述第二气缸安装于气缸固定块上，所述调速接头设于第二气缸上，所述第二气缸的缸轴与第一连接块的中部连接，所述直线轴安装于气缸固定块的下端。

3.根据权利要求1所述的智能自动钢管多组合冷挤压设备，其特征在于：所述钢管接头摆放机构为一钢管定位机构，该钢管定位机构包括第一底座支架，设于第一底座支架上的横向定位装置，设于设备机架上且位于第一底座支架两端的轴向定位装置；所述横向定位装置包括多个定位单元，每个定位单元均包括U型底板、旋转圆盘、定位块、连接块、固定圆块和活动轴，所述U型底板的两个侧板内侧均安装有活动轴，所述活动轴上安装有定位块，每个定位块下端均安装有连接柱，所述U型底板的底板上设有长槽，每个所述连接柱下端与一连接块的一端活动连接且该连接柱的底部与长槽相配合，该连接块的另一端与固定圆块一端活动连接，所述旋转圆盘安装于固定圆块的上端。

4.根据权利要求1所述的智能自动钢管多组合冷挤压设备，其特征在于：所述钢管接头摆放机构为一自动装料机构，该自动装料机构包括钢管摆动机构、配件输送机构和顶杆穿配机构，所述设备机架上设有钢管固定位置，所述钢管摆动机构安装于钢管固定位置的一端，所述配件输送机构设于设备机架上且位于钢管固定位置的一侧，所述顶杆穿配机构设于钢管固定位置的另一端；所述钢管摆动机构用于将钢管固定在钢管固定位置上，所述顶杆穿配机构用于将从配件输送机构上输送的配件自动安装至钢管上；

所述钢管摆动机构包括机构安装板、钢管夹紧机构和摆动机构，所述设备机架上设有一槽口，所述机构安装板安装于槽口下端的设备机架上，所述钢管夹紧机构设于机构安装板上且穿出所述槽口，所述摆动机构安装于机构安装板上，该摆动机构用于驱动所述钢管夹紧机构摆动；所述钢管夹紧机构包括钢管置放板、夹紧板、第一连杆和夹紧气缸，所述摆动机构包括摆动电机、减速机、摆动板、摆动杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述机构安装板的正反两侧均设有摆动板，所述摆动板上设有弧形摆动槽，所述钢管置放板的下端通过两个摆动杆设于弧形摆动槽内，钢管置放板的上端设有与钢管相配合的钢管凹槽，钢管置放板的上端两侧均活动安装有夹紧板，两个夹紧板的相向内侧均设有容纳钢管的容纳凹槽，其中一个夹紧板的下端通过第一连杆与夹紧气缸连接，所述夹紧气缸安装于摆动板的下端，摆动电机的输出端通过减速机与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端通过第三连杆与第四连杆中部连接，第四连杆的下端活动连接在机构安装板上，第四连杆的另一端与其中一个摆动杆活动连接；

所述配件输送机构为一安装于设备机架一侧的链条输送机构；

所述顶杆穿配机构包括穿配气缸、固定板、顶杆、连杆伸缩机构，所述穿配气缸通过固定板安装于设备机架上，所述顶杆与穿配气缸的动力端连接，所述连杆伸缩机构的一端活动连接在固定板上，连杆伸缩机构的另一端活动连接在钢管固定位置的一端下侧。

5.根据权利要求1所述的智能自动钢管多组合冷挤压设备，其特征在于：所述成品堆码机构包括堆码机构机架组件、钢管提升机构和钢管下落机构，所述堆码机构机架组件的前后两侧均设有线轨，所述钢管提升机构设于堆码机构机架组件的后侧且与堆码机构机架组件后侧的线轨相配合，所述钢管下落机构设于堆码机构机架组件的前侧且与堆码机构机架组件前侧的线轨相配合。

6.根据权利要求5所述的智能自动钢管多组合冷挤压设备，其特征在于：所述钢管提升机构包括第一标准气缸、后支板、侧支板、定位杆、钢管托板、旋转杆和翻转机构，所述第一标准气缸安装于堆码机构机架组件上，所述第一标准气缸的动力端与后支板连接，所述后支板的两侧设有侧支板，所述定位杆设于两个侧支板之间，两个侧支板的端部之间设有旋转杆，每个旋转杆上设有钢管托板，每个钢管托板的外侧端设有第一挡块，每个钢管托板上设有第一钢管槽，所述翻转机构设有旋转杆上；所述翻转机构包括压簧、螺钉、U型定位角板、翻转碰杆、固定侧板和固定挡柱，所述翻转碰杆安装于旋转杆上，所述U型定位角板的底板安装于侧支板上，所述U型定位角板的下端侧板上设有螺钉，所述压簧位于螺钉上，所述压簧的上端与翻转碰杆连接，所述固定侧板设于堆码机构机架组件的上端，所述固定挡柱设于固定侧板的内侧，且该固定挡柱与翻转碰杆的端部相对应。

7.根据权利要求5所述的智能自动钢管多组合冷挤压设备，其特征在于：所述钢管下落机构包括第一短连接杆、第一长连接杆、第二长连接杆、第二短连接杆、顶板、上托板、第二滑轨和第二标准气缸，所述顶板的两端设有上托板，每个上托板的外侧端设有第二挡块，每个上托板上设有第二钢管槽，所述顶板的内侧设有与堆码机构机架组件前侧线轨相对应的第二滑轨，所述顶板的中部活动连接有两个第二短连接杆，每个第二短连接杆的下端均活动连接有第二长连接杆，两个第二长连接杆的中部活动连接，每个第二长连接杆的下端均活动连接有第一长连接杆，两个第一长连接杆的中部活动连接，每个第一长连接杆的下端均活动连接有第一短连接杆，两个第一短连接杆的下端活动连接，所述第二标准气缸的下端安装于第一短连接杆与第一长连接杆的连接处，所述第二标准气缸的动力端活动安装于其中一个第二长连接杆的中下部。

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