CN111822769B - 一种制造碳钢焊管的生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焊管生产的技术领域，公开了一种制造碳钢焊管的生产线，包括机架，还包括顺序设置在机架上的开卷单元、成型单元、焊接单元、整平单元、再处理单元以及切割单元，切割单元包括设置在机架上的切割机和切割平台，切割平台远离再处理单元的一侧设置有收料平台，收料平台与机架旋转连接，收料平台上滑动连接有排列座，排列座上设置有多个U形定位槽，定位槽靠近切割平台的一端敞开且另一端封闭；排列座上滑动连接有限位板，限位板上对应定位槽排列固设有多个限位条，收料平台旁设置有收料筐。本发明具有自动卸料并自动堆叠焊管成品的效果。
Description
技术领域
本发明涉及焊管生产的技术领域，尤其是涉及一种制造碳钢焊管的生产线。
背景技术
焊接钢管，也称焊管，是指用钢板或带钢卷曲成型后，再焊接制成的钢管。焊管的加工工序通常包括钢板开卷、钢板弯曲成型、将弯曲钢板焊接成钢管、整平焊缝、再处理加工以及切割，再处理加工的内容根据实际的加工需求会发生变化，再处理加工可包括固溶冷却和校直，也可包括二次成型加工和校直。
现有的焊管生产线通常包括开卷单元、成型单元、焊接单元、整平单元、再处理单元以及切割单元，分别用于完成上述工序的加工。且切割单元通常包括钢管切割机，通过钢管切割机实现钢管的定长切割。进而手动卸料，并将焊管成品送入成品架。
手动卸料并堆叠焊管成品麻烦，影响焊管的生产效率。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种制造不锈钢焊管的生产线，其具有自动卸料并自动堆叠焊管成品的效果。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种制造碳钢焊管的生产线，包括机架，还包括设置在机架上的切割单元，所述切割单元包括设置在机架上的切割机和切割平台，所述切割平台的下游设置有收料平台，所述收料平台与机架旋转连接，所述收料平台的旋转中心线平行于钢管进给方向，所述收料平台上滑动连接有排列座，所述排列座的滑动方向垂直于钢管进给方向，所述排列座上设置有多个用于定位焊管成品的U形定位槽，所述定位槽靠近切割平台的一端敞开且另一端封闭；
所述排列座上滑动连接有限位板，所述限位板的滑动方向与排列座的滑动方向平行，所述限位板上对应定位槽排列固设有多个限位条；
所述收料平台旁设置有用于收容堆叠焊管成品的收料筐；
所述机架上设置有用于控制收料平台旋转的旋转机构，所述收料平台上设置有用于控制排列座滑动的排列机构，所述排列座上设置有用于控制限位板滑动的释放机构。
通过采用上述技术方案，通过排列座的滑动结构和定位槽与焊管成品的嵌合使得焊管成品排列放置在收料平台上，通过限位条的滑动结构和限位条的抵接限位实现焊管成品与定位槽固定与否的控制，进而可通过收料平台的旋转实现焊管成品的位移和焊管成品释放至收料筐内的过程，排列座和限位条往复位移，收料平台往复旋转，焊管成品逐层堆叠在收料筐内，无需使用者手动卸料并堆叠焊管成品，该生产线的生产效率高且生产焊管方便。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述收料筐包括筐底和筐边，所述筐边和筐底之间设置有多个回形围栏，所述筐边和筐底通过围栏相连，所述围栏沿围栏高度方向顺序套接，所述围栏外周上固定有弹簧滚珠，所述围栏内周上固定有与相邻的围栏上的弹簧滚珠嵌合的锁止孔，所述机架上固定有用于竖向支撑筐边的C形卡位架，所述机架上竖向滑动连接有升降台，所述筐底与升降台固定，所述机架上设置有用于控制升降台升降的升降机构。
通过采用上述技术方案，围栏的套接结构使得围栏可相对滑动，进而收料筐的深度可变，焊管成品自由坠落至收料筐内的行程可调节，通过卡位架限制筐边下移，通过升降台的滑动结构驱动筐底下移，收料筐的深度随收料筐内收容的焊管成品的堆叠高度的变化而变化，焊管成品自由坠落的行程小且固定，焊管成品不易损伤且堆叠更顺畅。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述升降台上设置有与筐底底部卡合的安装槽，所述升降台上水平设置有卡销，所述卡销同时贯穿升降台和筐底底部。
通过采用上述技术方案，通过卡销的插设将筐底固定在安装槽内，从而实现收料筐与升降台的便捷拆安，使用者可整体位移收料筐与收料筐内的焊管成品，使用效果更佳。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述围栏的上部和下部分别设置有供螺栓水平贯穿的上穿孔和下穿孔，所述上穿孔上设置有用于和螺栓螺纹连接的内螺纹。
通过采用上述技术方案，使用者可通过在相邻围栏的上穿孔和下穿孔内穿设固定螺栓来进一步固定相邻围栏的相对位置，整体位移收料筐和收料筐内的焊管成品时，收料筐深度变化并影响位移过程的可能性小。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述旋转机构包括与收料平台的转轴传动连接的旋转电机，所述收料平台内嵌设有第一重量传感器，所述第一重量传感器与旋转电机的控制器电连接。
通过采用上述技术方案，通过旋转电机控制收料平台的旋转，通过第一重量传感器测定收料平台承载重量并通过重量的变化判定收料平台上是否已承载有一定量的焊管成品或已完成一定量焊管成品的释放工作，从而实现旋转电机工作时间点的自动判定和旋转电机自动化工作。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述排列机构包括与收料平台旋转连接的排列丝杠，所述排列丝杠与排列座螺纹连接，所述排列丝杠传动连接有排列电机，所述定位槽远离切割平台的一端嵌设有触碰开关，所述触碰开关和排列电机的控制器电连接，所述排列电机的控制器和旋转电机的控制器电连接。
通过采用上述技术方案，通过触碰开关判定焊管成品是否与定位槽嵌合，进而判定排列座的位移时间点，排列电机控制排列丝杠的正转或反转，进而带动排列座滑动，旋转电机驱动收料平台往复旋转时，排列座因旋转电机的控制器的信号而自动复位，排列座位移控制的自动化程度高。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述释放机构包括设置在排列座上的用于驱动限位板滑移至限位条与定位槽错开的释放弹簧，所述排列座上固定有电磁铁，所述电磁铁的控制器与旋转电机的控制器电连接，所述限位板上对应电磁铁固定有金属片。
通过采用上述技术方案，通过电磁铁通电状态的改变和释放弹簧的弹力驱动限位板滑移，限位板因旋转电机的控制器的信号而自动位移至限位条覆盖定位槽或不覆盖定位槽，限位板滑移控制的自动化程度高。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述升降机构包括与机架旋转连接的升降螺杆，所述升降螺杆与升降台螺纹连接，所述升降螺杆传动连接有升降电机。
通过采用上述技术方案，通过升降电机驱动升降螺杆旋转，进而带动升降台升降。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述升降台内嵌设有第二重量传感器，所述第二重量传感器与升降电机的控制器电连接，所述第二重量传感器电连接有预警器。
通过采用上述技术方案，通过第二重量传感器测定升降台和收料筐的承载重量，进而通过重量的变化判定收料筐内焊管成品的堆叠高度，实现升降电机工作时间点的自动判定和升降台升降的自动化控制，收料筐装满时预警器自动提醒使用者更换收料筐，使用更方便。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述切割平台上固定有用于引导钢管和焊管成品进给的导向轨。
通过采用上述技术方案，导向轨进一步引导焊管成品位移，焊管成品在进给钢管的推动下位移至与定位槽嵌合的过程更顺畅。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过排列座的滑动结构、定位槽与焊管成品的嵌合、限位条的滑动结构、限位条的抵接限位以及收料平台的旋转实现焊管成品的位移和焊管成品释放至收料筐内的过程，排列座和限位条往复位移，收料平台往复旋转，焊管成品逐层堆叠在收料筐内，收料和堆叠钢管的过程自动化，焊管的生产效率高；
2.通过收料筐深度的可调节实现焊管成品自由坠落的行程的调节，焊管成品不易损伤且堆叠更顺畅；
3.通过第一重量传感器、触碰开关实现收料平台旋转、排列座滑移以及限位条滑移的自动控制，该生产线智能化和柔性化的程度高。
附图说明
图1是具体实施例的整体结构示意图。
图2是具体实施例的切割单元的整体结构示意图。
图3是具体实施例的限位板的滑动结构的示意图。
图4是具体实施例的排列机构的结构示意图。
图5是具体实施例的针对锁止孔内部结构的剖视图。
图6是图5中A部分的局部放大示意图。
图7是具体实施例的升降机构的结构示意图。
图中，1、机架；11、升降台；111、安装槽；112、卡销；12、卡位架；21、开卷单元；22、成型单元；23、焊接单元；24、整平单元；25、再处理单元；26、切割单元；261、切割机；262、切割平台；2621、导向轨；3、收料平台；31、排列座；311、定位槽；32、限位板；321、限位条；4、旋转机构；41、旋转电机；5、排列机构；51、排列丝杠；52、排列电机；53、触碰开关；6、释放机构；61、释放弹簧；62、电磁铁；63、金属片；7、收料筐；71、筐底；711、穿移孔；72、围栏；721、弹簧滚珠；722、锁止孔；723、上穿孔；724、下穿孔；73、筐边；8、升降机构；81、升降螺杆；82、升降电机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明公开的一种制造碳钢焊管的生产线，包括机架1，还包括沿钢管进给方向顺序设置在机架1上的开卷单元21、成型单元22、焊接单元23、整平单元24、再处理单元25以及切割单元26。开卷单元21用于将成卷的碳钢板展开，并输送至成型单元22处。成型单元22用于成型加工碳钢板，使得碳钢板弯曲成顶部母线处存在待焊接口的钢管。焊接单元23用于焊接封闭待焊接口，焊接方式为氩弧焊，焊接时通过惰性气体保护。整平单元24用于整平焊接口，再处理单元25用于对钢管进行再处理加工，本实施例中的再处理加工的内容为固溶冷却，在另一实施例中，再处理加工的内容还包括校直加工。
参考图2，切割单元26用于定长切割钢管，切割单元26包括设置在机架1上的切割机261和切割平台262，切割平台262上排列固设有用于引导钢管进给的两导向轨2621。使用者可通过切割平台262承载和稳定钢管，并通过切割机261将钢管切割成焊管成品。切割平台262旁设置有用于承载焊管成品的收料平台3，收料平台3与机架1旋转连接，收料平台3的旋转中心线平行于钢管进给方向。收料平台3的转轴设置在收料平台3宽度方向上的一端，收料平台3上滑动连接有排列座31，排列座31滑动方向垂直于收料平台3的旋转中心线。排列座31远离收料平台3的端面上滑动连接有限位板32，限位板32设置在排列座31远离切割平台262的一端，限位板32的滑动方向平行于排列座31的滑动方向。限位板32上固设有多个限位条321，多个限位条321沿限位板32的滑动方向间隔排列在限位板32上。
参考图2和3，排列座31远离收料平台3的端面上设置有多个定位槽311，定位槽311与限位条321一一对应设置。定位槽311呈U形设置，定位槽311靠近切割平台262的一端敞开，定位槽311远离切割平台262的一端封闭。收料平台3的旋转范围为一百八十度，旋转路径为折弯方向竖直向下的半圆弧线，收料平台3旋转路径远离切割平台262的一端处设置有内部中空且顶端敞开的收料筐7。常态下收料平台3水平，定位槽311的内周底部与切割平台262的顶面平齐，限位条321与定位槽311完全错开。
切割机261切割出一根焊管成品后，钢管继续进给，焊管成品被进给的钢管推动至收料平台3上，且与对应的定位槽311卡合；滑动排列座31，使得空置的定位槽311与进给钢管平齐，重复焊管成品与定位槽311的卡合过程，通过定位槽311与焊管成品的顺次嵌合使得焊管成品在收料平台3上排列；当所有的定位槽311内均嵌合有焊管成品时，滑动限位板32至限位条321覆盖定位槽311，旋转收料平台3至定位槽311的开口方向朝向收料筐7内，滑动限位板32至限位条321与定位槽311完全错开，焊管成品自由坠落至收料筐7内，收料平台3复位。重复上述过程，即可完成焊管成品由切割平台262至收料筐7内的位移，以及焊管成品在收料筐7内的堆叠，无需人工收料和堆叠，有效提高碳钢焊管的生产效率。
参考图3和4，该生产线还包括用于控制收料平台3旋转的旋转机构4，还包括用于控制限位板32滑动的释放机构6。旋转机构4包括固定在机架1上的旋转电机41，旋转电机41的输出端与收料平台3的转轴传动连接。收料平台3内嵌设有第一重量传感器，第一重量传感器与旋转电机41的控制器电连接。释放机构6包括金属片63、电磁铁62以及设置在排列座31上的释放弹簧61，释放弹簧61的两端分别与排列座31和限位板32固定，释放弹簧61的弹力驱动限位板32滑移至限位条321与定位槽311完全错开。金属片63固定在限位板32上，电磁铁62固定在排列座31上，电磁铁62的控制器与旋转电机41的控制器电连接。
使用者通过第一重量传感器监控收料平台3承载重量的变化，当收料平台3的承载重量达到指定值时，说明收料平台3上已收集满焊管成品；旋转电机41的控制器向电磁铁62的控制器发送信号，电磁铁62的通电状态改变，电磁铁62和金属片63之间的磁性力驱动限位板32带动限位条321滑移，通过限位条321的抵接限位阻止焊管成品在定位槽311深度方向上离开定位槽311，进而旋转电机41驱动收料平台3翻转；翻转完成时旋转电机41停止工作，且旋转电机41的控制器再次向电磁铁62的控制器发送信号，电磁铁62的通电状态改变，释放弹簧61的弹力驱动限位板32复位，焊管成品因没有限位条321的阻碍而自由坠落至收料筐7内；第一重量传感器检测到收料平台3承载重量减小至指定值，旋转电机41因旋转电机41的控制器再次受到第一重量传感器的信号而开始工作，收料平台3反转至复位。
参考图3和4，该生产线还包括用于控制排列座31往复滑动的排列机构5，排列机构5包括轴线平行于排列座31滑动方向的排列丝杠51。排列丝杠51与收料平台3旋转连接，排列丝杠51与排列座31螺纹连接，收料平台3上固设有输出端与排列电机52传动连接的排列电机52。定位槽311内嵌设有触碰开关53，触碰开关53靠近定位槽311封闭端设置。触碰开关53和排列电机52的控制器电连接，排列电机52的控制器与旋转电机41的控制器电连接。
当焊管成品与定位槽311嵌合时，触碰开关53与焊管成品接触并向排列电机52的控制器发送信号，排列电机52驱动排列丝杠51旋转，通过螺纹连接带动排列座31滑动。当旋转电机41的输出轴即将反转以驱动收料平台3远离收料筐7旋转时，旋转电机41的控制器向排列电机52的控制器发送信号，排列电机52的输出轴翻转以驱动排列座31复位。通过上述操作实现排列座31的滑动控制，自动化程度高，生产碳钢焊管方便。
参考图5和6，收料筐7包括筐底71和设置在筐底71上方的筐边73，筐底71和筐边73设置有多个回形围栏72。多个围栏72顺序套接，并在围栏72高度方向上构成伸缩杆结构。围栏72外周侧壁上固定有两个弹簧滚珠721，弹簧滚珠721对称固设在围栏72的两端。围栏72内周侧壁上对应弹簧滚珠721设置有锁止孔722，围栏72的上部和下部分别设置有上穿孔723和下穿孔724，上穿孔723和下穿孔724水平向贯穿围栏72。上穿孔723和下穿孔724的内径完全相同，上穿孔723内设置有内螺纹。相邻两围栏72的弹簧滚珠721和锁止孔722嵌合时，相邻两围栏72的上穿孔723和下穿孔724的轴线重合。
参考图7，机架1上固定有卡位架12，卡位架12呈与收料筐7相配合的C形设置。卡位架12的顶面与筐边73的底面抵接，卡位架12环绕围栏72并与收料筐7构成卡合支撑的结构。机架1上竖向滑动连接有升降台11，升降台11设置在收料筐7的下方，升降台11与筐底71可拆卸式固定连接。机架1上设置有升降机构8供使用者驱动升降台11上下滑动，升降机构8包括升降螺杆81和升降电机82。升降螺杆81的轴线竖直，升降螺杆81与机架1旋转连接，升降台11与升降螺杆81螺纹连接，升降电机82的输出端与升降螺杆81传动连接。
围栏72的套接结构使得收料筐7的深度可调，使用者通过升降电机82驱动升降螺杆81旋转，进而带动升降台11升降，筐底71下移，筐边73因卡位架12的支撑而无法下移，筐底71和筐边73之间的间距改变且围栏72相对滑动，从而实现收料筐7深度的调节。焊管成品自由下落的行程因为收料筐7深度的可调节性而保持不变，焊管成品下落位置的精准高，且焊管成品不易因为下落行程过大而损伤，自动堆叠焊管成品的效果更佳。
弹簧滚珠721与锁止孔722的嵌合限定围栏72相对滑动的行程，筐底71与升降台11的可拆卸式固定和筐边73和卡位架12的便捷拆安使得收料筐7更换方便。当收料筐7内装满焊管成品时，使用者可整体位移收料筐7和焊管成品，位移前可将螺栓水平贯穿相邻围挡上平齐的上穿孔723和下穿孔724，并螺纹连接螺栓和对应的上穿孔723，通过螺栓进一步固定相邻围挡的相对位置，避免整体位移收料筐7和焊管成品时相邻围挡相对位移，避免收料筐7形状变化且干扰位移过程的情况发生。
参考图7，该生产线还包括有预警器，升降台11内嵌设有与预警器电连接的第二重量传感器，第二重量传感器与升降电机82的控制器电连接。通过第二重量传感器监控升降台11承载的重量变化，每次升降台11承载重量的增加都说明收料筐7内收容有新的焊管成品，升降电机82的输出端随第二重量传感器信号进行步进式旋转，升降台11的下移控制自动化。当升降台11承载的重量上升至定值时，说明收料筐7内已装满焊管成品，预警器发声示意使用者更换收料筐7，免去了使用者人工监控收料筐7收容情况的麻烦。
参考图7，升降台11上设置有用于和筐底71嵌合的安装槽111，安装槽111呈矩形设置。升降台11上水平穿设有卡销112，卡销112水平向贯穿安装槽111，筐底71上设置有供卡销112水平向贯穿的穿移孔711。使用者手动嵌合筐底71和安装槽111，手动穿设卡销112和穿移孔711，通过卡销112的抵接限位实现筐底71和升降台11 便捷拆安，拆安操作简单，使用方便。
本实施例的实施原理为：焊管成品在进给钢管的推动和导向轨2621的导引下位移至与定位槽311嵌合，触碰开关53检测到焊管成品，排列电机52驱动排列丝杠51旋转，排列座31滑动以切换与进给钢管对齐的定位槽311，第一重量传感器检测到所有的定位槽311内均嵌合有焊管成品时，电磁铁62的通电状态改变，限位条321滑动至覆盖定位槽311，收料平台3向上旋转一百八十度，电磁铁62的通电状态再次改变且限位条321复位，焊管成品自由坠入收料筐7内且自动排齐，收料平台3和排列座31复位，进而不断重复上述过程，从而实现自动收料和焊管成品在收料筐7内的自动堆叠，碳钢焊管的生产方便且生产效率高。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种制造碳钢焊管的生产线，包括机架(1)，还包括设置在机架(1)上的切割单元(26)，其特征在于：所述切割单元(26)包括设置在机架(1)上的切割机(261)和切割平台(262)，所述切割平台(262)的下游设置有收料平台(3)，所述收料平台(3)与机架(1)旋转连接，所述收料平台(3)的旋转中心线平行于钢管进给方向，所述收料平台(3)上滑动连接有排列座(31)，所述排列座(31)的滑动方向垂直于钢管进给方向，所述排列座(31)上设置有多个用于定位焊管成品的U形定位槽(311)，所述定位槽(311)靠近切割平台(262)的一端敞开且另一端封闭；
所述排列座(31)上滑动连接有限位板(32)，所述限位板(32)的滑动方向与排列座(31)的滑动方向平行，所述限位板(32)上对应定位槽(311)排列固设有多个限位条(321)；
所述收料平台(3)旁设置有用于收容堆叠焊管成品的收料筐(7)；
所述机架(1)上设置有用于控制收料平台(3)旋转的旋转机构(4)，所述收料平台(3)上设置有用于控制排列座(31)滑动的排列机构(5)，所述排列座(31)上设置有用于控制限位板(32)滑动的释放机构(6)；
所述旋转机构(4)包括与收料平台(3)的转轴传动连接的旋转电机(41)，所述收料平台(3)内嵌设有第一重量传感器，所述第一重量传感器与旋转电机(41)的控制器电连接；
所述排列机构(5)包括与收料平台(3)旋转连接的排列丝杠(51)，所述排列丝杠(51)与排列座(31)螺纹连接，所述排列丝杠(51)传动连接有排列电机(52)，所述定位槽(311)远离切割平台(262)的一端嵌设有触碰开关(53)，所述触碰开关(53)和排列电机(52)的控制器电连接，所述排列电机(52)的控制器和旋转电机(41)的控制器电连接；
所述释放机构(6)包括设置在排列座(31)上的用于驱动限位板(32)滑移至限位条(321)与定位槽(311)错开的释放弹簧(61)，所述排列座(31)上固定有电磁铁(62)，所述电磁铁(62)的控制器与旋转电机(41)的控制器电连接，所述限位板(32)上对应电磁铁(62)固定有金属片(63)。
2.根据权利要求1所述的一种制造碳钢焊管的生产线，其特征在于：所述收料筐(7)包括筐底(71)和筐边(73)，所述筐边(73)和筐底(71)之间设置有多个回形围栏(72)，所述筐边(73)和筐底(71)通过围栏(72)相连，所述围栏(72)沿围栏(72)高度方向顺序套接，所述围栏(72)外周上固定有弹簧滚珠(721)，所述围栏(72)内周上固定有与相邻的围栏(72)上的弹簧滚珠(721)嵌合的锁止孔(722)，所述机架(1)上固定有用于竖向支撑筐边(73)的C形卡位架(12)，所述机架(1)上竖向滑动连接有升降台(11)，所述筐底(71)与升降台(11)固定，所述机架(1)上设置有用于控制升降台(11)升降的升降机构(8)。
3.根据权利要求2所述的一种制造碳钢焊管的生产线，其特征在于：所述升降台(11)上设置有与筐底(71)底部卡合的安装槽(111)，所述升降台(11)上水平设置有卡销(112)，所述卡销(112)同时贯穿升降台(11)和筐底(71)底部。
4.根据权利要求2所述的一种制造碳钢焊管的生产线，其特征在于：所述围栏(72)的上部和下部分别设置有供螺栓水平贯穿的上穿孔(723)和下穿孔(724)，所述上穿孔(723)上设置有用于和螺栓螺纹连接的内螺纹。
5.根据权利要求3所述的一种制造碳钢焊管的生产线，其特征在于：所述升降机构(8)包括与机架(1)旋转连接的升降螺杆(81)，所述升降螺杆(81)与升降台(11)螺纹连接，所述升降螺杆(81)传动连接有升降电机(82)。
6.根据权利要求5所述的一种制造碳钢焊管的生产线，其特征在于：所述升降台(11)内嵌设有第二重量传感器，所述第二重量传感器与升降电机(82)的控制器电连接，所述第二重量传感器电连接有预警器。
7.根据权利要求1所述的一种制造碳钢焊管的生产线，其特征在于：所述切割平台(262)上固定有用于引导钢管和焊管成品进给的导向轨(2621)。
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