CN112474925A - 一种自动上料的金属管折弯设备及其折弯工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属管材加工领域。一种自动上料的金属管折弯设备，包括机架及安装在机架上的料架、取料装置、输送装置、高频加热器和折弯装置；待折弯的金属管水平放置在料架上，取料装置位于料架的出料端，取料机械手用于抓取料架出料端的金属管，旋转元件用于驱动取料机械手旋转，使水平的金属管翻转为竖直状态；输送装置的上料端与取料装置衔接，输送装置的出料端与折弯装置衔接；高频加热器用于加热金属管的下部。本专利采取竖向夹持金属管的方式，有利于金属管的定位，能适应不同规格的金属管加工。

Description

一种自动上料的金属管折弯设备及其折弯工艺

技术领域

本发明涉及金属管材加工领域，尤其是一种自动上料的金属管折弯设备及其折弯工艺。

背景技术

折弯机用于对金属管件进行折弯加工，折弯质量的好坏，将直接影响到使用金属管产品的结构合理性和安全性等。

中国实用新型专利（公开号：CN210816858U，公开日：20200623）公开了一种金属管材快速折弯装置，包括安装板，安装板的底部焊接有用于支撑安装板的底部支架，安装板的外壁一侧平行设置有第一定位套筒和第二定位套筒，安装板的外壁固定安装有加热套筒，加热套筒位于第一定位套筒和第二定位套筒，安装板的外壁设置有转轴，转轴上转动设有转轮，转轮的侧壁垂直设有旋转把手，转轮的外壁径向设置有U型支架，U型支架的内壁开设有滑槽，滑槽中滑动设有折弯杆，该金属管材快速折弯装置实现金属管折弯的功能，并且在折弯的过程中折弯杆可跟随金属管进行旋转，防止压力过大导致金属管发生挤扁的情况，同时加热可使金属管部分软化。

但上述现有的折弯设备存在以下的问题：1.传统金属管折弯时，金属管水平放置，需要专门对金属管在水平方向进行定位，使金属管对准折弯机构，当金属管的长度较长时，定位难度会很大，定位机构也会更复杂，不利于金属管的生产加工；2.无法对不同规格的金属管进行抓取和定位。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种取料机械手抓取水平放置的金属管，然后通过旋转元件旋转取料机械手使金属管翻转为竖直状态，输送装置将竖直的金属管输送到高频加热器中进行加热，软化金属管的下部，再输送到折弯装置中，折弯装置对竖直放置的金属管的下部进行折弯，无需对金属管进行复杂定位，且能适应不同规格的金属管的自动上料的金属管折弯设备及其方法。

为本发明的目的，采用以下技术方案：一种自动上料的金属管折弯设备，该设备包括机架及安装在机架上的料架、取料装置、输送装置、高频加热器和折弯装置；待折弯的金属管水平放置在料架上，取料装置位于料架的出料端，取料装置包括取料机械手和旋转元件，取料机械手安装在旋转元件上，取料机械手用于抓取料架出料端的金属管，旋转元件用于驱动取料机械手旋转，使水平的金属管翻转为竖直状态；输送装置位于取料装置的一侧，输送装置的上料端与取料装置衔接，输送装置的出料端与折弯装置衔接；输送装置包括输送带和移料机械手；输送带上安装移料机械手，移料机械手与取料机械手配合，将取料机械手上的金属管转移到移料机械手上；高频加热器穿设在输送装置上，高频加热器用于加热金属管的下部；折弯装置包括转盘和折弯机构；转盘转动设置，折弯机构固定安装在转盘上，折弯机构抓取移料机械手上的金属管，并对金属管的下部进行折弯操作。

作为优选，料架倾斜放置，料架的出料端在下。

作为优选，取料机械手的夹持端为圆弧形；旋转元件为旋转气缸。

作为优选，取料装置还包括横向滑板、横向滑轨、固定滑块、横移气缸、竖移滑板、竖向滑轨、竖移气缸和立板；旋转元件固定安装在横向滑板上，横向滑板上固定连接两条平行的横向滑轨，横向滑轨滑动安装在固定滑块上，固定滑块横向固定安装在竖移滑板上，竖移滑板上还横向安装有横移气缸，横移气缸的输出端连接在横向滑板的侧面；竖移滑板的后部滑动安装在竖向滑轨上，竖移滑板的下部连接在竖移气缸的输出端，竖移气缸和竖向滑轨均固定安装在立板上，立板固定安装在机架上。

作为优选，转盘安装在分割器上，转盘上安装有四个折弯机构，相邻的两个折弯机构相互垂直。

作为优选，折弯机构包括支撑架、夹持组件和折弯组件；支撑架固定安装在转盘上，夹持组件安装在支撑架上部，折弯组件安装在支撑架的下部；夹持组件用于抓取移料机械手上的金属管，并将金属管的下部放到折弯组件中以及在折弯时夹住金属管的上部；折弯组件用于对金属管的下部进行折弯操作。

作为优选，夹持组件包括夹持机械手、连接板、导向杆、导向块、升降板、第一气缸、升降滑轨和第二气缸；夹持机械手横向安装在连接板上，连接板的上下两端均连接导向杆，导向杆横向穿设在导向块上，导向块固定安装在升降板上，升降板上横向固定安装第一气缸，第一气缸的输出端连接在连接板上；升降板后部滑动安装在升降滑轨上，升降滑轨竖向固定安装在支撑架上。

作为优选，折弯组件包括电机、主动轮、皮带、从动轮、第一转轴、固定模具、连杆、第二转轴和活动模具；电机通过电机安装板安装在支撑架上，电机的输出端连接主动轮，主动轮通过皮带与从动轮相连，从动轮上固定连接第一转轴，第一转轴的中部穿设在支撑架上，第一转轴的另一端安装固定模具，固定模具的两侧均设有连杆，两根连杆之间通过第二转轴连接，第二转轴上转动安装活动模具，活动模具与固定模具贴合。

作为优选，固定模具的圆周上设有向内凹陷的第一折弯槽；活动模具的圆周上设有向内凹陷的第二折弯槽；第一折弯槽与第二折弯槽为相互匹配的圆弧形。

一种自动上料折弯方法，依次通过以下步骤：

S1：取料机械手抓取料架出料端水平放置的金属管；

S2：旋转元件旋转取料机械手，使金属管翻转为竖直状态；

S3：移料机械手抓取取料机械手上的金属管；

S4：输送带移动料机械手，料机械手及其上的金属管经过高频加热器，高频加热器对金属管的下部进行加热，加热后的金属管输送到输送装置的出料端；

S5：折弯机构抓取移料机械手上的金属管，并对金属管的下部进行折弯操作。

综上所述，本发明的技术效果是：

1.金属管水平放置在料斗内，有利于金属管的排放和自动出料，金属管出料后，取料机械手抓取平放置的金属管，旋转元件旋转取料机械手，使金属管翻转为竖直状态，且在金属管自身重力的作用下，保证金属管始终保持竖直，有利于金属管的定位。

2.高频加热器对金属管的下部进行加热，能软化金属管，有利于后续对金属管的折弯操作。

3.折弯时，由于金属管竖向放置，只需要金属管的下部对准折弯组件，就能保证整根金属管对准折弯组件，无需其他的定位机构辅助定位，简化了装置的结构，提高了生产效率。

4.能对不同规格的金属管进行抓取和折弯操作。

5.夹持组件竖向夹持金属管，金属管在自身重力的作用下，保持竖直状态，有利于金属管的定位，无需其他定位机构，且通过第一气缸和第二气缸能调整金属管在竖直平面内的位置，使金属管进一步对准折弯组件；固定模具上的第一折弯槽和活动模具上的第二折弯槽均为圆弧形，便于金属管下部顺利进入固定模具和活动模具之间，折弯时，以电机为动力源，能有效的控制折弯的角度，也能保证金属管折弯的一致性，提高产品的质量。

附图说明

图1为本发明的爆炸结构示意图。

图2为取料装置的结构示意图。

图3为输送装置的结构示意图。

图4为折弯机构的爆炸结构示意图。

具体实施方式

如图1-4所示，一种自动上料的金属管折弯设备，该设备包括机架及安装在机架上的料架1、取料装置2、输送装置3、高频加热器4和折弯装置5。待折弯的金属管水平放置在料架1上，料架1倾斜放置，料架1的出料端在下。取料装置2位于料架1的出料端，取料装置2包括取料机械手21和旋转元件22，取料机械手21安装在旋转元件22上，取料机械手21用于抓取料架1出料端的金属管，旋转元件22用于驱动取料机械手21旋转，使水平的金属管翻转为竖直状态。输送装置3位于取料装置2的一侧，输送装置3的上料端与取料装置2衔接，输送装置3的出料端与折弯装置5衔接。输送装置3包括输送带31和移料机械手32。输送带31上安装移料机械手32，移料机械手32与取料机械手21配合，将取料机械手21上的金属管转移到移料机械手32上。高频加热器4穿设在输送装置3上，高频加热器4用于加热金属管的下部，能有效的软化金属管，便于对金属管进行折弯，且能保护金属管，提高成品质量。折弯装置5包括转盘52和折弯机构53。转盘52转动设置，折弯机构53固定安装在转盘52上，折弯机构53抓取移料机械手32上的金属管，并对金属管的下部进行折弯操作。

如图2所示，取料装置2还包括横向滑板23、横向滑轨24、固定滑块25、横移气缸26、竖移滑板27、竖向滑轨28、竖移气缸29和立板210。取料机械手21的夹持端为圆弧形。旋转元件22为旋转气缸。旋转元件22固定安装在横向滑板23上，横向滑板23上固定连接两条平行的横向滑轨24，横向滑轨24滑动安装在固定滑块25上，固定滑块25横向固定安装在竖移滑板27上，竖移滑板27上还横向安装有横移气缸26，横移气缸26的输出端连接在横向滑板23的侧面。竖移滑板27的后部滑动安装在竖向滑轨28上，竖移滑板27的下部连接在竖移气缸29的输出端，竖移气缸29和竖向滑轨28均固定安装在立板210上，立板210固定安装在机架上。

取料装置2动作时，取料机械手21抓住位于料架1出料端水平放置的金属管，竖移气缸29驱动竖移滑板27沿着竖向滑轨28向上移动，从而带着取料机械手21和金属管向上移动，使金属管离开料架1，然后旋转元件22驱动取料机械手21旋转90°，使原来水平放置的金属管翻转为竖向，然后横移气缸26驱动横向滑板23向输送装置3移动，使取料机械手21与移料机械手32衔接，从而金属管转移到移料机械手32上。

取料装置2的优点是将取料机械手21安装在旋转元件22上，能把水平放置的金属管翻转为竖向。

转盘52安装在分割器51上，转盘52上安装有四个折弯机构53，相邻的两个折弯机构53相互垂直。折弯机构53包括支撑架531、夹持组件532和折弯组件533。支撑架531固定安装在转盘52上，夹持组件532安装在支撑架531上部，折弯组件533安装在支撑架531的下部。夹持组件532用于抓取移料机械手32上的金属管，并将金属管的下部放到折弯组件533中以及在折弯时夹住金属管的上部。折弯组件533用于对金属管的下部进行折弯操作。

夹持组件532包括夹持机械手5321、连接板5322、导向杆5323、导向块5324、升降板5325、第一气缸5326、升降滑轨5327和第二气缸5328。夹持机械手5321横向安装在连接板5322上，连接板5322的上下两端均连接导向杆5323，导向杆5323横向穿设在导向块5324上，导向块5324固定安装在升降板5325上，升降板5325上横向固定安装第一气缸5326，第一气缸5326的输出端连接在连接板5322上。升降板5325后部滑动安装在升降滑轨5327上，升降滑轨5327竖向固定安装在支撑架531上。

夹持组件532动作时，夹持机械手5321抓取移料机械手32上的金属管，第一气缸5326驱动连接板5322沿着导向块5324向左移动，使金属管在竖直方向上对准固定模具5336和活动模具5339，然后第二气缸5328驱动升降板5325沿着升降滑轨5327向下移动，使金属管的下部伸进固定模具5336和活动模具5339之间。

折弯组件533包括电机5331、主动轮5332、皮带5333、从动轮5334、第一转轴5335、固定模具5336、连杆5337、第二转轴5338和活动模具5339。电机5331通过电机安装板安装在支撑架531上，电机5331的输出端连接主动轮5332，主动轮5332通过皮带5333与从动轮5334相连，从动轮5334上固定连接第一转轴5335，第一转轴5335的中部穿设在支撑架531上，第一转轴5335的另一端安装固定模具5336，固定模具5336的两侧均设有连杆5337，两根连杆5337之间通过第二转轴5338连接，第二转轴5338上转动安装活动模具5339，活动模具5339与固定模具5336贴合。固定模具5336的圆周上设有向内凹陷的第一折弯槽53361。活动模具5339的圆周上设有向内凹陷的第二折弯槽53391。第一折弯槽53361与第二折弯槽53391为相互匹配的圆弧形。

折弯组件533动作时，电机5331带动主动轮5332旋转，主动轮5332通过皮带5333带动从动轮5334旋转，从动轮5334使第一转轴5335旋转，第一转轴5335带动连杆5337顺时针转动，从而活动模具5339围绕固定模具5336做圆周运动，金属管的下部在活动模具5339的模具与固定模具5336的挤压下弯曲，金属管完成折弯后，电机5331反转连杆5337复位。

折弯机构53解决了传统对金属管折弯时，将金属管水平放置，需要对金属管进行复杂的定位，才能使金属管对准折弯机构，折弯效率低的问题，折弯机构53的优点是夹持组件532竖向夹持金属管，金属管在自身重力的作用下，保持竖直状态，有利于金属管的定位，无需其他定位机构，且通过第一气缸5326和第二气缸5328能调整金属管在竖直平面内的位置，使金属管进一步对准折弯组件533；固定模具5336上的第一折弯槽53361和活动模具5339上的第二折弯槽53391均为圆弧形，便于金属管下部顺利进入固定模具5336和活动模具5339之间，折弯时，以电机5331为动力源，能有效的控制折弯的角度，也能保证金属管折弯的一致性，提高产品的质量。

折弯装置5动作时，分割器51带动转盘52旋转，使其中一个折弯机构53对准输送装置3的出料端，那个折弯机构53抓取移料机械手32上的金属管，抓取后转盘52旋转，这个折弯机构53旋转到下一个位置，并将金属管进行折弯操作，同时下一个折弯机构53对准输送装置3的出料端。

一种自动上料折弯方法，依次通过以下步骤：

S1：取料机械手21抓取料架1出料端水平放置的金属管；

S2：旋转元件22旋转取料机械手21，使金属管翻转为竖直状态；

S3：移料机械手32抓取取料机械手21上的金属管；

S4：输送带31移动料机械手32，料机械手32及其上的金属管经过高频加热器4，高频加热器4对金属管的下部进行加热，加热后的金属管输送到输送装置3的出料端；

S5：折弯机构53抓取移料机械手32上的金属管，并对金属管的下部进行折弯操作。

本发明解决传统金属管折弯时，金属管水平放置，需要专门对金属管在水平方向进行定位，使金属管对准折弯机构，当金属管的长度较长时，定位难度会很大，定位机构也会更复杂，不利于金属管的生产加工，同时也无法对不同规格的金属管进行抓取和定位的问题，本发明的优点是金属管水平放置在料斗1内，有利于金属管的排放和自动出料，金属管出料后，取料机械手21抓取平放置的金属管，旋转元件22旋转取料机械手21，使金属管翻转为竖直状态，且在金属管自身重力的作用下，保证金属管始终保持竖直，有利于金属管的定位，高频加热器4对金属管的下部进行加热，能软化金属管，有利于后续对金属管的折弯操作；折弯时，由于金属管竖向放置，只需要金属管的下部对准折弯组件，就能保证整根金属管对准折弯组件，无需其他的定位机构辅助定位，简化了装置的结构，提高了生产效率，能对不同规格的金属管进行抓取和折弯操作。

Claims (7)

1.一种自动上料的金属管折弯设备，其特征在于，该设备包括机架及安装在机架上的料架（1）、取料装置（2）、输送装置（3）、高频加热器（4）和折弯装置（5）；待折弯的金属管水平放置在料架（1）上，取料装置（2）位于料架（1）的出料端，取料装置（2）包括取料机械手（21）和旋转元件（22），取料机械手（21）安装在旋转元件（22）上，取料机械手（21）用于抓取料架（1）出料端的金属管，旋转元件（22）用于驱动取料机械手（21）旋转，使水平的金属管翻转为竖直状态；输送装置（3）位于取料装置（2）的一侧，输送装置（3）的上料端与取料装置（2）衔接，输送装置（3）的出料端与折弯装置（5）衔接；输送装置（3）包括输送带（31）和移料机械手（32）；输送带（31）上安装移料机械手（32），移料机械手（32）与取料机械手（21）配合，将取料机械手（21）上的金属管转移到移料机械手（32）上；高频加热器（4）穿设在输送装置（3）上，高频加热器（4）用于加热金属管的下部；折弯装置（5）包括转盘（52）和折弯机构（53）；转盘（52）转动设置，折弯机构（53）固定安装在转盘（52）上，折弯机构（53）抓取移料机械手（32）上的金属管，并对金属管的下部进行折弯操作；转盘（52）安装在分割器（51）上，转盘（52）上安装有四个折弯机构（53），相邻的两个折弯机构（53）相互垂直。

2.根据权利要求1所述的一种自动上料的金属管折弯设备，其特征在于，折弯机构（53）包括支撑架（531）、夹持组件（532）和折弯组件（533）；支撑架（531）固定安装在转盘（52）上，夹持组件（532）安装在支撑架（531）上部，折弯组件（533）安装在支撑架（531）的下部；夹持组件（532）用于抓取移料机械手（32）上的金属管，并将金属管的下部放到折弯组件（533）中以及在折弯时夹住金属管的上部；折弯组件（533）用于对金属管的下部进行折弯操作；

夹持组件（532）包括夹持机械手（5321）、连接板（5322）、导向杆（5323）、导向块（5324）、升降板（5325）、第一气缸（5326）、升降滑轨（5327）和第二气缸（5328）；夹持机械手（5321）横向安装在连接板（5322）上，连接板（5322）的上下两端均连接导向杆（5323），导向杆（5323）横向穿设在导向块（5324）上，导向块（5324）固定安装在升降板（5325）上，升降板（5325）上横向固定安装第一气缸（5326），第一气缸（5326）的输出端连接在连接板（5322）上；升降板（5325）后部滑动安装在升降滑轨（5327）上，升降滑轨（5327）竖向固定安装在支撑架（531）上；

折弯组件（533）包括电机（5331）、主动轮（5332）、皮带（5333）、从动轮（5334）、第一转轴（5335）、固定模具（5336）、连杆（5337）、第二转轴（5338）和活动模具（5339）；电机（5331）通过电机安装板安装在支撑架（531）上，电机（5331）的输出端连接主动轮（5332），主动轮（5332）通过皮带（5333）与从动轮（5334）相连，从动轮（5334）上固定连接第一转轴（5335），第一转轴（5335）的中部穿设在支撑架（531）上，第一转轴（5335）的另一端安装固定模具（5336），固定模具（5336）的两侧均设有连杆（5337），两根连杆（5337）之间通过第二转轴（5338）连接，第二转轴（5338）上转动安装活动模具（5339），活动模具（5339）与固定模具（5336）贴合。

3.根据权利要求1所述的一种自动上料的金属管折弯设备，其特征在于，料架（1）倾斜放置，料架（1）的出料端在下。

4.根据权利要求1所述的一种自动上料的金属管折弯设备，其特征在于，取料机械手（21）的夹持端为圆弧形；旋转元件（22）为旋转气缸。

5.根据权利要求1所述的一种自动上料的金属管折弯设备，其特征在于，取料装置（2）还包括横向滑板（23）、横向滑轨（24）、固定滑块（25）、横移气缸（26）、竖移滑板（27）、竖向滑轨（28）、竖移气缸（29）和立板（210）；旋转元件（22）固定安装在横向滑板（23）上，横向滑板（23）上固定连接两条平行的横向滑轨（24），横向滑轨（24）滑动安装在固定滑块（25）上，固定滑块（25）横向固定安装在竖移滑板（27）上，竖移滑板（27）上还横向安装有横移气缸（26），横移气缸（26）的输出端连接在横向滑板（23）的侧面；竖移滑板（27）的后部滑动安装在竖向滑轨（28）上，竖移滑板（27）的下部连接在竖移气缸（29）的输出端，竖移气缸（29）和竖向滑轨（28）均固定安装在立板（210）上，立板（210）固定安装在机架上。

6.根据权利要求1所述的一种自动上料的金属管折弯设备，其特征在于，固定模具（5336）的圆周上设有向内凹陷的第一折弯槽（53361）；活动模具（5339）的圆周上设有向内凹陷的第二折弯槽（53391）；第一折弯槽（53361）与第二折弯槽（53391）为相互匹配的圆弧形。

7.一种自动上料金属管折弯方法，其特征在于，依次通过以下步骤：

S1：取料机械手（21）抓取料架（1）出料端水平放置的金属管；

S2：旋转元件（22）旋转取料机械手（21），使金属管翻转为竖直状态；

S3：移料机械手（32）抓取取料机械手（21）上的金属管；

S4：输送带（31）移动料机械手（32），料机械手（32）及其上的金属管经过高频加热器（4），高频加热器（4）对金属管的下部进行加热，加热后的金属管输送到输送装置（3）的出料端；

S5：折弯机构（53）抓取移料机械手（32）上的金属管，并对金属管的下部进行折弯操作。

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