CN112975416A - 无缝钢管自动化加工装置及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无缝钢管自动化加工装置及其加工工艺，包括第一工作台和与第一工作台水平设置的第二工作台，所述第一工作台上安装有多个输送机构，所述第一工作台靠近第二工作台的位置安装有切割机构，所述第一工作台与第二工作台的交接处设置有转向带，所述第二工作台上远离第一工作台的位置依次安装有打磨机构、探伤装置和坏料推出机，所述探伤装置用于对打磨后的无缝钢管进行检测，所述坏料推出机与探伤装置电性连接，所述传送带的终端设置有成品收集箱。本发明通过一体化的装置并通过PLC控制器进行加工控制，可以实现对成型后的长无缝钢管进行自动化的后续的切割、打磨和检测，提高了整体的加工效率。

Description

无缝钢管自动化加工装置及其加工工艺

技术领域

本发明涉及钢管自动化装置技术领域，尤其涉及无缝钢管自动化加工装置及其加工工艺。

背景技术

钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一，由于工业水平的不断发展，现代化钢结构工程发展迅猛，我国钢结构的设计、制造、安装水平也达到了较高的水平，钢结构以其自身的特点能够搭建结构复杂多样的建筑，无缝钢管是重要的钢材组件，无缝钢管由整块金属制成的，表面上没有接缝，根据生产方法，无缝管分热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管等，根据用途不同，有厚壁管和薄壁管。无缝钢管主要用做石油地质钻探管、石油化工用的裂化管、锅炉管、轴承管以及汽车、拖拉机、航空用高精度结构钢管，无缝钢管的生产加工要经过加热、穿孔、打头、退火、酸洗等一些列步骤成型，成型后的钢管还需要进行后续的切割、打磨和检测才能完成成品，但是现有的装置往往需要一步步的加工，费时费力。

因此，如何提供一种无缝钢管自动化加工装置及其加工工艺是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出无缝钢管自动化加工装置及其加工工艺，本发明通过一体化的装置并通过PLC控制器进行加工控制，可以实现对成型后的长无缝钢管进行自动化的后续的切割、打磨和检测，提高了整体的加工效率。

根据本发明实施例的一种无缝钢管自动化加工装置及其加工工艺，包括第一工作台和与第一工作台水平设置的第二工作台，所述第一工作台上安装有多个输送机构，用于对无缝钢管进行传动，所述第一工作台靠近第二工作台的位置安装有切割机构，所述第一工作台与第二工作台的交接处设置有转向带，用于将切割后的钢管进行90°的旋转并传送到设置在第二工作台上的传送带上，所述第二工作台上远离第一工作台的位置依次安装有打磨机构、探伤装置和坏料推出机，所述打磨机构用于对传送带上切割后的无缝钢管进行装夹打磨，所述探伤装置用于对打磨后的无缝钢管进行检测，所述坏料推出机与探伤装置电性连接，并将所述探伤装置探测出不合格的无缝钢管推出至设置在传送带侧方的废品收集箱内，所述传送带的终端设置有成品收集箱。

优选的，所述输送机构包括嵌入式安装在工作台上的底板，所述底板上对应设置有两安装座，每所述安装座上均滑动安装有电控滑块，两所述电控滑块之间转动安装有第一输送辊，两所述安装座之间转动安装有第二输送辊，所述第一输送辊和第二输送辊分别通过设置在电控滑块侧方的第一转动电机和设置在安装座侧方第二转动电机转动控制。

优选的，所述第一输送辊和第二输送辊中段设置有垫块。

优选的，所述第二输送辊的上端面略高于第一工作台上端面设置。

优选的，所述打磨机构包括设置在第二工作台顶部的滑轨，所述滑轨的控制端电性连接步进电机，所述滑轨上滑动安装有与滑轨相适配的滑台，所述滑台底部设置有第一推动气缸，所述第一推动气缸的活塞端安装有打磨台。

优选的，所述打磨机构还包括平行设置的第二推动气缸，所述第二推动气缸的活塞端安装有推板，所述推板上安装有轴承，且所述轴承内转动设置有连接轴，所述连接轴远离第二推动气缸的一端安装有第二夹板，所述第二夹板远离连接轴的侧面设有限位凸块，所述限位凸块上安装有位置传感器，所述第二推动气缸对侧设置有第三转动电机，所述第三转动电机的活塞端安装有第一夹板，所述第一夹板远离第三转动电机的侧面设有气涨轴。

优选的，所述传送带上安装有限位板，使得多根无缝钢管与传送带垂直设置。

优选的，所述坏料推出机的推出端相对应传送带上开设有推出口。

优选的，所述第一工作台上设置有与切割机构相对应的铁屑排放口，所述铁屑排放口下方放置有铁屑收集箱。

优选的，包括如下加工方法：

S1、根据无缝钢管的直径调节电控滑块，将无缝钢管卡接安装在第一输送辊与第二输送辊之间，启动第一转动电机和第二转动电机分别带动第一输送辊与第二输送辊转动将无缝钢管向切割机构方向传动；

S2、切割机构将无缝钢管进行等长度的切割，切割后的铁屑通过铁屑排放口进入铁屑收集箱内，切割后的无缝钢管通过转向带进入传送带上，并卡在传送带的限位板之间；

S3、当进行无缝钢管的运行至打磨机构时，限位凸块检测到无缝钢管移动至第一夹板和第二夹板之间，控制器控制第一夹板和第二夹板收缩使得无缝钢管的一端套装在气涨轴上，控制第二推动气缸的活塞杆伸出，使第二夹板向第一夹板运动直至凸块卡合进无缝钢管的另一端，使第二夹板和第一夹板夹紧无缝钢管；

S4、启动第三转动电机，从而第三转动电机带动无缝钢管旋转，再控制第一推动气缸的活塞杆伸出，使修磨台下降至与无缝钢管接触，从而修磨台开始对无缝钢管进行修磨，再启动步进电机带动滑台通过滑轨沿无缝钢管的方向移动，实现无缝钢管外表面全面的修磨；

S5、修磨完成后，打开第二夹板和第一夹板将修磨完成的无缝钢管卸下至传送带上并通过探伤装置对无缝钢管进行质量检测，并将结果通过处理器传输给坏料推出机，坏料推出机通过收到的信号将不合格的无缝钢管通过推出口推出至废品收集箱，合格的无缝钢管通过传送带送至成品收集箱内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过一体化的装置并通过PLC控制器进行加工控制，可以实现对成型后的长无缝钢管进行自动化的后续的切割、打磨和检测，并且通过整体自动化传送提高了整体的加工效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提出的无缝钢管自动化加工装置及其加工工艺的结构示意图；

图2为本发明图1中提出的打磨机构的结构示意图；

图3为本发明图1中提出的输送机构的结构示意图；

图4为本发明图1中提出的坏料推出机的结构示意图。

图中：1-第一工作台、2-第二工作台、3-输送机构、31-底板、32-安装座、33-第一输送辊、34-第二输送辊、35-垫块、36-第一转动电机、37-电控滑块、38-第二转动电机、4-切割机构、5-转向带、6-打磨机构、61-步进电机、62-第三转动电机、63-滑台、64-滑轨、65-第一推动气缸、66-打磨台、67-轴承、68-连接轴、69-第二推动气缸、610-推板、611-第二夹板、612-限位凸块、613-气涨轴、614-第一夹板、7-探伤装置、8-坏料推出机、9-传送带、91-限位板、92-推出口、10-成品收集箱、11-铁屑排放口、12-铁屑收集箱、13-废品收集箱、14-无缝钢管。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参考图1和4，一种无缝钢管自动化加工装置及其加工工艺，包括第一工作台1和与第一工作台1水平设置的第二工作台2，第一工作台1上安装有多个输送机构3，用于对无缝钢管14进行传动，多个输送机构3的设置可以有效地稳定无缝钢管14的输送使得其在切割过程中处于稳定的状态，第一工作台1靠近第二工作台2的位置安装有切割机构4，切割机构4为现有的切割机，第一工作台1与第二工作台2的交接处设置有转向带5，转向带5实际为90°的传送带9，用于将切割后的钢管进行90°的旋转并传送到设置在第二工作台2上的传送带9上，第二工作台2上远离第一工作台1的位置依次安装有打磨机构6、探伤装置7和坏料推出机8，打磨机构6用于对传送带9上切割后的无缝钢管14进行装夹打磨，探伤装置7用于对打磨后的无缝钢管14进行检测，坏料推出机8与探伤装置7电性连接，并将探伤装置7探测出不合格的无缝钢管14推出至设置在传送带9侧方的废品收集箱13内，传送带9的终端设置有成品收集箱10。

参考图3，输送机构3包括嵌入式安装在工作台上的底板31，底板31上对应设置有两安装座32，每安装座32上均滑动安装有电控滑块37，两电控滑块37之间转动安装有第一输送辊33，两安装座32之间转动安装有第二输送辊34，第一输送辊33和第二输送辊34分别通过设置在电控滑块37侧方的第一转动电机36和设置在安装座32侧方第二转动电机38转动控制。

第一输送辊33和第二输送辊34中段设置有垫块35，垫块35具有软性，其作用是使得第一输送辊33和第二输送辊34中段在运输无缝钢管14的过程中中段形成略微向内凹的面，更方便对无缝钢管14进行运输。

第二输送辊34的上端面略高于第一工作台1上端面设置，当切割机构4对无缝钢管14进行切割后，其可以更好的落入转向带5上，防止过高下落而滑落。

参考图2，打磨机构6包括设置在第二工作台2顶部的滑轨64，优选的，滑轨64为EAS系列折返型导轨，实现了连续驱动，响应性、可靠性也得以提升，从低速到高速可以调节设置，同时能进行重负载，应用非常广泛，滑台63可以在预设的滑轨64上来回往复运动，采用闭环控制系统搭载无需电池的绝对式编码器STEP AZ系列，提高了整体运动轨道的响应性和可靠性，同时滑轨64采用了THK制造的LM导轨实现高精度高刚性，滑轨64的控制端电性连接步进电机61，滑轨64上滑动安装有与滑轨64相适配的滑台63，滑台63底部设置有第一推动气缸65，第一推动气缸65的活塞端安装有打磨台66。

打磨机构6还包括平行设置的第二推动气缸69，第二推动气缸69的活塞端安装有推板610，推板610上安装有轴承67，且轴承67内转动设置有连接轴68，连接轴68远离第二推动气缸69的一端安装有第二夹板611，第二夹板611远离连接轴68的侧面设有限位凸块612，限位凸块612上安装有位置传感器，位置传感器的作用是用来检测无缝钢管14是否到达夹持位置，优选的，位置传感器为阿贝克FCXA10系列耐高温高压小型LVDT位移传感器，第二推动气缸69对侧设置有第三转动电机62，第三转动电机62的活塞端安装有第一夹板614，第一夹板614远离第三转动电机62的侧面设有气涨轴613。

传送带9上安装有限位板91，使得多根无缝钢管14与传送带9垂直设置，这样使得无缝钢管14在运输的过程中均处于一个平行的状态。

坏料推出机8的推出端相对应传送带9上开设有推出口92。

第一工作台1上设置有与切割机构4相对应的铁屑排放口11，铁屑排放口11下方放置有铁屑收集箱12，铁屑排放口11上安装有电磁铁，打开切割机构4上的电动机时，电磁铁被自动打开，电磁铁能够对切割过程中产生的铁屑进行吸引，减少了铁屑的随意扩散，切完一段无缝钢管14后，关闭切割机构4上的电动机，电磁铁跟随电动机被关闭铁屑自动滑入铁屑收集箱12的内部，铁屑排放口11设置为“V”型，方便铁屑的回收。

可以理解的是，本发明中的转动电机、推动气缸、切割机构4、滑轨64、探伤装置7、坏料推出机8的驱动方式可以采用外接电源的方式进行驱动，转动电机、推动气缸、切割机构4、滑轨64、探伤装置7、坏料推出机8的型号不限于单一的类型，可以为市场上现有适合与本发明的类型，并且其控制方式通过整体的PLC控制器编辑控制整体的转动电机、推动气缸、切割机构4、滑轨64、探伤装置7、坏料推出机8之间的相适配运行。

实施例1：

S1、根据无缝钢管14的直径调节电控滑块37，将无缝钢管14卡接安装在第一输送辊33与第二输送辊34之间，启动第一转动电机36和第二转动电机38分别带动第一输送辊33与第二输送辊34转动将无缝钢管14向切割机构4方向传动；

S2、切割机构4将无缝钢管14进行等长度的切割，切割后的铁屑通过铁屑排放口11进入铁屑收集箱12内，切割后的无缝钢管14通过转向带5进入传送带9上，并卡在传送带9的限位板91之间；

S3、当进行无缝钢管14的运行至打磨机构6时，限位凸块612检测到无缝钢管14移动至第一夹板614和第二夹板611之间，控制器控制第一夹板614和第二夹板611收缩使得无缝钢管14的一端套装在气涨轴613上，气涨轴613经过高压充气后表面可以膨胀起来，放气后表面凸起的部分可以迅速收回，通过给气涨轴613充气，使气涨轴613的表面凸起来，从而对无缝钢管14的内壁进行撑紧，，控制第二推动气缸69的活塞杆伸出，使第二夹板611向第一夹板614运动直至凸块卡合进无缝钢管14的另一端，使第二夹板611和第一夹板614夹紧无缝钢管14；

S4、启动第三转动电机62，从而第三转动电机62带动无缝钢管14旋转，再控制第一推动气缸65的活塞杆伸出，使修磨台下降至与无缝钢管14接触，从而修磨台开始对无缝钢管14进行修磨，再启动步进电机61带动滑台63通过滑轨64沿无缝钢管14的方向移动，实现无缝钢管14外表面全面的修磨；

S5、修磨完成后放气后气涨轴613表面凸起部分收回，从而松开无缝钢管14，便于将无缝钢管14卸下，打开第二夹板611和第一夹板614将修磨完成的无缝钢管14卸下至传送带9上并通过探伤装置7对无缝钢管14进行质量检测，并将结果通过处理器传输给坏料推出机8，坏料推出机8通过收到的信号将不合格的无缝钢管14通过推出口92推出至废品收集箱13，合格的无缝钢管14通过传送带9送至成品收集箱10内。

本发明通过一体化的装置并通过PLC控制器进行加工控制，可以实现对成型后的长无缝钢管14进行自动化的后续的切割、打磨和检测，并且通过整体自动化传送提高了整体的加工效率。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无缝钢管自动化加工装置，其特征在于，包括第一工作台和与第一工作台水平设置的第二工作台，所述第一工作台上安装有多个输送机构，用于对无缝钢管进行传动，所述第一工作台靠近第二工作台的位置安装有切割机构，所述第一工作台与第二工作台的交接处设置有转向带，用于将切割后的钢管进行90°的旋转并传送到设置在第二工作台上的传送带上，所述第二工作台上远离第一工作台的位置依次安装有打磨机构、探伤装置和坏料推出机，所述打磨机构用于对传送带上切割后的无缝钢管进行装夹打磨，所述探伤装置用于对打磨后的无缝钢管进行检测，所述坏料推出机与探伤装置电性连接，并将所述探伤装置探测出不合格的无缝钢管推出至设置在传送带侧方的废品收集箱内，所述传送带的终端设置有成品收集箱。

2.根据权利要求1所述的无缝钢管自动化加工装置，其特征在于，所述输送机构包括嵌入式安装在工作台上的底板，所述底板上对应设置有两安装座，每所述安装座上均滑动安装有电控滑块，两所述电控滑块之间转动安装有第一输送辊，两所述安装座之间转动安装有第二输送辊，所述第一输送辊和第二输送辊分别通过设置在电控滑块侧方的第一转动电机和设置在安装座侧方第二转动电机转动控制。

3.根据权利要求2所述的无缝钢管自动化加工装置，其特征在于，所述第一输送辊和第二输送辊中段设置有垫块。

4.根据权利要求2所述的无缝钢管自动化加工装置，其特征在于，所述第二输送辊的上端面略高于第一工作台上端面设置。

5.根据权利要求1所述的无缝钢管自动化加工装置，其特征在于，所述打磨机构包括设置在第二工作台顶部的滑轨，所述滑轨的控制端电性连接步进电机，所述滑轨上滑动安装有与滑轨相适配的滑台，所述滑台底部设置有第一推动气缸，所述第一推动气缸的活塞端安装有打磨台。

6.根据权利要求1所述的无缝钢管自动化加工装置，其特征在于，所述打磨机构还包括平行设置的第二推动气缸，所述第二推动气缸的活塞端安装有推板，所述推板上安装有轴承，且所述轴承内转动设置有连接轴，所述连接轴远离第二推动气缸的一端安装有第二夹板，所述第二夹板远离连接轴的侧面设有限位凸块，所述限位凸块上安装有位置传感器，所述第二推动气缸对侧设置有第三转动电机，所述第三转动电机的活塞端安装有第一夹板，所述第一夹板远离第三转动电机的侧面设有气涨轴。

7.根据权利要求1所述的无缝钢管自动化加工装置，其特征在于，所述传送带上安装有限位板，使得多根无缝钢管与传送带垂直设置。

8.根据权利要求1所述的无缝钢管自动化加工装置，其特征在于，所述坏料推出机的推出端相对应传送带上开设有推出口。

9.根据权利要求1所述的无缝钢管自动化加工装置，其特征在于，所述第一工作台上设置有与切割机构相对应的铁屑排放口，所述铁屑排放口下方放置有铁屑收集箱。

10.如权利要求1-9任一项所述的无缝钢管自动化加工装置的加工工艺，其特征在于，包括如下工艺方法：

S1、根据无缝钢管的直径调节电控滑块，将无缝钢管卡接安装在第一输送辊与第二输送辊之间，启动第一转动电机和第二转动电机分别带动第一输送辊与第二输送辊转动将无缝钢管向切割机构方向传动；

S2、切割机构将无缝钢管进行等长度的切割，切割后的铁屑通过铁屑排放口进入铁屑收集箱内，切割后的无缝钢管通过转向带进入传送带上，并卡在传送带的限位板之间；

S3、当进行无缝钢管的运行至打磨机构时，限位凸块检测到无缝钢管移动至第一夹板和第二夹板之间，控制器控制第一夹板和第二夹板收缩使得无缝钢管的一端套装在气涨轴上，控制第二推动气缸的活塞杆伸出，使第二夹板向第一夹板运动直至凸块卡合进无缝钢管的另一端，使第二夹板和第一夹板夹紧无缝钢管；

S4、启动第三转动电机，从而第三转动电机带动无缝钢管旋转，再控制第一推动气缸的活塞杆伸出，使修磨台下降至与无缝钢管接触，从而修磨台开始对无缝钢管进行修磨，再启动步进电机带动滑台通过滑轨沿无缝钢管的方向移动，实现无缝钢管外表面全面的修磨；

S5、修磨完成后，打开第二夹板和第一夹板将修磨完成的无缝钢管卸下至传送带上并通过探伤装置对无缝钢管进行质量检测，并将结果通过处理器传输给坏料推出机，坏料推出机通过收到的信号将不合格的无缝钢管通过推出口推出至废品收集箱，合格的无缝钢管通过传送带送至成品收集箱内。

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