CN113146327B - 用于数控切割设备的自动入料装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动入料技术领域，尤其涉及一种适用多规格管材且包括自动上料及自动接料的用于数控切割设备的自动入料装置。一种用于数控切割设备的自动入料装置，包括上料装置及接料装置，所述上料装置包括凹槽型料仓、第一输送单元、第二输送单元、拨料片、高度调整单元、承接单元、定位测长单元以及控制单元，所述上料装置还包括将所述第二输送单元上的管材输送至承接单元上的拨料单元，所述接料装置将所述承接单元上的管材输送至数控切割设备。该自动入料装置可实现自动上料、自动接料、自动适应多类型管材、自动管材支撑等功能，以实现管材入料流程的自动化。

Description

用于数控切割设备的自动入料装置

技术领域

本发明属于自动入料技术领域，尤其涉及一种适用多规格管材且包括自动上料及自动接料的用于数控切割设备的自动入料装置。

背景技术

传统对管材进行数控切割时的入料方式多采用人工入料，费时费力、效率低下，通常需要两个人抬起物料放置在数控切割设备的支撑部件上进行上料后再由夹持设备进行夹持，并通过激光对管材进行切割。在上料过程中可能出现安全隐患，而且人工上料高度很难统一，有时物料过重，操作人员会不自主想快点松开物料，这样就加大了主床身的冲击负载。

当然，目前亦有采用机构自动入料，现有的自动入料方式一般包括自动上料（将管材从料仓输送至自动上料装置前端的承接单元）、自动接料（将管材从承接单元输送至数控切割设备上的支撑单元）、自动支撑（管材在夹持机构的夹持下向切割头运动时，支撑单元进行支撑及自动下降）。针对自动上料装置的技术方案如中国专利申请发明名称为“一种适用多规格管材的全自动供料上料机构”、申请号为201920231058.5的发明专利申请公开了一种全自动供料上料机构，其包括凹槽型料仓、延伸至所述凹槽型料仓底部且将管材向上输出的第一输送单元、与所述第一输送单元上部对接的第二输送单元、设置在所述第二输送单元的上方且将所述第二输送单元上的管材拨开为单层输送的拨料片、调整所述拨料片与所述第二输送单元之间距离的高度调整单元、承接所述第二输送单元上的管材的分料承接单元、以及对所述分料承接单元中的管材端部进行定位且测量其长度的定位测长单元。本发明上料效率高，通用性高。

但是该发明的技术方案中，拨料片的高度由高度调整单元调整、管材由第二输送单元的动力机构进行输送，管材的输送与拨料片的拨料操作分开进行，管材的输送结构较为复杂。尤其是，第二输送单元的动力机构安装在该上料机构的底座上，由于底座已安装较多的驱动及传动机构，安装及检修都较为不便；此外，为节省空间，该上料机构与切割台身距离较近，第二输送单元在检修不便的同时还会对接料装置造成接料的阻碍，降低接料效率。另外，该发明的技术方案中的分料承接单元较为复杂，容易产生故障，导致在接料装置接料时效率较低。

该发明的技术方案中，只是针对自动上料的结构进行了改进，仍需自动接料装置将管材输送至自动支撑装置，再由自动支撑装置对管材进行支撑，并未与自动接料及自动支撑结构进行集成，未能实现完全的自动入料装置，自动入料装置仍较为复杂。此外，在针对不同管径、不同形状的管材进行夹持时，由于管材的支撑高度不同，自动支撑装置无法在纵向上进行高度调整，只是具备纵向上的伸缩性支撑，无法针对不同管径、不同形状的管材进行有效支撑，降低了自动支撑装置的通用性和灵活性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将自动上料、自动接料及自动支撑进行集成并且可针对不同管径及形状进行支撑高度调整的用于数控切割设备的自动入料装置，以解决上述背景技术中存在的自动入料装置集成度低、自动上料装置检修不便及接料效率低、自动支撑装置无法接料及纵向高度无法调整的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于数控切割设备的自动入料装置，包括上料装置及接料装置，所述上料装置包括凹槽型料仓、延伸至所述凹槽型料仓底部且通过传送带机构将管材向上输出的第一输送单元、与所述第一输送单元上部对接的第二输送单元、设置在所述第二输送单元上方的拨料片、调整所述拨料片与所述第二输送单元之间距离的高度调整单元、承接所述第二输送单元上的管材的承接单元、对所述承接单元中的管材端部进行定位且测量其长度的定位测长单元以及对该自动入料装置进行控制的控制单元，所述上料装置还包括将所述第二输送单元上的管材输送至承接单元上的拨料单元，所述接料装置将所述承接单元上的管材输送至数控切割设备；所述拨料单元间隔设置有若干个且其包括固定在所述高度调整单元上且平行于所述第二输送单元设置的连接架、在所述连接架上固定的拨料驱动机构、固定在所述连接架一侧面且由所述拨料驱动机构驱动的带传动机构，所述拨料片固定在所述带传动机构的传送带上并通过固定在所述连接架另一侧面上的第一滑轨滑块机构在所述连接架上滑动；所述接料装置间隔设置若干个且其包括固定在所述承接单元下方且垂直于管材放置方向的底座、在所述底座上设置的链轮传动结构的沿与管材放置方向垂直运动的水平运动机构、在所述水平运动机构上设置且随水平运动机构进行水平运动的齿轮齿条传动结构的纵向运动机构、在所述纵向运动机构上设置且随纵向运动机构进行纵向运动的气缸结构的纵向托举机构以及在所述纵向托举机构上设置且随纵向托举机构进行上下伸缩的V形支撑结构的接料架；所述接料架在随所述纵向托举机构向上运动至最高处时将所述承接单元内的管材撑起并输送至数控切割设备；所述第二输送单元间隔设置若干个且其包括两支腿及两端分别固定在所述支腿上端的滑动梁，在靠近所述第一输送单元的滑动梁的侧面竖直固定有限位气缸，所述限位气缸的缸体的上端面不高于所述第二输送单元的上端面；所述承接单元为V形支撑结构；所述控制单元连接并控制所述拨料单元及接料装置。

优选的，该自动入料装置还包括送料单元，所述送料单元设置有若干个，其包括在所述滑动梁侧面上固定的送料驱动气缸机构及第二滑轨滑块机构、固定在所述第二滑轨滑块机构的滑块上的送料架，所述承接单元固定在所述送料架上靠近所述定位测长单元的一端，所述送料驱动气缸机构的活塞杆的顶端连接所述承接单元。

优选的，所述拨料驱动机构包括在其中一个所述连接架上固定的拨料驱动组件及通过联轴器连接所述拨料驱动组件的输出轴的拨料传动轴，所述拨料传动轴驱动所述带传动机构并使带传动机构的传送带作正反转运动。

优选的，在所述滑动梁上端面设置有滑板，在连接所述第一输送单元的滑动梁的一端至所述限位气缸之间的滑板的上端面设有管材限位凹槽。

优选的，所述拨料片为U形结构且其开口处的尺寸大于管材的径向尺寸。

优选的，所述水平运动机构包括在所述底座的两侧面前后分别相互平行架设的主动转轴及从动转轴、在所述主动转轴及从动转轴上分别固定的主动链轮及从动链轮、连接所述主动链轮及从动链轮的传动链条、一端固定在所述底座外侧的所述传动链条上端面的水平运动连接支架、固定在所述水平运动连接支架的另一端且与所述底座侧面平行的纵向运动安装板、分别固定在所述纵向运动安装板及底座上相对的两侧面且相互配合的呈水平方向的水平运动滑块及水平运动滑轨、连接所述主动转轴的水平运动驱动机构；所述纵向运动机构包括在所述纵向运动安装板上远离水平运动滑块的侧面上竖直且相互平行固定的一组纵向运动滑块、与所述纵向运动滑块相匹配的纵向运动滑轨、在所述纵向运动滑轨上固定的纵向托举支架、在所述纵向托举支架上竖直固定的纵向运动齿条、在连接所述水平运动连接支架的纵向运动安装板的侧面固定的纵向运动驱动机构、连接所述纵向运动驱动机构且与所述纵向运动齿条相啮合的纵向运动齿轮；所述纵向托举机构包括固定在所述纵向托举支架上端的托举机构固定架、在所述托举机构固定架上竖直固定的纵向托举气缸组件，所述接料架固定在所述纵向托举气缸组件的气缸推板上。

优选的，所述水平运动驱动机构包括连接其中一个所述主动转轴的电机驱动组件及通过联轴器连接所述电机驱动组件的输出轴的水平运动传动轴，所述水平运动传动轴驱动所述主传动轴并带动所述传动链条作正反转运动。

优选的，在所述水平运动连接支架上固定有导向支撑机构，所述导向支撑机构包括竖直方向的导向支撑架及固定在所述导向支撑架下端且在所述底座上端面滚动的导向支撑轮。

优选的，所述主动链轮与主动转轴键连接，所述主动转轴的两端在轴承座内转动，所述从动链轮通过设置在从动转轴上的轴承转动，在所述底座的两侧面开设有横向贯通凹槽，在靠近所述台身的所述底座的后侧面上固定有与所述横向贯通凹槽平行的限位杆，所述限位杆可拆卸地连接所述从动转轴的两端。

优选的，在所述底座的上端面前后分别固定有限位块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明将自动上料、自动接料及自动支撑进行集成，在控制单元的控制下，管材可从凹槽型料仓自动上料至承接单元，并经由接料装置将管材输送至预设支撑工位，经在控制系统内输入相关管材的管径及形状参数，接料装置的高度调整装置可自动进行高度调整，以便于管材夹持装置在对管材进行夹持后，接料装置上的接料架对管材进行有效的支撑，实现了不同管径、不同形状的管材自动化高效入料及对管材进行自动化支撑。

2.通过设置拨料单元并使其固定在高度调整单元上，以及将拨料片固定在拨料单元上，使拨料片不仅可通过高度调整单元进行高度调整，还可通过拨料单元沿管材的径向作往复运动以对管材进行输送，将现有技术中第二输送单元的动力机构集成到高度调整单元上，实现第二输送单元的结构简化，使该上料装置检修更加方便，接料效率更高；在第一输送单元将管材输送至第二输送单元上时，单根管材在限位气缸的阻挡作用，实现单根管材上料，拨料片进行拨料时效率和准确性更高；承接单元为V形结构的支撑结构，在简化承接单元的同时，便于对圆管、方管或异形管的自然支撑；接料装置具有水平运动机构、纵向运动机构及纵向托举机构，托举机构不仅可在水平方向上运动至承接单元下以对管材进行接料，还能根据不同管径、不同管材的支撑位置不同进行纵向上的高度调整，以实现有效支撑。

3.通过在第二输送单元上设置送料单元，在管材落入承接单元后，可通过送料单元将承接单元向外推出，以便于接料装置快速接料，减少接料装置接料时的运动距离，提高接料效率。

4.拨料单元的带传动机构及接料装置的水平运动驱动机构的驱动装置采用一拨料驱动组件带动若干由联轴器连接的拨料传动轴的模式，使整个拨料单元结构更加紧凑，大大节省空间，同时各拨料单元在带动拨料片、各接料装置在输送管材移动时更加一致、准确。

5.在所述第二输送单元上的送料单元通过设置送料驱动气缸机构及滑轨、滑块机构，使承接单元上的管材推出时更加快速、流畅，以提高接料效率；通过设置链轮传动结构的水平运动机构、齿轮齿条传动结构的纵向运动机构、气缸运动的纵向托举机构，使运动机构更加高效可靠。

6.通过设置滑块及管材限位凹槽，可提高单根管材在第二输送单元上的稳定性，进一步提高单根管材输送的稳定性；通过设置U形结构的拨料片，便于对管材进行固定及输送；拨料片通过设置在所述送料架侧面的滑轨滑块机构作往复运动，使运动更加顺畅。

7.通过设置导向支撑机构使水平运动更加平稳；通过设置限位块对水平运动进行限位操作，避免造成损失；通过设置限位杆，可便于对链轮的松紧进行调整，且减轻了设备重量，降低了生产成本；通过设置托链结构可对线缆进行保护，延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明在管材入料过程中的整体结构示意图。

图3为本发明的自动上料装置的整体结构示意图。

图4为本发明的自动上料装置的多组凹槽型料仓、第一输送单元、第二输送单元、送料单元及承接单元的整体结构示意图。

图5为本发明的自动上料装置的单组凹槽型料仓、第一输送单元、第二输送单元、送料单元及承接单元的结构示意图。

图6为本发明的自动上料装置的多组高度调整单元、拨料单元和拨料片的结构示意图。

图7为本发明的自动上料装置的单组高度调整单元、拨料单元和拨料片的第一视角结构示意图。

图8为本发明的自动上料装置的单组高度调整单元、拨料单元和拨料片的第二视角结构示意图。

图9为图8的A处放大的结构示意图。

图10为本发明的自动上料装置的单组第二输送单元、送料单元及承接单元的第一视角结构示意图。

图11为本发明的自动上料装置的单组第二输送单元、送料单元及承接单元的第二视角结构示意图。

图12为本发明的多组接料装置的整体结构示意图。

图13为本发明的单组接料装置第一视角的结构示意图。

图14为本发明的单组接料装置第二视角的结构示意图。

图15为本发明的接料装置的水平运动机构第一视角结构示意图。

图16为本发明的接料装置的水平运动机构第二视角结构示意图。

图17为本发明的接料装置的纵向运动机构结构示意图。

图18为本发明的接料装置的水平运动机构与纵向运动机构安装结构示意图

图19为本发明的接料装置的纵向托举机构结构示意图。

图20为本发明的接料装置的纵向运动机构与纵向托举安装结构示意图

图21为图15的A处放大结构示意图。

图22为图15的B处放大结构示意图。

图中：1、上料装置，2、接料装置，3、凹槽型料仓，4、管材，5、第一输送单元，6、第二输送单元，7、拨料片，8、高度调整单元，9、承接单元，10、定位测长单元，11、控制单元，12、拨料单元，13、支腿，14、滑动梁，15、限位气缸，16、滑板，17、管材限位凹槽，18、第一驱动件，19、第一转轴，20、输送带，21、底座，22、支撑架，23、支撑横梁，24、第二驱动件，25、第二转轴，26、齿轮，27、高度调整固定架，28、齿条，29、连接架，30、拨料驱动组件，31、拨料传动轴，32、传动轮，33、带传动机构，34、第一滑轨滑块机构，35、送料单元，36、送料驱动气缸机构，37、第二滑轨滑块机构，38、送料架，39、底座，40、水平运动机构，41、纵向运动机构，42、纵向托举机构，43、接料架，44、固定板，45、侧板，46、支撑方管，47、主动转轴，48、从动转轴，49、主动链轮，50、从动链轮，51、传动链条，52、水平运动连接支架，53、纵向运动安装板，54、水平运动滑块，55、水平运动滑轨，56、水平运动驱动机构，57、横向贯通凹槽内，58、限位杆，59、导向支撑机构，60、导向支撑架、61、导向支撑轮，62、限位块，63、电机驱动组件、64、水平运动传动轴，65、纵向运动滑块，66、纵向运动滑轨，67、纵向托举支架，68、纵向运动齿条，69、纵向运动驱动机构，70、纵向运动齿轮，71、托举机构固定架，72、纵向托举气缸组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

参见附图1、2、3、4、5所示，一种用于数控切割设备的自动入料装置，包括包括上料装置1及接料装置2，上料装置1包括凹槽型料仓3、延伸至凹槽型料仓3底部且通过传送带机构将管材4向上输出的第一输送单元5、与第一输送单元5上部对接的第二输送单元6、设置在第二输送单元6上方的拨料片7、调整拨料片7与第二输送单元6之间距离的高度调整单元8、承接第二输送单元6上的管材4的承接单元9、对承接单元9中的管材4端部进行定位且测量其长度的定位测长单元10以及对该自动入料装置进行控制的控制单元11，凹槽型料仓3、第一输送单元5、第二输送单元6安装在底座21上，在底座21的两侧竖直安装有支撑架22，支撑横梁23的两端固定在支撑架22的顶端，高度调整单元8竖直固定在支撑横梁23上，定位测长单元10水平固定在支撑横梁23上。该上料装置1还包括将第二输送单元6上的管材4输送至承接单元9上的拨料单元12，接料装置2将承接单元9上的管材4输送至数控切割设备并对管材4进行支撑。

拨料单元12固定在高度调整单元8上且在高度调整单元8进行高度调整时随其上下运动，拨料片7固定在拨料单元12上且在拨料单元12的驱动装置的驱动下在拨料单元12上沿管材4的径向运动，控制单元11连接并控制拨料单元12沿管材4的径向往复运动。

参见附图4、10、11，第二输送单元6间隔设置若干个且其包括两支腿13及两端分别固定在支腿13上端的滑动梁14，在靠近第一输送单元5的滑动梁14的侧面竖直固定有限位气缸15，限位气缸15的缸体的上端面不高于第二输送单元6的上端面。在限位气缸15内的活塞杆伸出时，可阻挡经第一输送单元5输送的管材4，限位气缸15可在第二输送单元6的侧面上平移，以确保管材4单根上料至第二输送单元6上。为避免管材4在第二输送单元6上端面滑动时被磨损以及提高滑动的顺畅性，在第二输送单元6的滑动梁14的上端面设置有滑板16。在连接第一输送单元5的滑动梁14的一端至限位气缸15之间的滑板16的上端面设有管材限位凹槽17，管材限位凹槽17的底部呈圆弧过渡，在单根管材4被限位气缸15阻挡后落入该管材限位凹槽17内，进一步提高单根管材4上料的稳定性。

承接单元9为V形支撑结构，承接单元9的V 形结构的一端固定在第二输送单元6上远离第一输送单元5的一端。为避免在定位测长单元10在对管材4进行定位及测长时，承接单元9的V形支撑划伤管材，在承接单元9的V形支撑上设置有导向辊。承接单元9的V形支撑相比于背景技术中的对管材的顶紧结构而言，结构更加简单，此外，在对不同管径、不同形状的管材进行支撑时，承接单元对管材为自然支撑，不施加径向力，一是便于接料装置对承接单元9内的管材进行顶起并输送至预设的管材支撑工位，二是在数控切割设备上的管材夹持机构对管材进行夹持，便于确定管材4的有效支撑高度，在控制单元11内输入确定的有效支撑高度后，接料装置2可进行纵向上的高度调整，以对管材4进行有效支撑。

参见附图3、4、5，凹槽型料仓3包括若干间隔设置的U形槽结构，第一输送单元5包括若干第一驱动件18、受第一驱动件18驱动进行旋转的第一转轴19、固定在第一转轴19上的若干同步轮、与套设在同步轮上形成循环回路的输送带20，输送带20包括位于凹槽型料仓3底部的水平段、将管材4向上运输的上坡段。在控制单元11控制第一输送单元5进行上料时，限位气缸15内的活塞杆伸出，管材4被输送带20输送至管材限位凹槽17内并在限位气缸15的活塞杆的阻挡作用，单根管材4停留在管材限位凹槽17内以待拨料片7将其往承接单元9方向输送。

参见附图6、7、8、9，高度调整单元8包括通过螺栓固定在支撑横梁23上的第二驱动件24、受第二驱动件24驱动进行旋转的第二转轴25、间隔固定在第二转轴25上的若干齿轮26、通过滑块滑轨机构竖直固定在支撑横梁23上的高度调整固定架27、在高度调整固定架27上竖直固定的与齿轮26配合传动的齿条28。在控制单元11的控制下，第二驱动件24驱动齿轮26旋转，利用齿轮齿条传动原理可实现高度调整固定架27的上下运动，在高度调整固定架27的底端固定的拨料单元12可随其上下运动从而调整拨料片7的高度。

拨料单元12间隔设置有若干个，其包括固定在高度调整固定架27下端面上且平行于第二输送单元6设置的连接架29、在连接架29上固定的拨料驱动组件30、受拨料驱动组件30驱动进行旋转的拨料传动轴31、间隔固定在拨料传动轴31上的传动轮32、固定在连接架29侧面并由传动轮32驱动的带传动机构33，带传动机构33包括在连接架29侧面固定的主传动轮、从传动轮、张紧轮以及在主传动轮、从传动轮及张紧轮上传动的传送带。

拨料片7为U形结构且其开口处的尺寸大于管材4的径向尺寸，拨料片7开口朝下的固定在带传动机构33的传送带上。为了保证拨料片7在随传送带运动时更加顺畅及平稳，在与带传动机构33相对的连接架29的侧面上水平固定有第一滑轨滑块机构34，拨料片7的侧面固定在第一滑轨滑块机构34的滑块上，拨料片7在带传动机构33的驱动下通过第一滑轨滑块机构34在连接架29上滑动。在控制单元11的连接并控制下，通过高度调整单元8调整拨料片7的高度以通过U形结构固定已在管材限位凹槽17放置的管材4，并通过拨料驱动组件30驱动拨料传动轴31旋转并经由传动轮32驱动带传动机构33，实现拨料片7的往复运动，从而实现拨料片7在第二输送单元6上输送管材4并空载返回输送下一管材。

参见附图3、4、5、10、11，送料单元35间隔设置有若干个，其包括在第二输送单元6侧面上固定的送料驱动气缸机构36及第二滑轨滑块机构37、固定在第二滑轨滑块机构37的滑块上的送料架38，承接单元9固定在送料架38上靠近定位测长单元10的一端，送料驱动气缸机构36的活塞杆的顶端连接承接单元10。当管材4落入承接单元10内时，在控制单元11的控制下，经定位测长单元10定位及测长后，送料驱动气缸机构36的活塞杆推动承接单元10向前运动至接料装置2处，以减少接料装置2运行距离，提高接料效率。

参见附图1、2、12所示，接料装置2间隔设置若干个，以实现对管材4的均衡支撑。接料装置2的一端固定在承接单元9的下方，其另一端固定在数控切割设备靠近上料装置1的一侧。数控切割设备包括台身、送料座、管材夹持机构、旋转切割机头及控制系统，在台身靠近上料装置1的一侧端面上分别通过螺栓相互平行固定有两条直线导轨及送料齿条，送料座的内侧螺栓固定有滑块，送料座通过滑块嵌设在直线导轨上，在送料座的外侧通过螺栓固定有送料伺服电机，在送料座上嵌设有滚动轴承，送料伺服电机的主轴穿设在滚动轴承内并键连接有送料主动齿轮，送料主动齿轮与送料齿条相啮合，管材夹持机构通过螺栓水平固定在送料座的外侧，在送料伺服电机的驱动下，送料主动齿轮在送料齿条上移动，从而带动管材夹持机构朝旋转切割机头移动，在管材夹持机构上夹持的管材伴随管材夹持机构移动至旋转切割机头。

参见附图13、14，接料装置2包括固定在承接单元9下方且垂直于管材4放置方向的底座39、在底座39上设置的链轮传动结构的沿与管材4放置方向垂直运动的水平运动机构40、在水平运动机构40上设置且随水平运动机构40进行水平运动的齿轮齿条传动结构的纵向运动机构41、在纵向运动机构41上设置且随纵向运动机构41进行纵向运动的气缸结构的纵向托举机构42以及在纵向托举机构42上设置且随纵向托举机构42进行上下伸缩的V形支撑结构的接料架43。底座39包括竖直固定的固定板44，分别垂直固定在固定板44两侧的侧板45，在两侧板45之间焊接的中空结构的支撑方管46，该结构可加强底座的结构强度。

在需要入料时，控制单元11控制上料装置1将管材4输送至承接单元9上的V形支撑结构上，并控制接料装置2的水平运动机构40带动纵向运动机构41、纵向托举机构42及接料架43水平运动至承接单元9下方的预设位置，然后控制单元11控制纵向托举机构42的气缸活塞伸出并带动接料架43竖直方向向上运动，接料架43将管材4托离承接单元9后，控制单元11控制水平运动机构40带动纵向运动机构41、纵向托举机构42、接料架43及管材4水平运动至数控切割设备的台身一侧的预设管材支撑位置，之后控制单元11控制纵向托举机构42的气缸活塞缩回并带动接料架43竖直向下运动，控制单元11控制纵向运动机构41带动纵向托举机构42、接料架43及管材4在纵向上进行高度调整，以适应不同管径、不同管材在数控切割设备的管材夹持机构内夹持时，接料架43对管材4进行有效支撑。在接料架43对管材4进行有效支撑后，管材夹持机构带动管材4向旋转切割机头内移动，管材4在旋转切割机头内进行切割。

旋转切割机头包括机头座及设置在机头座上的上夹持部分、下夹持定位部分和机头回转部分，机头回转部分包括互相连接的传动机构和转动装置，传动机构上设置有回转安装盘，回转安装盘上设置有Y轴部件，Y轴部件上设置有X轴部件，X轴部件上设置切割头。切割头相对于管材在X轴、Y轴方向上移动及绕Z轴进行转动，并配合管材在Z轴方向上的移动实现对管材进行切割、打孔等操作。旋转切割机头的具体结构及工作原理在中国发明专利名称为“数控切割设备”、申请号为201710754018 .4的专利申请中详细说明，本说明书中不再赘述。由于旋转切割机头上的切割头可绕管材轴线也即上文中说的Z轴旋转进行切割，所以管材只需保留Z轴方向的进给运动即可，避免管材旋转、切割头不旋转的传统切割方式因管材过长、重心下降导致切割精度下降，同时，在一定程度上简化了接料装置2的结构,。

参见附图15、16、18、22，水平运动机构40包括主动转轴47、从动转轴48、主动链轮49、从动链轮50、传动链条51、水平运动连接支架52、纵向运动安装板53、水平运动滑块54、水平运动滑轨55、水平运动驱动机构56。主动转轴47及从动转48分别相互平行架设在底座39的两侧板45上，其中主动转轴47的两端嵌设在轴承内，轴承通过螺栓固定在底座39的两侧板45的外侧，在靠近固定板44的两侧板45上开设有横向贯通凹槽57，从动转轴48的两端穿设在横向贯通凹槽内57。在固定板44的前端面上固定相互平行的且与横向贯通凹槽57平行的两条限位杆58，在从动转轴48的两端开设有通孔，限位杆58穿设在该通孔内，在限位杆58的前端设有外螺纹，紧固螺母螺纹连接在限位杆58上以固定从动转轴48。在调整传动链条51的松紧度时，旋紧或旋松紧固螺母即可实现。主动链轮49键连接在主动转轴47上，在从动转轴48上嵌设有轴承，从动链轮50通过轴承转动连接在从动转轴48上。在支撑方管46的上端面开设有链条传动槽，连接主动链轮49及从动链轮50的传动链条51穿过链条传动槽在支撑方管46内外转动。

水平运动连接支架52的一端螺栓固定在支撑方管46外侧的传动链条51上端面，纵向运动安装板53为竖直设置且螺栓固定在水平运动连接支架52的另一端。水平运动滑轨水平设置有两条且通过螺栓固定在与纵向运动安装板同一侧的底座的侧板上。水平运动滑块54及与其相配合的水平运动滑轨55分别固定在纵向运动安装板53及底座39上相对的两侧面且呈水平方向设置。

参见附图21，为实现水平运动的平稳，在水平运动连接支架52上固定有导向支撑机构59，导向支撑机构59包括竖直方向的导向支撑架60及固定在导向支撑架60下端且在底座39上端面滚动的导向支撑轮61。为确保水平运动的安全性，在底座39的上端面前后分别固定有限位块62。限位块62可为U形框架结构，在U形框架结构的底部开设有连接槽，限位螺栓穿设在连接槽内将该限位块62固定在支撑方管46上端面。

水平运动驱动机构56通过联轴器连接主动转轴47，主动转轴47在水平运动驱动机构56的驱动下转动，依次带动主动链轮49、传动链条51、从动链轮50转动，传动链条51带动水平运动连接支架52在水平方向往复运动，纵向运动安装板53在水平运动连接支架52的带动下，沿水平运动滑轨55进行水平方向的往复运动。各水平运动驱动机构56可单独设置，如在每个主动转轴处连接减速器及驱动电机，但为了设备的总体成本及整体重量、各水平运动机构40在水平运动时的一致性，水平运动驱动机构56包括在其中一个主动转轴47的电机驱动组件63及通过联轴器连接电机驱动组件63的输出轴的水平运动传动轴64，水平运动传动轴64驱动主传动轴47并带动传动链条51作正反转运动。

参见附图17、18、20，纵向运动机构41包括纵向运动滑块65、纵向运动滑轨66、纵向托举支架67、纵向运动齿条68、纵向运动驱动机构69、纵向运动齿轮70。竖直且相互平行设置的两个纵向运动滑块65通过螺栓固定在纵向运动安装板53上远离水平运动滑块54的侧面上，纵向托举支架67固定在与纵向运动滑块65相匹配的纵向运动滑轨66上，纵向运动齿条68竖直固定在纵向托举支架67上，纵向运行驱动机构69固定在连接水平运动连接支架52的纵向运动安装板53的侧面，纵向运动齿轮70与纵向运动齿条68相啮合且固定在纵向运动驱动机构69的输出轴上。

纵向运动驱动机构69包括纵向运动驱动电机及连接该纵向运动驱动电机输出轴的纵向运动减速器，该纵向运动减速器的输出轴连接纵向运动齿轮70。纵向运动驱动机构69在每个独立的接料装置上各设置一个。

参见附图19、20，纵向托举机构42包括固定在纵向托举支架67上端的托举机构固定架71、在托举机构固定架71上竖直固定的纵向托举气缸组件72，接料架43固定在纵向托举气缸组件72的气缸推板上。

本发明自动入料装置实施例的工作原理为：

首先人工或机械将批量的管材4放置到凹槽型料仓3中，当数控切割设备加工完单根管材时，控制单元11控制上料装置1进行自动上料、接料装置2进行自动接料以完成自动入料过程。

上料过程：在控制单元11的控制下，限位气缸15的活塞杆伸出，由第一输送单元5将单根管材4输送至管材限位凹槽17内，拨料单元12通过带传动机构33完成对拨料片7的位置调整，使拨料片7移动至单根管材4正上方，高度调整单元8通过齿轮齿条机构完成对拨料单元12的高度调整，使单根管材4固定在拨料片7内后，拨料单元12的带传动机构33带动拨料片7滑动至承接单元9，从而将单根管材4经由第二输送单元6输送至承接单元9内。随后，定位测长单元10中的推板通过推动单根管材4移动至定位测长单元10的基准挡板处，完成对单根管材4的定位和长度测量，然后送料驱动气缸机构36的活塞杆推动承接单元9向前运动至接料装置2处。

接料过程：在控制单元11的控制下，接料装置2的水平运动机构40带动接料架43运动至承接单位9上的管材下方，接料装置2的纵向托举机构42带动接料架43向上运动以对管材4进行支撑，使其脱离承接单元9并在水平运动机,40的带动下回到预设的管材4加工时预设的支撑处，在接料装置2进行接料前，控制单元11可根据管材的不同管径、不同形状，计算出接料架43对管材有效支撑时所需的高度，通过接料装置2的纵向运动机构41进行纵向上的高度调整，以实现对管材4的有效支撑。在管材4向旋转切割机头移动，当接料架43阻碍管材夹持机构继续向旋转切割机头运动时，根据管材夹持机构的滑动位置，接料架43可在纵向托举机构42的活塞杆的带动下自动下降。

接料装置2接料后，承接单元9复位，拨料片7经高度调整单元8和拨料单元12的控制下返回至待输送位置并重复以上步骤。

由此，该自动入料装置可实现自动上料、自动接料、自动适应多类型管材、自动管材支撑等功能，以实现管材入料流程的自动化。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种用于数控切割设备的自动入料装置，包括上料装置及接料装置，所述上料装置包括凹槽型料仓、延伸至所述凹槽型料仓底部且通过传送带机构将管材向上输出的第一输送单元、与所述第一输送单元上部对接的第二输送单元、设置在所述第二输送单元上方的拨料片、调整所述拨料片与所述第二输送单元之间距离的高度调整单元、承接所述第二输送单元上的管材的承接单元、对所述承接单元中的管材端部进行定位且测量其长度的定位测长单元以及对该自动入料装置进行控制的控制单元，其特征在于：所述上料装置还包括将所述第二输送单元上的管材输送至承接单元上的拨料单元，所述接料装置将所述承接单元上的管材输送至数控切割设备并对管材进行支撑；所述拨料单元间隔设置有若干个且其包括固定在所述高度调整单元上且平行于所述第二输送单元设置的连接架、在所述连接架上固定的拨料驱动机构、固定在所述连接架一侧面且由所述拨料驱动机构驱动的带传动机构，所述拨料片固定在所述带传动机构的传送带上并通过固定在所述连接架另一侧面上的第一滑轨滑块机构在所述连接架上滑动；

所述接料装置间隔设置若干个且其包括固定在所述承接单元下方且垂直于管材放置方向的底座、在所述底座上设置的链轮传动结构的沿与管材放置方向垂直运动的水平运动机构、在所述水平运动机构上设置且随水平运动机构进行水平运动的齿轮齿条传动结构的纵向运动机构、在所述纵向运动机构上设置且随纵向运动机构进行纵向运动的气缸结构的纵向托举机构以及在所述纵向托举机构上设置且随纵向托举机构进行上下伸缩的V形支撑结构的接料架；

所述接料架在随所述纵向托举机构向上运动至最高处时将所述承接单元内的管材撑起并输送至数控切割设备；

所述第二输送单元间隔设置若干个且其包括两支腿及两端分别固定在所述支腿上端的滑动梁，在靠近所述第一输送单元的滑动梁的侧面竖直固定有限位气缸，所述限位气缸的缸体的上端面不高于所述第二输送单元的上端面；所述承接单元为V形支撑结构；所述控制单元连接并控制所述拨料单元及接料装置；

该自动入料装置还包括送料单元，所述送料单元设置有若干个，其包括在所述滑动梁侧面上固定的送料驱动气缸机构及第二滑轨滑块机构、固定在所述第二滑轨滑块机构的滑块上的送料架，所述承接单元固定在所述送料架上靠近所述定位测长单元的一端，所述送料驱动气缸机构的活塞杆的顶端连接所述承接单元；

在所述滑动梁上端面设置有滑板，在连接所述第一输送单元的滑动梁的一端至所述限位气缸之间的滑板的上端面设有管材限位凹槽；

所述拨料片为U形结构且其开口处的尺寸大于管材的径向尺寸。

2.根据权利要求1所述一种用于数控切割设备的自动入料装置，其特征在于：所述拨料驱动机构包括在其中一个所述连接架上固定的拨料驱动组件及通过联轴器连接所述拨料驱动组件的输出轴的拨料传动轴，所述拨料传动轴驱动所述带传动机构并使带传动机构的传送带作正反转运动。

3.根据权利要求1所述一种用于数控切割设备的自动入料装置，其特征在于：所述水平运动机构包括在所述底座的两侧面前后分别相互平行架设的主动转轴及从动转轴、在所述主动转轴及从动转轴上分别固定的主动链轮及从动链轮、连接所述主动链轮及从动链轮的传动链条、一端固定在所述底座外侧的所述传动链条上端面的水平运动连接支架、固定在所述水平运动连接支架的另一端且与所述底座侧面平行的纵向运动安装板、分别固定在所述纵向运动安装板及底座上相对的两侧面且相互配合的呈水平方向的水平运动滑块及水平运动滑轨、连接所述主动转轴的水平运动驱动机构；所述纵向运动机构包括在所述纵向运动安装板上远离水平运动滑块的侧面上竖直且相互平行固定的一组纵向运动滑块、与所述纵向运动滑块相匹配的纵向运动滑轨、在所述纵向运动滑轨上固定的纵向托举支架、在所述纵向托举支架上竖直固定的纵向运动齿条、在连接所述水平运动连接支架的纵向运动安装板的侧面固定的纵向运动驱动机构、连接所述纵向运动驱动机构且与所述纵向运动齿条相啮合的纵向运动齿轮；所述纵向托举机构包括固定在所述纵向托举支架上端的托举机构固定架、在所述托举机构固定架上竖直固定的纵向托举气缸组件，所述接料架固定在所述纵向托举气缸组件的气缸推板上。

4.根据权利要求3所述一种用于数控切割设备的自动入料装置，其特征在于：所述水平运动驱动机构包括连接其中一个所述主动转轴的电机驱动组件及通过联轴器连接所述电机驱动组件的输出轴的水平运动传动轴，所述水平运动传动轴驱动所述主动转轴并带动所述传动链条作正反转运动。

5.根据权利要求3所述一种用于数控切割设备的自动入料装置，其特征在于：在所述水平运动连接支架上固定有导向支撑机构，所述导向支撑机构包括竖直方向的导向支撑架及固定在所述导向支撑架下端且在所述底座上端面滚动的导向支撑轮。

6.根据权利要求3所述一种用于数控切割设备的自动入料装置，其特征在于：所述主动链轮与主动转轴键连接，所述主动转轴的两端在轴承座内转动，所述从动链轮通过设置在从动转轴上的轴承转动，在所述底座的两侧面开设有横向贯通凹槽，在靠近台身的所述底座的后侧面上固定有与所述横向贯通凹槽平行的限位杆，所述限位杆可拆卸地连接所述从动转轴的两端。

7.根据权利要求3所述一种用于数控切割设备的自动入料装置，其特征在于：在所述底座的上端面前后分别固定有限位块。

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