CN113478797A

CN113478797A - 一种高精度自动化翻边设备

Info

Publication number: CN113478797A
Application number: CN202110831941.XA
Authority: CN
Inventors: 陈江慧; 霍福磊; 金崇阳; 褚展鹏; 刘跃明
Original assignee: Linhai Weixing New Building Materials Co Ltd
Current assignee: Linhai Weixing New Building Materials Co Ltd
Priority date: 2021-07-22
Filing date: 2021-07-22
Publication date: 2021-10-08
Anticipated expiration: 2041-07-22
Also published as: CN113478797B; WO2023000493A1

Abstract

本发明公开了一种高精度自动化翻边设备，包括：管材夹紧机构，用于对所翻边管材进行夹紧固定；模具旋转机构，用于对不同的模具进行旋转旋切换，以实现对管材加热、翻边、修边操作；控制驱动机构，用于控制模具的进给动作并实现模具来回滑动。本专利提供的一种高精度自动化翻边设备，将加热、翻边、修边集成于一台设备，且自动化操作，不仅保证了翻边质量，而且还大大的提高了翻边效率，其具有操作便捷、自动化程度高、产品质量控制精准，不仅翻边精度高且适用于批量生产，解决了市面上现有翻边机无法解决的难题。

Description

一种高精度自动化翻边设备

技术领域

本发明专利属于塑料管道制造设备领域，特别涉及一种高精度自动化翻边设备。

背景技术

在油田领域中，每年因为金属管道腐蚀而造成的管道报废不计其数。由于油中介质复杂，含化学成分较多，为了减少金属管道的腐蚀，较好的做法就是将塑料管内衬到钢管里面，避免原油与钢管接触，整体提高管道对油品的阻隔性和抗腐蚀性。但是在我国石油输送领域，塑料管内衬钢管目前仅限于抽油管，未能应用于用量大的集输管线。由于抽油管作业形式是抽油杆在管中抽拉，对管壁内径有一定要求，因此对内衬技术要求相对较高，其中较为关键的就是翻边处理。翻边处理就是为了避免介质从连接处进入内衬塑料管和金属管间，长期以往会导致内衬塑料管发生塌陷、失效，从而造成内衬管脱落，管道报废。目前市面上翻边装置非常多，但大多用于PVC、PE等管道翻边，而非用于内衬管翻边，且现有装置都因部分缺陷无法应用于内衬管翻边批量生产。例如专利号CN03261894.8公开了一种塑料管材翻边机，此装置翻边用于法兰连接，无法应用于内衬管翻边，且此装置为手动装置，无法保证管道翻边产品的一致性，更无法应用于大批量生产。现有翻边机用于内衬管翻边后，需要手动修除多余的边，而且工人操作存在不确定因素，过程不可控，且修边时极易损坏原先翻边，导致翻边处泄漏，内衬管坍塌。

发明内容

针对上述问题情况，本发明的提供一种高精度自动化翻边设备，本发明设备，将加热、翻边、修边集成于一台设备，且自动化操作，不仅保证了翻边质量，而且还大大的提高了翻边效率。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种高精度自动化翻边设备，其特征在于，包括：

管材夹紧机构，用于对所翻边管材进行夹紧固定；

模具旋转机构，用于对加热模具、翻边模具、修边模具进行旋转切换，以实现对管材加热、翻边、修边操作；

控制驱动机构，用于控制模具的进给动作并实现模具来回滑动。

进一步的，所述管材夹紧机构包括相互配合的夹紧底座和夹紧顶座，设置在夹紧顶座上通过内六角圆柱头螺钉固定的顶座固定块，还包括液压缸组件，用于对顶座固定块施加压力，以使夹紧管材更加牢固可靠。

进一步的，所述液压缸组件包括液压缸、液压缸座以及导柱，所述导柱为两根，固定设置在管材的两侧，液压缸座通过六角螺母固定在所述导柱的顶端，液压缸固定设置在液压缸座的下部，液压缸缸杆可与顶座固定块接触连接，以施加压力使夹紧管材更牢固。

进一步的，所述夹紧底座与夹紧顶座与钢管接触面为弧形面，并设有多道凹槽，以增加夹紧摩擦力，所述钢管内嵌套有内衬塑料管，所述夹紧底座与夹紧顶座分别两套，平行设置在管材的方向上，顶座固定块固定于两套夹紧顶座上。

进一步的，所述模具旋转机构包括设置在模具旋转台上的加热模具、翻边模具以及修边模具，可通过旋转模具旋转台切换不同的模具，还包括设置在模具旋转台相对面的伺服电机A，所述伺服电机A通过小齿轮和大齿轮配合传动驱动传动轴带动模具旋转台转动，实现精准角度旋转，所述传动轴通过圆螺母与模具旋转台连接。

进一步的，所述伺服电机A固定在电机支架上，所述电机支架呈U型开口结构，底面通过螺纹连接在滑座上。

进一步的，加热模具呈套筒装，可套接在管材外面，设有内加热套筒和外加热套筒，可实现管材内外壁一起加热，所述加热模具中还设有温度传感器，实时监测管材温度；翻边模具包括底座和设置在底座上的翻边压头，所述翻边压头为套筒状设置，直径小于管材直径，翻边压头的端部具有斜面，便于模具进入翻边管材，所述翻边模具表面还镀有特氟龙，使塑料不易粘结。

进一步的，所述修边模具呈中空圆柱套筒状结构，修边模具呈中空圆柱套筒状结构，后面设有弹簧支撑，通过螺旋固定座设置在模具旋转台上，螺旋固定座包括圆形底座和螺旋形旋转支座，圆形底座固定在模具旋转台上，修边模具底部中央具有和螺旋形旋转支座相配合的内孔，可插接在螺旋形旋转支座上，所述弹簧设置在圆形底座和修边模具之间并与圆形底座固定连接，修边磨具工作时，控制驱动机构进给模具修边时，压缩弹簧，修边模具可嵌套进螺旋形旋转支座，从而实现修边模具在修边时的自旋转，提高工作精度和效率。修边模具的端部设有锋利的锥面，可随模具旋转机构的推进将多余的翻边裁掉，保证质量，所述锥面的斜度与水平中轴线的夹角为20-60度，优选为30度。

更进一步的，所述控制驱动机构包括设置在电机支架底面下方通过螺纹连接的滑座，在滑座两端下方平行设置的两条直线滑轨，在所述滑轨靠近管材的一端设置有限位块，在直线滑轨的一端部还设有定位传感器，可自动控制模具给进距离，所述控制驱动机构还包括设置在设备平台的下表面的伺服电机B、滚珠丝杠和推板，在直线滑轨之间设有开口槽，推板上端穿过开口槽连接在滑座上，所述伺服电机B通过齿轮驱动滚珠丝杠带动推板，以此实现模具来回滑动。

本发明设备与现有技术相比，具有如下有益效果：

（1）本发明设备设置有定位传感器，管段放置好后无需手动输入翻边模具进给参数，设备根据定位传感器感知管段放置位置以及端部留有多少距离，进而自动调节加热、翻边模具进给，实现高精度定位。

（2）本发明设备加热模具中设有外加热套筒和内加热棒以及温度传感器，实现管材内外壁一起加热，受热均匀。从而避免了现有设备单边加热管材内壁或者外壁而导致受热不均，翻边时管材破裂。而且传感器距离待加热管端较近，测得管段温度较为可靠。相比市面测加热模具温度更为准确，可清楚的测得实际管材温度，进而调节模具加热温度，加热精度更高。

（3）本发明设备设有模具旋转台，实现加热、翻边、修边于一体，并采用伺服电机控制，相比现有设备精度更高。

（4）本发明设备采用滚珠丝杠传动，伺服电机控制模具旋转台的进给，加热温度、进给速度、进给尺寸均可控制且显示于显示屏中。

（5）本发明设备在进行修边时，修边模具边旋转边修边，修边效率和效果更好。

综上，本专利提供了一种高精度自动化翻边设备，其具有操作便捷、自动化程度高、产品质量控制精准，不仅翻边精度高且适用于批量生产，解决了市面上现有翻边机无法解决的难题。

附图说明

图1为本发明高精度自动化翻边设备结构示意图；

图2为本发明高精度自动化翻边设备正视图；

图3为本发明高精度自动化翻边设备加热模具轴视图；

图4为本发明高精度自动化翻边设备螺旋固定座结构示意图；

图5为本发明高精度自动化翻边设备修边模具连接分解图。

图中：1、设备平台；2、内衬塑料管；3、钢管；4、夹紧底座；5、夹紧顶座；6、顶座固定块；7、内六角圆柱头螺钉；8、液压缸；9、导柱；10、液压缸座；11、六角螺母；12、修边模具；13、加热模具；131、内加热套筒；132、外加热套筒；133、温度传感器；14、翻边模具；15、模具旋转台；16、大齿轮；17、小齿轮；18、伺服电机A；19、滑座；20、定位传感器；21、直线滑轨；22、限位块；23、显示屏；24、圆螺母；25、传动轴；26、丝杠支撑；27、推板；28、滚珠丝杠；29、伺服电机B；30、电机支架；31、螺旋固定座；311、圆形底座；312、螺旋形旋转支座。

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。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1-2所示，一种高精度自动化翻边设备主要由管材夹紧机构、模具旋转机构以及控制驱动机构三大部分组成，其中，管材夹紧机构，用于对所翻边管材进行夹紧固定；模具旋转机构，用于对加热模具、翻边模具、修边模具进行旋转切换，以实现对管材加热、翻边、修边操作；控制驱动机构，用于控制模具的进给动作并实现模具来回滑动。

管材夹紧机构主要由夹紧底座4、夹紧顶座5、顶座固定块6、液压缸7、液压缸座10以及导柱9组成，其主要作用就是夹紧固定钢管3（内衬有塑料管2的钢管）。所述夹紧底座4以及夹紧顶座5与钢管接触面设有多道凹槽，增加夹紧摩擦力；所述顶座固定块6通过内六角圆柱头螺钉7固定于两块夹紧顶座5之上，并连接液压缸10缸杆，实现液压缸控制夹紧管材，夹紧更为可靠。

所述模具旋转机构主要由加热模具13、翻边模具14、修边模具12、模具旋转台15、大齿轮16、小齿轮17、传动轴25以及伺服电机A18组成。加热模具13、翻边模具14以及修边模具12设置在模具旋转台上，可通过旋转模具旋转台切换不同的模具，伺服电机A18固定在电机支架30上，设置在模具旋转台15相对面，伺服电机A18通过小齿轮17和大齿轮16配合传动驱动传动轴25带动模具旋转台15转动，实现精准角度旋转，所述传动轴25通过圆螺母24与模具旋转台15连接。电机支架30呈U型开口结构，底面通过螺纹连接在滑座19上。

参照图3所示，所述加热模具呈套筒状，可套接在管材外面，设有外加热套筒132和内加热棒131，可实现管材内外壁一起加热，受热均匀。而且加热模具中还设有四个温度传感器133，可实时监测管材实际温度，较目前现有的翻边设备测试加热器温度更为准确可靠；所述翻边模具包括底座和设置在底座上的翻边压头，所述翻边压头为套筒状设置，直径略大于管材直径，翻边压头的端部具有斜面，便于模具进入翻边管材，斜面的斜度与水平中轴线的夹角为20-60度，所述翻边模具表面还镀有特氟龙，使塑料不易粘结，翻边质量更好；所述修边模具呈圆柱筒状结构，固定设置在模具旋转机构上，修边模具的端部设有锋利的锥面，当翻边结束后，设备进给修边模具，将多余的翻边裁掉，以保证翻边质量；所述模具旋转台通过传动轴由伺服电机驱动，实现精准角度旋转。

如图4和图5所示，所述修边模具呈中空圆柱套筒状结构，修边模具12呈中空圆柱套筒状结构，后面设有弹簧32支撑，通过螺旋固定座31设置在模具旋转台15上，螺旋固定座31包括圆形底座311和螺旋形旋转支座312，圆形底座311固定在模具旋转台15上，修边模具12底部中央具有和螺旋形旋转支座312相配合的内孔，可插接在螺旋形旋转支座上，所述弹簧设置在圆形底座和修边模具之间并与圆形底座固定连接，修边磨具工作时，控制驱动机构进给模具修边时，压缩弹簧，修边模具可嵌套进螺旋形旋转支座，从而实现修边模具在修边时的自旋转，提高修剪工作精度和效率。修边模具的端部设有锋利的锥面，可随模具旋转机构的推进将多余的翻边裁掉，保证质量，所述锥面的斜度与水平中轴线的夹角为20-60度，优选为30度。

所述控制机构主要由伺服电机B29、滚珠丝杠28、推板27以及滑座19组成。滑座19设置在电机支架30底面下方通过螺纹连接，在滑座19两端下方平行设置的两条直线滑轨21，在直线滑轨21靠近管材的一端设置有限位块22，在直线滑轨21的一端部还设有定位传感器20，设备可根据定位感应器20感知管段放置位置以及端部留有多少距离，进而自动调节加热、翻边模具进给；所述伺服电机B29、滚珠丝杠28和推板27设置在设备平台的下表面，在直线滑轨21之间设有开口槽，推板27上端穿过开口槽连接在滑座19上，伺服电机B29通过一组齿轮驱动滚珠丝杠28带动推板，以此实现模具来回滑动。其中，滚珠丝杆28由丝杆支持26进行固定。

在设备平面1上还设有显示屏23，用于对加热温度、进给速度、进给尺寸等信息进行显示。

具体操作步骤：

使用时，首先将塑料管内衬与钢管内，根据钢管尺寸先选合适规格的夹紧底座和夹紧顶座，然后只需将钢管放置于夹紧底座上，按下启动按钮，设备会自动夹紧钢管，夹紧后定位传感器会测得待翻边塑料管与钢管端部距离多少，从而决定加热模具进给位置。设备根据设定温度以及时间加热好管材后，加热模具退出，模具旋转台旋转120°，翻边模具进给工作。设备根据设定的冷却时间，等待过后修边模具工作，修边模具边旋转边修边，直至达到设定时间完成修边工序，上述过程除放置管材外其余全部实现自动化。

本发明设备所采用结构新颖，实现精度较高，且全部自动化，可用于企业大批量生产，而且弥补了现有翻边机的不足，具有很大的应用前景。

Claims

1.一种高精度自动化翻边设备，其特征在于，包括：

管材夹紧机构，用于对所翻边管材进行夹紧固定；

2.根据权利要求1所述的一种高精度自动化翻边设备，其特征在于，所述管材夹紧机构包括相互配合的夹紧底座（4）和夹紧顶座（5），设置在夹紧顶座（5）上部通过内六角圆柱头螺钉（7）固定的顶座固定块（6），还包括液压缸组件，用于对顶座固定块（6）施加压力，以使夹紧管材更加牢固可靠。

3.根据权利要求2所述的一种高精度自动化翻边设备，其特征在于，所述液压缸组件包括液压缸（8）、液压缸座（10）以及导柱（9），所述导柱（9）为两根，固定设置在管材的两侧，液压缸座（10）通过六角螺母（11）固定在所述导柱（9）的顶端，液压缸（8）固定设置在液压缸座（10）的下部，液压缸（10）缸杆可与顶座固定块（6）接触连接，以施加压力使夹紧管材更牢固。

4.根据权利要求2所述的一种高精度自动化翻边设备，其特征在于，所述夹紧底座（4）与夹紧顶座（5）与钢管（3）接触面为弧形面，并设有多道凹槽，以增加夹紧摩擦力，所述钢管（3）内嵌套有内衬塑料管（2），所述夹紧底座（4）与夹紧顶座（5）分别为两套，平行设置在管材的方向上，顶座固定块（6）固定于两套夹紧顶座（5）上。

5.根据权利要求1所述的一种高精度自动化翻边设备，其特征在于，所述模具旋转机构包括设置在模具旋转台（15）上的加热模具（13）、翻边模具（14）以及修边模具（12），可通过旋转模具旋转台（15）切换不同的模具，还包括设置在模具旋转台（15）相对面的伺服电机A（18），所述伺服电机A（18）通过小齿轮（17）和大齿轮（16）配合传动驱动传动轴（25）带动模具旋转台（15）转动，实现精准角度旋转，所述传动轴（25）通过圆螺母（24）与模具旋转台（15）连接，所述伺服电机A（18）固定在电机支架（30）上，所述电机支架（30）呈U型开口结构，底面通过螺纹连接在滑座（19）。

6.根据权利要求5所述的一种高精度自动化翻边设备，其特征在于，所述加热模具（13）呈套筒装，可套接在管材外面，设有内加热套筒（131）和外加热套筒（132），可实现管材内外壁一起加热，所述加热模具中还设有温度传感器（133），实时监测管材温度。

7.根据权利要求5所述的一种高精度自动化翻边设备，其特征在于，所述翻边模具包括底座和设置在底座上的翻边压头，所述翻边压头为套筒状设置，翻边压头的端部具有斜面，便于模具进入翻边管材，斜面的斜度与水平中轴线的夹角为20-60度，所述翻边模具表面还镀有特氟龙，使翻边时塑料不易粘结。

8.根据权利要求5所述的一种高精度翻边设备，其特征在于，所述修边模具呈中空圆柱套筒状结构，后面设有弹簧（32）支撑，通过螺旋固定座（31）设置在模具旋转台（15）上，螺旋固定座（31）包括圆形底座（311）和螺旋形旋转支座（312），圆形底座（311）固定在模具旋转台（15）上，修边模具（12）底部中央具有和螺旋形旋转支座（312）相配合的内孔，可插接在螺旋形旋转支座的上端，所述弹簧（32）设置在圆形底座和修边模具（12）之间并与圆形底座固定连接，修边磨具工作时，控制驱动机构进给模具修边时，压缩弹簧，修边模具可嵌套进螺旋形旋转支座，从而实现修边模具在修边时的自旋转，提高工作精度和效率。

9.根据权利要求8所述的一种高精度自动化翻边设备，其特征在于，所述修边模具的端部设有锋利的锥面，可随模具旋转机构的推进将多余的翻边裁掉，保证质量，所述锥面的斜度与水平中轴线的夹角为20-60度，优选为30度。

10.根据权利要求1所述的一种高精度自动化翻边设备，其特征在于，所述控制驱动机构包括设置在电机支架（30）底面下方通过螺纹连接的滑座（19），在滑座两端下方平行设置的两条直线滑轨（21），在所述滑轨靠近管材的一端设有限位块（22），在直线滑轨（21）的端部还设有定位传感器（20），可自动控制模具给进距离，所述控制驱动机构还包括设置在设备平台（1）的下表面的伺服电机B（29）、滚珠丝杠（28）和推板（27），在直线滑轨之间设有开口槽，推板（27）上端穿过开口槽连接在滑座（19）上，所述伺服电机B（29）通过齿轮驱动滚珠丝杠（28）带动推板（27），以此实现模具来回滑动。