CN113510517B - 一种金属管状工件加工设备的自动上料装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属材料加工设备技术领域，尤其涉及一种金属管状工件加工设备的自动上料装置及其控制方法。该加工设备包括机床，其上端具有加工台；所述自动上料装置用于将待加工的金属管状工件依次向加工台输送，并将其从加工台推出；包括接料部件，设置于所述加工台上，用于承载金属管状工件；上料输送部件，将若干个待加工金属管状工件依次向接料部件输送；以及上料推送部件，将接料部件上的金属管状工件向外推出。采用自动化方式对金属管状工件进行上料，不仅能够降低人力成本，而且还提高了上料效率，提高了金属管状工件的加工效率。

Description

一种金属管状工件加工设备的自动上料装置及其控制方法

技术领域

本发明属于金属材料加工设备技术领域，尤其涉及一种用于金属管状工件加工设备的自动上料装置及其控制方法。

背景技术

随着自动化、半自动化在经济各行业的普及深入，自动送料装置已成为生产制造线上一个不可缺少的环节。然而一般用于加工金属管状工件的车床还不具有自动上料的设备，为此需要进行改进。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种用于金属管状工件加工设备的自动上料装置及其控制方法，能够将金属管状工件向加工台输送，非常方便，有效的提高了整个加工设备的生产效率。

本发明的目的是这样实现的：一种金属管状工件加工设备的自动上料装置，所述加工设备包括机床，其上端具有加工台；其特征在于：所述自动上料装置用于将待加工的金属管状工件依次向加工台输送，并将其从加工台推出；包括接料部件，设置于所述加工台上，用于承载金属管状工件；上料输送部件，将若干个待加工金属管状工件依次向接料部件输送；以及上料推送部件，将接料部件上的金属管状工件向外推出。

本发明进一步设置为：所述上料输送部件包括由盖板、底板和两侧板围合成的输送槽，所述输送槽倾斜设置，其高的一端为物料进口端，低的一端为物料出口端，该物料出口端紧靠于所述接料部件，所述接料部件正对于所述输送槽的一侧端具有供金属管状工件滑入的且左右贯穿的槽口。

本发明进一步设置为：所述上料推送部件包括靠近所述接料部件右端面设置的推块；用于驱动推块左右横向往复移动，使所述推块进入所述接料部件内后推动金属管状工件向外移动或使推块复位的驱动装置；以及设置于推块上的用于夹紧并调整金属管状工件的中轴线位置。

本发明进一步设置为：所述驱动装置包括第一液压缸、油槽、第一三位四通换向阀以及油泵，所述第一液压缸的无杆腔和有杆腔上分别具有进油端口a1以及进油端口a2，所述第一三位四通换向阀具有进油口P1、回油口T1、工作油口A1以及工作油口B1，所述进油端口a1与工作油口A1相连，进油端口a2与工作油口B1相连，所述油泵的输入端口与所述油槽相连，其输出端口通过油管与所述进油口P1相连，所述回油口T1通过油管连接至所述油槽；

所述第一三位四通换向阀具有三个工作状态；处于左位时，进油口P1与工作油口A1相连通，回油口T1与工作油口B1相连通；处于右位时，进油口P1与工作油口B1相连通，回油口T1与工作油口A1相连通；处于中位时，各油口互不相通；

所述第一液压缸上的活塞杆的伸出端设置于所述推块上，所述驱动装置还包括控制器，通过控制所述第一三位四通换向阀以及油泵的运行状态，使所述推块将接料部件上的金属管状工件向外推动，或使所述推块复位。

本发明进一步设置为：所述推块靠近金属管状工件的一端面有沿竖直方向设置的滑槽，所述调整装置包括调整块，所述调整块有两块均滑动设置于所述滑槽上，两所述调整块上下背向的一端面为弧形的夹持面；动力件，用于驱动两所述调整块相向或背向移动；在所述推块靠近金属管状工件，并使两调整块嵌入金属管状工件内后，两调整块背向移动，将金属管状工件调整并夹紧；在金属管状工件移动至相应位置后，两调整块相向移动，松开金属管状工件。

本发明进一步设置为：所述动力件包括缸体、活塞环、活塞筒、密封筒以及密封盖；所述第一缸体竖直设置，其上下两端具有连通其内腔的安装口，所述密封盖为环状结构，且有两个并分别将两所述安装口盖合；所述密封筒的外径小于所述缸体的内径，并通过外壁中部周向设置的连接筋固定于所述缸体内，所述缸体与密封筒同轴心设置，所述活塞环有两个，并分别套设于所述密封筒的上下两侧，所述活塞环的内外壁分别与所述缸体内壁、密封筒外壁滑动密封设置，所述活塞筒有两个，且分别滑动套设于所述密封筒的上下两端，且所述活塞筒位于缸体内的一端与所述活塞环固定连接，所述活塞筒伸出密封筒、缸体的一端与所述调整块固定连接，所述缸体上还开设有进油端口b1、进油端口b2以及进油端口b3，所述进油端口b1和进油端口b2分别与密封盖、活塞筒、活塞环以及缸体所围合形成的两个空腔相连通，所述进油端口b3与两活塞环、密封筒以及缸体所围合形成的空腔相连通；

所述动力件还包括第二三位四通换向阀，所述第二三位四通换向阀的结构与所述第一三位四通换向阀的结构相同，具有进油口P2、回油口T2、工作油口A2以及工作油口B2，所述进油端口b1、进油端口b2与工作油口A2相连，进油端口b3与工作油口B2相连，所述进油口P2与油泵的输出端口相连，所述回油口T2与所述油槽相连。

本发明进一步设置为：所述自动上料装置还包括缓冲装置，设置于所述上料输送部件上的输送槽内，用于限制所述输送槽内的金属管状工件同时向外滑出，在一次加工时间内，使所述输送槽内靠近接料部件的一个金属管状工件滑动至所述接料部件内；

所述缓冲装置包括第二液压缸、第三液压缸、第三三位四通换向阀、第一二位三通换向阀以及第二二位三通换向阀；所述第二液压缸和第三液压缸沿所述输送槽长度方向并排设置于所述输送槽上，且所述第二液压缸距地面的高度低于第三液压缸距地面的高度，所述第二液压缸的无杆腔和有杆腔上分别具有进油端口a3以及进油端口a4，所述第三液压缸的无杆腔和有杆腔上分别具有进油端口a5以及进油端口a6，在所述第二液压缸和第三液压缸的无杆腔进油后，二者的活塞杆均穿过并伸入至所述输送槽内，用于限制输送槽内的金属管状工件下滑，两活塞杆之间的间距为金属管状工件外径的1.3-1.7倍；

所述第三三位四通换向阀与所述第一三位四通换向阀的结构相同，其具有进油口P3、回油口T3、工作油口A3以及工作油口B3，所述第一二位三通换向阀和第二二位三通换向阀结构相同，分别具有进油口P4和进油口P5、工作油口A4和工作油口A5以及工作油口B4和B5；

所述第三三位四通换向阀的进油口P3与所述油泵的输出端口相连，回油口T3与所述油槽相连，工作油口A3与进油口P4相连，工作油口B3与进油口P5相连；所述第一二位三通换向阀的工作油口A4与进油端口a3相连，工作油口B4与进油端口a5相连；所述第二二位三通换向阀的工作油口A5与进油端口a4相连，工作油口B5与进油端口a6相连；所述控制器通过控制油泵、第三三位四通换向阀、第一二位三通换向阀、第二二位三通换向阀的运行状态，以控制第二液压缸、第三液压缸上的活塞杆伸入至输送槽内的伸入量，以让或者限制输送槽内的金属管状工件向外滑出。

本发明还提供一种用于上述自动上料装置的控制方法，其特征在于：所述控制器包括

第一压力传感单元，设置于所述推块靠近接料部件内的金属管状工件的一端面上，用于检测推块与金属管状工件之间的压力值，并将该压力信号转换后发送给PLC控制单元；

第二压力传感单元，具有两个且分别设置于两调整块的弧形的夹持面上，用于检测调整块与金属管状工件之间的压力值，并将该并将该压力信号转换后发送给PLC控制单元；

第三压力传感单元，设置于第三液压缸的活塞杆的端部上，用于检测第三液压缸上的活塞杆与金属管状工件之间的压力值，并将该并将该压力信号转换后发送给PLC控制单元；

PLC控制单元，用于控制所述油泵、第一三位四通换向阀阀、第二三位四通换向阀、第三三位四通换向阀、第一二位三通换向阀以及第二二位三通换向阀的工作状态；所述控制方法具体步骤如下，

步骤一：PLC控制单元控制油泵开启，将第三三位四通换向阀由中位切换至左位；

步骤二：将第一二位三通换向阀切换至左位，第二二位三通换向阀切换至左位，油槽内的液压油通过油泵依次流向进油口P3、工作油口A3、进油口P4、工作油口A4、进油端口a3,最后流向第二液压缸的无杆腔内，使得第二液压缸的活塞杆向外伸出，在活塞杆的伸出量达到预设阈值后，将第三三位四通换向阀切换至中位；

步骤三：将金属管状工件横向依次放入至输送槽内；

步骤四：当第三压力传感单元检测到压力值后，PLC控制单元将第三三位四通换向阀切换至左位，第一二位三通换向阀切换至右位，第二二位三通换向阀切换至右位，油槽内的液压油通过油泵依次流向进油口P3、工作油口A3、进油口P4、工作油口B4、进油端口a5,最后流向第三液压缸的无杆腔内，使得第三液压缸的活塞杆向外伸出，并伸入至靠近输送槽下端口的第二个金属管状工件内，在第三液压缸的活塞杆的伸出量达到预设阈值后，将第三三位四通换向阀切换至中位；

步骤五：在检测到加工设备上的夹持装置正对向接料部件，且未夹持金属管状工件时，PLC控制单元将第三三位四通换向阀切换至右位，第一二位三通换向阀切换至左位，第二二位三通换向阀切换至左位，第二液压缸的有杆腔进油，无杆腔回油，进行复位，在第二液压缸上的活塞杆脱离金属管状工件后，金属管状工件滑落至接料部件上；

随后第三三位四通换向阀切换至左位，第一二位三通换向阀切换至左位，第二二位三通换向阀切换至左位，第二液压缸的无杆腔进油，有杆腔回油，使第二液压缸的活塞杆伸出；紧接着第三三位四通换向阀切换至右位，第一二位三通换向阀切换至右位，第二二位三通换向阀切换至右位，使得第三液压缸上的活塞杆复位，使得被第三液压缸的活塞杆所阻挡的金属管状工件落入到第二液压缸上的活塞杆上，完成一个上料工序，后返回步骤四；

步骤六：在金属管状工件滑落至接料部件上后，PLC控制单元将第一三位四通换向阀切换至左位，油槽内的液压油通过油泵流向进油口P1、工作油口A1、进油端口a1后，进入第一液压缸的无杆腔内，使得第一液压缸上的活塞杆伸出，并推动推块向接料部件上的金属管状工件移动，并推动金属管状工件向外移动；

步骤七：在第一压力传感单元检测到压力值后，PLC控制单元将第二三位四通换向阀切换至右位，使两调整块背向移动，向将金属管状工件内壁靠近，在两个第二压力传感单元均检测到压力值并逐渐增大到预设阈值后，第二三位四通换向阀切换至中位，将金属管状工件夹紧并调整；在第一压力传感单元所检测到的压力值逐渐增大并达到预设阈值后，即金属管状工件达到相应位置，PLC控制单元将第一三位四通换向阀切换至中位；

步骤八：在金属管状工件达到相应位置后，PLC控制单元将第二三位四通换向阀切换至左位，使两调整块相向移动，将金属管状工件松开，随后将第一三位四通换向阀切换至右位，使第一液压缸上的活塞杆复位，完成一个推料工序。

本发明的有益效果是：

1、采用自动化方式对金属管状工件进行上料，不仅能够降低人力成本，而且还提高了上料效率，提高了金属管状工件的加工效率。

2、对于上料顶出而言，目前常用手段是，采用气缸直接将工件向外顶出，虽然能够达到目的，但存在一些问题，如无法控制金属管状工件的中心是否的对准夹持装置，因此容易导致夹持装置在夹紧金属管状工件时，因其倾斜，导致作用于金属管状工件表面上的夹紧力度不均匀，轻者划伤金属管状工件表面，重者夹紧装置在自动夹紧时，金属管状工件中心错位，致使加工后的金属管状工件不合格。对此本发明采用液压的方式驱动推块移动，并通过调整装置将金属管状工件夹紧，并将其调整，以对金属管状工件被夹持装置所夹持的一端进行保护。

3、通过调整装置能够控制金属管状工件的中心对准夹持装置，使得夹持装置能准确的夹紧金属管状工件，保障了金属管状工件的加工精度，并且对于不同型号大小的金属管状工件也适用，相比于传统的方式而言，不需要再额外的调整接料部件的位置，非常方便，且实用。

4、对于金属管状工件从上料槽下滑至接料部件上而言，为能够一次性的多次上料，对此还设置有用于对上料槽内的金属管状工件进行缓冲的缓冲装置，在第二液压缸、第三液压缸的作用下，能够使得金属管状工件依次的下落至接料槽内，非常方便。

附图说明

图1是本发明的俯视结构示意图；

图2是图1中A-A处的剖视图；

图3是图1中A处的放大图；

图4是本发明自动上料装置的控制连接图；

图5是本发明上料推送部件的结构示意图；

图6是本发明调整装置的结构示意图；

图7是本发明上料输送部件的内部结构示意图；

图8是本发明上料输送部件的内部结构示意图；

图9是本发明控制器的连接框图；

图10是本发明节流调速装置与油泵、第一三位四通换向阀之间的控制连接图；

图中附图标记为：100、金属管状工件；1、机床；11、加工台；2、排刀装置；3、夹持装置；4、移动装置；5、自动上料装置；51、接料部件；52、上料输送部件；521、输送槽；53、上料推送部件；531、推块；532、驱动装置；5321、第一液压缸；5322、油槽；5323、第一三位四通换向阀；5324、油泵；5325、第一压力传感单元；5326、第二压力传感单元；5327、第三压力传感单元；5328、PLC控制单元；533、调整装置；5331、调整块；5332、缸体；5333、活塞环；5334、活塞筒；5335、密封筒；5336、密封盖；5337、第二三位四通换向阀；534、节流调速装置；5341、节流阀；5342、通断阀；54、缓冲装置；541、第二液压缸；542、第三液压缸；543、第三三位四通换向阀；544、第一二位三通换向阀；545、第二二位三通换向阀。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员能更好地理解本发明中的技术方案，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

一种用于金属管状工件加工设备的自动上料装置，如图1和图2所示，加工设备包括机床1，其上端具有加工台11；排刀装置2，设置于机床1的加工台11一侧，其上具有多组用于加工金属管状工件的排刀；夹持装置3，设置于机床1的加工台11另一侧，并与排刀装置2相对，用于夹持金属管状工件100并带动其转动；移动装置4，用于驱动夹持装置3沿横向和/或纵向方向靠近或远离排刀装置2上的排刀；其中，自动上料装置5用于将待加工的金属管状工件100向夹持装置3输送，并使夹持装置3将其夹紧；包括接料部件51，设置于加工台11上，且与排刀装置2同侧，用于承载金属管状工件100；上料输送部件52，将若干个待加工金属管状工件100依次向接料部件51输送；以及上料推送部件53，将接料部件51上的金属管状工件100推向夹持装置3，并由夹持装置3将其自动夹紧。

采用自动化方式对金属管状工件进行上料，不仅能够降低人力成本，而且还提高了上料效率，提高了金属管状工件的加工效率。

本发明的上料输送部件52包括由盖板、底板和两侧板围合成的输送槽521，输送槽521倾斜设置，其高的一端为物料进口端，低的一端为物料出口端，该物料出口端紧靠于接料部件51，接料部件51正对于输送槽521的一侧端具有供金属管状工件滑入的且左右贯穿的槽口。对于金属管状工件的粗加工而言，低成本、高效率才是重点，为此采用较为直接的方式进行上料，即在重力作用下，将金属管状工件输送到工作台上，非常方便。

本发明的上料推送部件53包括靠近接料部件51右端面设置的推块531；用于驱动推块531左右横向往复移动，使推块531进入接料部件51内后推动金属管状工件向夹持装置3靠近或使推块531复位的驱动装置532；以及设置于推块531上的用于夹紧并调整金属管状工件的位置，使其中轴线正对于夹持装置3中心的调整装置533。

对于上料顶出而言，目前常用手段是，采用气缸直接将工件向外顶出，虽然能够达到目的，但存在一些问题，如无法控制金属管状工件的中心是否的对准夹持装置3，因此容易导致夹持装置3在夹紧金属管状工件时，因其倾斜，导致作用于金属管状工件表面上的夹紧力度不均匀，轻者划伤金属管状工件表面，重者夹紧装置在自动夹紧时，金属管状工件中心错位，致使加工后的金属管状工件不合格。对此本发明采用液压的方式驱动推块531移动，并通过调整装置533将金属管状工件夹紧，并将其调整，以对金属管状工件被夹持装置3所夹持的一端进行保护。

如图3和图4所示，本发明的驱动装置532包括第一液压缸5321、油槽5322、第一三位四通换向阀5323以及油泵5324，第一液压缸5321的无杆腔和有杆腔上分别具有进油端口a1以及进油端口a2，第一三位四通换向阀5323具有进油口P1、回油口T1、工作油口A1以及工作油口B1，进油端口a1与工作油口A1相连，进油端口a2与工作油口B1相连，油泵5324的输入端口与油槽5322相连，其输出端口通过油管与进油口P1相连，回油口T1通过油管连接至油槽5322；

第一三位四通换向阀5323具有三个工作状态；处于左位时，进油口P1与工作油口A1相连通，回油口T1与工作油口B1相连通；处于右位时，进油口P1与工作油口B1相连通，回油口T1与工作油口A1相连通；处于中位时，各油口互不相通；

第一液压缸5321上的活塞杆的伸出端设置于推块531上，驱动装置532还包括控制器，通过控制第一三位四通换向阀5323以及油泵5324的运行状态，使推块531将接料部件51上的金属管状工件推向夹持装置3，或使推块531复位。

如图5所示，本发明的推块531靠近金属管状工件的一端面有沿竖直方向设置的滑槽，调整装置533包括调整块5331，调整块5331有两块均滑动设置于滑槽上，两调整块5331上下背向的一端面为弧形的夹持面；动力件，用于驱动两调整块5331相向或背向移动；在推块531靠近金属管状工件，并使两调整块5331嵌入金属管状工件内后，两调整块5331背向移动，将金属管状工件调整并夹紧；在金属管状工件被夹持装置3所夹紧后，两调整块5331相向移动，松开金属管状工件。

在推块531上设置有调整装置533，通过调整装置533能够控制金属管状工件的中心对准夹持装置3，使得夹持装置3能准确的夹紧金属管状工件，保障了金属管状工件的加工精度，并且对于不同型号大小的金属管状工件也适用，相比于传统的方式而言，不需要再额外的调整接料部件51的位置，非常方便，且实用。对于调整装置533而言，不仅要能够将金属管状工件夹紧，更重要的是要将其中心校准，较为直观的就是将其中心与推块531的中心重叠，对此，本发明采用动力件来进行控制，通过动力件带动两调整块5331背向或相向移动，从而使得金属管状工件倾斜上移被调整，并固定在推块531上，或松开金属管状工件。这一过程中，由于初始阶段金属管状工件的中心低于推块531的中心，因此位于上方的调整块5331先与金属管状工件内壁接触，并将金属管状工件斜向上的抬起，随后下方的调整块5331再与金属管状工件内壁接触，使得金属管状工件的中心与推块531的中心在同一轴线上。

如图4和图6所示，本发明的动力件包括缸体5332、活塞环5333、活塞筒5334、密封筒5335以及密封盖5336；第一缸体5332竖直设置，其上下两端具有连通其内腔的安装口，密封盖5336为环状结构，且有两个并分别将两安装口盖合；密封筒5335的外径小于缸体5332的内径，并通过外壁中部周向设置的连接筋固定于缸体5332内，缸体5332与密封筒5335同轴心设置，活塞环5333有两个，并分别套设于密封筒5335的上下两侧，活塞环5333的内外壁分别与缸体5332内壁、密封筒5335外壁滑动密封设置，活塞筒5334有两个，且分别滑动套设于密封筒5335的上下两端，且活塞筒5334位于缸体5332内的一端与活塞环5333固定连接，活塞筒5334伸出密封筒5335、缸体5332的一端与调整块5331固定连接，缸体5332上还开设有进油端口b1、进油端口b2以及进油端口b3，进油端口b1和进油端口b2分别与密封盖5336、活塞筒5334、活塞环5333以及缸体5332所围合形成的两个空腔相连通，进油端口b3与两活塞环5333、密封筒5335以及缸体5332所围合形成的空腔相连通；

动力件还包括第二三位四通换向阀5337，第二三位四通换向阀5337的结构与第一三位四通换向阀5323的结构相同，具有进油口P2、回油口T2、工作油口A2以及工作油口B2，进油端口b1、进油端口b2与工作油口A2相连，进油端口b3与工作油口B2相连，进油口P2与油泵5324的输出端口相连，回油口T2与油槽5322相连。

关于动力件而言，最可靠的方式则是采用液压驱动方式进行，通过油泵5324将油槽5322内的液压油向缸体5332内的进油端口b3输送，从而带动两活塞环5333以及两活塞筒5334背向移动，进而带动两调整块5331背向移动，对金属管状工件进行夹紧以及调整，非常方便，而且能够控制移动速度，减少对金属管状工件内壁的磨损；在进油端口b1和b2进油时，两活塞环5333、两活塞筒5334相向移动，进而带动两调整块5331相向移动，从而达到将金属管状工件松开的目的。

如图3、图4、图7和图8所示，本发明的自动上料装置5还包括缓冲装置54，设置于上料输送部件52上的输送槽521内，用于限制输送槽521内的金属管状工件同时向外滑出，在一次加工时间内，使输送槽521内靠近接料部件51的一个金属管状工件滑动至接料部件51内；

缓冲装置54包括第二液压缸541、第三液压缸542、第三三位四通换向阀543、第一二位三通换向阀544以及第二二位三通换向阀545；第二液压缸541和第三液压缸542沿输送槽521长度方向并排设置于输送槽521上，且第二液压缸541距地面的高度低于第三液压缸542距地面的高度，第二液压缸541的无杆腔和有杆腔上分别具有进油端口a3以及进油端口a4，第三液压缸542的无杆腔和有杆腔上分别具有进油端口a5以及进油端口a6，在第二液压缸541和第三液压缸542的无杆腔进油后，二者的活塞杆均穿过并伸入至输送槽521内，用于限制输送槽521内的金属管状工件下滑，两活塞杆之间的间距为金属管状工件外径的1.3-1.7倍；

第三三位四通换向阀543与第一三位四通换向阀5323的结构相同，其具有进油口P3、回油口T3、工作油口A3以及工作油口B3，第一二位三通换向阀544和第二二位三通换向阀545结构相同，分别具有进油口P4和进油口P5、工作油口A4和工作油口A5以及工作油口B4和B5；

第三三位四通换向阀543的进油口P3与油泵5324的输出端口相连，回油口T3与油槽5322相连，工作油口A3与进油口P4相连，工作油口B3与进油口P5相连；第一二位三通换向阀544的工作油口A4与进油端口a3相连，工作油口B4与进油端口a5相连；第二二位三通换向阀545的工作油口A5与进油端口a4相连，工作油口B5与进油端口a6相连；控制器通过控制油泵5324、第三三位四通换向阀543、第一二位三通换向阀544、第二二位三通换向阀545的运行状态，以控制第二液压缸541、第三液压缸542上的活塞杆伸入至输送槽521内的伸入量，以让或者限制输送槽521内的金属管状工件向外滑出。

对于金属管状工件从上料槽下滑至接料部件51上而言，为能够一次性的多次上料，对此还设置有用于对上料槽内的金属管状工件进行缓冲的缓冲装置54，在第二液压缸541、第三液压缸542的作用下，能够使得金属管状工件依次的下落至接料槽内，非常方便。

本发明还提供一种用于上述自动上料装置5的控制方法，该方法能够有效提高金属管状工件上料效率，其中，如图9所示，控制器包括

第一压力传感单元5325，设置于推块531靠近接料部件51内的金属管状工件的一端面上，用于检测推块531与金属管状工件之间的压力值，并将该压力信号转换后发送给PLC控制单元5328；

第二压力传感单元5326，具有两个且分别设置于两调整块5331的弧形的夹持面上，用于检测调整块5331与金属管状工件之间的压力值，并将该并将该压力信号转换后发送给PLC控制单元5328；

第三压力传感单元5327，设置于第三液压缸542的活塞杆的端部上，用于检测第三液压缸542上的活塞杆与金属管状工件之间的压力值，并将该并将该压力信号转换后发送给PLC控制单元5328；

PLC控制单元5328，用于控制油泵5324、第一三位四通换向阀5323阀、第二三位四通换向阀5337、第三三位四通换向阀543、第一二位三通换向阀544以及第二二位三通换向阀545的工作状态；控制方法具体步骤如下，

步骤一：PLC控制单元5328控制油泵5324开启，将第三三位四通换向阀543由中位切换至左位，使进油口P3与工作油口A3相连通，回油口T3与工作油口B3相连通；

步骤二：将第一二位三通换向阀544切换至左位，第二二位三通换向阀545切换至左位，使进油口P4与工作油口A4相连通，进油口P5与工作油口A5相连通，油槽5322内的液压油通过油泵5324依次流向进油口P3、工作油口A3、进油口P4、工作油口A4、进油端口a3,最后流向第二液压缸541的无杆腔内，第二液压缸541的有杆腔内的液压油流向进油端口a4、工作油口A5、进油口P5、工作油口B3、回油口T3，最后流向油槽5322，使得第二液压缸541的活塞杆向外伸出，在活塞杆的伸出量达到预设阈值后，将第三三位四通换向阀543切换至中位；

步骤三：将金属管状工件横向依次放入至输送槽521内；

步骤四：当第三压力传感单元5327检测到压力值后，PLC控制单元5328将第三三位四通换向阀543切换至左位，第一二位三通换向阀544切换至右位，第二二位三通换向阀545切换至右位，使进油口P4与工作油口B4相连通，进油口P5与工作油口B5相连通，油槽5322内的液压油通过油泵5324依次流向进油口P3、工作油口A3、进油口P4、工作油口B4、进油端口a5,最后流向第三液压缸542的无杆腔内，第三液压缸542的有杆腔内的液压油流向进油端口a6、工作油口B5、进油口P5、工作油口B3、回油口T3，最后流向油槽5322，使得第三液压缸542的活塞杆向外伸出，并伸入至靠近输送槽521下端口的第二个金属管状工件内，在第三液压缸542的活塞杆的伸出量达到预设阈值后，将第三三位四通换向阀543切换至中位；

步骤五：在检测到夹持装置3上未夹持金属管状工件，且正对向接料部件51后，PLC控制单元5328将第三三位四通换向阀543切换至右位，第一二位三通换向阀544切换至左位，第二二位三通换向阀545切换至左位，使进油口P3与工作油口B3相连通，回油口T3与工作油口A3相连通，第二液压缸541的有杆腔进油，无杆腔回油，进行复位，在第二液压缸541上的活塞杆脱离金属管状工件后，金属管状工件滑落至接料部件51上；

随后第三三位四通换向阀543切换至左位，第一二位三通换向阀544切换至左位，第二二位三通换向阀545切换至左位，第二液压缸541的无杆腔进油，有杆腔回油，使第二液压缸541的活塞杆伸出；紧接着第三三位四通换向阀543切换至右位，第一二位三通换向阀544切换至右位，第二二位三通换向阀545切换至右位，使得第三液压缸542上的活塞杆复位，使得被第三液压缸542的活塞杆所阻挡的金属管状工件落入到第二液压缸541上的活塞杆上，完成一个上料工序，后返回步骤四；

步骤六：在金属管状工件滑落至接料部件51上后，PLC控制单元5328将第一三位四通换向阀5323切换至左位，使进油口P1与工作油口A1相连通，回油口T1与工作油口B1相连通，油槽5322内的液压油通过油泵5324流向进油口P1、工作油口A1、进油端口a1后，进入第一液压缸5321的无杆腔内，其有杆腔内的液压油通过进油端口a2、工作油口B1、回油口T1后，流向油槽5322，使得第一液压缸5321上的活塞杆伸出，并推动推块531向接料部件51上的金属管状工件移动，并推动金属管状工件向夹持装置3移动；

步骤七：在第一压力传感单元5325检测到压力值后，PLC控制单元5328将第二三位四通换向阀5337切换至右位，使进油口P2与工作油口B2相连通，回油口T2与工作油口A2相连通，使两调整块5331背向移动，向金属管状工件内壁靠近，在两个第二压力传感单元5326均检测到压力值并逐渐增大到预设阈值后，第二三位四通换向阀5337切换至中位，将金属管状工件夹紧并调整；在第一压力传感单元5325所检测到的压力值逐渐增大并达到预设阈值后，即表明金属管状工件已嵌入并抵紧在夹持装置3上，PLC控制单元5328将第一三位四通换向阀5323切换至中位；

步骤八：在夹持装置3将金属管状工件夹紧后，PLC控制单元5328将第二三位四通换向阀5337切换至左位，使两调整块5331相向移动，将金属管状工件松开，随后将第一三位四通换向阀5323切换至右位，使第一液压缸5321上的活塞杆复位，完成一个推料工序。

进一步的，如图3和图10所示，为避免金属管状工件滑落至接料部件51上时发生冲突，因此推块531以及调整装置533是距接料部件51有一定距离的，也就是在金属管状工件滑动至接料部件51上后，金属管状工件与金推块531和调整装置533是具有一定的间距，在该前提下，以及在保障金属管状工件的稳定顶出的同时，为提高顶出效率，对此本法明还设置有位于油泵5324与第一三位四通换向阀5323之间的油管上的节流调速装置534，节流调速装置534包括节流阀5341以及通断阀5342，节流阀5341和通断阀5342并联，通断阀5342由PLC控制单元5328控制其通断状态。

在上述的控制方法中，还包括

在步骤六中，在金属管状工件滑落至接料部件51上后，PLC控制单元5328还将通断阀5342打开，油槽5322内的液压油部分通过节流阀5341和通断阀5342流向进油口P1，使推块531快速向金属管状工件移动；

在步骤七中，在第一压力传感单元5325检测到压力值后，PLC控制单元5328还将通断阀5342断开，使得液压油通过节流阀5341流向进油口P1，由于进入进油口P1的液压油减少，使得推块531缓慢的推动金属管状工件向夹持装置3移动；由于进入进油口P2的液压油增多，使得两调整块5331快速向金属管状工件内壁移动；在位于下方的调整块5331上的第二压力传感单元5326检测到压力值后，再将通断阀5342打开，使得两第二压力传感单元5326所检测到的压力值缓慢增大，使得推块531再次快速移动，并推动金属管状工件向夹持装置3移动；

在步骤八中，在夹持装置3将金属管状工件夹紧后，PLC控制装置还将通断阀5342打开，使得第一液压缸5321快速复位。

采用上述控制方法后，不仅能够提高上料效率，而且还能避免将金属管状工件的内壁划伤，并使得调整装置533在金属管状工件移动的过程中，平稳的将其夹紧、调整。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种金属管状工件加工设备的自动上料装置，所述金属管状工件加工设备包括机床（1）、夹持装置（3），所述机床（1）上端具有加工台（11），所述夹持装置（3）设置在加工台（11）的一侧，所述夹持装置（3）用于夹持金属管状工件；其特征在于：所述自动上料装置用于将待加工的金属管状工件依次向加工台（11）输送，并将其从加工台（11）推出；所述自动上料装置包括接料部件（51），设置于所述加工台（11）上，用于承载金属管状工件；上料输送部件（52），将若干个待加工金属管状工件依次向接料部件（51）输送；以及上料推送部件（53），将接料部件（51）上的金属管状工件向外推出；

所述上料输送部件（52）包括由盖板、底板和两侧板围合成的输送槽（521），所述输送槽（521）倾斜设置，其高的一端为物料进口端，低的一端为物料出口端，该物料出口端紧靠于所述接料部件（51），所述接料部件（51）正对于所述输送槽（521）的一侧端具有供金属管状工件滑入的且左右贯穿的槽口；

所述上料推送部件（53）包括靠近所述接料部件（51）右端面设置的推块（531）；用于驱动推块（531）左右横向往复移动，使所述推块（531）进入所述接料部件（51）内后推动金属管状工件向外移动或使推块（531）复位的驱动装置（532）；以及设置于推块（531）上的用于夹紧并调整金属管状工件的中轴线位置，使其中轴线正对于夹持装置（3）中心的调整装置(533)；

所述驱动装置（532）包括第一液压缸（5321）、油槽（5322）、第一三位四通换向阀（5323）以及油泵（5324），所述第一液压缸（5321）的无杆腔和有杆腔上分别具有进油端口a1以及进油端口a2，所述第一三位四通换向阀（5323）具有进油口P1、回油口T1、工作油口A1以及工作油口B1，所述进油端口a1与工作油口A1相连，进油端口a2与工作油口B1相连，所述油泵（5324）的输入端口与所述油槽（5322）相连，所述油泵（5324）的输出端口通过油管与所述进油口P1相连，所述回油口T1通过油管连接至所述油槽（5322）；

所述第一三位四通换向阀（5323）具有三个工作状态；处于左位时，进油口P1与工作油口A1相连通，回油口T1与工作油口B1相连通；处于右位时，进油口P1与工作油口B1相连通，回油口T1与工作油口A1相连通；处于中位时，各油口互不相通；

所述第一液压缸（5321）上的活塞杆的伸出端设置于所述推块（531）上，所述驱动装置（532）还包括控制器，通过控制所述第一三位四通换向阀（5323）以及油泵（5324）的运行状态，使所述推块（531）将接料部件（51）上的金属管状工件向外推动，或使所述推块（531）复位；

所述推块（531）靠近金属管状工件的一端面有沿竖直方向设置的滑槽，所述调整装置（533）包括调整块（5331），所述调整块（5331）有两块，两所述调整块（5331）均滑动设置于所述滑槽上，两所述调整块（5331）上下背向的一端面为弧形的夹持面；动力件，用于驱动两所述调整块（5331）相向或背向移动；在所述推块（531）靠近金属管状工件，并使两调整块（5331）嵌入金属管状工件内后，两调整块（5331）背向移动，将金属管状工件调整并夹紧；在金属管状工件移动至相应位置后，两调整块（5331）相向移动，松开金属管状工件；

所述动力件包括缸体（5332）、活塞环（5333）、活塞筒（5334）、密封筒（5335）以及密封盖（5336）；所述缸体（5332）竖直设置，其上下两端具有连通其内腔的安装口，所述密封盖（5336）为环状结构，且有两个并分别将两所述安装口盖合；所述密封筒（5335）的外径小于所述缸体（5332）的内径，并通过外壁中部周向设置的连接筋固定于所述缸体（5332）内，所述缸体（5332）与密封筒（5335）同轴心设置，所述活塞环（5333）有两个，并分别套设于所述密封筒（5335）的上下两侧，所述活塞环（5333）的内外壁分别与所述缸体（5332）内壁、密封筒（5335）外壁滑动密封设置，所述活塞筒（5334）有两个，且分别滑动套设于所述密封筒（5335）的上下两端，且所述活塞筒（5334）位于缸体（5332）内的一端与所述活塞环（5333）固定连接，所述活塞筒（5334）伸出密封筒（5335）、缸体（5332）的一端与所述调整块（5331）固定连接，所述缸体（5332）上还开设有进油端口b1、进油端口b2以及进油端口b3，所述进油端口b1和进油端口b2分别与密封盖（5336）、活塞筒（5334）、活塞环（5333）以及缸体（5332）所围合形成的两个空腔相连通，所述进油端口b3与两活塞环（5333）、密封筒（5335）以及缸体（5332）所围合形成的空腔相连通；

所述动力件还包括第二三位四通换向阀（5337），所述第二三位四通换向阀（5337）的结构与所述第一三位四通换向阀（5323）的结构相同，具有进油口P2、回油口T2、工作油口A2以及工作油口B2，所述进油端口b1、进油端口b2与工作油口A2相连，进油端口b3与工作油口B2相连，所述进油口P2与油泵（5324）的输出端口相连，所述回油口T2与所述油槽（5322）相连；

所述自动上料装置还包括缓冲装置（54），设置于所述上料输送部件（52）上的输送槽（521）内，用于限制所述输送槽（521）内的金属管状工件同时向外滑出，在一次加工时间内，使所述输送槽（521）内靠近接料部件（51）的一个金属管状工件滑动至所述接料部件（51）内；

所述缓冲装置（54）包括第二液压缸（541）、第三液压缸（542）、第三三位四通换向阀（543）、第一二位三通换向阀（544）以及第二二位三通换向阀（545）；所述第二液压缸（541）和第三液压缸（542）沿所述输送槽（521）长度方向并排设置于所述输送槽（521）上，且所述第二液压缸（541）距地面的高度低于第三液压缸（542）距地面的高度，所述第二液压缸（541）的无杆腔和有杆腔上分别具有进油端口a3以及进油端口a4，所述第三液压缸（542）的无杆腔和有杆腔上分别具有进油端口a5以及进油端口a6，在所述第二液压缸（541）和第三液压缸（542）的无杆腔进油后，二者的活塞杆均穿过并伸入至所述输送槽（521）内，用于限制输送槽（521）内的金属管状工件下滑，两活塞杆之间的间距为金属管状工件外径的1.3-1.7倍；

所述第三三位四通换向阀（543）与所述第一三位四通换向阀（5323）的结构相同，其具有进油口P3、回油口T3、工作油口A3以及工作油口B3，所述第一二位三通换向阀（544）和第二二位三通换向阀（545）结构相同，分别具有进油口P4和进油口P5、工作油口A4和工作油口A5以及工作油口B4和工作油口B5；

所述第三三位四通换向阀（543）的进油口P3与所述油泵（5324）的输出端口相连，回油口T3与所述油槽（5322）相连，工作油口A3与进油口P4相连，工作油口B3与进油口P5相连；所述第一二位三通换向阀（544）的工作油口A4与进油端口a3相连，工作油口B4与进油端口a5相连；所述第二二位三通换向阀（545）的工作油口A5与进油端口a4相连，工作油口B5与进油端口a6相连；所述控制器通过控制油泵（5324）、第三三位四通换向阀（543）、第一二位三通换向阀（544）、第二二位三通换向阀（545）的运行状态，以控制第二液压缸（541）、第三液压缸（542）上的活塞杆伸入至输送槽（521）内的伸入量，以让或者限制输送槽（521）内的金属管状工件向外滑出。

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