CN116372278A - 管件倒角装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属管件加工设备技术领域，特别涉及管件倒角装置，包括：进料机构；分料机构；移料机构；倒角机构。本发明的管件倒角装置，适用于对多种外径规格的金属管件的加工，通过分料机构的设计，将多种外径规格的金属管件分选至不同的辊轮输送料道上，使其能够精准地将不同外径规格的金属管件转移至对应的倒角机构中，无需更换不同的倒角刀具，加工效率高。

Description

管件倒角装置

技术领域

本发明涉及金属管件加工设备技术领域，特别涉及管件倒角装置。

背景技术

金属管件被广泛用在各种产品中，以达到产品结构各种性能要求，例如支撑、减震、消声、或者定位等功能。而金属管件的端部经常需要进行倒角处理，例如倒内角或者倒外角。因此出现了专门用来对金属管件的端部进行倒角的装置。

现有技术中，这类金属管件倒角装置可参考如申请号为CN201910193105.6的中国专利公开的一种圆管倒角设备，包括：供料机构、抓料机构、定位机构、以及倒角机构。供料机构用于承载待加工的圆管并且将圆管移送至指定的抓料点；抓料机构用于从指定的抓料点抓取待加工的圆管并且移送至指定的加工点；抓料机构还用于将加工完毕的圆管从指定的加工点取出以完成出料；定位机构用于接收抓料机构移送过来的待加工的圆管，并且对待加工的圆管进行定位和锁定。

采用上述圆管倒角设备，能够完成圆管的倒角加工，但是，这类圆管倒角设备只能对同一规格的圆管进行倒角加工，具有较大的局限性。在实际生产活动中，通常需要对多种不同规格的圆管进行倒角，而采用常规的倒角设备，需要多台倒角设备，设备成本高，或者在同一台设备上更换不同的倒角刀具，需要耗费较多的时间。因此，亟待一种管件倒角装置，能解决上述问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供管件倒角装置，包括：

进料机构；

分料机构，所述分料机构的进料端设置在所述进料机构的出料口下方，所述分料机构包括多个辊轮间距从上到下依次减小的辊轮输送料道，且位于上方的所述辊轮输送料道的输送距离均小于其下方的所述辊轮输送料道的输送距离，使得各个所述辊轮输送料道的出料端上均形成有上方敞开的夹料区域；

移料机构，包括与所述辊轮输送料道数量相等以及用于将所述辊轮输送料道出料端的管材夹取的夹具、用于驱动所述夹具移动的第一驱动组件；

倒角机构，包括与所述夹具数量相等以及用于放置所述夹具夹取的管材的支撑座、位于所述支撑座沿其长度方向两侧的第二驱动组件、连接在所述第二驱动组件输出端的动力装置和通过所述动力装置驱动的倒角刀具。

具体的，所述倒角机构还包括定心组件，通过所述定心组件使倒角刀具在转动时自动校准管件的轴心。

具体的，所述定心组件包括沿y轴方向依次设置的第一转动轴、第二转动轴、第三转动轴、第四转动轴，所述第一转动轴与所述动力装置的输出轴传动连接，所述第一转动轴朝向所述第二转动轴的端面连接有第一腰型凸起，所述第二转动轴上设有供所述第一腰型凸起沿其长度方向活动的第一腰型孔，所述第四转动轴与所述倒角刀具固定连接，所述第四转动轴朝向所述第三转动轴的端面连接有第二腰型凸起，所述第三转动轴上设有供所述第二腰型凸起沿其长度方向活动的第二腰型孔，所述第二转动轴与所述第三转动轴同轴连接，所述第一腰型凸起与所述第二腰型凸起呈正交设置。

具体的，还包括机箱，所述机箱内设有加工台面，所述分料机构、倒角机构均设置在所述加工台面上，所述加工台面上固定有上壳体，所述移料机构设置在所述上壳体内侧且位于所述分料机构、倒角机构上方。

具体的，所述加工台面上设有与所述夹具数量相等以及供所述夹具放料的下料孔，每个所述下料孔下方均放置有集料箱，所述进料机构包括料斗，所述料斗固定在所述上壳体上端，并且其下端延伸至所述上壳体内侧。

具体的，所述第一驱动组件包括用于驱动所述夹具沿x轴方向移动的第一驱动装置、用于驱动所述夹具沿z轴方向移动的第二驱动装置，所述第一驱动装置、第二驱动装置均为丝杠模组。

具体的，每个所述辊轮输送料道的出料端一侧还设有挡板，所述挡板上设有用于探测所述辊轮输送料道出料端是否存在管件的距离传感器。

具体的，所述辊轮输送料道包括若干等间距分布的辊轮，所述辊轮输送料道与水平面相互平行或朝输送方向倾斜向下设置。

具体的，所述辊轮输送料道与水平面相互平行，所述辊轮通过皮带传动装置实现输送。

具体的，所述辊轮输送料道相对于水平面形成的倾斜角度为R，15°≤R≤30°，所述辊轮的两端自由转动。

本发明的有益效果：

本发明的管件倒角装置，适用于对多种外径规格的金属管件的加工，通过分料机构的设计，将多种外径规格的金属管件分选至不同的辊轮输送料道上，使其能够精准地将不同外径规格的金属管件转移至对应的倒角机构中，无需更换不同的倒角刀具，加工效率高。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例1的管件倒角装置的立体结构图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为本发明实施例1的管件倒角装置的俯视图；

图4为图3中B-B面的剖面图；

图5为本发明实施例1的定心组件的爆炸图；

图6为本发明实施例1的定心组件的俯视图；

图7为图6中C-C面的剖面图；

图8为图6中D-D面的剖面图；

图9为本发明实施例1的定心组件、倒角刀具对管件加工过程的结构示意图；

图10为本发明实施例1的辊轮输送料道对管件进行输送的结构示意图；

图11为本发明实施例2的辊轮输送料道的结构示意图。

附图标记为：进料机构10；分料机构20；辊轮输送料道21；夹料区域201；移料机构30；夹具31；第一驱动组件32；倒角机构40；支撑座41；第二驱动组件42；动力装置43；倒角刀具44；机箱50；加工台面51；上壳体52；下料孔511；集料箱53；料斗11；第一驱动装置321；第二驱动装置322；伸缩臂323；辊轮211a、211b、211c；皮带传动装置212；定心组件60；第一转动轴61；第二转动轴62；第三转动轴63；第四转动轴64；第一腰型凸起611；第一腰型孔621；第二腰型凸起641；第二腰型孔631；挡板71；距离传感器72；管件80a、80b、80c。

具体实施方式

本发明提供管件倒角装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1到图10：

本实施例公开了一种管件倒角装置，适用于圆形的金属管件的加工，但并不局限于金属管件，也可以为其他材质的管件，能够将金属管件由于切割等原因产生的端口毛刺清除，并形成倒角，使金属管件的端口更加平整，防止其刮伤工作人员。

本实施例的管件倒角装置，包括：进料机构10，分料机构20，移料机构30，倒角机构40。

其中，进料机构10具有进料口和出料口，加工前，先将待加工的管件放置在进料机构10中，进料机构10的出料口位置还可以设置用于自动放料的阀门，该阀门可采用常规的电动阀，从而有效地控制物料进料。

分料机构20的进料端设置在进料机构10的出料口下方，用于将不同外径规格的金属管件进行分料，分料机构20包括多个辊轮间距从上到下依次减小的辊轮输送料道21，通过这样的参数设计，只有当金属管件的外径尺寸小于辊轮间距时，该金属管件才能从该位置的辊轮间隙通过，从而实现自动分选的效果。

而且，位于上方的辊轮输送料道21的输送距离均小于其下方的辊轮输送料道21的输送距离，通过这样的结构设计，使得各个辊轮输送料道21的出料端上均形成有上方敞开的夹料区域201，能够方便后续进行移料动作。

移料机构30包括与辊轮输送料道21数量相等以及用于将辊轮输送料道21出料端的金属管材夹取的夹具31、用于驱动夹具31移动的第一驱动组件32，通过移料机构30将辊轮输送料道21的出料端的金属管材进行夹取并转移。

倒角机构40，包括与夹具31数量相等以及用于放置夹具31夹取的金属管材的支撑座41、位于支撑座41沿其长度方向两侧的第二驱动组件42、连接在第二驱动组件42输出端的动力装置43和通过动力装置43驱动的倒角刀具44，其中，支撑座41的上端面形成一个供金属管材容纳的凹槽，为了更加适配于金属管材，可将该凹槽设计成弧形结构，而且，为了使夹具31能够顺利将金属管材置入凹槽中，在凹槽中部位置的两侧，均设计出一个向下凹陷的避空槽，第二驱动组件42的作用是驱动倒角刀具44向放置在支撑座41上的金属管材方向移动，使倒角刀具44能够对金属管材的端部加工，动力装置43可采用高频电机，通过高频电机传动，使倒角刀具44高速旋转，使金属管材的端部形成内倒角或外倒角，该倒角刀具44采用常规的内径倒角刀具或外径倒角刀具，通过倒角刀具44将金属管件端部的内沿或外沿打磨成倒角，以清除金属管件端部由于切割产生的锋利毛刺。

此外，夹具31还用于对金属管材在倒角加工过程中的固定，当夹具31将金属管材夹持并放置在支撑座41上的凹槽后，夹具31始终对金属管材夹取，以避免金属管材在后续倒角过程中出现的偏位现象，完成倒角工序后，再将金属管材转移至下一工位。

为了更清楚地说明本发明分料机构20的分料原理，请参照图11所示，辊轮输送料道21采用了三层结构，但并不局限于三层结构，具体层数根据待加工产品规格而设计，本实施例中，采用了三层结构的辊轮输送料道21，而且，每一层的辊轮输送料道21均具有若干等间距分布的辊轮，其中最上层的辊轮211a之间的间距为L1，中间层的辊轮211b之间的间距为L2，最下层的辊轮211c之间的间距为L3，满足以下条件：L1＞L2＞L3，而加工对象有三种规格，其中管件80a的外径为R1,管件80b的外径为R2,管件80c的外径为R3，满足以下条件：R1＞R2＞R3；R1＞L1；L1＞R2＞L2；L2＞R3＞L3，当管件80a、管件80b、管件80c进料时，由于R1＞L1，因此管件80a只能由最上层的辊轮211a输送出料；由于L1＞R2＞L2，因此管件80b能够穿过最上层的辊轮211a之间的间隙，并落入中间层的辊轮输送料道21上，由中间层的辊轮211b输送出料；由于L2＞R3＞L3，因此管件80c能够穿过最上层的辊轮211a之间的间隙以及中间层的辊轮211b之间的间隙，并落入最下层的辊轮输送料道21上，由最下层的辊轮211c输送出料。

本实施例的管件倒角装置，适用于对多种外径规格的金属管件的倒角加工，通过分料机构20巧妙的分料设计，将多种外径规格的金属管件分选至不同的辊轮输送料道21上，使其能够精准地将不同外径规格的金属管件转移至对应的倒角机构4中，无需更换不同的倒角刀具，加工效率高。

本实施例中，还包括机箱50，机箱50内具有电控箱等常规电控装置，用于给整台装置提供电力，机箱50上设有触控面板，触控面板实现了人机交互，方便用户操作，还可增加蜂鸣器等警报装置，出现故障时通过警报装置提醒用户，机箱50内设有加工台面51，分料机构20、倒角机构40均设置在加工台面51上，加工台面51上固定有上壳体52，移料机构30设置在上壳体52内侧且位于分料机构20、倒角机构40上方，利用移料机构30将分料机构20输出端的金属管件转移至下一工位，结构简单，移料效率高。

本实施例中，加工台面51上设有与夹具31数量相等以及供夹具31放料的下料孔511，本实施例为了适配于夹具31的数量以及位置，下料孔511的数量同样设计为3个，而每个下料孔511下方均放置有集料箱53，通过集料箱53收集并储存完成倒角的金属管材，方便后续工作人员取出，结构简单，提高效率。

进料机构10包括料斗11，料斗11的结构为上大下小的结构，其上端能够容纳大量不同外径规格的金属管材，无需频繁的添加金属管材，料斗11固定在上壳体52上端，并且其下端延伸至上壳体52内侧，料斗11内预先存放有大量不同外径规格的金属管材，并配合电动阀等阀门设计，实现自动下料的功能，提高加工效率。

本实施例中，第一驱动组件32包括用于驱动夹具31沿x轴方向移动的第一驱动装置321、用于驱动夹具31沿z轴方向移动的第二驱动装置322，第一驱动装置321、第二驱动装置322均为丝杠模组，采用丝杠模组作为动力源，输送平稳性好，输送效率高。

本实施例中，每个辊轮输送料道21的出料端一侧还设有挡板71，利用挡板71限制每个辊轮输送料道21末端的金属管材的移动，挡板71上设有用于探测辊轮输送料道21出料端是否存在管件的距离传感器72，距离传感器72可采用光电式传感器，能够准确的判断出其对应位置的辊轮输送料道21出料端是否存在金属管件，若经过判断后，该位置不存在金属管件时，为了节省能源，还在可设计相应的控制程序，使对应的夹具31以及倒角刀具44不启动，从而降低不必要的能耗。

本实施例中，辊轮输送料道21相对于水平面平行设置，辊轮211a、辊轮211b、辊轮211c均通过各自的皮带传动装置212实现输送，采用平行的辊轮输送料道21，物料输送过程的平稳性更好，不容易发生落料等情况。

常规的管件倒角装置中，为了提高对管件的加工精度，通常分别设置对管件进行转移的移料机构以及在对管件加工前进行装夹的夹持机构，以保证夹持机构对管件的夹持的稳定性从而保证倒角精度。但在本发明中，区别于常规设计，为了尽可能地简化结构降低成本，本发明中的移料机构30除了实现将金属管件从分料机构20的夹持区域转移至倒角机构40的支撑座41的功能之外，还在倒角机构40对管件进行倒角时夹持管件。而移料机构30出于执行转移动作的需要，难以避免需要设计较长的结构长度，相对而言结构刚度较低。例如图4中所示，夹具31需要通过一较长的竖向伸缩臂323作为延伸臂，这就导致在夹具31夹持管件进行加工时容易出现振动导致管件偏位的情况。因此为了保证本发明的倒角精度，在倒角机构40中还增加了定心组件60，通过定心组件60使倒角刀具44在转动时自动校准管件的轴心，这样加工得到的金属管件，倒角位置的精度更高。

为了更清楚地说明定心组件60的作用机制，请参考图5到图8，本实施例的定心组件60包括沿y轴方向依次设置的第一转动轴61、第二转动轴62、第三转动轴63、第四转动轴64，第一转动轴61与动力装置43的输出轴传动连接，第四转动轴64与倒角刀具44传动连接，第一转动轴61朝向第二转动轴62的端面连接有第一腰型凸起611，第二转动轴62上设有供第一腰型凸起611沿其长度方向活动的第一腰型孔621，第四转动轴64与倒角刀具44固定连接，第四转动轴64朝向第三转动轴63的端面连接有第二腰型凸起641，第三转动轴63上设有供第二腰型凸起641沿其长度方向活动的第二腰型孔631，第二转动轴62与第三转动轴63同轴连接，第一腰型凸起611与第二腰型凸起641呈正交设置。

当定心组件60转动时，由于第一腰型凸起611沿x轴方向具有一定的活动空间，第二腰型凸起641沿z轴方向具有一定的活动空间，通过两者两个方向上的活动配合，使得第四转动轴64相对于第一转动轴61能够在一定范围内调整位置，当倒角刀具44作用于金属管件两端时，倒角刀具44在高速转动过程中能够自动调整其轴心位置与金属管件一致，保证了倒角精度。

实际加工过程的原理如图9所示，以下以管件80a的倒角加工为例说明。倒角刀具44与管件80a接触前，两者的中心轴并不在同一直线上，在第二驱动组件42的驱动下，支撑座41两侧的倒角刀具44逐渐向管件80a方向移动，倒角刀具44移动的同时，动力装置43驱动倒角刀具44高速旋转，直至与管件80a的端部接触。在倒角刀具44与管件80a的端部接触的时候，倒角刀具44的加工面为斜面，倒角刀具44与管件80a的内侧面接触时，管件80a的内侧面对倒角刀具44的位置起到限制作用，而在管件80a内侧面对倒角刀具44的限制作用下，由于定心组件60的调整作用，高速旋转的倒角刀具44的轴心能够逐渐靠近管件80a的轴心，从而达到自动校准轴心的效果。图9仅展示了管件80a位置固定不变的情形。更为重要的，即使在管件80a由于加工时所产生的振动而导致使管件80a的中心轴位置出现偏移，由于倒角刀具44的位置被管件80a的内侧面限定了，动力装置43通过定心组件60带动倒角刀具44加工时能够使倒角刀具44在加工过程中与管件80a保持同轴，从而保证倒角刀具44对管件80a加工的精度，使得本发明的管件倒角装置兼具成本低、结构精简和加工精度高的优点。

此外，为了方便理解定心组件60对倒角刀具44的轴心的调整范围，申请人举例说明如下：可定义定心组件60的轴心位置为（0,0），第一腰型凸起611在第一腰型孔621内的最大活动距离为2mm，可定义第一腰型凸起611在x轴坐标系中的活动范围为（-1,0）到（1,0），第二腰型凸起641在第二腰型孔631内的最大活动距离为2mm，可定义第二腰型凸起641在z轴坐标系中内的活动范围为（0,-1）到（0,1），此时，第四转动轴64相对于第一转动轴61能够在一个半径为1mm的圆形范围内调整位置。

实施例2

本实施例是为了说明辊轮输送料道21的另一结构，其余结构与实施例1相同，相同部分就不做详细说明。

请参照图11所示，为了降低能耗，使金属管件经过下料后无需动力即可自动输送，本实施例将辊轮输送料道21设计成朝输送方向倾斜向下的结构，而且将辊轮的两端设计成自由转动的结构，将辊轮输送料道21的倾斜角度定义为R，在实际加工过程中，如果R较小，容易存在金属管件无法移动的问题，如果R较大，在辊轮输送料道21的出料端容易出现堆料落料的情况，为了避免上述，经过多次试验证明，当满足以下条件：15°≤R≤30°时，辊轮输送料道21就能达到很好的输送效果。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出各种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本发明创造权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.管件倒角装置，其特征在于，包括：

进料机构；

分料机构，所述分料机构的进料端设置在所述进料机构的出料口下方，所述分料机构包括多个辊轮间距从上到下依次减小的辊轮输送料道，且位于上方的所述辊轮输送料道的输送距离均小于其下方的所述辊轮输送料道的输送距离，使得各个所述辊轮输送料道的出料端上均形成有上方敞开的夹料区域；

移料机构，包括与所述辊轮输送料道数量相等以及用于将所述辊轮输送料道出料端的管材夹取的夹具、用于驱动所述夹具移动的第一驱动组件；

倒角机构，包括与所述夹具数量相等以及用于放置所述夹具夹取的管材的支撑座、位于所述支撑座沿其长度方向两侧的第二驱动组件、连接在所述第二驱动组件输出端的动力装置和通过所述动力装置驱动的倒角刀具。

2.根据权利要求1所述的管件倒角装置，其特征在于，所述倒角机构还包括定心组件，通过所述定心组件使倒角刀具在转动时自动校准管件的轴心。

3.根据权利要求2所述的管件倒角装置，其特征在于，所述定心组件包括沿y轴方向依次设置的第一转动轴、第二转动轴、第三转动轴、第四转动轴，所述第一转动轴与所述动力装置的输出轴传动连接，所述第一转动轴朝向所述第二转动轴的端面连接有第一腰型凸起，所述第二转动轴上设有供所述第一腰型凸起沿其长度方向活动的第一腰型孔，所述第四转动轴与所述倒角刀具固定连接，所述第四转动轴朝向所述第三转动轴的端面连接有第二腰型凸起，所述第三转动轴上设有供所述第二腰型凸起沿其长度方向活动的第二腰型孔，所述第二转动轴与所述第三转动轴同轴连接，所述第一腰型凸起与所述第二腰型凸起呈正交设置。

4.根据权利要求1所述的管件倒角装置，其特征在于，还包括机箱，所述机箱内设有加工台面，所述分料机构、倒角机构均设置在所述加工台面上，所述加工台面上固定有上壳体，所述移料机构设置在所述上壳体内侧且位于所述分料机构、倒角机构上方。

5.根据权利要求4所述的管件倒角装置，其特征在于，所述加工台面上设有与所述夹具数量相等以及供所述夹具放料的下料孔，每个所述下料孔下方均放置有集料箱，所述进料机构包括料斗，所述料斗固定在所述上壳体上端，并且其下端延伸至所述上壳体内侧。

6.根据权利要求1所述的管件倒角装置，其特征在于，所述第一驱动组件包括用于驱动所述夹具沿x轴方向移动的第一驱动装置、用于驱动所述夹具沿z轴方向移动的第二驱动装置，所述第一驱动装置、第二驱动装置均为丝杠模组。

7.根据权利要求1所述的管件倒角装置，其特征在于，每个所述辊轮输送料道的出料端一侧还设有挡板，所述挡板上设有用于探测所述辊轮输送料道出料端是否存在管件的距离传感器。

8.根据权利要求4所述的管件倒角装置，其特征在于，所述辊轮输送料道包括若干等间距分布的辊轮，所述辊轮输送料道与水平面相互平行或朝输送方向倾斜向下设置。

9.根据权利要求8所述的管件倒角装置，其特征在于，所述辊轮输送料道与水平面相互平行，所述辊轮通过皮带传动装置实现输送。

10.根据权利要求8所述的管件倒角装置，其特征在于，所述辊轮输送料道相对于水平面形成的倾斜角度为R，15°≤R≤30°，所述辊轮的两端自由转动。

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