CN117600080A - 一种全自动钢管分拣装置、钢管加工线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全自动钢管分拣装置、钢管加工线。该全自动钢管分拣装置包括输送机构、第一光电传感器、阻挡机构、顶升气缸和控制器。输送机构包括输送链带和支架；阻挡机构至少包括第一挡板、第二挡板、位置传感器；控制器用于实时采集第一挡板上位置传感器的电信号；在接收到第一挡板上位置传感器的电信号时，采集第一光电传感器的反馈信号，并根据采集结果判断钢管的位置状态，并作出相应决策；继续采集第二挡板上位置传感器的电信号，并在接收到第二挡板上位置传感器的电信号时，驱动顶升气缸顶升输送链带的上环部位，进行钢管下料。本发明根据不同长度的钢管进行逐一拦截，并将相应长度的钢管下料至对应位置，整体结构简单，易于后续维护。

Description

一种全自动钢管分拣装置、钢管加工线

技术领域

本发明涉及钢管加工技术领域，具体为一种全自动钢管分拣装置、钢管加工线。

背景技术

钢管经过切割、端部攻丝后，为方便后续的存放或输送，需要对不同长度的钢管进行分拣。这是由于钢管的切割和端部攻丝采用的设备一样，为充分利用加工设备以减少加工线的布设，不同长度的钢管在同一加工线上加工，最后再分拣将不同长度的钢管分拣到对应的储料框内。

现有的分拣装置多采用传感器或者对齐机构确定已经完成攻丝的钢管的长度，再采用不同的输送线输送钢管，在输送线的末端采用翻转装置进行翻转下料完成分拣，或者在传感器或对齐机构确定钢管长度后，再采用机械手抓取钢管至指定位置完成钢管的分拣。

若是采用多条输送线输送不同的钢管，还需加设引导件等引导钢管进入相对应的输送线，结构较为复杂且控制程序上也不简单。若是采用机械手抓取，能够减少输送线的布设，但是若钢管长度短还易于操作，若是钢管长度长，还需机械手适应不同长度的钢管或者采用多个机械手来适应不同长度的钢管，从加工成本的角度来看，采用大批量的机械手用以转移钢管成本高，后续的维护成本也高。

发明内容

基于此，有必要针对现有钢管分拣装置存在结构复杂或成本高、维护难的问题，提供一种全自动钢管分拣装置、钢管加工线。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种全自动钢管分拣装置，包括输送机构、第一光电传感器、阻挡机构、顶升气缸和控制器。

输送机构包括输送链带和支架；输送链带安装在支架上，沿支架长度方向传动，形成闭环，钢管位于输送链带的上环部位上；

第一光电传感器安装在支架顶部且靠近输送链带的输送起始端；

阻挡机构至少包括用于阻挡钢管的第一挡板、第二挡板，以及感应钢管位置的位置传感器；第一挡板和第二挡板活动安装在支架顶部，并沿输送链带的输送方向间隔设置，第一挡板和输送链带的输送起始端的间距小于第二挡板和输送链带的输送起始端的间距，第一挡板、第二挡板的位置分别对应不同长度的钢管；第一挡板、第二挡板面向输送链带的输送起始端的一侧安装有位置传感器；

顶升气缸纵向安装在支架内，顶升气缸的活动端与输送链带的上环部位偏侧相接触，用以抬高使其呈倾斜状；

控制器用于实时采集第一挡板上位置传感器的电信号；还用于在接收到第一挡板上位置传感器的电信号时，采集第一光电传感器的反馈信号，并根据采集结果判断钢管的位置状态，并作出如下决策：(a)若采集到第一光电传感器的反馈信号，判定第一光电传感器处具有钢管，驱动第一挡板偏离输送链带的输送轨迹；(b)若未采集到第一光电传感器的反馈信号，判定第一光电传感器处没有钢管，驱动顶升气缸顶升输送链带的上环部位，实现钢管下料；还用于继续采集第二挡板上位置传感器的电信号，并在接收到第二挡板上位置传感器的电信号时，驱动顶升气缸顶升输送链带的上环部位，实现钢管下料，完成分拣。

进一步的，输送链带包括链条、输送条、传动链轮和驱动件；传动链轮活动设置在支架长度方向的两端，驱动件与其中一个传动链轮连接，传动链轮表面啮合有链条，令链条形成闭环，多个输送条等距固定设置在链条的外表面，输送条与链条连接的一面与支架顶部相接触，钢管位于链条上环处的输送条上，顶升气缸的活动端穿过支架和链条的间隙内，并与链条上环处的输送条相接触，用以抬高输送条使其呈倾斜状。

进一步的，第一挡板的底部、第二挡板的底部对应与电机的输出轴相连，用以带动第一挡板、第二挡板水平转动，电机安装在支架外侧。

进一步的，第一挡板、第二挡板与相对应的伸缩气缸的活动端相连，用以带动第一挡板、第二挡板纵向移动，伸缩气缸的固定端安装在支架外侧。

进一步的，支架的旁侧放置有用于引导从输送条上滚落的钢管进入并存储的储料框。

进一步的，第一挡板、第二挡板位于支架的同一侧，两个储料框位于支架的另一侧，且与第一挡板、第二挡板一一对应设置。

进一步的，第一挡板和第二挡板分别位于支架的两侧，两个储料框与第一挡板、第二挡板一一对应设置在支架的两侧。

进一步的，输送条的两端由外向内厚度逐渐减小，形成倾斜面。

进一步的，输送条背离链条的一侧顶部设置有相对称的限位块，限位块的顶部呈弧面，钢管位于两个限位块之间。

本发明还涉及一种钢管加工线，包括依次设置的上料机、切管机、输送机、套丝机和分拣机；分拣机采用如前述的全自动钢管分拣装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1、本发明设计的阻挡机构对输送机构上的钢管进行拦截，根据不同长度的钢管进行逐一拦截，并通过传感器和顶升气缸的配合将相应长度的钢管下料至对应位置，完成钢管分拣，装置整体结构简单，也易于后续维护；

2、本发明通过挡板的位移可调整的设计能够在阻挡钢管或不阻挡钢管中切换，可将合适尺寸的钢管拦截并与顶升气缸配合进行下料，或放行更长尺寸的钢管，逐级拦截，一条输送线便可进行分拣，下料后也易于存储转移；

3、本发明的输送机构上的输送条能够配合顶升气缸顶升形成倾斜面下料，也可与链条配合实现钢管的输送，结构简单，且输送条上加设限位块能够在输送至阻挡钢管偏移，并在下料时对钢管的阻碍小，不影响钢管从输送条上脱离。

附图说明

参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。其中：

图1为本发明实施例1介绍的一种全自动钢管分拣装置的结构示意图；

图2为基于图1的具体实施时4个挡板安装在输送机构上的示意图；

图3为基于图1的电机与第一挡板的连接示意图；

图4为基于图1的输送条的结构示意图；

图5为实施例2介绍的第一挡板和伸缩气缸的连接示意图；

图6为实施例3介绍的第一挡板和第二挡板的错开示意图；

图7为实施例4介绍的一种钢管加工线的结构示意图。

图中标注说明：1、输送机构；11、输送链带；111、链条；112、输送条；113、传动链轮；114、驱动件；115、限位块；101、电机；102、伸缩气缸；12、支架；2、第一光电传感器；3、阻挡机构；31、第一挡板；32、第二挡板；33、位置传感器；4、顶升气缸；6、储料框；10、上料机；20、切管机；30、输送机；40、套丝机；50、分拣机。

具体实施方式

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

实施例1

请参阅图1，本实施例介绍了一种全自动钢管分拣装置，主要包括输送机构1、第一光电传感器2、阻挡机构3、顶升气缸4、储料框6和控制器。

输送机构1主要包含输送链带11和支架12。支架12采用钢结构拼焊而成。因此支架12实际上就是一个钢结构框架，由于支架12具有一定的长度，为保持支架12的稳定性，可以在支架12上多焊接辅助支撑杆，辅助支撑杆不影响其它的装置或者结构的布设。

输送链带11主要由链条111、输送条112、传动链轮113和驱动件114构成。传动链轮113活动设置在支架12长度方向的两端，驱动件114与其中一个传动链轮113的圆心连接，以驱动传动链轮113转动，驱动件114可以直接采用伺服电机101，也可以加设减速器，也可以伺服电机101不直接与传动链轮113连接，通过同步带以及带轮结构驱动传动链轮113，与驱动件114连接的传动链轮113作为主动轮，另一个传动链轮113作为从动轮，二者的外表面啮合有链条111，链条111形成闭环，由传动链轮113驱动。

输送条112安装在链条111的外侧，即链条111的内侧啮合传动链轮113，外侧安装有输送条112，输送条112随链条111一起移动，输送条112等距设置，且输送条112的长度方向与链条111的输送方向相垂直。输送条112不影响链条111与传动链轮113的啮合，支架12的宽度略大于与输送条112的长度，链条111位于支架12内，由于支架12是钢结构，因此支架12不影响链条111的传动，但输送条112的两端朝向支架12的一侧与支架12相接触，为减少输送条112与支架12的接触面积，输送条112的两端由外向内厚度逐渐减小，形成倾斜面，倾斜角度较小，不影响输送条112一端被抬高时另一端与支架12侧部相接触。支架12的两侧具有高度不高的侧板，以配合输送条112被抬高时与输送条112较矮的一端相接触。

此外，输送条112背离链条111的一侧顶部设置有相对称的限位块115，限位块115的顶部呈弧面，钢管位于两个限位块115之间，对钢管进行限位，这样在对钢管进行输送时能够对钢管进行限位，避免钢管偏移，进而方便后续阻挡机构3对钢管进行阻挡进行分拣下料。需要说明的是，钢管是位于链条111上环部位的输送条112上，由于多个输送条112相平行设置，因此不同输送条112上的限位块115能够连成两条相平行的线，钢管位于两个限位块115之间，限位块115的高度不高，且顶部为弧面，这样在输送条112呈倾斜状时，不影响钢管下料，钢管能够穿过限位块115从支架12上掉落。

第一光电传感器2安装在支架12顶部，靠近链条111顶部的输送起始端，可以位于链条111旁侧，第一光电传感器2的感应端面向钢管，用于感应链条111顶部的输送起始端上的输送条112上是否有钢管。

阻挡机构3至少有第一挡板31、第二挡板32和位置传感器33。位置传感器33的数量和挡板的数量相同。若是采用第一挡板31和第二挡板32，挡板的数量为两个，因此位置传感器33的数量为两个，一一对应安装在第一挡板31、第二挡板32上。

第一挡板31和第二挡板32活动安装在支架12上，可以通过电机101的方式连接，电机101的固定端安装在支架12外侧，输出轴朝上并与第一挡板31/第二挡板32连接，第一挡板31、第二挡板32分别连接一个电机101。当需要阻挡时，电机101带动第一挡板31/第二挡板32转动至输送条112的上方，第一挡板31/第二挡板32长度方向与输送条112的输送方向相垂直，且第一挡板31/第二挡板32的底端与输送条112之间的间距小于钢管的直径，因此在第一挡板31/第二挡板32位于输送条112正上方时，能够阻挡钢管，当第一挡板31/第二挡板32转离输送条112正上方时，输送条112可带动钢管继续移动。

需要说明的是，第一挡板31与链条111上环部分的输送起始端的间距小于第二挡板32与链条111上环部分的输送起始端的间距。为方便后续下料，第一挡板31和第二挡板32之间的间距小于第一挡板31与链条111上环部分的输送起始端的间距。第一挡板31和第二挡板32起到分级拦截不同长度的钢管的作用。由于第一挡板31和第二挡板32面向钢管的一面上安装位置传感器33，因此当第一挡板31/第二挡板32与钢管接触时，位置传感器33能够感应到。

由于输送条112与支架12接触且不连接，将顶升气缸4安装在支架12上，活动端朝向输送条112，穿过链条111和支架12的间隙与输送条112相接触，当需要将输送条112上的钢管下料时，可以驱动顶升气缸4顶升输送条112，令输送条112呈倾斜状，使输送条112上的钢管下料。多个顶升气缸4为一组，顶升气缸4的组数与挡板的数量为一致，可以在顶升气缸4的活动端连接推板，通过推板推动输送条112，能够用较少的顶升气缸4完成顶升输送条112的操作。

控制器用于控制顶升气缸4、输送机构1、第一光电传感器2等。其控制方式如下：

实时采集第一挡板31上位置传感器33的电信号；

在接收到第一挡板31上位置传感器33的电信号时，采集第一光电传感器2的反馈信号，并根据采集结果判断钢管的位置状态，并作出如下决策：

(a)若采集到第一光电传感器2的反馈信号，判定第一光电传感器2处具有钢管，驱动第一挡板31偏离输送条112的输送轨迹；

(b)若未采集到第一光电传感器2的反馈信号，判定第一光电传感器2处没有钢管，驱动与第一挡板31相对应的顶升气缸4顶升链条111的上环部位的输送条112，实现钢管下料；

继续采集第二挡板32上位置传感器33的电信号，并在接收到第二挡板32上位置传感器33的电信号时，驱动与第二挡板32相对应的顶升气缸4顶升链条111的上环部位的输送条112，实现钢管下料，完成分拣。

第一挡板31和第二挡板32同侧设置，且顶升气缸4位于支架12靠近第一挡板31、第二挡板32这一侧，支架12的另一侧设置储料框6，分别在链条111的起始位置和第一挡板31的间距旁侧和第一挡板31和第二挡板32之间的间距旁侧，当顶升气缸4顶升输送条112时，钢管顺着输送条112的倾斜角度滚动，经过支架12后进入到储料框6内，储料框6内设缓冲垫等缓冲部件，以保护钢管。

采用第一挡板31、第二挡板32只能够对两种不同尺寸的管道进行分拣，在实际应用时，可以延长支架12的长度，采用适配的输送链带11，可以加设挡板，例如需要分拣四种尺寸的钢管，采用四个挡板，挡板之间的间距逐渐增大，例如第一个挡板和第一光电传感器2之间的间距为1.5m，第一个挡板和第二个挡板之间的间距是2m，第二个挡板和第三个挡板之间的间距是2.5m，第三个挡板和第四个挡板之间的间距是3m。另外在第一个挡板旁加设第二光电传感器、第二个挡板旁侧加装第三光电传感器、第三个挡板旁侧加装第四光电传感器，第一个挡板拦截钢管，若是第一光电传感器2未感应到钢管，则说明钢管的长度小，可以驱动顶升气缸4抬高输送条112，令钢管下料。若是第一光电传感器2感应到钢管，第一个挡板转动不阻挡，让钢管跟随输送条112移动到第二个挡板的地方，第二光电传感器感应是否有钢管，若是第二光电传感器未感应到钢管，则说明钢管的长度较小，可以驱动顶升气缸4抬高输送条112，令钢管下料，以此类推，直至到达第四挡板处，钢管长度最大。分别设置不同长度的储料框6，以存储对应长度的钢管。

本实施例通过阻挡机构3对输送机构1上的钢管进行拦截，根据不同长度的钢管进行逐一拦截，并通过传感器和顶升气缸4的配合将相应长度的钢管下料至对应位置，完成钢管分拣，装置整体结构简单，也易于后续维护。通过挡板逐级拦截，一条输送线便可进行分拣，钢管下料进入储料框6易于存储转移。

实施例2

本实施例介绍了一种全自动钢管分拣装置，其与实施例1介绍的全自动钢管分拣装置的结构基本相同。区别在于第一挡板31、第二挡板32通过伸缩气缸102与支架12活动连接。第一挡板31、第二挡板32一一对应与两个伸缩气缸102的活动端相连，用以带动第一挡板31、第二挡板32纵向移动，伸缩气缸102的固定端安装在支架12外侧。

当需要第一挡板31或第二挡板32对钢管进行阻挡时，伸缩气缸102处于收缩状态，第一挡板31或第二挡板32在链条111的输送方向上拦截。若是不需要阻挡时，伸缩气缸102带动第一挡板31或第二挡板32上移，第一挡板31或第二挡板32高度高于钢管的直径，则钢管可以直接从第一挡板31或第二挡板32下方穿行，不受阻挡。

实际使用时，伸缩气缸102的数量和挡板的数量是一致的。本实施例通过挡板的纵向移动来切换是否阻挡钢管，达到挡板状态切换的目的，配合顶升气缸4等实现钢管的分拣下料。

本实施例具有和实施例1相同的有益效果。

实施例3

本实施例介绍了一种全自动钢管分拣装置，其与实施例1介绍的全自动钢管分拣装置的结构基本相同。区别在于本实施例的第一挡板31和第二挡板32分别位于支架12的两侧，两个储料框6与第一挡板31、第二挡板32一一对应设置在支架12的两侧。

第一挡板31和第二挡板32交错设置，能够将钢管的下料点区分，易于后续采用机械搬运转移分拣后的钢管，相邻下料点的钢管位于两侧，不易出错。

实际使用时，假设若是采用4个挡板，在支架12上依次设置，则第一个挡板、第三个挡板位于一侧，第二挡板32和第四个挡板位于另一侧，储料框6位于挡板相对称的另一侧，用以接料。

实施例4

本实施例介绍一种钢管加工线，包括依次设置的上料机10、切管机20、输送机30、套丝机40和分拣机50；分拣机50采用前述提及的全自动钢管分拣装置。

上料机10用于将钢管上料至与切管机20等高的高度，切管机20安装在输送线上，因此上料机10上料至等高后会输送到切管机20的切割刀口处，切管机20对钢管进行切割至所需长度。输送机30采用的是阶梯上料和输送配合原理，因为套丝机40的高度高于切管机20，二者之间也具有一定间距，输送机30可以将切割好的钢管送至套丝机40附近，并逐级将钢管送至套丝机40上，套丝机40对钢管两端进行攻丝后，送至分拣机50对不同长度的钢管进行分拣下料。

上料机10、切管机20、输送机30、套丝机40采用现有设备，在此不做赘述，分拣机50采用实施例1-3中提及的全自动钢管分拣装置。

本实施例能够完成钢管长度及端部的全自动加工，提高加工效率，且各机械之间相互配合，后续只需对分拣好的钢管进行存放或转运等操作即可。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种全自动钢管分拣装置，其特征在于，其包括：

输送机构(1)，其包括输送链带(11)和支架(12)；输送链带(11)安装在支架(12)上，沿支架(12)长度方向传动，形成闭环，钢管位于输送链带(11)的上环部位上；

第一光电传感器(2)，其安装在支架(12)顶部且靠近输送链带(11)的输送起始端；

阻挡机构(3)，其至少包括用于阻挡钢管的第一挡板(31)、第二挡板(32)，以及感应钢管位置的位置传感器(33)；第一挡板(31)和第二挡板(32)活动安装在支架(12)顶部，并沿输送链带(11)的输送方向间隔设置，第一挡板(31)和输送链带(11)的输送起始端的间距小于第二挡板(32)和输送链带(11)的输送起始端的间距，第一挡板(31)、第二挡板(32)的位置分别对应不同长度的钢管；第一挡板(31)、第二挡板(32)面向输送链带(11)的输送起始端的一侧安装有位置传感器(33)；

顶升气缸(4)，其纵向安装在支架(12)内，顶升气缸(4)的活动端与输送链带(11)的上环输送部位偏侧相接触，用以抬高使其呈倾斜状；

控制器，其用于实时采集第一挡板(31)上位置传感器(33)的电信号；还用于在接收到第一挡板(31)上位置传感器(33)的电信号时，采集第一光电传感器(2)的反馈信号，根据采集结果判断钢管的位置状态，并作出如下决策：(a)若采集到第一光电传感器(2)的反馈信号，判定第一光电传感器(2)处具有钢管，驱动第一挡板(31)偏离输送链带(11)的输送轨迹；(b)若未采集到第一光电传感器(2)的反馈信号，判定第一光电传感器(2)处没有钢管，驱动顶升气缸(4)顶升输送链带(11)的上环部位，实现钢管下料；还用于继续采集第二挡板(32)上位置传感器(33)的电信号，并在接收到第二挡板(32)上位置传感器(33)的电信号时，驱动顶升气缸(4)顶升输送链带(11)的上环部位，实现钢管下料，完成分拣。

2.根据权利要求1所述的全自动钢管分拣装置，其特征在于，输送链带(11)包括链条(111)、输送条(112)、传动链轮(113)和驱动件(114)；传动链轮(113)活动设置在支架(12)长度方向的两端，驱动件(114)与其中一个传动链轮(113)连接，传动链轮(113)表面啮合有链条(111)，令链条(111)形成闭环，多个输送条(112)等距固定设置在链条(111)的外表面，输送条(112)与链条(111)连接的一面与支架(12)顶部相接触，钢管位于链条(111)上环处的输送条(112)上，顶升气缸(4)的活动端穿过支架(12)和链条(111)的间隙，并与链条(111)上环处的输送条(112)相接触，用以抬高输送条(112)使其呈倾斜状。

3.根据权利要求1所述的全自动钢管分拣装置，其特征在于，第一挡板(31)的底部、第二挡板(32)的底部一一对应与两个电机(101)的输出轴相连，用以带动第一挡板(31)、第二挡板(32)水平转动，电机(101)安装在支架(12)外侧。

4.根据权利要求1所述的全自动钢管分拣装置，其特征在于，第一挡板(31)、第二挡板(32)一一对应与两个伸缩气缸(102)的活动端相连，用以带动第一挡板(31)、第二挡板(32)纵向移动，伸缩气缸(102)的固定端安装在支架(12)外侧。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的全自动钢管分拣装置，其特征在于，支架(12)的旁侧放置有用于引导从输送条(112)上滚落的钢管进入并存储的储料框(6)。

6.根据权利要求5所述的全自动钢管分拣装置，其特征在于，第一挡板(31)、第二挡板(32)位于支架(12)的同一侧，两个储料框(6)位于支架(12)的另一侧，且与第一挡板(31)、第二挡板(32)一一对应设置。

7.根据权利要求5所述的全自动钢管分拣装置，其特征在于，第一挡板(31)和第二挡板(32)分别位于支架(12)的两侧，两个储料框(6)与第一挡板(31)、第二挡板(32)一一对应设置在支架(12)的两侧。

8.根据权利要求2所述的全自动钢管分拣装置，其特征在于，输送条(112)的两端由外向内厚度逐渐减小，形成倾斜面。

9.根据权利要求2所述的全自动钢管分拣装置，其特征在于，输送条(112)背离链条(111)的一侧顶部设置有相对称的限位块(115)，限位块(115)的顶部呈弧面，钢管位于两个限位块(115)之间。

10.一种钢管加工线，其包括依次设置的上料机(10)、切管机(20)、输送机(30)、套丝机(40)和分拣机(50)；其特征在于，

所述分拣机(50)采用如权利要求1-9中任意一项所述的全自动钢管分拣装置。