CN1978087A - 长u型金属管的加工设备及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种长U型金属管的加工设备，包括有控制器、机架、驱动部件、矫直机构、送料机构、剪切机构、弯管机构以及卸料机构，所述一次送进铜管根数为X，则X为大于一的整数；所述机架上方还设置有平移机构，所述平移机构可左右摆动；所述矫直机构、送料机构以及剪切机构与所述平移机构一同左右摆动，当摆动至左或右极限位置时停止，所述左或右极限位置为所述矫直机构、送料机构以及剪切机构的两个工作位置。实施本发明的长U管的加工方法及其折弯成型设备，由于采用两次送料一次折弯的生产方式代替了现在主流的一次送料一次折弯的生产方式，使得各步骤的加工时间分配得更合理，因此生产效率大大的提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种经过改进的长U型金属管的加工设备及其加工方法，适用于在空调器、冷柜、冰箱等产品的生产过程中所使用的长U型铜管的加工，也适用于加工其他细钢管或其他金属管需折弯成长U型的场合。
背景技术
在空调器、冷柜、冰箱等产品的生产过程中，需使用长U型铜管作为换热器内部管道的主要组成部分，根据产品型号大小的不同，长U型铜管往往是将成卷的铜管切割成0.4-5米长，再折弯加工而成。由于生产规模的要求，国内电器类生产企业目前的生产能力急需不断提高，以此来降低生产成本。单纯依靠扩充生产场地和增加流水线的数量不仅加大了成本，而且还需要有足够的时间才能实现。如何实现在现有基础上，通过对设备的改进，达到有效利用生产场地、降低工人劳动强度的目的，从而提高整体的生产效率和操作的方便性，是厂家迫切需要解决的问题。现有技术中，一般都采用弯管机成型的方法加工长U型铜管，目前市场上的弯管机都能够一次送进折弯多根管，假定能一次送进的管根数为X，X可为6、7、8……。长U型铜管的加工过程一般要经过矫直、送料到位、剪切、折弯成型等步骤，在整个一次工作循环过程中，只包括一次送料、一次折弯成型。具体步骤如下：
1)由矫直机构将X根从铜管卷中拉出的铜管头段同时矫直；
2)由送料机构将已矫直的X根长直铜管头段送入设备中；
3)由剪切机构按所需长度切割出X根长直铜管；
4)由折弯成型机构折弯所述X根长直铜管成长U型铜管；
5)由卸料机构卸料；
6)设备各个机构复位。
现有长U型铜管的加工方法存在以下几大弊端：设备生产效率不高，一个工作循环只能生产X根(比如6根)长U管，设备占用了大量的厂房面积，在更大规模的生产时，要提高效率就要增加弯管的根数，需要更多的设备，那样生产出的产品由于设备的不同导致产品的一致性和稳定性不能得到保证，影响产品的质量。由于长U型铜管的加工过程中，折弯用的时间比较多，送料用的时间较少，所以为解决上述问题，需对设备以及加工方法进行改进，将各步骤加工的时间进行合理调配，达到提高生产效率的目的。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种经过改进的长U型金属管的加工设备，一个工作循环中，能生产两倍根数的长U型金属管，不需要增大设备体积，可提高生产效率。
本发明的另一个目的是提供一种长U型金属管的加工方法，将各步骤的加工时间进行合理调配，保证所加工产品的一致性和稳定性，缩短了单位产品的加工时间。
本发明的目的是这样实现的：一种长U型金属管的加工设备，包括有可操控各部件动作的控制器、位于下方起支撑固定作用的机架、安装于机架上的多个驱动部件、由所述多个驱动部件分别驱动且位于机架上方的矫直机构、可同时送进多根铜管的送料机构以及剪切机构，所述一次送进铜管根数为X，则X为大于一的整数；所述机架上方还设置有弯管机构以及卸料机构；其中，所述机架上方还设置有平移机构，所述平移机构包括有平移缸、平移滑轨以及平移架，所述平移机构可左右摆动；所述矫直机构、送料机构以及剪切机构安装在所述平移架上，所述矫直机构、送料机构以及剪切机构与所述平移机构一同左右摆动，当摆动至左或右极限位置时停止，所述左或右极限位置为所述矫直机构、送料机构以及剪切机构的两个工作位置。
一种长U型金属管的加工方法，
1)矫直机构于第一工作位置将X根从铜管卷中拉出的铜管头段同时矫直；
2)由送料机构于第一工作位置将已矫直的X根长直铜管头段送入设备中；
3)由剪切机构于第一工作位置按所需长度切割出X根长直铜管；
4)所述矫直机构、送料机构以及剪切机构与所述平移机构一同平移至第二工作位置；
5)矫直机构于第二工作位置第二次将X根从铜管卷中拉出的铜管头段同时矫直；
6)由送料机构于第二工作位置将已矫直的X根长直铜管头段送入设备中；
7)由剪切机构于第二工作位置按所需长度切割出X根长直铜管；
8)由折弯成型机构折弯所述2X根长直铜管成长U型铜管；
9)由卸料机构卸料；
10)设备各个机构复位。
实施本发明的长U管的加工方法及其折弯成型设备，由于采用两次送料一次折弯的生产方式代替了现在主流的一次送料一次折弯的生产方式，使得各步骤的加工时间分配得更合理，因此生产效率大大的提高，在大规模生产中产品的一致行和稳定性的保证的比较好，产品的质量大大的提高，而且节约了厂房面积，大大的节约了生产的成本。同时结构简单合理，可降低加工成本。可在家用电器等生产企业大力推广使用。
附图说明
附图1为本发明长U型金属管的加工设备的结构示意图；
附图2为本发明长U型金属管的加工设备的俯视结构示意图。
附图中：1-机架，2-平移缸，3-平移滑轨，4-平移架，5--矫直机构，6-送料机构，7-剪切进退缸，8-剪切机构，9-金属管材，10-弯管机构，11-齿条机构，12-弯管缸，13-卸料机构，14-导杆机构，15-卸料缸，16-剪切滑轨，17-导料管。
具体实施方式
本发明的一种U型金属管的加工设备，为一种可二次或多次送料后再折弯成型的弯管机设备。如图1、2所示，包括有可操控各部件动作的控制器20、位于下方起支撑固定作用的机架1、安装于机架上的多个驱动部件、由所述多个驱动部件分别驱动且位于机架上方的矫直机构5、可同时送进多根铜管的送料机构6以及剪切机构8，所述一次送进铜管根数为X，则X为大于一的整数；所述机架上方还设置有弯管机构10以及卸料机构13；其中，所述机架上方还设置有平移机构，所述平移机构包括有平移缸2、平移滑轨3以及平移架4，所述平移机构可左右摆动；所述矫直机构5、送料机构6以及剪切机构8安装在所述平移架4上，所述矫直机构5、送料机构6以及剪切机构8与所述平移机构一同左右摆动，当摆动至左或右极限位置时停止，所述左或右极限位置为所述矫直机构5、送料机构6以及剪切机构8的两个工作位置。
所述可操控各部件动作的控制器为一种PLC可编程控制器20。
如图1、2所示，机架1是基础件，所述机架1上部设置有由厚平板制成的工作台。
平移滑轨3包括有滑块和滑槽组成，所述滑块固定安装在机架1上，平移滑轨3的滑槽为活动部件，安装在平移架4上，所述滑槽卡在滑块上左右滑动；平移缸2为汽缸或液压缸，所述平移缸2与输送压缩空气的管道相连，所述平移缸2的伸缩可使平移架4相对机架1滑动平移。PLC可编程控制器发出信号，平移缸2左右伸缩，驱动平移架4左右摆动，并可在左或右极限位置停止。
矫直机构5安装在平移架4上，矫直机构5可同时矫直X条金属管材9；所述矫直机构5包括有X套矫直轮部件，每套所述矫直轮部件包括有2个整圆轮和8个校直轮；每根铜管由此2个整圆轮和8个校直轮，通过偏心轴对它校整，校直轮交叉布置在二个与水平面成45°角的斜面上，从二个平面对铜管进行整圆与校直，以保证管的直线度。
送进机构6安装在平移架4上，送进机构6可同时送进X条金属管材9；所述送进机构6为每根铜管配备有：独立汽缸以及上、下同步带。
剪切机构8包括有剪切滑轨16、剪切进退缸7、X套刀头部件以及刀头驱动电机，剪切滑轨16的滑块安装在平移架4上，剪切滑轨16的滑槽安装在剪切机构8上，剪切进退缸7的一端安装在机架1上，另一端安装在剪切机构8上，剪切进退缸7的伸缩可使剪切机构8相对平移架4前后移动，剪切机构8可同时剪切X条金属管材；所述切割铜管的刀头部件包括有外滚刀、角接触球轴承、推刀座以及同步带，所述推刀座上设置有偏心轴，对推刀座上的偏心轴进行合理设计，保证其耐用性一年以上。切割时喷油雾润滑，每根铜管切割深度分别可调，以保证铜管切割缩口较少，切割完成后同步带倒转，以分离铜管。刀头驱动电机采用变频器控制，实现低速起动、高速切割、空转怠转，以增加切割头与同步带的寿命。要求切割刀头结构设计合理，选材合适，保证刀头在使用一年内不会出现故障或影响切割质量。长U管：外周以及外观：无伤痕、膨胀变形以及弯曲现象，前端部的偏心在0.5mm以下，前端部需要弄成稍微有点收窄的形。
弯管机构10固定在机架1上；所述弯管机构10包括有弯管缸12、齿条机构11、齿轮以及弯管模具；齿条机构11安装在机架1上；弯管缸12的一端固定在齿条机构11上，另一端固定在机架1上。弯管模具由弯曲夹紧装置、弯曲回转装置、弯曲托模升、降几部分组成。弯管模具的弯曲夹紧装置引入端设置有2倍X数量个通孔，2X根铜管伸入所述通孔中，第一次送进的X根铜管对应的X个通孔与第二次送进的X根铜管对应的X个通孔相互间隔，所述弯管模具的弯曲回转装置还设置有与U型管折弯形状一致的半圆型腔。
弯管缸12的伸缩可使齿轮机构11中的齿条滑动；齿条机构11中的齿条滑动可使弯管机构10中的齿轮转动，这样能使弯管机构10中的金属管材9在模具的半圆型腔中弯成U型；导杆机构14安装在机架1上，导杆机构14中的导杆对应于弯管机构10的固定位置。为确保弯曲时夹紧可靠，一根铜管用一个弯模，共有2X个弯模，每个弯模配置有一个夹紧油缸。弯曲回转装置由布置在二侧的油缸驱动齿条推动与弯模相联的齿轮，带动弯曲回转装置旋转，旋转速度由比例阀控制，弯曲托模装在由二个油缸驱动的固定板上，托模下降时可进料或卸料，模板上升时辅助弯模完成弯管。
所述设备还包括有2X根导料管17，第一次送进的X根铜管对应的X根导料管与第二次送进的X根铜管对应的X根导料管相互间隔，所述导料管17位于剪切机构8和弯管机构10之间，所述导料管17与弯管机构10的相连，可将金属管材9引导进入弯管机构10，为了便于与金属管材9对接，导料管17的入口设计为喇叭状。
卸料机构13安装在机架上，包括有：卸料缸15和推板，卸料机构13可在导杆机构14中的导杆上滑动。当需要卸料时，卸料缸15向进料的相反方向移动，推板可推动导杆上的金属管材9推出设备。
加工长U管的折弯成型设备还包括龙门料架、料完检测装置、送料快转慢与到位均用感应开关检测、抽芯装置、芯轴喷油雾装置、长U管长度调整装置、安全光幕、液压站等。
龙门料架可从无轴心卷材(横放)将材料垂直拉出，将各条铜管材料通过聚乙烯管进行导位。
料完检测装置采用光电开关检测，布置于整圆校直装置中。
送料快转慢与到位均用感应开关检测。
卸料、抽芯、芯轴喷油雾装置：铜管弯曲完成后，在弯曲模夹紧状态下，活动芯轴由油缸驱动，退出弯曲切点部位，然后卸料，丝杠通过油马达驱动卸料座快速向前，卸下长U管。与活动芯轴相联的是一用厚壁冷拔无缝管制成的连接杆，机器上装有油雾润滑器和分配器，通过分配器经过连接杆上的小孔，在模具夹紧铜管后并弯曲时内壁喷油雾，以保证弯管质量。
长U管长度调整装置：在管长度规格改变时，应通过长度调整装置进行调整，长度调整装置有以下几部分：
①定位长度调整装置：用来调整弯曲后工件的长度，它用手轮调整，通过齿轮齿条改变铜管卸料套位置来弯制不同长度的型管。
②铜管切割长度的调整装置：为了实现铜管切割长度调整，本设备将切割机与弯曲机分别布置到二个机架上，切割机在长度方向上固定不动，弯曲机放置在底座的轨道上，由变频器控制的电机驱动丝杠来调节长度，丝杠一端联接旋转编码器控制长度，当需要改变铜管的切割长度时，可根据设定长度自动调节，也可点动进行慢速精确定尺。
③导料架、接料器调整装置：根据管不同长度，设备配有不同长度的导料架。接料器由油缸驱动，接料臂装在一长轴上，接料臂可沿长轴滑动，改变接料臂之间距离，或增加接料臂的个数可满足不同长度工件的接料。
设备两侧装有安全光幕。
液压站布置在框架式的切割机架内，整机长度得到一定的缩短。
本发明提供的一种长U型金属管的加工方法为：
1) 直机构于第一工作位置将X根从铜管卷中拉出的铜管头段同时矫直；
2) 由送料机构于第一工作位置将已矫直的X根长直铜管头段送入设备中；
3) 由剪切机构于第一工作位置按所需长度切割出X根长直铜管；
4) 所述矫直机构、送料机构以及剪切机构与所述平移机构一同平移至第二工作位置；
5) 矫直机构于第二工作位置第二次将X根从铜管卷中拉出的铜管头段同时矫直；
6) 由送料机构于第二工作位置将已矫直的X根长直铜管头段送入设备中；
7) 由剪切机构于第二工作位置按所需长度切割出X根长直铜管；
8) 由折弯成型机构折弯所述2X根长直铜管成长U型铜管；
9) 由卸料机构卸料；
10) 设备各个机构复位。
在上述第3)和第1)步骤前，需压紧待剪切的铜管。
具体工作过程如下：
第一步：当需要进行加工时，首先将金属管材9穿入矫直机构5，再穿过送进机构6，再穿过减切机构8；
第二步：PLC可编程控制器发出信号，送料机构开始工作，使金属管材9穿过弯管机构10，并穿进导杆机构14中的导杆上，穿到指定位置后，送进机构6停止；
第三步：同时剪切进退缸7动作，使剪切机构8到达远离送进机构6的极限位置，剪切机构8工作，剪切金属管材；剪切后剪切进退缸7复位，使剪切机构8退回；
第四步：同时送进机构6反转，使金属管材9退回一定尺寸；
第五步：平移缸2动作，使平移架4移到另一个极限位置既第二工作位置上，矫直机构5，送进机构6，剪切机构8也被带动到第二工作位置上；
第六步：送进机构6工作，重复上次送进金属管材9的过程；
第七步：送到位置后，剪切机构8工作；
第八步：金属管材9退后；
第九步：弯管缸12工作，带动齿条机构11移动，从而使弯管机构10中的齿轮转动，弯管机构10开始折弯金属管材9，弯管缸12走到极限位置后，弯管完成；
第十步：卸料缸15工作，使卸料机构13移动，带出折好的金属管材9；
第十一步：卸料缸15复位，同时弯管缸12复位，从而使弯管机构10复位，一个工作周期完成。
其中，送料机构开始工作采用磨擦送料方式，其结构形式为气缸压同步带送料。每组同步带有一个独立的气缸，送料时气缸压紧同步带，上、下二根同步带夹紧一根铜管磨擦送料，送料快到位时，送料速度由快转慢，同步带上压紧气缸由高压转到低压，哪根铜管完全到位，紧压该组的气缸失压，以避免铜管磨擦顶弯。液压系统为比例阀控制油马达的速度，轻松实现送料由慢速(起步)→快速→慢速(到位)的工作节拍以保证高效率与工件的质量。
上述所列具体实现方式为非限制性的，对本领域的技术熟练人员来说，在不偏离本发明范围内，可以进行各种改进和变化。例如，各机构的具体实现方式以及各机构的驱动方式，均可在现有的机械设备中选用。
Claims (17)
1、一种长U型金属管的加工设备，包括有可操控各部件动作的控制器、位于下方起支撑固定作用的机架、安装于机架上的多个驱动部件、由所述多个驱动部件分别驱动且位于机架上方的矫直机构、可同时送进多根铜管的送料机构以及剪切机构，所述一次送进铜管根数为X，则X为大于一的整数；所述机架上方还设置有弯管机构以及卸料机构；其特征在于，所述机架上方还设置有平移机构，所述平移机构包括有平移缸、平移滑轨以及平移架，所述平移机构可左右摆动；所述矫直机构、送料机构以及剪切机构安装在所述平移架上，所述矫直机构、送料机构以及剪切机构与所述平移机构一同左右摆动，当摆动至左或右极限位置时停止，所述左或右极限位置为所述矫直机构、送料机构以及剪切机构的两个工作位置。
2、根据权利要求1所述的长U型金属管的加工设备，其特征在于，所述机架(1)上部设置有由厚平板制成的工作台。
3、根据权利要求1所述的长U型金属管的加工设备，其特征在于，所述平移滑轨(3)包括有滑块和滑槽组成，所述滑块固定安装在机架(1)上，平移滑轨(3)的滑槽为活动部件，安装在平移架(4)上，所述滑槽卡在滑块上左右滑动；平移缸(2)为汽缸或液压缸，所述平移缸(2)与输送压缩空气的管道相连。
4、根据权利要求1所述的长U型金属管的加工设备，其特征在于，所述矫直机构(5)安装在平移架(4)上，所述矫直机构(5)包括有X套矫直轮部件，每套所述矫直轮部件包括有2个整圆轮和8个校直轮；校直轮交叉布置在二个与水平面成45°角的斜面上。
5、根据权利要求1所述的长U型金属管的加工设备，其特征在于，所述送进机构(6)安装在平移架(4)上；所述送进机构(6)为每根铜管配备有：独立汽缸以及上、下同步带。
6、根据权利要求1所述的长U型金属管的加工设备，其特征在于，所述剪切机构(8)包括有剪切滑轨(16)、剪切进退缸(7)、X套刀头部件以及刀头驱动电机，剪切滑轨(16)的滑块安装在平移架(4)上，剪切滑轨(16)的滑槽安装在剪切机构(8)上，剪切进退缸(7)的一端安装在机架(1)上，另一端安装在剪切机构(8)上；所述切割铜管的刀头部件包括有外滚刀、角接触球轴承、推刀座以及同步带，所述推刀座上设置有偏心轴。
7、根据权利要求6所述的长U型金属管的加工设备，其特征在于，所述剪切机构(8)包括有可控制刀头驱动电机的变频器。
8、根据权利要求1所述的长U型金属管的加工设备，其特征在于，所述弯管机构(10)固定在机架(1)上；所述弯管机构(10)包括有弯管缸(12)、齿条机构(11)、齿轮以及弯管模具；所述齿条机构(11)安装在机架(1)上；所述弯管缸(12)的一端固定在齿条机构(11)上，另一端固定在机架(1)上。
9、根据权利要求8所述的长U型金属管的加工设备，其特征在于，所述弯管模具由弯曲夹紧装置、弯曲回转装置、弯曲托模升、降几部分组成；弯管模具的弯曲夹紧装置引入端设置有2倍X数量个通孔，2X根铜管伸入所述通孔中，第一次送进的X根铜管对应的X个通孔与第二次送进的X根铜管对应的X个通孔相互间隔，所述弯管模具的弯曲回转装置还设置有与U型管折弯形状一致的半圆型腔。
10、根据权利要求1所述的长U型金属管的加工设备，其特征在于，所述导杆机构14安装在机架1上，所述导杆机构14中的导杆对应于弯管机构10的固定位置。
11、根据权利要求1所述的长U型金属管的加工设备，其特征在于，所述设备还包括有2X根导料管(17)，第一次送进的X根铜管对应的X根导料管与第二次送进的X根铜管对应的X根导料管相互间隔，所述导料管(17)位于剪切机构(8)和弯管机构(10)之间，所述导料管(17)与弯管机构(10)的相连，所述导料管(17)的入口为喇叭状。
12、根据权利要求1所述的长U型金属管的加工设备，其特征在于，所述卸料机构(13)安装在机架上，包括有：卸料缸(15)和推板。
13、根据权利要求1至12中任何一项所述的长U型金属管的加工设备，其特征在于，所述可操控各部件动作的控制器为一种PLC可编程控制器。
14、一种使用如权利要求13所述的长U型金属管的加工设备加工长U型金属管的方法为：
1)由所述矫直机构于第一工作位置将X根从铜管卷中拉出的铜管头段同时矫直；
2)由所述送料机构于第一工作位置将已矫直的X根长直铜管头段送入所述设备中；
3)由所述剪切机构于第一工作位置按所需长度切割出X根长直铜管；
4)所述矫直机构、送料机构以及剪切机构与所述平移机构一同平移至第二工作位置；
5)所述矫直机构于第二工作位置第二次将X根从铜管卷中拉出的铜管头段同时矫直；
6)由所述送料机构于第二工作位置将已矫直的X根长直铜管头段送入设备中；
7)由所述剪切机构于第二工作位置按所需长度切割出X根长直铜管；
8)由所述折弯成型机构折弯所述2X根长直铜管成长U型铜管；
9)由所述卸料机构卸料；
10)设备各个机构复位。
15、根据权利要求14所述的长U型金属管的加工方法，其特征在于，具体工作过程包括如下步骤：
第一步：当需要进行加工时，首先将金属管材(9)穿入所述矫直机构(5)，再穿过所述送进机构(6)，再穿过所述减切机构(8)；
第二步：PLC可编程控制器发出信号，所述送料机构开始工作，使金属管材(9)穿过所述弯管机构(10)，并穿进所述导杆机构(14)中的导杆上，穿到指定位置后，所述送进机构(6)停止；
第三步：同时剪切进退缸(7)动作，使所述剪切机构(8)到达远离送进机构(6)的极限位置，剪切机构(8)工作，剪切金属管材；剪切后剪切进退缸(7)复位，使剪切机构(8)退回；
第四步：同时所述送进机构(6)反转，使金属管材(9)退回一定尺寸；
第五步：所述平移缸(2)动作，使平移架(4)移到另一个极限位置既第二工作位置上，矫直机构(5)，送进机构(6)，剪切机构(8)也被带动到第二工作位置上；
第六步：所述送进机构(6)工作，重复上次送进金属管材(9)的过程；
第七步：送到位置后，所述剪切机构(8)工作；
第八步：金属管材(9)退后；
第九步：所述弯管缸(12)工作，带动齿条机构(11)移动，从而使弯管机构(10)中的齿轮转动，弯管机构(10)开始折弯金属管材(9)，弯管缸(12)走到极限位置后，弯管完成；
第十步：所述卸料缸(15)工作，使卸料机构(13)移动，带出折好的金属管材(9)；
第十一步：所述卸料缸(15)复位，同时弯管缸(12)复位，从而使弯管机构(10)复位，一个工作周期完成。
16、根据权利要求15所述的长U型金属管的加工方法，其特征在于，所述送料机构开始工作采用磨擦送料方式，其结构形式为气缸压同步带送料；每组同步带有一个独立的气缸，送料时气缸压紧同步带，上、下二根同步带夹紧一根铜管磨擦送料，送料快到位时，送料速度由快转慢，同步带上压紧气缸由高压转到低压，当铜管完全到位时，紧压该组的气缸失压；采用比例阀控制液压系统油马达的速度，送料的工作节拍为由慢速(起步)→快速→慢速(到位)。
17、根据权利要求15所述的长U型金属管的加工方法，其特征在于，所述弯管缸(12)的伸缩，驱使所述齿轮机构(11)中的齿条滑动，驱使所述弯管机构(10)中的齿轮转动，所述弯管机构(10)中的金属管材(9)在模具的半圆型腔中弯成U型。
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