CN220363962U - 一种管材上料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种管材上料装置，属于激光切管机领域。其技术方案为，一种管材上料装置，包括料库单元和输送单元，料库单元与输送单元连接，料库单元包括送料机构，料库单元包括料架，料架倾斜设置有导料槽，送料机构与导料槽的上端位置对应；沿倾斜向下的方向，导料槽依次设置有前挡料组件、排管组件和后挡料组件。本实用新型的有益效果为，导料槽设置倾斜，管材受重力下落实现管材排列与输送；在导料槽中设置前后挡料组件，通过传感器检测导料槽中管材的存量，并对挡料组件进行动作控制，实现上料和对导料槽中管材的补充，简化了管材的输送过程，优化生产节拍，提高生产效率；简化了装置整体结构，降低使用成本。

Description

一种管材上料装置

技术领域

本实用新型涉及激光切管机领域，特别是涉及一种管材上料装置。

背景技术

在管材加工行业中，激光加工以效率高、精度高、人工成本低等优势逐渐取代了机械切割的加工方式，并且随着加工效率的提高以及流水线作业的发展，激光切管机逐渐采用自动化上料。

目前市面上使用的切管机自动上料装置多数为单根上料，在生产线上需要为其配备料库以及上料机械手等管材搬运装置，现有的料库一般是一个简易的料架平台，将多根管材间隔一定距离平行摆放在料架平台上供机械手抓取，这种料架平台容量越多，管材的铺展面积就越大。受体积、占地面积限制，管材存量极为有限，因此需要人工或其他设备频繁的将管材搬运至料架平台，限制了生产效率。

对此，专利CN208761570U记载了一种管材上料装置，利用料库的储料结构实现自动分拣，单根上料，具体的，先利用横向移动机构将料库储存的部分管材排成一列，再将该列型材中位于端部的一根利用抬升机构移送至一中间位置，再由抬升机构将该管材从中间位置升起，由其他转运装置将管材移送至激光切管机中，该装置实现了大容量堆放的管材的自动分拣，一次储料可以保证长时间的加工送料。

但是，该装置仍然存在以下问题：首先，成列的管材横向输送，需要横向输送机构进行搬运，而且在输送圆管时管材容易滚动，导致其与横向移动机构之间打滑，输送效率不高；其次，该装置将单根分拣后的管材再次举升，且还需要其它设备从举升位置取料，生产节拍较为复杂，整体上料效率有待提升。

发明内容

本实用新型针对目前管材上料装置结构、生产节拍较复杂的问题，提供了一种上料效率更高的管材上料装置。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案为，一种管材上料装置，包括料库单元和输送单元，料库单元与输送单元连接，料库单元包括送料机构，料库单元包括料架，料架倾斜设置有导料槽，送料机构与导料槽的上端位置对应；沿倾斜向下的方向，导料槽依次设置有前挡料位和后挡料位，导料槽的底端设有上料位，前挡料位设有前挡料组件和前挡料位感应开关，后挡料位设有后挡料组件和后挡料位感应开关，前挡料组件和后挡料组件之间设有排管组件和储料传感器，排管组件包括压料组件。通过设置倾斜的导料槽，使管材能够在重力作用下自然下落，在导料槽下端直接取料，实现管材排列与输送；在导料槽中设置前后挡料组件，通过传感器检测导料槽中管材的存量，并对挡料组件进行动作控制，实现上料和对导料槽中管材的补充，简化了管材的输送过程，优化生产节拍，提高生产效率；通过重力上料，简化了装置整体结构，降低使用成本。

优选的，料库包括沿管材长度方向设置的多个料架板，各个料架板相互平行且所在平面垂直于管材长度，前挡料组件、后挡料组件、排管组件均设置有至少两个，且位于不同的料架板上。装置整体采用框架结构，便于组装，通过多个料架板对管材进行多点支撑，保证了管材上料过程中的稳定性。

优选的，前挡料组件包括前挡料气缸和前挡料臂，前挡料臂的一端铰接在导料槽开口处的下方，前挡料气缸的缸体铰接在料架上，前挡料气缸的气缸杆与前挡料臂的中部铰接，前挡料气缸能够驱动前挡料臂摆动，当前挡料臂的另一端摆动至导料槽内部时形成前挡料位，前挡料位感应开关设置在料架板上对应前挡料位的位置。采用翻转式挡料壁，将位于导料槽开口处的型材推出，能够避免管材与设备之间发生挤压。

优选的，排管组件包括移动板，移动板位于导料槽的上方，移动板的底部边沿与导料槽的长度方向平行，移动板与料架之间设置有第一直线驱动机构，第一直线驱动机构能够驱动移动板沿垂直于导料槽长度的方向移动，移动板靠近后挡料组件的一侧还设置有第二直线驱动机构，第二直线驱动机构沿导料槽的长度方向设置，压料组件安装在第二直线驱动机构的运动部上。通过排管组件中移动板的升降调节导料槽的宽度，适应型材不同的截面尺寸，使型材单排通过，提高上料装置的通用性；在上料时通过压料组件压住导料槽中的第二根管材，使上料时为单根上料。

优选的，第一直线驱动机构包括设置在料架中的第一驱动电机，第一驱动电机的输出轴连接有第一驱动轴，第一驱动轴沿管材长度方向设置且贯穿各个料架板，第一驱动轴上安装有多个第一驱动齿轮，第一驱动齿轮的位置分别与各排管组件对应，移动板上安装有第二驱动齿条，各第二驱动齿条与对应位置的第二驱动齿轮啮合。通过一根轴同步驱动多个移动板，确保导料槽各处宽度的统一性。

优选的，后挡料组件包括第三直线驱动机构，第三直线驱动机构垂直于导料槽长度的方向设置，第三直线驱动机构的运动部上端设有后挡料臂，第三直线驱动机构能够驱动后挡料臂上升至导料槽中形成后挡料位，后挡料位感应开关设置在后挡料臂面向管材的端面上。

优选的，还包括多个对中组件，对中组件包括缓冲气缸，缓冲气缸沿竖直方向安装在料架板上且位于上料位的下方，缓冲气缸的气缸杆上端安装有对中夹爪机构，对中夹爪机构包括安装座，安装座上安装有对中齿轮两个对中齿条，两个对中齿条的齿面相对设置，对中齿轮位于两个对中齿条中间并与两个对中齿条啮合，安装座上还安装有对中驱动气缸，对中驱动气缸的气缸杆端部与其中一个对中齿条固定连接，两个对中齿条上分别设有夹爪；排管组件靠近上料位的一端还设有姿态矫正板，姿态矫正板的下表面与导料槽的下斜面平行。通过姿态矫正板对方管进行导向，使方管中的长边面向下方，再利用对中组件进行位置调整，通过对中组件和姿态矫正板，使本装置适用于方管的上料，且上料位置精确。

优选的，还包括多个托辊组件，托辊组件包括蜗牛辊和传动机构，蜗牛辊外周面的开槽与上料位对应，料架中设有用于驱动托辊组件的托辊驱动机构，托辊驱动机构通过各传动机构驱动各蜗牛辊转动。通过蜗牛辊能够对不同的管径、横截面边长进行位置精确的承托，进一步提高上料的定位精度。

优选的，料库单元包括沿管材长度方向排列的多条送料传送带，送料传送带包括储料段，储料段为下凹弧线型，储料段的一端端点与导料槽的上端开口位置对应，料架中设有第三驱动电机，第三驱动电机的输出轴连接有第三驱动轴，第三驱动轴上对应各送料传送带的位置安装有驱动带轮，各驱动带轮分别与对应的送料传送带配合连接。驱动轮收卷送料传送带，堆放的管材能够同时提升并逐一到达导料槽的开口处。

通过以上技术方案可以看出，本实用新型的优点为：优化管材上料装置的结构，降低了使用成本，利用重力进行排管与上料，并通过前后挡料组件、多个传感器配合控制，实现实时上料与导料槽中管材的补充，两个动作能够同时进行，实现不间断上料，优化了生产节拍，提高了生产效率；各组件结构设计合理，动作协同性高；本装置对于对不同尺寸、不同截面的管材均能够进行上料，且定位精度高，上料装置便于调节、通用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施方式的结构示意图一。

图2为本实用新型具体实施方式的结构示意图二。

图3为本实用新型具体实施方式中前挡料组件的结构示意图。

图4为本实用新型具体实施方式中排管组件的结构示意图。

图5为本实用新型具体实施方式中对中组件的结构示意图。

图6为本实用新型具体实施方式中导料槽的结构示意图。

图中：1、料架板，101.导料槽，102.上料位，103.后挡料位，104.前挡料位，201.第三驱动电机，202.送料传送带，3.前挡料组件，301.前挡料气缸，302.前挡料臂，303.前挡料位感应开关，4.排管组件，401.移动板，402.第二驱动电机，403.压料气缸，404.压料板，405.防叠料气缸，406.防护板，407.姿态矫正板，408.移动座，409.第一驱动齿轮，5.后挡料组件，501.后挡料气缸，502.后挡料臂，503.后挡料位感应开关，6.对中组件，601.缓冲气缸，602.夹爪，603.对中驱动气缸，604.对中齿轮，605.对中齿条，606.安装座，7.托辊组件，8.第一驱动电机，9.第四驱动电机，10.储料传感器，11-1.第一管材，11-2.第二管材。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。

实施例一

如图1、2所示，一种管材上料装置，包括料库单元和输送单元，料库单元与输送单元连接，料库单元包括送料机构，料库单元包括料架，料架上安装有多个前挡料组件3、多个排管组件4和多个后挡料组件5。

料架包括沿管材轴线方向即管材的输送方向依次设置的多个料架板1，料架板1垂直于管材轴线，多个料架板1之间通过沿管材轴线方向的连接杆固定连接，料架板1靠近料库单元的边缘设有导料槽101，如图6所示，导料槽101倾斜设置，沿管材轴线方向，多个导料槽101位于同一投影位置，导料槽101的底端向下竖直延伸形成上料位102，在以下叙述中，以图6中导料槽101的右侧为前，即图中第二管材11-2位于第一管材11-1的前侧，右上角开口处为上端，设导料槽101的顶部槽壁为上斜面，底部槽壁为下斜面，导料槽101的中部设有储料传感器10。

送料机构包括多个送料传送带202，送料传送带202包括储料段，储料段沿下凹弧线设置，管材储存在储料段中，储料段的端点与导料槽101的上端开口处对应，料架上安装有第三驱动电机201，第三驱动电机201的输出轴连接有第三驱动轴，第三驱动轴上对应各个送料传送带202的位置安装有驱动带轮，各驱动带轮分别与各送料传送带202配合连接，第三驱动电机201通过第三驱动轴驱动各个送料传送带202同步运行，送料传送带202能够将管材送至导料槽101中。

多个前挡料组件3分别设置在不同的料架板上，且位于下斜面的上部，靠近下斜面高点的位置，如图3所示，前挡料组件3包括前挡料气缸301、前挡料臂302和前挡料位感应开关303，前挡料臂302的一端铰接于料架板1上对应下斜面上端的位置，前挡料气缸301的缸体铰接在料架板1上且位于下斜面的下方，前挡料气缸301的推杆端部与前挡料臂302的中部铰接，通过前挡料气缸301的伸缩动作，能够驱动前挡料臂302的另一端转动至下斜面的上方或下方，当前挡料臂302转动至下斜面的上方如图3所示位置时，如图6所示，能够阻挡住从料库单元输送至导料槽101上的管材，该位置即为前挡料位104，前挡料位感应开关设置在料架板1对应前挡料位104的位置。

多个排管组件4分别安装在不同的料架板1上，且位于上斜面处，如图4所示，排管组件4包括移动板401，移动板401通过滑轨可移动安装在料架板1上，机架上设置有第一直线驱动机构，第一直线驱动机构能够驱动移动板401移动，移动板401的移动方向在料架板1的平面内且垂直于导料槽101的长度方向，移动板401上安装有压料组件，压料组件包括移动座408，移动座408通过滑轨可移动地与移动板401连接，移动座408与移动板401之间设有第二直线驱动机构，移动座408相对移动板401的运动方向沿导料槽的长度方向，移动座408上安装有压料气缸403，压料气缸403垂直于导料槽的长度方向设置，压料气缸403的气缸杆端部设有压料板404；

具体的，第一直线驱动机构包括设置在料架上的第一驱动电机8，第一驱动电机8的电机轴连接有第一驱动轴，第一驱动轴沿管材轴线方向设置且贯穿各个料架板1，第一驱动轴上对应各排管组件的位置安装有第一驱动齿轮409，各个移动板401上安装有第一驱动齿条，第一驱动齿轮409与第一驱动齿条啮合，第一驱动电机8通过第一驱动轴与齿轮齿条的啮合驱动各个移动板同步运动；第二直线驱动机构包括设置在移动座408上的第二驱动电机402，第二驱动电机402的输出轴上安装有第二驱动齿轮，移动板401上安装有第二驱动齿条，第二驱动齿轮与第二驱动齿条啮合。

多个后挡料组件分别安装在不同的料架板1上，且位于下斜面的下部，靠近下斜面下端的位置，如图6所示，后挡料组件包括后挡料气缸501，后挡料气缸501与料架板1固定连接，后挡料气缸501的轴线垂直于导料槽长度方向设置，其气缸杆端部安装有后挡料臂502，通过后挡料气缸501的伸缩，能够驱动后挡料臂502移动至下斜面表面的上方或下方，当后挡料臂502移动至斜坡表面的上方时能够阻挡沿导料槽下落的管材，即图6中的第一管材11-1，此处为后挡料位103，后挡料臂502与型材接触的面上安装有后挡料位感应开关503。

本实施例的上料过程为：

上料开始前，利用外部转运设备(如叉车等)将管材放入料库单元中送料传送带的储料段中，并根据管材尺寸参数调节压料组件：第一驱动电机8驱动移动板401升降，使管材在导料槽中仅能够单排通过，而无法堆叠，然后，移动座408移动，使压料板能够压住后挡料臂前方的第二根管材；并将前挡料臂302、后挡料臂502均设置在挡料位置，即高于导料槽的下斜面。

设置完成后，送料传送带202运行，将管材输送至导料槽的上端入口处，当两个以上的前挡料位感应开关被触发后，前挡料臂302下降至下斜面以下，管材落入导料槽中后挡料臂502处，后续落入的管材在导料槽中列为一排，当储料传感器10触发后，前挡料臂302升起，料库单元中的管材无法继续进入导料槽中；切管机发送缺料的信号后，且至少两个后挡料位感应开关503处于被触发状态，如图6所示，压料板404压住后挡料臂前方的第二根管材，后挡料臂502下降，位于后挡料位的第一管材11-1受重力沿导料槽下落至上料位102，然后后挡料臂502上升，压料板404上升，被压料板404压住的第二管材11-2落至后挡料位以备下次上料，此时上料位中的管材可通过切管机的取料机构送入切管机中完成上料。

通过重复上述步骤，可完成切管机的持续上料，在上料过程中，当储料传感器10不再被触发，即导料槽中存放的管材不满足设定的数量要求时，前挡料气缸驱动前挡料臂下降，料库单元中的管材补入导料槽中，直到储料传感器10再次被触发，以保证导料槽中始终保持一定的管材，缩短上料节拍。

进一步的，如图3所示，料架板1上导料槽开口处还设置有防叠料气缸405，防叠料气缸405的伸缩方向指向料库单元，且其与水平面的夹角小于导料槽长度方向与水平面的夹角，即防叠料气缸405的伸缩方向与导料槽长度方向成锐角。防叠料气缸405的气缸杆端部安装有防护板406，通过防叠料气缸405往复运动，将高于导料槽开口的管材推回料库单元中。

实施例二

在实施例一提供的管材上料装置的基础上，本实施例进一步优化设计，在上料位设置对中组件6和托辊组件。

如图6所示，对中组件6包括固定安装在料架板1上的缓冲气缸601和对中夹爪机构，缓冲气缸601竖直设置且位于上料位的下方，对中夹爪机构安装在缓冲气缸601的气缸杆上端；对中夹爪机构包括安装座606，安装座606的上表面为定位平面，用于承托落下的管材，安装座606的侧面滑动安装有两个相互平行且齿面相对的对中齿条605，两个对中齿条605之间设置有对中齿轮604，对中齿轮604转动安装在安装座606上，两个对中齿条上分别设置有夹爪602，通过对中齿轮与两个对中齿条的啮合，能够使对中齿条相向运动且移动距离相等，安装座上还安装有对中驱动气缸603，对中驱动气缸603的气缸杆与其中一个夹爪固定连接，用于驱动夹爪实现管材对中。

托辊组件7包括蜗牛辊和传动机构，蜗牛辊通过辊子座安装在料架板1上，蜗牛辊外周面的开槽与上料位对应，料架中设有用于驱动托辊组件的托辊驱动机构，托辊驱动机构通过各传动机构驱动各蜗牛辊转动。

此外，在排管组件4中，移动板401上还设有姿态矫正板407，姿态矫正板407的下边沿向靠近导料槽下端的方向延伸，其下边沿与移动板401的下边沿平齐。

在方形管材落入上料位时，姿态矫正板防止管材转动，使落下管材的长边与对中组件的定位面接触，然后对中驱动气缸回缩，带动两个夹爪相向移动，将管材移动到对中位置，对中驱动气缸伸长，两个夹爪松开管材，缓冲气缸回缩，使管材落在蜗牛辊上，即完成了对于方管的姿态矫正与精确上料。

通过以上实施方式可以看出，本实用新型的有益效果在于，优化了管材上料装置的结构，降低使用成本，利用重力进行排管与上料，并通过前后挡料组件、多个传感器配合控制，实现实时上料与导料槽中管材的补充，两个动作能够同时进行，实现不间断上料，优化了生产节拍，提高了生产效率；各组件结构设计合理，动作协同性高；本装置对于对不同尺寸、不同截面的管材均能够进行上料，且定位精度高，上料装置便于调节、通用性强。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种管材上料装置，包括料库单元和输送单元，所述料库单元与所述输送单元连接，其特征在于，所述料库单元包括送料机构，所述料库单元包括料架，所述料架倾斜设置有导料槽(101)，送料机构与导料槽(101)的上端位置对应；沿倾斜向下的方向，导料槽(101)依次设置有前挡料位和后挡料位，导料槽(101)的底端设有上料位，前挡料位设有前挡料组件(3)和前挡料位感应开关(303)，后挡料位设有后挡料组件(5)和后挡料位感应开关(503)，前挡料组件(3)和后挡料组件(5)之间设有排管组件(4)和储料传感器(10)，所述排管组件(4)包括压料组件。

2.根据权利要求1所述的管材上料装置，其特征在于，料库包括沿管材长度方向设置的多个料架板(1)，各个料架板(1)相互平行且所在平面垂直于管材长度，前挡料组件(3)、后挡料组件(5)、排管组件(4)均设置有至少两个，且位于不同的料架板(1)上。

3.根据权利要求2所述的管材上料装置，其特征在于，所述前挡料组件包括前挡料气缸(301)和前挡料臂(302)，前挡料臂(302)的一端铰接在导料槽(101)开口处的下方，前挡料气缸(301)的缸体铰接在料架上，前挡料气缸(301)的气缸杆与前挡料臂(302)的中部铰接，前挡料气缸(301)能够驱动前挡料臂(302)摆动，当前挡料臂(302)的另一端摆动至导料槽(101)内部时形成前挡料位，前挡料位感应开关(303)设置在料架板(1)上对应前挡料位的位置。

4.根据权利要求2所述的管材上料装置，其特征在于，所述排管组件包括移动板(401)，移动板(401)位于导料槽(101)的上方，移动板(401)的底部边沿与导料槽(101)的长度方向平行，移动板(401)与料架之间设置有第一直线驱动机构，第一直线驱动机构能够驱动移动板(401)沿垂直于导料槽(101)长度的方向移动，所述移动板(401)靠近后挡料组件(5)的一侧还设置有第二直线驱动机构，第二直线驱动机构沿导料槽(101)的长度方向设置，压料组件安装在第二直线驱动机构的运动部上。

5.根据权利要求4所述的管材上料装置，其特征在于，第一直线驱动机构包括设置在料架中的第一驱动电机(8)，第一驱动电机(8)的输出轴连接有第一驱动轴，第一驱动轴沿管材长度方向设置且贯穿各个料架板(1)，第一驱动轴上安装有多个第一驱动齿轮(409)，第一驱动齿轮(409)的位置分别与各排管组件(4)对应，移动板(401)上安装有第一驱动齿条，各第一驱动齿条与对应位置的第一驱动齿轮(409)啮合。

6.根据权利要求2所述的管材上料装置，其特征在于，后挡料组件包括第三直线驱动机构，第三直线驱动机构垂直于导料槽(101)长度的方向设置，第三直线驱动机构的运动部上端设有后挡料臂(502)，第三直线驱动机构能够驱动后挡料臂(502)上升至导料槽(101)中形成后挡料位，后挡料位感应开关设置在后挡料臂(502)面向管材的端面上。

7.根据权利要求2-6任一所述的管材上料装置，其特征在于，还包括多个对中组件(6)，对中组件(6)包括缓冲气缸(601)和对中夹爪机构，所述缓冲气缸(601)沿竖直方向安装在料架板(1)上，所述对中夹爪机构安装在缓冲气缸(601)的气缸杆上端；对中夹爪机构包括安装座(606)、对中齿条、对中齿轮和对中驱动气缸，所述对中齿条设置有两组且平行设置，对中齿轮(604)位于两个对中齿条(605)中间并与两个对中齿条(605)啮合，对中驱动气缸(603)的气缸杆端部与其中一个对中齿条(605)固定连接，两个对中齿条上分别设有夹爪(602)；

排管组件(4)靠近上料位的一端还设有姿态矫正板(407)，姿态矫正板(407)的下表面与导料槽的下斜面平行。

8.根据权利要求2-6任一所述的管材上料装置，其特征在于，还包括多个托辊组件(7)，托辊组件(7)包括蜗牛辊和传动机构，蜗牛辊外周面的开槽与上料位对应，料架中设有用于驱动托辊组件的托辊驱动机构，托辊驱动机构通过各传动机构驱动各蜗牛辊转动。

9.根据权利要求1-6任一所述的管材上料装置，其特征在于，料库单元包括沿管材长度方向排列的多条送料传送带(202)，送料传送带(202)包括储料段，储料段为下凹弧线型，储料段的一端端点与导料槽的上端开口位置对应，料架中设有第三驱动电机(201)，第三驱动电机(201)的输出轴连接有第三驱动轴，第三驱动轴上对应各送料传送带(202)的位置安装有驱动带轮，各驱动带轮分别与对应的送料传送带(202)配合连接。

10.根据权利要求1-6任一所述的管材上料装置，其特征在于，导料槽(101)的开口处还设置有防叠料气缸(405)，防叠料气缸(405)的伸缩方向指向料库单元，且与导料槽长度方向成锐角，防叠料气缸(405)的气缸杆端部安装有防护板(406)。