一种弯曲成型生产线 |
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| 申请号 | CN201510170509.5 | 申请日 | 2015-04-13 | 公开(公告)号 | CN104826925A | 公开(公告)日 | 2015-08-12 |
| 申请人 | 张家港江苏科技大学产业技术研究院; 江苏科技大学; | 发明人 | 唐文献; 张建; 林洪才; 张阳; 李钦奉; 陶志高; 李霞; 王淑妍; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种弯曲成型生产线，包括放卷机构、送料矫直装置、切断机构，弯曲成型设备及上料机构，所述弯曲成型设备包括 基座 ，基座上设有两个横向滑动座，基座上设有驱动横向滑动座的横向驱动装置，基座上在两个横向滑动座之间设有中心夹紧装置，横向滑动座上滑动设有纵向滑动座，横向滑动座上设有驱动纵向滑动座滑动的纵向驱动装置，纵向滑动座上设有弯曲成型装置，左侧的横向滑动座上在靠近中心夹紧装置一侧设有可活动伸出夹持住管材的左夹持装置，右侧的横向滑动座上在靠近中心夹紧装置一侧设有可活动伸出夹持住管材的右夹持装置。本生产线可以对管材或线材两侧进行不同折弯 角 度、不同折弯半径折弯，且工作效率高。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种弯曲成型生产线，包括放卷机构、送料矫直装置、切断机构，弯曲成型设备以及将管材从切断机构处转运到弯曲成型设备上的上料机构，其特征在于：所述弯曲成型设备包括基座，基座上设有横向滑轨，横向滑轨上滑动设有两个横向滑动座，基座上设有驱动横向滑动座的横向驱动装置，基座上在两个横向滑动座之间设有能夹紧管材并绕管材中心轴转动的中心夹紧装置，横向滑动座上设有纵向滑轨，纵向滑轨上滑动设有纵向滑动座，横向滑动座上设有驱动纵向滑动座滑动的纵向驱动装置，纵向滑动座上设有弯曲成型装置，左侧的横向滑动座上在靠近中心夹紧装置一侧设有可活动伸出夹持住管材的左夹持装置，右侧的横向滑动座上在靠近中心夹紧装置一侧设有可活动伸出夹持住管材的右夹持装置，弯曲成型机构包括转动设置在纵向滑动座上的中空的安装座，安装座中转动穿设有中空轴，中空轴中转动穿设有芯轴，中空轴和芯轴一端伸出纵向滑动块，中空轴上在该端设有动折弯头，动折弯头端部呈圆柱形且其外周上设有一圈与待折弯管材相配合的凹槽，芯轴上在该端可拆卸地设有定折弯模具，定折弯模具上设有四个连线呈矩形的圆柱形定折弯模块，两排定折弯模块间距与待折弯管材直径相配合，芯轴另一端与设置在纵向滑动块上的定模电机相连接，中空轴另一端上外周套设有从动同步带轮，纵向滑块上设有动模电机，动模电机的出力轴上设有与从动同步带轮相配合的驱动同步带轮，从动同步带轮与驱动同步带轮上套设有同步带。 |
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| 说明书全文 | 一种弯曲成型生产线技术领域[0001] 本发明涉及一种弯曲成型生产线。 背景技术[0002] 空调管、发动机油管等管材弯曲成型生产线需要先将管材盘料矫直成拥有一定直线度的物料，再对其进行弯曲成形。目前，弯曲后的该种管材广泛应用于发动机领域，尤其是航空航天发动机、船舶发动机以及汽车发动机中的油路。但由于管材的弯曲精度不高或残余应力过大，将会导致工件的失效，造成社会财产的损失。 [0003] 一条完整的管材自动折弯生产线需要包括放卷机构、送料矫直机构、切断机构，弯曲成型设备以及将管材从切断机构处转运到弯曲成型设备上的上料机构。但是现有的这些种类的设备难以组成一条精度高、生产效率高的自动弯曲生产线。具体原因如下： [0004] 首先，传统的单头折弯设备由于折弯速度较慢，效率较低。目前市场上逐渐出现一些双头折弯设备，但是现有的双头折弯机构大多为对称弯，不能实现不对称加工，加工效率较低；同时，动力部分的维修，安装拆卸工程量大，难以实现高效更换维修，导致工作效率降低。例如专利号为201020147236、5的专利，公开了一种弯管机，其折弯装置只能实现对称折弯，无法提供不对称管、管材的加工。例如专利号为201020595165、5的专利，公开了一种弯管机，其 折弯装置动力部分安装和拆卸比较复杂，不易实现高效维修，导致工作效率降低。 [0005] 另外，弯曲成型设备上需要配备夹紧管材并进行旋转的夹紧机构以实现管材的空间弯曲。但是现有的夹紧装置其结构相对比较复杂，加工安装困难，动力传动系统不稳定，旋转精度较低，导致成品管材不符合要求。例如：公开号为CN 203281764 U的中国专利，披露了一种自动折弯机，该折弯机采用可绕输送金属管材轴线360度转动的旋转夹紧机构，而该设备的剪切机构和折弯机构也同时位于该旋转机构上，这就导致整个设备结构异常复杂、不利于安装且设备的动力需求较大，制造成本也较高。 [0006] 常规的成卷管材的储料送料装置当使用过程中遇到管材送出速度大于或小于加工设备的接收速度时，管材会分别出现弯曲推挤或张力逐渐增大的现象，无法自动恢复，需要人工解决后能够继续工作，不仅降低了生产效率，还需要增加人工成本。 发明内容[0007] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种可以对管材或线材两侧进行不同折弯角度、不同折弯半径折弯的、工作效率高的弯曲成型生产线。 [0008] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种弯曲成型生产线，包括放卷机构、送料矫直装置、切断机构，弯曲成型设备以及将管材从切断机构处转运到弯曲成型设备上的上料机构，所述弯曲成型设备包括基座，基座上设有横向滑轨，横向滑轨上滑动设有两个横向滑动座，基座上设有驱动横向滑 动座的横向驱动装置，基座上在两个横向滑动座之间设有能夹紧管材并绕管材中心轴转动的中心夹紧装置，横向滑动座上设有纵向滑轨，纵向滑轨上滑动设有纵向滑动座，横向滑动座上设有驱动纵向滑动座滑动的纵向驱动装置，纵向滑动座上设有弯曲成型装置，左侧的横向滑动座上在靠近中心夹紧装置一侧设有可活动伸出夹持住管材的左夹持装置，右侧的横向滑动座上在靠近中心夹紧装置一侧设有可活动伸出夹持住管材的右夹持装置，弯曲成型机构包括转动设置在纵向滑动座上的中空的安装座，安装座中转动穿设有中空轴，中空轴中转动穿设有芯轴，中空轴和芯轴一端伸出纵向滑动块，中空轴上在该端设有动折弯头，动折弯头端部呈圆柱形且其外周上设有一圈与待折弯管材相配合的凹槽，芯轴上在该端可拆卸地设有定折弯模具，定折弯模具上设有四个连线呈矩形的圆柱形定折弯模块，两排定折弯模块间距与待折弯管材直径相配合，芯轴另一端与设置在纵向滑动块上的定模电机相连接，中空轴另一端上外周套设有从动同步带轮，纵向滑块上设有动模电机，动模电机的出力轴上设有与从动同步带轮相配合的驱动同步带轮，从动同步带轮与驱动同步带轮上套设有同步带。 [0009] 所述左夹紧装置包括设置在左侧的纵向滑动座上且上表面与该纵向滑动底座间具有一定夹角的左底座，左底座上表面上设有左滑动轨道，左滑动轨道上设有左滑座，左滑座上设有左安装座，左安装座上设有由夹持气缸驱动打开或夹紧的夹持组件，左底座上设有驱动左滑座带动夹持组件由下向上靠近管材的滑动气缸；所述右夹紧装置包括设置在右侧纵向滑动座上且下表面与该纵向滑动底座间具有一定夹角的右底座，右底座上设有右滑动轨道，右滑动轨道上设 有右滑座，右滑座上设有右安装座，右安装座上设有由夹持气缸驱动打开或夹紧的夹持组件，右底座上设有驱动右滑座带动夹持组件由上向下靠近管材的滑动气缸；所述弯曲成型机构设置在纵向滑动座上尽可能靠近中心夹紧装置处。 [0010] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种加工精度高的弯曲成型生产线。 [0011] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：所述中心夹紧装置，包括箱体、转动设置在箱体上的旋转齿轮盘、设置在箱体上的动力装置、连接旋转齿轮盘和动力装置的传动机构、以及设置在旋转齿轮盘上用于夹紧管材的夹紧机构，所述旋转齿盘上设有一个贯穿至旋转齿盘中心的容料槽口；所述夹紧机构包括左夹块和右夹块，所述左夹块和右夹块相对称且底端铰接接在旋转齿轮盘的盘面上，左夹块和右夹块相向的一侧的上部分别设置有左夹头和右夹头，且左夹头和右夹头所夹持管材的轴线与旋转齿盘中轴线重合，左夹块上位于左夹头的下方设置有左顶块，右夹块上位于右夹头的下方设置有右顶块，左夹块和右夹块相背的一侧的上部分别通过左拉簧和右拉簧连接在旋转齿轮盘上，所述左拉簧和右拉簧的拉力驱使左夹头与右夹头相抵；旋转齿轮盘的盘面上在位于左顶块和右顶块的下方滑动设置有一个复位顶杆，箱体上设有驱动复位顶杆运动的的复位油缸，所述复位顶杆上顶时推动左顶块和右顶块，促使左夹块和右夹块转动从而使左夹头和右夹头分离；所述传动机构包括分别设置在箱体内复位油缸两侧的与旋转齿轮盘啮合的左过渡齿轮和右过渡齿轮，箱体内还设有与左过渡齿轮啮合的左传动齿轮、以及与右过渡齿轮啮合的右传动齿轮，箱体内还设有与左传动齿轮同轴并同步转动的左同步带轮、以及与右传动齿轮 同轴并同步转动的右同步带轮，所述动力装置输出轴上固定连接有主同步带轮，主同步带轮、左同步带轮以及右同步带轮之间套设有同步带。 [0012] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种自动化程度高的弯曲成型生产线。 [0013] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：所述箱体上还设有卸料用的拨料机构，该拨料机构包括一根垂直于旋转齿轮盘且与箱体转动连接的主拨料轴，主拨料轴的两端伸出箱体外且两端分别连接有转动时可将管材从容料槽口中拨出的拨料手臂，箱体内的主拨料轴上固定设置有主拨料齿轮，箱体内转动设置有与主拨料齿轮啮合的从拨料齿轮，箱体内转动设有拨料齿轮轴，拨料齿轮轴上固定设置有与从拨料齿轮啮合的第三拨料齿轮，箱体内在第三拨料齿轮下方设有拨料气缸，拨料气缸的活塞杆端部设有一根齿条，所述齿条与拨料齿轮轴上固定套设的拨料驱动齿轮相啮合，所述箱体内在复位油缸上部还设置有一个能驱动复位顶杆运动的拨料油缸。 [0015] 作为一种优选的方案，所述横向驱动装置包括设置在所述基座上的齿条，所述横向滑动座上设有横向驱动电机，横向驱动电机的出力轴向下穿出横向滑动座且其上连接有与齿条相配合的同步带轮。 [0016] 作为一种优选的方案，所述放卷机构包括箱式底座，底座内设置有电机、与电机连接的减速机，底座上转动设置有料盘，所述减速机驱动料盘转动，料 盘上设置有与减速机的输出轴同轴的中心杆，料盘上还设置有至少三根挡杆，所述挡杆均匀分布在中心杆的四周，所述底座上还固定连接有一块底板，底板上转动设置有一块回转底板，底板和回转底板通过一根转轴转动连接，所述转轴与中心杆平行，底板和回转底板之间还设置有一个复位弹簧，该复位弹簧的一端固定连接在底板上，另一端固定连接在回转底板上，所述回转底板的上面连接有一根引导管材走向的穿线杆，该穿线杆与中心杆相配合，穿线杆的顶端设置有一个防止管材脱离穿线杆的限位装置，回转底板上还设置有用于测量穿线杆摆动角度的角度测量传感器，所述底座上设置有与角度测量传感器电连接的控制器，该控制器用于控制电机的运转。 [0017] 作为一种优选的方案，所述送料矫直装置包括机架，机架上沿直线依次设有两对送料轮、矫直机构、以及定长机构，机架上在送料轮前部、两对送料轮之间以及送料轮与矫直机构之间分别设有过线座，矫直机构包括转动设置在机架上的空心轴状矫直组件以及驱动空心轴状矫直组件转动的矫直动力系统，空心轴状矫直组件包括中空的左端轴、至少三个矫直模具、中空的右端轴，左端轴和右端轴分别转动设置在机架上，相邻的矫直模具之间设有中部带过料孔的连接块，矫直模具的位置需满足所有矫直模具的中心线相对于左端轴的轴线呈错落状布置，矫直模具包括两个设有与待矫直管材直径相配合的半圆槽的矫直模块，左端轴、连接块、右端轴与矫直模具相配合的连接面上都设有与矫直模具外形配合的安装槽、以及定位用以压紧矫直模块的压紧螺栓的内部带若干螺纹段的弧形槽，定长机构包括设置在机架上的一对由管材带动旋转的测量轮， 其中一个测量轮与回转编码器相连接。 [0018] 作为一种优选的方案，所述切断机构包括安装座，安装座上设有两块相互垂直的立板，一块立板上设有定剪切头，另一块与送料方向平行的立板上设有剪切油缸，剪切油缸的活塞杆端部设有与定剪切头相配合的动剪切头。 [0019] 作为一种优选的方案，所述上料机构包括两个分别设置在所述弯曲成型设备基座两端处端部安装架，端部安装架上转动设有传动轴以及驱动传动轴的上料动力装置，传动轴上并列设有至少两个持料手臂，持料手臂端部设有由气缸控制打开或夹紧的气动夹紧组件，持料手臂的位置分别与切断机构及中心夹紧机构上管材的位置相配合。 [0020] 本发明的有益效果是：由于弯曲成型设备中采用了中心夹紧装置夹紧管材、双头单独折弯方式，两端可以满足不同折弯角度、折弯半径以及折弯长度的需求，可以实现管材的不对称折弯，提高了弯曲机的工作柔性，且大大提高了工作效率； [0022] 由于夹持装置的夹持组件由气缸驱动，可以保证在折弯过程中，管材可以被平稳的折弯，降低折弯时产生的振动，提高了整个设备的工作可靠性； [0023] 由于中空轴上设有动折弯头，芯轴上可拆卸地设有定折弯模具，中心轴和芯轴分别由外置的动力连接装置驱动，整体结构简单、安装方便。 [0024] 由于中心夹紧装置的传动机构包括分别设置在箱体内复位油缸两侧的与旋 转齿轮盘啮合的左过渡齿轮和右过渡齿轮，两个过渡齿轮的驱动方式使得旋转齿轮盘的转动更为平稳，且避免了单侧齿轮驱动由于齿轮侧隙在正反转过程中可能带来的转动误差，使得本装置的旋转精度更高，避免累计误差，从而提高管材弯曲质量；且采用同步带及同步带轮驱动具有缓冲减震、传动平稳、维护方便的优点； [0025] 夹紧机构采用弹簧自夹紧结构，结构简单且夹紧力稳定，只在上料和拨料两个位置设置油缸并通过活塞杆的推动来打开夹紧机构，实现动力与结构的分离，确保在旋转齿轮盘转动过程中夹紧机构的稳定性； [0026] 由于中心夹紧装置设有拨料机构，可实现自动卸料，提高了自动化程度，降低了人力成本。 [0027] 由于放卷装置采用在可摆动的穿线杆上设置角度测量传感器，当输送中的管材张力增大而牵引穿线杆摆动一定角度时，角度测量传感器可以发出信号给控制器，控制器可以控制电机启动，释放料盘上的线圈，缓解输送中的管材张力，防止管材被加工设备拉断；当加工设备停止接收管材时，电机继续转动，管材张力减小直至消失，穿线杆失去管材对其的作用力后，被复位弹簧拉回原位，角度测量传感器再次发出信号给控制器，控制器控制电机停转，这样又可防止管材打结。整个工作过程无需人工维护，实现了在加工设备停止接收管材的时候能自动停止送料，并且在加工设备启动接收管材的时候能自动启动送料的技术效果，提高了生产线的自动化程度。 附图说明 [0028] 图1是本发明的立体结构示意图。 [0029] 图2是本发明的主视结构示意图。 [0030] 图3是本发明的俯视结构示意图。 [0031] 图4是图2中A部放大结构示意图。 [0032] 图5是图4中B部放大结构示意图。 [0033] 图6是图2中A向的结构示意图。 [0034] 图7是本发明中切断机构的结构示意图。 [0035] 图8是本发明中放卷机构的结构示意图； [0036] 图9是图8的俯视图； [0037] 图10是图8中的A部放大图； [0038] 图11是图9中的B部放大图； [0039] 图12是本发明中弯曲成型设备的结构示意图。 [0040] 图13是弯曲成型设备中左侧横向滑动座及其上部件的俯视结构示意图。 [0041] 图14是弯曲成型设备中右侧弯曲成型装置的端面结构示意图。 [0042] 图15是弯曲成型设备中左侧横向滑动座及其上部件的右视的结构示意图。 [0043] 图16是弯曲成型设备中右侧横向滑动座及其上部件的左视的结构示意图。 [0044] 图17是本发明中中心加紧装置的主视剖视图； [0045] 图18是图17中夹紧机构的放大示意图； [0046] 图19是图17的右视图； [0047] 图20是图17的左视图； [0048] 图21是图18中的A部放大图； [0049] 图22是图17中的B部放大图。 [0050] 图1至图22中：1、放卷机构，11、底座，12、电机，13、减速机，14、料盘，15、中心杆，16、挡杆，161、折弯部，17、底板，18、回转底板，19、限位装置，110、复位弹簧，111、穿线杆，112、角度测量传感器，113、控制器，114、导向轮，115、挡片，116、压盘，117、弹簧固定钉，118、线圈，119、 管材，120、转轴； [0051] 2、送料矫直装置，21机架，22、送料轮，23、矫直机构，25、过线座，231、矫直组件，232、矫直动力系统，233、左端轴，234、矫直模具，235、右端轴，236、连接块，237、压紧螺栓， 24、定长机构，241、测量轮，242、回转编码器； [0052] 3、切断机构，31、安装座，32、立板，33、定剪切头，34、剪切油缸，35、动剪切头； [0053] 4、弯曲成型设备，41、基座，42、横向滑轨，43、横向滑动座，44、横向驱动装置，441、横向驱动电机，442、齿轮，45、中心夹紧装置，46、纵向滑轨，47、纵向滑动座，48、纵向驱动装置，481、纵向驱动电机，482、纵向丝杠，483、联轴器；49、弯曲成型装置，491、安装座，492、中空轴，493、芯轴，494、动折弯头，495、定折弯模具，496、定模电机，497、从动同步带轮，498、动模电机，499、主动同步带轮，410、左夹持装置，4101、左底座，4102、左滑动轨道，4103、左滑座，4104、左安装座，4105、夹持组件，4106、滑动气缸；411、右夹持装置，4111、右底座，4112、右滑动轨道，4113、右滑座，4114、右安装座，4115、夹持组件，4116、滑动气缸。 [0054] 71、箱体，72、旋转齿轮盘，73、动力装置，731、伺服电机，732、直角减速机，74、传动机构，741、主同步带轮，742、左同步带轮，743、右同步带轮，744、左过渡齿轮，745、右过渡齿轮，746、同步带，747、左传动齿轮，748、右传动齿轮，75、夹紧机构，751、左夹块，7511、左夹头，7512、左顶块，752、右夹块，7521、右夹头，7522、右顶块，753、左拉簧，754、右拉簧，755、复位顶杆，756、复位油缸，76、拨料机构，761、主拨料轴，762、拨料传动轴，763、拨料齿轮轴，764、主拨料齿轮，765、从拨料齿轮，766、第三拨料齿轮，767、拨料气缸，768、齿条，769、齿条压紧装置，7691、压紧轴，7692、滚轮，77、拨料手臂，78、拨料油缸，79、第一过渡轴，710、第二过渡轴。 [0055] 5、上料机构，51、端部安装架，52、传动轴，53、持料手臂，54、气动夹紧组件。 具体实施方式[0056] 下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。 [0057] 如图1-3所示，一种弯曲成型生产线，包括放卷机构1、送料矫直装置2、切断机构3，弯曲成型设备4以及将管材从切断机构处转运到弯曲成型设备上的上料机构5。 [0058] 如图8～图11所示，放卷机构1包括箱体式底座11，底座11内设置有电机12、与电机12连接的减速机13，底座11上转动设置有料盘14，所述减速机13驱动料盘14转动，料盘14上设置有与减速机13的输出轴同轴的中心杆15，料盘14上还设置有三根挡杆16，所述挡杆16均匀分布在中心杆15的四周，所述底座11上还固定连接有一块底板17，底板17上转动设置有一块回转底板18，底板17和回转底板18通过一根转轴120转动连接，所述转轴120与中心杆15平行，底板17和回转底板18之间还设置有一个复位弹簧110，该复位弹簧110的一端固定连接在底板17上，另一端固定连接在回转底板18上，所述回转底板 18的上面连接有一根引导管材走向的穿线杆111，该穿线杆111与中心杆15相配合，穿线杆111的顶端设置有一个防止管材脱离穿线杆111的限位装置19，回转底板18上还设置有用于测量穿线杆111摆动角度的角度测量传感器112，所述底座11上设置有与角度测量传感器112电连接的控制器113，该控制器113用于控制电机12的运转。 [0059] 当输送中的管材119张力增大而牵引穿线杆111摆动一定角度时，角度测量传感器112可以发出信号给控制器113，控制器113可以控制电机12启动，释放料盘14上的线圈118，缓解输送中的管材119张力，防止管材119被加工设备拉断；当加工设备停止接收管材119时，电机12继续转动，管材119张力减小直至消失，穿线杆111失去管材119对其的作用力F后，被复位弹簧110拉回原位，角度测量传感器112再次发出信号给控制器113，控制器113控制电机12停转，这样又可防止管材119冗余打结。 [0060] 如图8、图9所示，所述限位装置19包括转动设置在穿线杆111顶部的一个导向轮114，导向轮114背对中心杆15的一侧设置有一个固定连接在穿线杆111上的挡片115，导向轮114和挡片115之间形成供管材穿过的间隙。 [0061] 如图8、图9所示，所述中心杆15上可拆卸地连接有一个压盘116，该压盘116与料盘14相对，可以防止线圈118在旋转时，管材119从中心杆15顶部脱出。 [0062] 如图10所示，所述底板17上设置有一个弹簧固定钉117，所述回转底板18上对应也设置有一个弹簧固定钉117，且两个弹簧固定钉117相互错位，所述复位弹簧110是一个拉簧，该拉簧的两端分别连接一个弹簧固定钉117。 [0063] 复位弹簧110使穿线杆111在失去管材的作用力后能够恢复到初始状态，使角度测量传感器发出信号给控制器113，并由控制器113控制电机停转，防止管材无限制送出而导致管材堆积变形。 [0064] 放卷机构的具体工作过程为：当后续的加工设备(本生产线中的送料矫直 机构2)主动拉扯管材119，管材119张力增大，对穿线杆111产生了一个向管材119前进方向的拉力F，在拉力F的作用下，穿线杆111带动回转底板18逐渐向管材119前进的方向摆动，复位弹簧110被拉伸，角度测量传感器112对摆动角度进行测量并将信号传输给控制器113，当摆动角度达到预设的启动值时，控制器113启动电机12，电机12带动减速机13转动，减速机13带动料盘14及料盘上的线圈118转动，线圈118到加工设备之间的一段管材119得到舒张，管材119张力减小，作用在穿线杆111上的拉力F也随之减小，穿线杆111在复位弹簧110的拉力作用下，逐渐恢复原位，角度测量传感器112即时测量出摆动角度值并传输给控制器113，当摆动角度达到预设的停止值时，控制器113控制电机12停转。 [0065] 由于穿线杆111能够实现摆动，使管材119在被加工设备主动拉扯时得到一个缓冲，防止穿线杆111或管材119因受力过大而损坏，利用角度传感器112即时测量穿线杆111的摆动角度并对电机进行控制，避免了管材119过度舒张，防止管材119打结。 [0066] 如图4-6所示，所述送料矫直装置2包括机架21，机架21上沿直线依次设有两对送料轮22、矫直机构23、以及定长机构24，机架21上在送料轮22前部、两对送料轮22之间以及送料轮22与矫直机构23之间分别设有过线座25，矫直机构23包括转动设置在机架21上的空心轴状矫直组件231以及驱动空心轴状矫直组件231转动的矫直动力系统232，空心轴状矫直组件231包括中空的左端轴233、五个矫直模具234、中空的右端轴235，左端轴233和右端轴235分别 转动设置在机架21上，相邻的矫直模具234之间设有中部带过料孔的连接块236，矫直模具234的位置需满足所有矫直模具234的中心线相对于左端轴233的轴线呈错落状布置，矫直模具234包括两个设有与待矫直管材直径相配合的半圆槽的矫直模块，左端轴233、连接块236、右端轴235与矫直模具234相配合的连接面上都设有与矫直模具234外形配合的安装槽、以及定位用以压紧矫直模块的压紧螺栓237的内部带若干螺纹段的弧形槽，定长机构24包括设置在机架21上的一对由管材带动旋转的测量轮241，其中一个测量轮241与回转编码器242相连接。 [0067] 如图7所示，所述切断机构3包括安装座31，安装座31上设有两块相互垂直的立板32，一块立板32上设有定剪切头33，另一块与送料方向平行的立板32上设有剪切油缸34，剪切油缸34的活塞杆端部设有与定剪切头33相配合的动剪切头35。 [0068] 如图3上所示，所述上料机构5包括两个分别设置在所述弯曲成型设备基座两端处端部安装架51，端部安装架51上转动设有传动轴52以及驱动传动轴52的上料动力装置，传动轴52上并列设有至少两个持料手臂53，持料手臂53端部设有由气缸控制打开或夹紧的气动夹紧组件54，持料手臂53的位置分别与切断机构3及中心夹紧机构上管材的位置相配合。 [0069] 如图12-16所示，弯曲成型设备4包括基座41，基座41上设有横向滑轨42，横向滑轨42上滑动设有两个横向滑动座433，基座41上设有驱动横向滑动 座433的横向驱动装置44。横向驱动装置44包括设置在所述基座41上的齿条(图中未示出)，所述横向滑动座433上设有横向驱动电机441，横向驱动电机441的出力轴向下穿出横向滑动座433且其上连接有与齿条相配合的齿轮442。基座41上在两个横向滑动座433之间设有能夹紧管材并绕管材中心轴转动的中心夹紧装置45。 [0070] 横向滑动座433上设有纵向滑轨46，纵向滑轨46上滑动设有纵向滑动座47，横向滑动座433上设有驱动纵向滑动座47滑动的纵向驱动装置48。纵向驱动装置48包括设置在横向滑动座433上的纵向驱动电机481，纵向滑动座47上设有纵向丝杠482，纵向驱动电机481通过联轴器483与纵向丝杠482端部相连接。纵向滑动座47上设有弯曲成型装置49。 [0071] 弯曲成型装置49包括转动设置在纵向滑动座47上的中空的安装座491，安装座491中转动穿设有中空轴492，中空轴492中转动穿设有芯轴493，中空轴492和芯轴493一端伸出纵向滑动块，中空轴492上在该端设有动折弯头494，动折弯头494端部呈圆柱形且其外周上设有一圈与待折弯管材相配合的凹槽，芯轴493上在该端可拆卸地设有定折弯模具495，定折弯模具495上设有四个连线呈矩形的圆柱形定折弯模块，两排定折弯模块间距与待折弯管材直径相配合，芯轴493另一端与设置在纵向滑动块上的定模电机496相连接，中空轴492另一端上外周套设有从动同步带轮497，纵向滑块上设有动模电机498，动模电机498的出力轴上设有与从动同步带轮497相配合的主动同步带轮499，从动同步带轮497与主动同步带轮499上套设有同步带。 [0072] 左侧的横向滑动座433上在靠近中心夹紧装置45一侧设有可活动伸出夹持住管材的左夹持装置410。左夹紧装置包括设置在左侧的纵向滑动座47上且上表面与该纵向滑动底座间具有一定夹角的左底座4101，左底座4101上表面上设有左滑动轨道4102，左滑动轨道4102上设有左滑座4103，左滑座4103上设有左安装座4104，左安装座4104上设有由夹持气缸驱动打开或夹紧的夹持组件4105，左底座4101上设有驱动左滑座4103带动夹持组件4105由下向上靠近管材的滑动气缸4106； [0073] 右侧的横向滑动座433上在靠近中心夹紧装置45一侧设有可活动伸出夹持住管材的右夹持装置411。右夹紧装置包括设置在右侧纵向滑动座47上且下表面与该纵向滑动底座间具有一定夹角的右底座4111，右底座4111上设有右滑动轨道4112，右滑动轨道4112上设有右滑座4113，右滑座4113上设有右安装座4114，右安装座4114上设有由夹持气缸驱动打开或夹紧的夹持组件4115，右底座4111上设有驱动右滑座4113带动夹持组件4115由上向下靠近管材的滑动气缸4116。 [0074] 弯曲成型装置4的具体工作过程为：当上料机构5将准备好的管材放置到中心夹紧装置45时，左、右横向滑动座同时运动，开始从管材两端向中间逐段进行折弯。 [0075] 就左侧横向滑动座433运动过程作详细阐述，当管材放置到中心夹紧装置45时，中心夹紧装置45上的安设的信号接收器向控制器发出信号，控制器驱动纵向驱动电机481转动，带动纵向丝杠482转动，推动纵向滑动座47前伸到达 指定折弯位置。同时，滑动气缸4106推动夹持组件4105伸出，到达相应位置夹持管材。此时，横向驱动电机441转动，带动齿轮442齿条机构运动，将横向滑动座433横移至指定折弯位置。开始折弯，动模电机498带动中空轴492转动，中空轴492前端的动折弯头494跟随转动对管材进行折弯。 [0076] 当需要空间折弯时，只需中心夹紧装置45将管材转动相应角度，然后横向驱动电机441带动横向滑动座433到达相应折弯段位置，进而对管材进行折弯即可。 [0077] 当折弯半径或弯角形状需要修正时，或者所用管材原料本身已折弯，需要在管材上与中心夹紧装置45夹持段呈一定角度的某段上进行折弯时，纵向驱动电机481反向转动，纵向丝杠482随之转动并带动纵向滑动座47退回，此时，定模电机496带动芯轴493转动所需角度，芯轴493前端的定折弯模具495随之转动至相应角度，然后纵向驱动电机481推动纵向滑动座47到达折弯位置，将待折弯段定位于两排定折弯模块之间，接着对管材进行折弯以改变折弯半径或弯角形状。 [0078] 完成所需折弯动作后，夹持组件4105松开并退回，同时，纵向驱动电机481逆向转动，纵向丝杠482转动并带动纵向滑动座47退回至初始位置，然后横向驱动电机441带动横向滑动座433退回至初始位置。 [0079] 如需待折弯管材直径发生变动，则直接更换定折弯模具495即可。 [0080] 如图17-22所示的中心夹紧装置45，包括箱体71、转动设置在箱体71上的旋转齿轮盘72、设置在箱体71上的动力装置73、连接旋转齿轮盘72和动力 装置73的传动机构74、以及设置在旋转齿轮盘72上用于夹紧管材的夹紧机构75，所述传动机构74包括固定连接在动力装置73输出轴上的主同步带轮741，分别与旋转齿轮盘72啮合的左过渡齿轮 744和右过渡齿轮745，与左过渡齿轮744啮合的左传动齿轮747，与右过渡齿轮745啮合的右传动齿轮748，与左传动齿轮747同轴并同步转动的左同步带轮742，与右传动齿轮748同轴并同步转动的右同步带轮743，以及连接主同步带轮741、左同步带轮742、右同步带轮 743的同步带746，所述左过渡齿轮744通过第一过渡轴79连接在箱体71上，所述右过渡齿轮745通过第二过渡轴710连接在箱体71上。 [0081] 传动机构74通过同步带746传动，具有缓冲减震的作用，利用左过渡齿轮744和右过渡齿轮745共同与旋转齿轮盘72啮合，实现平稳传动，并消除旋转齿轮盘72在正反转过程中产生的误差，提高了旋转精度。 [0082] 如图17、图18所示，夹紧机构75包括左夹块751和右夹块752，所述左夹块751和右夹块752分别对称地转动连接在旋转齿轮盘72的盘面上，左夹块751和右夹块752相向的一侧分别设置有左夹头7511和右夹头7521，左夹块751位于左夹头7511的下方设置有左顶块7512，右夹块752位于右夹头7521的下方设置有右顶块7522，左夹块751和右夹块752相背的一侧分别通过左拉簧753和右拉簧754连接在旋转齿轮盘72上，所述左夹头7511和右夹头7521相互配合，所述左拉簧753和右拉簧754的拉力驱使左夹头7511与右夹头7521相抵；所述左顶块7512和右顶块7522相互对称，位于左顶块7512和右顶块7522的下方设置有一个复位顶杆755和驱动复位顶杆755的复位油缸756，所述复位顶 杆755上顶时推动左顶块7512和右顶块7522，促使左夹块751和右夹块752转动，左夹头7511和右夹头7521分离。 [0083] 夹紧机构75采用弹簧自夹紧结构，结构简单且夹紧力稳定，通过复位油缸756的活塞杆推动复位顶杆755进而打开夹紧机构75，实现动力与结构的分离，确保在旋转齿轮盘72转动过程中夹紧机构75的稳定性。 [0084] 如图18所示，左夹头7511和右夹头7521相抵时，形成一个容纳管材的环，该环的中心与旋转齿轮盘72的旋转中心重合，提高了管材的旋转精度。 [0085] 所述动力装置73包括伺服电机731和连接在伺服电机731上的直角减速机732，不仅可控制旋转齿轮盘72的转速，而且进一步提高了转动精度。 [0086] 如图17、图19、图21所示，中心夹紧装置还包括卸料用的拨料机构76，该拨料机构76包括一根垂直于旋转齿轮盘72的主拨料轴761，平行于主拨料轴761且固定连接在箱体 71上的拨料传动轴762，以及平行于主拨料轴761且转动连接在箱体上的拨料齿轮轴763，所述主拨料轴761与箱体71转动连接，主拨料轴761的两端分别伸出箱体71外，并在箱体 71外分别连接有拨料手臂77，箱体71内的主拨料轴761上固定设置有主拨料齿轮764，拨料传动轴762上转动设置有从拨料齿轮765，拨料齿轮轴763上设置有第三拨料齿轮766，所述主拨料齿轮764与从拨料齿轮765啮合，从拨料齿轮765与第三拨料齿轮766啮合，所述拨料机构76还包括一个固定在箱体内的拨料气缸767，和一根齿条768，该齿条768连接在拨料气缸767上，跟随拨料气缸767做伸缩运动，所述齿条768与拨料齿轮轴763啮合，位于齿条768背对拨料齿轮轴763的一侧还设置有 一个将齿条768压紧在拨料齿轮轴763上拨料驱动齿轮上的齿条压紧装置769；所述箱体71内还设置有一个能驱动复位顶杆755的拨料油缸78。 [0087] 如图22所述齿条压紧装置769包括固定连接在箱体61上的压紧轴7691和转动连接在压紧轴7691上的滚轮7692，该滚轮7692与齿条768相抵，并沿齿条768的移动方向转动。 [0088] 增加拨料机构，可实现自动卸料，提高了自动化程度，降低了人力成本；齿条压紧装置769能够使齿条768与拨料齿轮轴763上的拨料驱动齿轮准确啮合，保证了齿条传动的稳定性。 [0089] 如图21所示，所述右传动齿轮748转动套设在主拨料轴761上，右同步带轮743与右传动齿轮748共轴并固定连接在右同步带轮743上，节省了向内的内部空间，降低了制造成本。 [0090] 中心夹紧装置的具体工作过程为：首先旋转齿轮盘72位于复位顶杆755和复位油缸756相配合的初始位置。接着启动复位油缸756，使其推杆推动复位顶杆755，复位顶杆755受力向上推动左顶块7512和右顶块7522，夹紧机构75被打开。管材放入后，关闭复位油缸756，复位顶杆755缩回，左夹块751和右夹块752分别在左拉簧753和右拉簧754的拉力作用下反方向转动，直至左夹头7511和右夹头7521将管材夹紧，上料结束。 [0091] 在管材弯曲过程中，通过控制动力装置73来控制旋转齿轮盘72的转动。具体传动过程为伺服电机731驱动直角减速机732带动主同步带轮741转动，主同步带轮741通过同步带746带动左同步带轮742和右同步带轮743转动， 而左传动齿轮747与左同步带轮742同步转动，右传动齿轮748与右同步带轮743同步转动，左传动齿轮747带动左过渡齿轮744转动，右传动齿轮748带动右过渡齿轮745转动，左过渡齿轮744和右过渡齿轮745共同驱动旋转齿轮盘72转动以使管材转动到所需角度。 [0092] 待管材弯曲机对管材弯曲结束后，旋转齿轮盘72在动力装置73的驱动下，转动至复位顶杆755与拨料油缸78相配合的位置，然后启动拨料油缸78推动复位顶杆755顶出，以打开夹紧机构75，之后拨料气缸767带动齿条768移动，齿条768将动力传递给与其啮合的拨料齿轮轴763，设置在拨料齿轮轴763上的第三拨料齿轮766带动从拨料齿轮765，从拨料齿轮765带动主拨料齿轮764，主拨料齿轮764带动主拨料轴761转动从而带动设置在其两端的拨料手臂77转动，拨料手臂77转动并最终推动管材脱离夹紧机构75和旋转齿轮盘72。然后关闭拨料油缸78，使夹紧机构75恢复夹紧，并启动动力装置73，驱动旋转齿轮盘72转动至初始位置，卸料结束。 [0093] 下面简单描述整线工作过程，具体如下：整线控制系统控制送料矫直装置2中四个主动送料轮22啮合管材向前输送，管材拉动放卷机构1中的穿线杆111带动回转底板18转动一定角度α，角度测量传感器112向整线控制系统发出信号，整线控制系统与设定的角度β对比，若β>α则角度测量传感器112再检测，若β<α则整线控制系统向电机12发出信号带动料盘14转动向前送料。送料矫直装置2的送料轮22啮合管材向前输送至矫直组件231中，矫直动力系统232带动校直机构220中矫直组件231转动，矫直组件231中五对矫直模块对管材 进行转动矫直。 [0094] 经矫直组件231矫直后的管材输出时依次穿过定长机构24、切断机构3，并运动至上料机构的持料手臂上方。管材输出时带动定长机构24中测量轮241转动，与测量轮241相连接的回转编码器242实时监测测量轮241转动的角度换算成的管材通过长度L1，并发送信号给整线控制系统，整线控制系统将测得管材长度L1与设定值L对比，直至L1＝L时，整线控制系统发送信号给送料矫直装置2的送料轮22停止转动，此时穿线杆111转回一定角度，当角度测量传感器112测得夹角α小于整线控制系统中设定β时，整线控制系统发出信号给放卷机构1中的电机12控制料盘14停止转动送料。这时，如果弯曲成型设备4已经处于空闲状态，则整线控制系统控制上料机构5中持料手臂53夹紧管材，然后切断机构3中的剪切油缸34伸出切断管材。 [0095] 接着，传动轴52带动持料手臂53翻转一定角度，将管材送至中心夹紧机构45，旋转齿轮盘72中的夹紧机构75对管材夹紧。然后，上料机构5复位至切断机构3一侧，等待下一个上料周期，此时放卷机构1、送料矫直装置2进入下一个送料矫直周期，弯曲成型设备4对管材进行弯曲成型。 [0096] 待管材弯曲机对管材弯曲结束后，中心夹紧装置45的旋转齿轮盘72在动力装置73的驱动下，转动至复位顶杆755与拨料油缸78相配合的位置，然后启动拨料油缸78以打开夹紧机构75，之后启动拨料气缸767带动设置在其两端的拨料手臂77转动，拨料手臂77转动并最终推动管材脱离夹紧机构75和旋转齿轮盘72，然后关闭拨料油缸78，使夹紧机构 75恢复夹紧，并启动动力装置 73，驱动旋转齿轮盘72转动至初始位置，卸料结束。 [0097] 上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。 |
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