一种烟管自动加工生产线的制作方法

本实用新型涉及一种机械加工技术领域，更具体的说，尤其涉及一种烟管自动加工生产线。

背景技术：

烟管是用于排烟的管道，最常见的烟管呈直筒状，烟管的一端沿轴向冲有一圈用于排气的小孔，并在该端焊接一个密封的圆帽；烟管的另一端需要进行扩口，并在该端冲出两个安装孔，方便将扩口的一端通过安装孔直接安装在排气设备上，本实用新型所要设计的即为这种最普通的烟管。

在对烟管进行加工的过程中需要经过扩口、冲安装孔、冲圆周孔和焊帽四个工序，这四个工序都是对烟管的单端进行加工，且对烟管的定位以及装夹精度要求非常高，通常需要采用上料设备或人工手动上料的方式将烟管运送到冲床或焊接设备或扩口机上进行加工。

在实际加工的过程中，我们发现，对烟管的装夹传送较为困难，若是对烟管装夹后再运送到加工设备中进行加工，在运送的过程中很难保证烟管沿其轴线运动；现有的装夹方式不仅操作比较繁琐，自动化程度低，而且通常需要人工进行辅助才能完成整个装夹工作。

同时，现有的烟管每一道加工工序都是分开进行的，需要多次对烟管进行夹紧定位，这不仅极大延长了生产周期，降低了加工精度，还需要使用多个传送设备，极大的增加了设备占地面积，增加了厂家的场租成本，增加了生产成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种烟管自动加工生产线，该生产线占地面积小，结构紧凑，能够依次完成烟管的扩口、冲安装孔、冲圆周孔和焊帽四道工序，且夹紧定位精度高，上下料方面，自动化程度高，极大的增加了生产效率和生产质量。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种烟管自动加工生产线，包括分料台、机架主体、推料装置、扩口机、第一冲床、第二冲床、焊帽装置、第一送料机械手、第二送料机械手、第三送料机械手、第四送料机械手和下料通道，所述推料装置、第一送料机械手、第二送料机械手、第三送料机械手、第四送料机械手和下料通道沿烟管运输方向并行设置在所述机架主体上；所述分料台设置在所述推料装置的入口处，烟管从分料台进入推料装置中并依次经过第一送料机械手、第二送料机械手、第三送料机械手、第四送料机械手后进入到下料通道中；所述第一送料机械手和第二送料机械手同向设置，所述第三送料机械手和第四送料机械手同向设置，所述第一送料机械手与所述第三送料机械手反向设置；所述扩口机设置在所述第一送料机械手沿垂直于烟管运输方向的送料出口位置，第一送料机械手运动时将烟管的扩口端送入扩口机中；所述第一冲床设置在所述第二送料机械手沿垂直于烟管运输方向的送料出口位置，所述第二送料机械手运动时将烟管的扩口端送入第一冲床中；所述第二冲床设置在所述第三送料机械手沿垂直于烟管运输方向的送料出口位置，所述第三送料机械手运动时将烟管的焊帽端送入第二冲床中；所述焊帽装置设置在所述第四送料机械手沿垂直于烟管运输方向的送料出口位置，所述第四送料机械手运动时将烟管的焊帽端送入焊帽装置中；所述第一送料机械手、第二送料机械手、第三送料机械手和第四送料机械手中两两之间的间距小于烟管的直径；所述分料台工作时自动将烟管逐根送入推料装置中，推料装置运动时将烟管送入第一送料机械手中，并在该过程中同时将第一送料机械手中的烟管推送到第二送料机械手中，将第二送料机械手中的烟管推送到第三送料机械手中，将第三送料机械手中的烟管推送到第四送料机械手中，将第四送料机械手中的烟管推送到下料通道中；

所述推料装置包括推料板、与所述推料板形成Z型送料通道的上挡板以及推动所述推料板沿水平方向运动的推料气缸，所述推料板的前端与上挡板最低点的距离比烟管直径大1-2mm，推料板的前端固定高度为3-5mm的限位螺栓；

所述第一送料机械手包括第一拱门、第二拱门、气爪、气爪驱动气缸、滚珠丝杠、丝杠驱动电机、直线导轨、滑动座、丝杠螺母、丝杠螺母连接板和固定在机架主体上的底座；所述直线导轨固定在底座上，滑动座套装在所述直线导轨上，所述第一拱门固定在直线导轨的一侧端部，第二拱门固定在所述滑动座上，所述第一拱门和第二拱门上设有等大的圆形通孔，气爪和烟管的直径均小于所述圆形通孔的直径；所述滚珠丝杠平行于所述直线导轨设置并固定在所述底座上，所述滚珠丝杠的一端通过丝杠轴承座固定在第一拱门上，滚珠丝杠的另一端通过第一联轴器连接驱动所述滚珠丝杠转动的丝杠驱动电机，所述丝杠螺母套装在滚珠丝杠上，丝杠螺母通过丝杠螺母连接板与滑动座固定连接；所述丝杠驱动电机转动时带动所述滚珠丝杠转动，从而带动丝杠螺母、丝杠螺母连接板和滑动座构成的整体沿所述直线导轨来回运动；所述气爪固定在驱动所述气爪张开与收缩的气爪驱动气缸的前端，气爪穿过所述第二拱门上的圆形通孔，气爪位于所述第二拱门靠近第一拱门的一侧，气爪驱动气缸位于所述第二拱门的远离第一拱门的一侧；所述第一拱门和第二拱门相互靠近的一侧上均设有用于装夹烟管两端的四个压紧轮，四个压紧轮呈方形分布且均布在垂直于烟管轴线的平面上，其中下端的两个压紧轮连接在下端连接座上，下端连接座固定连接相应的第一拱门或第二拱门上，上端的两个压紧轮分别固定在两个水平设置的转动臂的一端，转动臂的另一端通过水平设置的铰接轴铰接在对应的第一拱门或第二拱门上；每个所述转动臂的中部设有第一弹簧接口，相对应的第一拱门或第二拱门的中部设有第二弹簧接口，第一弹簧接口和第二弹簧接口之间连接有第一弹簧，所述转动臂在所述第一弹簧和铰接轴的作用下能绕所述铰接轴转动0～90°；所述气爪的前端还固定有推板，所述气爪驱动气缸上设有三根绕气爪外侧均布的螺杆，所述螺杆上套装有第二弹簧，所述推板靠近第一拱门的一侧固定有三个均匀分布的硬垫片，三个硬垫片上开有三个与上述三根螺杆位置一一对应的螺孔，推板通过所述螺孔套装在三根螺杆上，三根螺杆的另一端固定有防止所述推板从螺杆中脱出的限位螺母；所述底座上还固定有限位板，所述限位板上设置有若干平行于所述螺杆的限位阶梯杆，所述限位阶梯杆的前端直径小于后端直径，所述第二拱门上设有与所述限位阶梯杆位置一一对应的限位孔，所述限位孔的直径大于限位阶梯杆的前端直径并小于限位阶梯杆的后端直径，第二弹簧处于非伸缩状态时限位阶梯杆的前端端部刚好抵在所述推板上；

所述第二送料机械手与所述第一送料机械手的结构完全相同；

所述第三送料机械手在所述第一送料机械手的基础上增加了气爪驱动电机，所述气爪驱动电机通过第二联轴器连接所述气爪驱动气缸并带动所述气爪驱动气缸和气爪构成的整体进行转动；所述气爪驱动电机通过电机座固定在所述滑动座上；

所述第四送料机械手与所述第三送料机械手的结构完全相同。

进一步的，所述气爪驱动气缸上设有第一挡块，所述滑动座上设置有第二挡块，气爪驱动电机驱动所述气爪驱动气缸转动时带动所述第一挡块沿圆周转动，所述第二挡块设置在所述第一挡块的运动路径上，第二挡块限制所述第一挡块在0～360°范围内转动。

进一步的，所述限位阶梯杆设有呈正方形分布四根。

进一步的，所述气爪的每一个爪子上均固定有柔性基座，气爪通过柔性基座与烟管的内壁接触。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型结构简单紧凑，将四个送料机械手集中到一个机架主体上，并将各个加工设备围绕机架主体分布，不仅极大程度的减少了占用空间，更能保证加工的安全性和提升加工和运送效率。

2、本实用新型能够完成烟管的自动上料和夹紧，并依次完成烟管的扩口、冲安装孔、冲圆周孔和焊帽四道工序，自动化程度高，全程只需人工设定好加工参数，无需人工干预，极大的提高了加工效率。

3、本实用新型利用四个压紧轮对烟管的两端进行压紧，再通过气爪伸入烟管的一端并夹紧烟管，在烟管水平移动时依旧保持烟管位于两端的四个压紧轮之间，定位的精度非常高，提高了送料的准确性。

4、本实用新型采用气爪、气爪驱动气缸、气爪驱动电机同时移动的方式，同时实现烟管一端贴合推板，同时气爪伸入该端内对烟管进行夹紧，自动化程度高，装夹效率高；气爪驱动气缸既可以在气爪完全伸入后夹紧气爪，也可以在烟管运动到加工位置后再夹紧气爪，气爪驱动气缸的运动式方式灵活。

5、本实用新型利用固定在限位板上的限位阶梯杆对推板进行限位，烟管在加工完成后气爪往回运动时自动脱出气爪，防止气爪与烟管的摩擦力导致烟管一直无法与气爪脱开，方便自动卸料工序的进行。

6、本实用新型操作简单，烟管的初始位置和最终位置适中保持在一定范围内，方便上下料装置直接将烟管送入或送出本装置中，极大提高了加工效率。

7、本实用新型烟管的进料和下料时同时进行的，推料装置运动时将烟管送入第一送料机械手中，并在该过程中同时将第一送料机械手中的烟管推送到第二送料机械手中，将第二送料机械手中的烟管推送到第三送料机械手中，将第三送料机械手中的烟管推送到第四送料机械手中，将第四送料机械手中的烟管推送到下料通道中，极大的加快了推料效率。

8、本实用新型巧妙利用限位螺钉将烟管卡在推料板上，利用限位螺钉的位置差实现烟管的卡位和送料，整个送料过程快速，送料效率高。

附图说明

图1是本实用新型所述一种烟管自动加工生产线的轴测图。

图2是本实用新型所述一种烟管自动加工生产线的俯视图。

图3是本实用新型第三送料机械手的主视图。

图4是本实用新型第三送料机械手的轴测图。

图5是本实用新型推料装置的轴测图。

图6是本实用新型下料通道的轴测图。

图中，1-分料台、2-机架主体、3-推料装置、4-扩口机、5-第一冲床、6-第二冲床、7-焊帽装置、8-第一送料机械手、9-第二送料机械手、10-第三送料机械手、11-第四送料机械手、12-下料通道、13-第一拱门、14-第二拱门、15-气爪、16-气爪驱动气缸、17-气爪驱动电机、18-滚珠丝杠、19-丝杠驱动电机、20-直线导轨、21-滑动座、22-丝杠螺母、23-丝杠螺母连接板、24-机架主体、25-第一联轴器、26-第二联轴器、27-压紧轮、28-转动臂、29-铰接轴、30-第一弹簧、31-第二弹簧、32-推杆、33-螺杆、34-限位板、35-纤维阶梯杆、36-第一挡块、37-第二挡块、38-推料板、39-上挡板、40-推料气缸、41-限位螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1～6所示，一种烟管自动加工生产线，包括分料台1、机架主体2、推料装置3、扩口机4、第一冲床5、第二冲床6、焊帽装置7、第一送料机械手8、第二送料机械手9、第三送料机械手10、第四送料机械手11和下料通道12，所述推料装置3、第一送料机械手8、第二送料机械手9、第三送料机械手10、第四送料机械手11和下料通道12沿烟管运输方向并行设置在所述机架主体2上；所述分料台1设置在所述推料装置3的入口处，烟管从分料台1进入推料装置3中并依次经过第一送料机械手8、第二送料机械手9、第三送料机械手10、第四送料机械手11后进入到下料通道12中；所述第一送料机械手8和第二送料机械手9同向设置，所述第三送料机械手10和第四送料机械手11同向设置，所述第一送料机械手8与所述第三送料机械手10反向设置；所述扩口机4设置在所述第一送料机械手8沿垂直于烟管运输方向的送料出口位置，第一送料机械手8运动时将烟管的扩口端送入扩口机4中；所述第一冲床5设置在所述第二送料机械手9沿垂直于烟管运输方向的送料出口位置，所述第二送料机械手9运动时将烟管的扩口端送入第一冲床5中；所述第二冲床6设置在所述第三送料机械手10沿垂直于烟管运输方向的送料出口位置，所述第三送料机械手10运动时将烟管的焊帽端送入第二冲床6中；所述焊帽装置7设置在所述第四送料机械手11沿垂直于烟管运输方向的送料出口位置，所述第四送料机械手11运动时将烟管的焊帽端送入焊帽装置7中；所述第一送料机械手8、第二送料机械手9、第三送料机械手10和第四送料机械手11中两两之间的间距小于烟管的直径；所述分料台1工作时自动将烟管逐根送入推料装置3中，推料装置3运动时将烟管送入第一送料机械手8中，并在该过程中同时将第一送料机械手8中的烟管推送到第二送料机械手9中，将第二送料机械手9中的烟管推送到第三送料机械手10中，将第三送料机械手10中的烟管推送到第四送料机械手11中，将第四送料机械手11中的烟管推送到下料通道12中。

所述推料装置3包括推料板38、与所述推料板38形成Z型送料通道的上挡板39以及推动所述推料板38沿水平方向运动的推料气缸40，所述推料板38的前端与上挡板39最低点的距离比烟管直径大1-2mm，推料板38的前端固定高度为3-5mm的限位螺栓41。推料气缸40在初始位置时，烟管位于推料板38上且刚好被限位螺钉41卡住，此时限位螺钉41位于上挡板39末端的正下方，此时烟管不会从推料板38中落下；当推料气缸40将烟管向第一送料机械手8方向推送时限位螺钉41离开上挡板39的正下方，上挡板39与推料板38之间的距离能够保证烟管顺利通过，从而将烟管直接推送到第一送料机械手8中。

所述第一送料机械手8包括第一拱门13、第二拱门14、气爪15、气爪驱动气缸16、滚珠丝杠18、丝杠驱动电机19、直线导轨20、滑动座21、丝杠螺母22、丝杠螺母连接板23和固定在机架主体2上的底座24；所述直线导轨20固定在底座24上，滑动座21套装在所述直线导轨20上，所述第一拱门13固定在直线导轨20的一侧端部，第二拱门14固定在所述滑动座21上，所述第一拱门13和第二拱门14上设有等大的圆形通孔，气爪15和烟管的直径均小于所述圆形通孔的直径；所述滚珠丝杠18平行于所述直线导轨20设置并固定在所述底座24上，所述滚珠丝杠18的一端通过丝杠轴承座固定在第一拱门13上，滚珠丝杠18的另一端通过第一联轴器25连接驱动所述滚珠丝杠18转动的丝杠驱动电机19，所述丝杠螺母22套装在滚珠丝杠18上，丝杠螺母22通过丝杠螺母连接板23与滑动座21固定连接；所述丝杠驱动电机19转动时带动所述滚珠丝杠18转动，从而带动丝杠螺母22、丝杠螺母连接板23和滑动座21构成的整体沿所述直线导轨20来回运动；所述气爪15固定在驱动所述气爪15张开与收缩的气爪驱动气缸16的前端，气爪15穿过所述第二拱门14上的圆形通孔，气爪15位于所述第二拱门14靠近第一拱门13的一侧，气爪驱动气缸16位于所述第二拱门14的远离第一拱门13的一侧；所述第一拱门13和第二拱门14相互靠近的一侧上均设有用于装夹烟管两端的四个压紧轮27，四个压紧轮27呈方形分布且均布在垂直于烟管轴线的平面上，其中下端的两个压紧轮27连接在下端连接座上，下端连接座固定连接相应的第一拱门13或第二拱门14上，上端的两个压紧轮27分别固定在两个水平设置的转动臂28的一端，转动臂28的另一端通过水平设置的铰接轴29铰接在对应的第一拱门13或第二拱门14上；每个所述转动臂28的中部设有第一弹簧接口，相对应的第一拱门13或第二拱门14的中部设有第二弹簧接口，第一弹簧接口和第二弹簧接口之间连接有第一弹簧30，所述转动臂在所述第一弹簧30和铰接轴29的作用下能绕所述铰接轴29转动0～90°；所述气爪15的前端还固定有推板32，所述气爪驱动气缸16上设有三根绕气爪15外侧均布的螺杆33，所述螺杆33上套装有第二弹簧31，所述推板32靠近第一拱门13的一侧固定有三个均匀分布的硬垫片，三个硬垫片上开有三个与上述三根螺杆33位置一一对应的螺孔，推板32通过所述螺孔套装在三根螺杆33上，三根螺杆33的另一端固定有防止所述推板32从螺杆33中脱出的限位螺母；所述底座24上还固定有限位板34，所述限位板34上设置有若干平行于所述螺杆33的限位阶梯杆35，所述限位阶梯杆35的前端直径小于后端直径，所述第二拱门14上设有与所述限位阶梯杆35位置一一对应的限位孔，所述限位孔的直径大于限位阶梯杆35的前端直径并小于限位阶梯杆35的后端直径，第二弹簧31处于非伸缩状态时限位阶梯杆35的前端端部刚好抵在所述推板32上。

所述第二送料机械手9与所述第一送料机械手8的结构完全相同；所述第三送料机械手10在所述第一送料机械手8的基础上增加了气爪驱动电机17，所述气爪驱动电机17通过第二联轴器26连接所述气爪驱动气缸16并带动所述气爪驱动气缸16和气爪15构成的整体进行转动；所述气爪驱动电机17通过电机座固定在所述滑动座21上；所述第四送料机械手11与所述第三送料机械手10的结构完全相同。

所述气爪驱动气缸16上设有第一挡块36，所述滑动座21上设置有第二挡块37，气爪驱动电机17驱动所述气爪驱动气缸16转动时带动所述第一挡块36沿圆周转动，所述第二挡块37设置在所述第一挡块36的运动路径上，第二挡块37限制所述第一挡块36在0～360°范围内转动。第一挡块36和第二挡块37的相互配合控制气爪驱动气缸17的转动范围在0-360°内，同时第二挡块37也用于第一挡块36的零位设置，方便了解烟管的加工初始位置；气爪驱动气缸17的转动角度限制在360°范围内能够有效防止气管缠绕。

所述限位阶梯杆35设有呈正方形分布四根。四根限位阶梯杆35的端部共同抵在推板32的一个侧面上，使气爪15回到初始位置时不会因为与烟管的摩擦力作用使烟管的一端穿过第一拱门13，烟管会被挡在第一拱门13外。

所述气爪15的每一个爪子上均固定有柔性基座，气爪15通过柔性基座与烟管的内壁接触。柔性基座能够防止气爪15直接抓紧烟管内壁时对烟管产生磨损。

本实用新型在第一送料机械手8、第二送料机械手9、第三送料机械手10内第四送料机械手11设置多个用于检测烟管位置的传感器，传感器能够检测烟管在对应的送料机械手内是否存在并检测烟管在送料机械手中的位置，通过传感器的反馈数据检测加工过程是否正常进行。

具体工作时，分料台1、机架主体2、推料装置3、扩口机4、第一冲床5、第二冲床6、焊帽装置7、第一送料机械手8、第二送料机械手9、第三送料机械手10、第四送料机械手11

分料台1将烟管逐根送入推料装置3中，由推料装置3中的推料气缸40将烟管推入第一送料机械手8中；对于第一送料机械手8来说，推料气缸40将烟管推入时会将第一拱门13和第二拱门14上的八个压紧轮27中相应一侧上端的两个压紧轮27向上顶起，从而将烟管推送进第一送料机械手8，烟管进入第一送料机械手后被顶起的两个压紧轮落下，与其余六个压紧轮27共同压紧烟管的两端，实现烟管的定位；丝杠驱动电机启动时带动气爪、气爪驱动气缸和滑动座组成的整体向扩口机方向运动，从而实现烟管沿轴线方向进给；第二送料机械手10和第四送料机械手11中的气爪驱动电机能够带动气爪转动，从而实现烟管在360度内转动方便在冲圆周孔和焊帽时时准确控制烟管的转动角度。

本实用新型的烟管是连续不断加工的，推料装置3运动时将烟管送入第一送料机械手8的过程中同时将第一送料机械手8中的烟管推送到第二送料机械手9中，将第二送料机械手9中的烟管推送到第三送料机械手10中，将第三送料机械手10中的烟管推送到第四送料机械手11中，将第四送料机械手11中的烟管推送到下料通道12中，因而实现了烟管连续上料和同步下料，具体的同步过程由控制台和传感器共同实现。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。