隧道用超前小导管自动生产线和生产方法与流程

1.本发明涉及超前小导管制造领域，尤其涉及一种隧道用超前小导管自动生产线和生产方法。


背景技术：

2.现有技术中，小导管生产线包括专用锯床、气动翻料和过渡倾斜支架装置，然而，现有的小导管生产线存在以下问题：1.专用锯床下料，需另外增购设备，增加了成本和空间占用；2.气动夹持部件提供夹持力不足，翻料可能出现打滑影响开孔精度；3.翻料和过渡倾斜支架装置，占地空间大，工作流程长，耗时耗能，同时又无密封防护罩存在安全隐患。
3.因此，有必要研究一种隧道用超前小导管自动生产线和生产方法来解决上述的一个或多个技术问题。


技术实现要素：

4.为解决上述至少一个技术问题，根据本发明一方面，提供了一种隧道用超前小导管自动生产线，其特征在于包括：
5.第一输送单元，用于输送待加工物料管至第一待加工位置；
6.开孔与切割单元，用于将位于第一待加工位置的待加工物料管切割成预定长度并在预定位置开孔得到超前小导管半成品；
7.第二输送单元，所述超前小导管半成品从所述第一输送单元的第一落下位置自由落体至该第二输送单元，该第二输送单元将所述超前小导管半成品输送至第二待加工位置；以及
8.缩尖单元，用于将位于第二待加工位置的所述超前小导管半成品进行缩尖处理得到超前小导管成品。
9.根据本发明又一方面，所述第一输送单元包括：
10.第一支撑部，两侧分别安装有第一轮体和第二轮体，第一轮体和第二轮体通过穿设于第一支撑部的第一轴固定连接，所述第一轴可相对于第一支撑部枢转；以及
11.第二支撑部，安装有第一气缸，第一气缸的输出轴通过轴承安装有第三轮体，所述第三轮体在第一气缸的控制下可与所述第二轮体抵接或分离预定距离，所述待加工物料管通过抵接的第二轮体和第三轮体共同支撑和输送，且可从分离预定距离的第二轮体和第三轮体之间自由落下。
12.根据本发明又一方面，所述超前小导管成品从第二输送单元的第二落下位置自由落体至成品区，所述第二输送单元与第一输送单元结构相同。
13.根据本发明又一方面，所述开孔与切割单元包括：夹持元件，设置于所述第一输送单元的第一侧且用于夹持位于第一待加工位置的待加工物料管的第一端；切割元件，用于将位于第一待加工位置的待加工物料管切割成预定长度；以及多个开孔元件，用于在位于第一待加工位置的待加工物料管的预定位置开孔，其中，所述夹持元件夹持位于第一待加
工位置的待加工物料管的第一端并转动该待加工物料管以使静止状态的所述切割元件和所述多个开孔元件同时执行切割和开孔，所述切割元件和所述多个开孔元件设置于可沿着导轨移动的加工机头上。
14.根据本发明又一方面，所述切割元件包括伺服等离子切割头，所述多个开孔元件包括间隔设置的三个等离子割枪。
15.根据本发明又一方面，所述缩尖单元设置于第二输送单元的第二侧，所述第二输送单元的第一侧与第二输送单元的第二侧属于相对侧。
16.根据本发明又一方面，所述的隧道用超前小导管自动生产线还包括支架，所述成品区、第二输送单元、第一输送单元和导轨沿着支架从下至上依次布置，且第二输送单元、第一输送单元和导轨设置于所述支架，所述导轨上设置有可滑动和定位的加工机头。
17.根据本发明又一方面，所述的隧道用超前小导管自动生产线还包括支架，所述夹持元件位于支架的第一侧，所述缩尖单元位于支架的第二侧。
18.根据本发明又一方面，所述的隧道用超前小导管自动生产线还包括电机，所述电机用于通过链条驱动第一轮体。
19.根据本发明又一方面，所述第一气缸停止工作时第三轮体与第二轮体抵接，所述第一气缸工作时第三轮体离开第二轮体预定距离；所述第一轮体、第二轮体、第三轮体和气缸沿着第一输送单元的长度方向间隔设置有多组，控制部分气缸工作可使待加工物料管切割成预定长度后的预料自由落下至余料区。
20.根据本发明又一方面，还提供了一种利用前述的隧道用超前小导管自动生产线生产隧道用超前小导管的方法，其特征在于包括以下步骤：
21.将待加工物料管上料至第一输送单元；
22.第一输送单元将待加工物料管输送至第一待加工位置；
23.通过夹持元件夹持待加工物料管的第一端；
24.开孔与切割单元移动至目标位置并定位；
25.夹持元件带动待加工物料管转动以在开孔与切割单元保持静止的状态下通过待加工物料管的转动同时完成开孔与切割；
26.夹持元件松开超前小导管半成品；
27.第一输送单元将超前小导管半成品输送至第一落下位置；
28.第一气缸工作使第三轮体离开第二轮体预定距离，超前小导管半成品从第一输送单元的第一落下位置自由落体至第二输送单元；
29.第二输送单元将超前小导管半成品输送至第二待加工位置；
30.缩尖单元将位于第二待加工位置的所述超前小导管半成品进行缩尖处理得到超前小导管成品。
31.本发明可以获得以下一个或多个技术效果：
32.不用增设锯床设备，使用开孔与切割单元同时(同步)进行切割和开孔，节约了工序和布置空间；
33.采用电动可调节伺服卡盘(夹持元件)夹料，夹紧力更大，同时可上下调节，与第一输送单元完全对齐，不会出现打滑现象，确保开孔精度；
34.采用三个等离子割枪同步进行开孔，通过夹持元件带动料管自转，实现了料管的
同步切割和开孔，提高了加工效率；
35.采用第一气缸控制第三轮体缩回并离开第二轮体，在第二轮体和第三轮体之间形成空隙，物料由第一输送单元自由落体至第二输送单元进行后续处理得到成品，整个过程，不增加平面空间，工作流程缩短，同时在设备内部完成输送，人手无法触及，消除安全隐患；
36.成品可进一步从第二输送单元自由落下，进入成品区，余料落入余料区，进一步减少了空间占用，大大增加了厂房的利用率，减少了生产成本。
附图说明
37.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
38.图1为根据本发明的一种优选实施例的隧道用超前小导管自动生产线的示意图。
39.图2为图1中的隧道用超前小导管自动生产线的立体图。
40.图3为根据本发明的一种优选实施例的隧道用超前小导管自动生产线的第一输送单元的局部放大图。
41.图4为图2中的隧道用超前小导管自动生产线的另一视角示意图。
42.图5为图4中的隧道用超前小导管自动生产线的上料单元的局部放大图。
具体实施方式
43.下面结合附图，通过优选实施例来描述本发明的最佳实施方式，这里的具体实施方式在于详细地说明本发明，而不应理解为对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。
44.实施例1
45.根据本发明一种优选实施方式，参见图1-3，提供了一种隧道用超前小导管自动生产线，其特征在于包括：
46.第一输送单元13，用于输送待加工物料管至第一待加工位置；
47.开孔与切割单元，用于将位于第一待加工位置的待加工物料管切割成预定长度并在预定位置开孔得到超前小导管半成品；
48.第二输送单元，所述超前小导管半成品从所述第一输送单元13的第一落下位置(例如中间位置)自由落体至该第二输送单元，该第二输送单元将所述超前小导管半成品输送至第二待加工位置；以及
49.缩尖单元1，用于将位于第二待加工位置的所述超前小导管半成品进行缩尖处理得到超前小导管成品。
50.更具体地，第一待加工位置为右端位置，例如待加工物料管的第一端(图1中的右端)移动至开孔与切割单元的夹持元件4处对应的位置。第二待加工位置例如为左端位置。
51.优选地，第一输送单元13沿着直线布置，夹持元件4位于第一输送单元13的第一侧(右侧)并与第一输送单元13上的待加工物料管对准。第二输送单元沿着直线布置，缩尖单元1位于第二输送单元的第二侧(左侧)并与第二输送单元上的超前小导管半成品对准。优选地，第一输送单元13水平布置，第二输送单元水平布置，但本发明并不限于此，小角度的倾斜也是可以的。
52.根据本发明又一优选实施方式，参见图3，所述第一输送单元13包括：
53.第一支撑部131，两侧分别安装有第一轮体133和第二轮体135，第一轮体133和第二轮体135通过穿设于第一支撑部131的第一轴134固定连接，所述第一轴134可相对于第一支撑部131枢转；以及
54.第二支撑部132，安装有第一气缸138，第一气缸138的输出轴137通过轴承安装有第三轮体136，所述第三轮体136在第一气缸138的控制下可与所述第二轮体135抵接或分离预定距离，所述待加工物料管通过抵接的第二轮体135和第三轮体136共同支撑和输送，且可从分离预定距离的第二轮体135和第三轮体136之间自由落下。
55.优选地，所述第一气缸138控制输出轴137收缩，带动第三轮体136离开第二轮体135预定距离。工作时，第一轮体133通过例如链条7接收来自电机的动力并自转，带动第二轮体135转动，第二轮体135带动抵接的第三轮体136转动，由此共同夹持和输送物料沿着第一输送单元移动。
56.根据本发明又一优选实施方式，所述超前小导管成品从第二输送单元的第二落下位置自由落体至成品区，所述第二输送单元与第一输送单元13结构相同。
57.根据本发明又一优选实施方式，所述开孔与切割单元包括：夹持元件4，设置于所述第一输送单元13的第一侧且用于夹持位于第一待加工位置的待加工物料管的第一端；切割元件，用于将位于第一待加工位置的待加工物料管切割成预定长度；以及多个开孔元件12，用于在位于第一待加工位置的待加工物料管的预定位置开孔，其中，所述夹持元件4夹持位于第一待加工位置的待加工物料管的第一端并转动该待加工物料管以使静止状态的所述切割元件和所述多个开孔元件同时执行切割和开孔，所述切割元件和所述多个开孔元件设置于可沿着导轨移动的加工机头2上。
58.优选地，相对于开孔元件12，切割元件设置于更靠近待加工物料管的第二端(左端)的位置。
59.根据本发明又一优选实施方式，所述切割元件具体为伺服等离子切割元件，所述多个开孔元件包括间隔设置的三个等离子割枪。
60.根据本发明又一优选实施方式，所述缩尖单元1设置于第二输送单元的第二侧，所述第二输送单元的第一侧与第二输送单元的第二侧属于相对侧。
61.根据本发明又一优选实施方式，所述的隧道用超前小导管自动生产线还包括支架3，所述成品区、第二输送单元、第一输送单元13和导轨9沿着支架3从下至上依次布置，且第二输送单元、第一输送单元13和导轨9设置于所述支架3，所述导轨9上设置有可滑动和定位的加工机头2。
62.根据本发明又一优选实施方式，所述的隧道用超前小导管自动生产线还包括支架3，所述夹持元件4位于支架3的第一侧，所述缩尖单元1位于支架3的第二侧。
63.根据本发明又一优选实施方式，所述的隧道用超前小导管自动生产线还包括电机，所述电机用于通过链条驱动第一轮体133。
64.根据本发明又一优选实施方式，所述第一气缸138停止工作时第三轮体136与第二轮体135抵接，所述第一气缸138工作时第三轮体136离开第二轮体135预定距离；所述第一轮体133、第二轮体135、第三轮体136和气缸沿着第一输送单元13的长度方向间隔设置有多组。优选地，控制部分气缸工作可使待加工物料管切割成预定长度后的预料自由落下至余料区。第一输送单元的多组第一轮体133中的相邻第一轮体之间通过链条驱动，共用一个电
机的动力。优选地，第一输送单元通过第一电机14驱动，第二输送单元通过第二电机驱动。优选地，第一轮体133为双链轮结构。
65.根据本发明又一优选实施方式，还提供了一种利用前述的隧道用超前小导管自动生产线生产隧道用超前小导管的方法，其特征在于包括以下步骤：
66.将待加工物料管上料至第一输送单元13；
67.第一输送单元13将待加工物料管输送至第一待加工位置；
68.通过夹持元件4夹持待加工物料管的第一端；
69.开孔与切割单元移动至目标位置并定位；
70.夹持元件4带动待加工物料管转动(自转)以在开孔与切割单元保持静止的状态下通过待加工物料管的转动同时完成开孔与切割；
71.夹持元件4松开超前小导管半成品；
72.第一输送单元13将超前小导管半成品输送至第一落下位置；
73.第一气缸138工作使第三轮体136离开第二轮体135预定距离，超前小导管半成品从第一输送单元13的第一落下位置自由落体至第二输送单元；
74.第二输送单元将超前小导管半成品输送至第二待加工位置；
75.缩尖单元1将位于第二待加工位置的所述超前小导管半成品进行缩尖处理得到超前小导管成品。
76.优选地，第一输送单元和第二输送单元设置于保护罩内。
77.有利地，本发明占地更小，有效行程提高，开孔点增加更高效，落料方式密封更安全，行程更短，伺服卡盘系统夹紧力增大不打滑，不再使用专用锯床下料。
78.根据本发明又一优选实施方式，参见图4-5，其详细示出了设置于支架3的上料单元8的一种优选实施方式，本发明并不限于此，能够实现上料的任何方式可用于本发明。具体地，上料单元8包括：第二气缸801，设置于支架；顶升部802，与第二气缸的输出轴连接；支撑部804，具有第一端和第二端且以预定角度倾斜地设置于支架3，一根或多根物料管803可由该支撑部804支撑，该支撑部804的第二端处设置有凸出的台阶部805，且该台阶部805与第一输送单元13对应设置以使物料管803通过顶升部802从支撑部804向上顶起时滚动至台阶部805并沿着台阶部805滚动并落入第一输送单元13，完成上料。可以理解的是，该支撑部804设置于上下贯通的通孔以用于顶升部802顶起物料管803。该支撑部804的第一端较高，倾斜向下延伸至台阶部805后升高，并沿着台阶部805向下倾斜，从而实现多个物料管803在该支撑部804的第一端至台阶部805之间的单层排列，以及顶起最靠近该台阶部805的第一根物料管后该物料管沿着台阶部805向下滚动，顶升部802缩回后，后续的第二根物料管因重力自动排到第一位形成新的第一根物料管，如此循环上料。优选地，所述上料单元8为间隔布置的多组，共同配合实现上料。
79.根据本发明又一优选实施方式，还提供了一种小导管自动生产线，包括：机架(支架)3，气动上料装置，电动可调节伺服卡盘(夹持元件)4，伺服等离子切割机头(加工机头)2，输送单元13(包含气动下料装置6)，缩尖机(缩尖单元)1，加热器，控制系统5。
80.优选地，所述第二轮体和第三轮体为半凹槽轮。所述导轨9为齿条导轨。所述加工机头2上设置有切割头伺服移动电机10和开孔横向摆动电机11。所述第一输送单元13还包括电机、减速机、链条和链轮。
81.优选地，所述隧道用超前小导管自动生产线还包括上料架和上料气缸。
82.根据本发明又一优选实施方式，电动可调节伺服卡盘由电动卡盘和伺服升降电机，伺服旋转电机构成。电动卡盘夹紧力矩可通过力矩调节器调节范围7kn-25kn，夹紧力可满足旋转时不打滑，安全不脱夹。升降由伺服电机和螺杆升降机构成，精度达0.01mm。电动可调节伺服卡盘位于设备右侧，提供夹紧和旋转小导管功能，整个卡盘箱通过螺栓固定在机架上。
83.根据本发明又一优选实施方式，伺服等离子切割机头由等离子发生器，等离子割枪三把，横向摆动电机，激光检测开关，移动伺服电机+减速机，导轨固定装置，导轨齿轮构成。等离子发生器和机头连接的气管，电线，感应线装在拖链内，随拖链移动。横向摆动电机用于开孔时的横向移动，该装置轴端连接有t型丝杆，丝杆另一端固定在切割头上。切割头本身有2件导柜固定装置，固定在机架的导轨上摩擦系数较小。动力装置由移动伺服电机+减速机和导轨齿轮构成，电机转动时导轨齿轮转动与机架上的导轨齿条发生滚动位移来实现精确走位。机头装在机架上方，并通过导轨固定装置和机架连接。
84.根据本发明又一优选实施方式，上下层输送系统由电机+减速机，链轮组，链条组，伸缩气缸和半凹槽轮组构成，来实现物料的输送和下落。链轮组的轴端有半凹槽轮与其连接并固定，伸缩气缸轴端有半凹槽轮与其通过轴承连接，可使半凹槽轮自由转动，工作时伸缩气缸压紧，气缸端半凹槽轮和链轮端半凹槽轮贴合形成截面为半圆形的凹槽结构，正好可将小导管托举。由于压力的存在，链轮转动时，力矩小于两轮间的静摩擦力，因此两轮实现同步转动，完成物料的输送。当输送完之后，伸缩气缸收缩，物料落下。上下层输送系统的动力源通过螺栓连接在机架的固定板上，链轮通过轴和轴承座用螺栓连接在机架上，气缸fa型，通过螺栓连接在机架上。
85.根据本发明又一优选实施方式，缩尖机和加热器位于系统内部，同时也有原来的相关专利，工作原理不再叙述。缩尖机与下层轨道凹槽在y轴方向标高一致，框架前端同机架距离200mm，用地脚锚栓固定在地面，同时缩尖模具与下层轨道凹槽保持同轴。
86.优选地，本发明的工作原理如下：
87.1.小导管(不定尺)通过上料架，由激光检测开关检测后，控制系统控制上料气缸工作，将小导管送至上层输送系统(第一输送单元)。
88.2.上层输送平台将小导管输送至电动可调节伺服卡盘，卡盘内光电感应到物料后，卡盘开始夹紧，输送系统停止工作；
89.3.伺服等离子切割机头开始向缩尖机方向移动，通过激光检测开关和计米编码轮测量出小导管实际长度，三件等离子割枪启动，随切割机头移动，同时电动可调节伺服卡盘做旋转运动，完成小导管开孔和余料切割；
90.4.电动卡盘松开，上层输送系统将开好孔的小导管反向移动至起始位置，伸缩气缸带动半凹槽轮收缩，小导管成品和余料自由落体至下层输送系统(第二输送单元)；
91.5.下层输送系统激光检测开关检测到物料后，开始将物料向缩尖机方向输送，到缩尖机感应开关工作后，发出停止指令，输送系统停止工作，缩尖机夹紧气缸工作，送料气缸工作，至感应器加热后，缩尖完成，送料气缸回料，夹紧松开，输送系统反向输送至适当位置，部分伸缩气缸带动半凹槽轮收缩，小导管成品下落至成品区。指令重复上述动作，全部伸缩气缸带动凹槽轮收缩，小导管成品2下落至成品区，余料下落至余料区。
92.6.工作过程完成，下一循环自动开始。
93.本发明可以获得以下一个或多个技术效果：
94.不用增设锯床设备，使用开孔与切割单元同时(同步)进行切割和开孔，节约了工序和布置空间；
95.采用电动可调节伺服卡盘(夹持元件)夹料，夹紧力更大，同时可上下调节，与第一输送单元完全对齐，不会出现打滑现象，确保开孔精度；
96.采用三个等离子割枪同步进行开孔，通过夹持元件带动料管自转，实现了料管的同步切割和开孔，提高了加工效率；
97.采用第一气缸控制第三轮体缩回并离开第二轮体，在第二轮体和第三轮体之间形成空隙，物料由第一输送单元自由落体至第二输送单元进行后续处理得到成品，整个过程，不增加平面空间，工作流程缩短，同时在设备内部完成输送，人手无法触及，消除安全隐患；
98.成品可进一步从第二输送单元自由落下，进入成品区，余料落入余料区，进一步减少了空间占用，大大增加了厂房的利用率，减少了生产成本。
99.本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。