一种用于轮椅腿靠管自动成型设备的上料定位机构的制作方法

本实用新型涉及一种管材成型设备，更具体地说，涉及一种用于轮椅腿靠管自动成型设备的上料定位机构。

背景技术：

轮椅是康复的重要工具，它不仅是肢体伤残者和行动不便人士的代步工具，更重要的是使他们借助于轮椅进行身体锻炼和参与社会活动。如图1所示的轮椅100，其上的结构件大多采用钢管制作而成，轮椅100上的腿靠管200即是钢管制件，其作用是对人体小腿部位起到支撑作用。如图2所示，该腿靠管200的一端具有多个用于安装腿部支撑件的侧孔200a，另一端具有一个折弯结构200b，以便于腿靠管200以合适的角度与轮椅主体连接固定。

目前，对于上述腿靠管200的制作，一般分为冲孔和折弯两道工序，人工将钢管先在冲孔设备上冲孔，然后放在折弯设备上进行折弯。人工进行操作，不仅存在安全风险，而且腿靠管200的侧孔200a与折弯结构200b的角度难以准确定位，制作出的腿靠管200结构一致性差，废品率高，且制作效率非常低。

基于以上问题，亟需设计一款钢管自动成型设备，以满足上述腿靠管200等钢管制件的加工，提高产品制作质量及加工效率。由于钢管上具有焊缝，如果在焊缝方向进行折弯，很容易造成焊缝位置开裂等现象，从而导致废品率提高，因此有必要在钢管自动成型设备上设置钢管焊缝定位装置，以保证折弯方向准确避开钢管的焊缝。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有钢管折弯成型容易在钢管焊缝位置出现开裂等现象的不足，提供一种用于轮椅腿靠管自动成型设备的上料定位机构，采用本实用新型的技术方案，能够实现待加工钢管的逐一取料，并通过旋转钢管来探测出钢管的焊缝位置，从而将钢管的焊缝转动到折弯方向的一侧，准确地避开了焊缝位置，保证了产品质量可靠稳定，并且结构简单，定位准确可靠。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种用于轮椅腿靠管自动成型设备的上料定位机构，包括钢管上料部分和钢管定位部分，所述的钢管上料部分包括上料块和升降上料驱动器，所述的升降上料驱动器设于上料块的底部，且升降上料驱动器的驱动端与上料块连接，用于带动上料块升降运动来顶取钢管；所述的钢管定位部分包括定位支座、驱动电机、转动辊和焊缝检测器，所述的定位支座设于上料块的两侧，每组定位支座上均设有两个用于支撑钢管的转动辊，所述的驱动电机安装于一组定位支座上，且驱动电机的转轴与对应的一个转动辊相连接，用于带动转动辊上的钢管旋转，所述的焊缝检测器安装于定位支座上，用于检测钢管的焊缝位置。

更进一步地，所述的上料块上设有一具有斜坡结构的取料槽。

更进一步地，与驱动电机连接的主动转动辊与相配合的从动转动辊之间还设有传动辊，所述的传动辊分别与上述两个转动辊接触配合。

更进一步地，所述的驱动电机为步进电机。

更进一步地，所述的升降上料驱动器为气缸。

更进一步地，所述的焊缝检测器为光电传感器。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种用于轮椅腿靠管自动成型设备的上料定位机构，利用可升降地上料块从储料机构上逐一取料，并对钢管旋转定位，利用焊缝检测器探测出钢管的焊缝位置，从而将钢管的焊缝转动到折弯方向的一侧，准确地避开了焊缝位置，保证了产品质量可靠稳定，并且结构简单，定位准确可靠；

(2)本实用新型的一种用于轮椅腿靠管自动成型设备的上料定位机构，其上料块上设有一具有斜坡结构的取料槽，利用钢管自重使钢管自动滚动到上料块的取料槽内，结构简单巧妙，钢管取料稳定可靠；

(3)本实用新型的一种用于轮椅腿靠管自动成型设备的上料定位机构，其与驱动电机连接的主动转动辊与相配合的从动转动辊之间还设有传动辊，传动辊分别与上述两个转动辊接触配合，利用传动辊使两个转动辊同步同方向旋转，保证钢管稳定旋转，结构简单，稳定可靠；

(4)本实用新型的一种用于轮椅腿靠管自动成型设备的上料定位机构，其驱动电机为步进电机，便于控制，控制精度高，且成本较低；升降上料驱动器为气缸，动作响应快速；焊缝检测器为光电传感器，测量精度高、灵敏度高、体积小、重量轻，能够准确检测钢管焊缝位置。

附图说明

图1为现有的一款轮椅的结构示意图；

图2为图1轮椅中的腿靠管的结构示意图；

图3为本实用新型的一种钢管自动成型设备的一个角度的结构示意图；

图4为本实用新型的一种钢管自动成型设备的另一个角度的结构示意图；

图5为本实用新型中的储料机构的结构示意图；

图6为图5中K处的上料定位机构的局部放大结构示意图；

图7为本实用新型中的上料定位机构的结构示意图；

图8为本实用新型中的抓取机构的一个角度的结构示意图；

图9为图8中M处的局部放大结构示意图；

图10为本实用新型中的抓取机构的另一个角度的结构示意图；

图11为本实用新型中的冲孔机构的一个角度的结构示意图；

图12为本实用新型中的冲孔机构的另一个角度的结构示意图；

图13为本实用新型中的折弯机构的一个角度的结构示意图；

图14为本实用新型中的折弯机构的另一个角度的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、机架；2、储料机构；2-1、料斗；2-2、一级上料驱动器；2-3、上料顶杆；2-4、一级上料架；2-5、二级上料架；2-6、挡边；3、上料定位机构；3-1、定位支座；3-2、驱动电机；3-3、转动辊；3-4、上料块；3-5、焊缝检测器；3-6、升降上料驱动器；3-7、传动辊；4、抓取机构；4-1、横向移动板；4-2、横向导滑机构；4-3、横移驱动器；4-4、纵向移动板；4-5、纵向导滑机构；4-6、纵移驱动器；4-7、抓取杆；4-8、膨胀夹爪；4-9、芯杆；4-10、横杆；4-11、夹爪驱动器；5、冲孔机构；5-1、模架；5-2、下夹模；5-3、上夹模；5-4、上模座；5-5、上模驱动器；5-6、冲针驱动器；5-7、冲针；5-8、冲孔芯棒；5-9、滑移座；5-10、芯棒驱动器；5-11、废料挡板；5-12、挡板驱动器；6、折弯机构；6-1、折弯头座；6-2、下压驱动器；6-3、滑座；6-4、引导模；6-5、滚轮；6-6、穿心模；6-7、连接块；6-8、卸料驱动器；6-9、卸料导杆；6-10、卸料推套；6-11、折弯模；6-12、转动臂；6-13、夹紧模驱动器；6-14、夹紧模滑座；6-15、夹紧模；6-16、转动臂驱动器；6-17、齿条；6-18、齿轮；100、轮椅；200、腿靠管；200a、侧孔；200b、折弯结构。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例

以制作图1和图2中所示的轮椅100中的腿靠管200为例，该腿靠管200为钢管制件，具有侧孔200a和折弯结构200b。结合图3和图4所示，本实施例的一种钢管自动成型设备，包括机架1、储料机构2、上料定位机构3、抓取机构4、冲孔机构5和折弯机构6，储料机构2、上料定位机构3、抓取机构4、冲孔机构5和折弯机构6均安装于机架1上，上料定位机构3、冲孔机构5和折弯机构6设于同一水平方向上，上料定位机构3设于储料机构2的出料口处，用于从储料机构2上逐一取出待加工钢管并驱动待加工钢管转动来确定钢管的焊缝位置，抓取机构4设于机架1的一侧，用于从上料定位机构3上抓取钢管送到冲孔机构5中冲孔，并从冲孔机构5上抓取冲好孔的钢管送到折弯机构6中折弯成型并卸料。本实施例的一种钢管自动成型设备，其利用储料机构2上料，并利用定位机构确定钢管焊缝位置，从而避免焊缝出现在折弯方向上，保证冲孔和折弯后钢管不易开裂；并利用抓取机构4实现上料定位机构3、冲孔机构5和折弯机构6内的钢管输送，钢管冲孔和折弯自动化地在同一设备上完成，加工动作紧凑流畅，制作效率高，并且通过机械化冲孔和折弯作业，产品质量稳定，且产品一致性非常好；同时该自动化成型设备具有结构紧凑、占用空间小、自动化程度高等特点。

如图5所示，在本实施例中，储料机构2包括料斗2-1、一级上料架2-4、二级上料架2-5、一级上料驱动器2-2和上料顶杆2-3，一级上料架2-4位于料斗2-1上方，且料斗2-1和一级上料架2-4之间具有阶梯状斜坡，二级上料架2-5位于一级上料架2-4的顶部，且二级上料架2-5向上料定位机构3方向倾斜，并在二级上料架2-5边缘设有挡边2-6，一级上料驱动器2-2设于料斗2-1的下方，上料顶杆2-3与一级上料驱动器2-2相连接，且上料顶杆2-3分别与料斗2-1和一级上料架2-4的阶梯状斜坡相配合，用于在一级上料驱动器2-2的驱动作用下将料斗2-1内的待加工钢管推送至一级上料架2-4上，同时将一级上料架2-4内的待加工钢管推送至二级上料架2-5上。上述的一级上料驱动器2-2采用气缸最佳。工作时，检测系统检测到二级上料架2-5上没有钢管时，一级上料驱动器2-2带动上料顶杆2-3沿着阶梯状斜坡上升，同步将料斗2-1和一级上料架2-4内的钢管向上输送，使料斗2-1内的钢管整齐地达到一级上料架2-4内，而一级上料架2-4内的钢管整齐地达到二级上料架2-5上，并被挡边2-6挡住。上述的储料机构2采用两级上料结构，保证了料斗2-1内的钢管排列整齐上料，减少了上料故障的发生，上料更加稳定可靠。

如图6和图7所示，在本实施例中，上料定位机构3包括钢管上料部分和钢管定位部分，其中，钢管上料部分包括上料块3-4和升降上料驱动器3-6，上料块3-4位于储料机构2的出料口中部，升降上料驱动器3-6设于上料块3-4的底部，且升降上料驱动器3-6的驱动端与上料块3-4连接，用于带动上料块3-4升降运动来顶取钢管；钢管定位部分包括定位支座3-1、驱动电机3-2、转动辊3-3和焊缝检测器3-5，定位支座3-1设于上料块3-4的两侧，且位于储料机构2的出料口两侧，每组定位支座3-1上均设有两个用于支撑钢管的转动辊3-3，驱动电机3-2安装于一组定位支座3-1上，且驱动电机3-2的转轴与对应的一个转动辊3-3相连接，用于带动转动辊3-3上的钢管旋转，焊缝检测器3-5安装于定位支座3-1上，用于检测钢管的焊缝位置。接续图6和图7所示，在本实施例中，上料块3-4上设有一具有斜坡结构的取料槽，利用钢管自重使钢管自动滚动到上料块3-4的取料槽内，结构简单巧妙，钢管取料稳定可靠。为了使转动辊3-3能够更好地驱动钢管转动，与驱动电机3-2连接的主动转动辊3-3与相配合的从动转动辊3-3之间还设有传动辊3-7，传动辊3-7分别与上述两个转动辊3-3接触配合，当主动的转动辊3-3旋转时，通过传动辊3-7即可带动相对应的从动转动辊3-3同步同方向旋转，利用传动辊3-7使两个转动辊3-3同步同方向旋转，保证钢管稳定旋转，结构简单，稳定可靠。在本实施例中，上述的驱动电机3-2为步进电机，便于控制，控制精度高，且成本较低；上述的升降上料驱动器3-6采用气缸，动作响应快速；上述的焊缝检测器3-5为光电传感器，测量精度高、灵敏度高、体积小、重量轻，能够准确检测钢管焊缝位置。从图6中可以看出，二级上料架2-5的中间部分具有缺口，上料块3-4位于缺口处，且上料块3-4与二级上料架2-5同向倾斜，工作时，升降上料驱动器3-6带动上料块3-4上升，从而从二级上料架2-5上顶起一根钢管，当上料块3-4上升到超过挡边2-6的高度时，钢管越过挡边2-6滚到上料块3-4前方，之后升降上料驱动器3-6带动上料块3-4下降，此时被取出的钢管落在两组转动辊3-3上，同时二级上料架2-5上的钢管向前滚动一个位置；当系统检测到转动辊3-3上具有钢管时，驱动电机3-2带动对应的转动辊3-3转动，从而带动钢管旋转，焊缝检测器3-5检测钢管焊缝的位置，当确定钢管焊缝位置后控制驱动电机3-2停止，从而保证钢管焊缝位置准确定位。上述的上料定位机构3利用可升降地上料块3-4从二级上料架2-5上逐一取料，并对钢管旋转定位，利用焊缝检测器3-5探测出钢管的焊缝位置，从而将钢管的焊缝转动到折弯方向的一侧，准确地避开了焊缝位置，保证了产品质量可靠稳定，并且结构简单，定位准确可靠。

如图8和图10所示，在本实施例中，抓取机构4具有两个抓取工位，两个抓取工位之间的间距与上料定位机构3到冲孔机构5之间的距离、冲孔机构5到折弯机构6之间的距离相等，使抓取机构4工作一次即可实现冲孔机构5和折弯机构6两个工位的同步上料，结构紧凑，运行平稳，工作效率高。在本实施例中，上述的抓取机构4包括横向移动板4-1、横向导滑机构4-2、横移驱动器4-3、纵向移动板4-4、纵向导滑机构4-5、纵移驱动器4-6、抓取杆4-7、膨胀夹爪4-8、芯杆4-9、横杆4-10和夹爪驱动器4-11，横向移动板4-1通过横向导滑机构4-2安装于机架1上，横移驱动器4-3固定于机架1上，且横移驱动器4-3的驱动端与横向移动板4-1连接，用于驱动横向移动板4-1在横向导滑机构4-2上横向往复移动；纵向移动板4-4通过纵向导滑机构4-5安装于横向移动板4-1上，纵移驱动器4-6固定于横向移动板4-1上，且纵移驱动器4-6的驱动端与纵向移动板4-4连接，用于驱动纵向移动板4-4在纵向导滑机构4-5上纵向往复移动；纵向移动板4-4上设有两根抓取杆4-7，每根抓取杆4-7的头部均设有能够伸入钢管内的膨胀夹爪4-8，抓取杆4-7内设有芯杆4-9，芯杆4-9与膨胀夹爪4-8配合的一端具有扩大头结构(参见图9所示)，另一端通过横杆4-10与固定在纵向移动板4-4上的夹爪驱动器4-11相连接。上述的横向导滑机构4-2和纵向导滑机构4-5均为滑轨滑块机构，上述的横移驱动器4-3、纵移驱动器4-6和夹爪驱动器4-11均采用气缸。工作时，横移驱动器4-3带动横向移动板4-1移动到取料位置，纵移驱动器4-6带动纵向移动板4-4及其上的抓取杆4-7相钢管移动，使两根抓取杆4-7的膨胀夹爪4-8分别伸入上料定位机构3和冲孔机构5上的钢管内，然后夹爪驱动器4-11动作，带动芯杆4-9向后抽拉，使芯杆4-9的扩大头结构迫使膨胀夹爪4-8胀紧在钢管的内壁上，然后纵移驱动器4-6带动抓取杆4-7后退，横移驱动器4-3带动被抓取的钢管向送料位置移动，到达送料位置后，纵移驱动器4-6再次带动抓取杆4-7向前送料，从而将上料定位机构3内的钢管移动到冲孔机构5，将冲孔机构5内的钢管送到折弯机构6内，然后夹爪驱动器4-11动作，使膨胀夹爪4-8收缩松开，抓取机构4退回复位，重复下一次动作。

如图11和图12所示，在本实施例中，冲孔机构5包括模架5-1、下夹模5-2、上夹模5-3、上模座5-4、上模驱动器5-5、冲针驱动器5-6、冲针5-7、冲孔芯棒5-8、滑移座5-9和芯棒驱动器5-10，模架5-1固定于机架1上，上模座5-4与模架5-1上的四根导柱滑动配合，上夹模5-3通过上模座5-4安装于模架5-1上，上模驱动器5-5固定于模架5-1的顶部，且上模驱动器5-5的驱动端连接上模座5-4，用于驱动上夹模5-3上下运动；下夹模5-2固定于机架1上且位于上夹模5-3的正下方，用于夹持抓取机构4送来的钢管，下夹模5-2的左右两侧各设有一组冲针驱动器5-6，冲针驱动器5-6的驱动端设有冲针5-7；冲孔芯棒5-8通过滑移座5-9安装于机架1上，芯棒驱动器5-10安装于机架1上，且芯棒驱动器5-10的驱动端连接滑移座5-9，用于驱动冲孔芯棒5-8沿钢管的轴向插入或退出钢管。上述的上模驱动器5-5、冲针驱动器5-6和芯棒驱动器5-10均采用油缸。工作时，抓取机构4将钢管送到下夹模5-2上，上模驱动器5-5驱动上夹模5-3下压将钢管夹紧，然后冲孔芯棒5-8伸入钢管内，两侧的冲针驱动器5-6带动冲针5-7在钢管上冲孔，完成冲孔工作。上述的冲孔机构5利用上下夹模夹紧钢管，利用冲孔芯棒5-8支撑钢管，通过两侧的冲针5-7进行冲孔，冲孔质量好，冲孔位置准确，保证了侧孔与折弯方向的准确性和产品质量稳定性。如图12所示，在本实施例中，模架5-1上还设有位于冲孔芯棒5-8对面的废料挡板5-11，该废料挡板5-11通过挡板驱动器5-12安装于模架5-1上，用于阻挡从冲孔后的钢管内吹出的冲孔废料；挡板驱动器5-12采用气缸最佳；在冲孔结束后，利用压缩空气对钢管吹气，将冲孔废料吹出钢管，此时废料挡板5-11在挡板驱动器5-12的带动下下移，挡住钢管的出口，在废料挡板5-11的下端即为废料出口(废料出口在图4中可以看出)，因此保证了从钢管内吹出的冲孔废料落入特定收集位置，防止废料四溅而影响车间环境及对设备造成的损坏。

如图13和图14所示，在本实施例中，折弯机构6包括折弯头座6-1、下压驱动器6-2、滑座6-3、引导模6-4、穿心模6-6、连接块6-7、卸料驱动器6-8、卸料推套6-10、折弯模6-11、转动臂6-12、夹紧模驱动器6-13、夹紧模滑座6-14、夹紧模6-15和转动臂驱动器6-16，折弯头座6-1固定于机架1上，下压驱动器6-2固定于折弯头座6-1上，且下压驱动器6-2的驱动端与滑座6-3连接，引导模6-4通过滚轮6-5安装于滑座6-3上，且引导模6-4与滑座6-3之间还设有复位弹簧；穿心模6-6固定于折弯头座6-1上且位于引导模6-4的正下方，穿心模6-6上套设有卸料推套6-10和连接块6-7，连接块6-7与卸料驱动器6-8连接，用于推动卸料推套6-10来卸料，为了提高连接块6-7的稳定性，连接块6-7与折弯头座6-1之间还设有卸料导杆6-9；折弯模6-11和转动臂6-12同轴安装于折弯头座6-1的一侧，且折弯模6-11和转动臂6-12的转动轴与转动臂驱动器6-16连接，转动臂6-12上设有夹紧模驱动器6-13，夹紧模驱动器6-13的驱动端与滑动配合在转动臂6-12上的夹紧模滑座6-14相连接，夹紧模滑座6-14上滑动安装有夹紧模6-15，夹紧模6-15与夹紧模滑座6-14之间设有复位弹簧。上述的下压驱动器6-2、夹紧模驱动器6-13和转动臂驱动器6-16均为油缸，上述的卸料驱动器6-8为气缸。工作时，抓取机构4将钢管送到穿心模6-6上，下压驱动器6-2带动引导模6-4下压夹紧冲孔的钢管，然后夹紧模驱动器6-13带动夹紧模6-15下压，与折弯模6-11一同夹紧钢管的待折弯端，之后转动臂驱动器6-16驱动转动臂6-12和折弯模6-11同时旋转，从而将钢管折弯，在此过程中，引导模6-4和夹紧模6-15均能够随钢管折弯而滑移，并在折弯动作结束后在复位弹簧作用下复位；折弯动作结束后，卸料驱动器6-8通过连接块6-7带动卸料推套6-10将成型后的钢管从穿心模6-6上推下，完成卸料。本实施例中的折弯机构6利用穿心模6-6与能够滑动的引导模6-4对钢管后端进行夹紧，利用能够转动的折弯模6-11和能够滑动的夹紧模6-15夹紧并对钢管进行折弯，钢管折弯质量稳定可靠，且折弯方向与侧孔位置准确可靠；同时利用套设在穿心模6-6上的卸料推套6-10对冲孔、折弯后的钢管进行卸料，结构简单，稳定可靠。在本实施例中，上述的转动臂驱动器6-16通过齿轮齿条机构与折弯模6-11、转动臂6-12的转动轴相连接，转动臂驱动器6-16的驱动端连接有齿条6-17，折弯模6-11和转动臂6-12的转动轴上设有与上述的齿条6-17相啮合的齿轮6-18，折弯模6-11和转动臂6-12的转动折弯角度可通过编码器检测和控制，传动结构简单紧凑，驱动平稳可靠。

本实用新型的一种用于轮椅腿靠管自动成型设备的上料定位机构，利用可升降地上料块从二级上料架上逐一取料，并对钢管定位旋转，利用焊缝检测器探测出钢管的焊缝位置，从而将钢管的焊缝转动到折弯方向的一侧，准确地避开了焊缝位置，保证了产品质量可靠稳定，并且结构简单，定位准确可靠。

以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。