管材自动上料机的制作方法

1.本实用新型涉及机械自动化技术领域，尤其涉及一种管材自动上料机。


背景技术：

2.随着经济不断的发展，在机械加工领域内，自动化程度要求越来越高。
3.针对型材的加工方面，圆管自动上料的技术较为成熟，但在非圆形管材例如方管或椭圆管等加工方面，由于该类管材受外形限制不具备滚动性，因此只能靠人工将管材堆垛中的管材一根根地抬到输送机上，然后输送机再将管材输送至下一道工序加工；不仅费时费力，还存在发生工伤的隐患。
4.公开号为cn209701734u的中国专利文献公开了一种管材上料架，包括机架、梯形安装板、送料机构、挡料机构、顶料机构、排料机构、接料机构和整理机构等，能够兼容多种不同尺寸的圆管和管材，极大地提高了设备的使用兼容性；采用多组机构，能平稳的输送管材，同时还增加了料头整理机构、料尾整理机构和料身整理机构，对排放好的管材进行整理，整理完后能够直接进行后续加工，提高生产效率。通过使用本实用新型，能够平稳整齐地上料，并且兼容市面上绝大部分的圆管和管材，减低用户设备成本，提高生产效率。
5.但上述专利文献仍具有以下不足：
6.1)、仅实现了对管材上料的半自动化，在管材的上料过程中，仍需工人操纵手轮来实现上料；
7.2)、由于管材不具有滚动性，使得管材在上料过程中存在横向放置和竖向放置两种状态，而对于不同的状态管材中心是不一样的，这显著会影响到后续的切管机切管；但上述文献中并没有涉及；
8.3)、在上述专利文献中，其理料装置结构存在进一步简化的空间，而且管材在其斜坡上存在自由滑动的情况，这会使得管材与机架产生撞击，造成较大噪音以及振动。


技术实现要素：

9.为了解决上述第一个技术问题，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种管材自动上料机，从而实现对管材的自动上料。
10.为了达到上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：
11.一种管材自动上料机，包括机架以及安装在机架上的储料装置、出料装置和理料装置，所述机架包括前机架和后机架，所述出料装置和理料装置安装在前机架上，所述前机架包括底部架和若干平行分布并且竖立的安装板，所述安装板与底部架固定连接，所述安装板上设有从后往前逐渐向下倾斜的缺口，若干个安装板上的缺口共同构成管材的送料通道，所述储料装置用于储存若干并列的管材并将储存的管材送至送料通道的入口端，所述理料装置用于使得单根管材从送料通道的出口端落至出料装置上，所述出料装置用于调整管材的中心以使得管材能够对准切管机；其特征在于，
12.所述理料装置至少包括两个导向块，所述导向块分别安装在不同的安装板上并位
于送料通道的上方，所述导向块的底部能够伸入送料通道内以防止管材直接沿送料通道下滑，所述导向块上设有用于检测管材是否进入送料通道内的第一传感器，进而实现自动切换储料装置与理料装置的启闭。
13.作为优选，所述理料装置还包括第二伺服电机、第二转动轴和至少两个送料机构，所述第二转动轴转动安装在若干安装板上，所述送料机构包括第二转动轮、第三转动轮和第二传送带，所述第二转动轮套设并固定安装在第二转动轴上，所述第二转动轮以能够绕自身转动的方式安装在安装板上，所述第二传送带与第二转动轮以及第三转动轮传动配合，所述第二伺服电机驱动第二转动轴转动从而带动第二传送带移动，进而使得导向块沿送料通道往复移动。
14.作为优选，还设有压料机构和用于检测送料通道内是否存在第二根管材的第二传感器，所述第二传感器为光电传感器或压力传感器，所述第二传感器安装在导向孔的后表面，并位于第一传感器的上方；
15.所述导向块具有承接管材的第一停留位置、将管材送离送料通道的第二停留位置以及位于第一停留位置和第二停留位置之间的第三停留位置；当导向块位于第三停留位置时，若第二传感器检测到送料通道内存在两根管材时，所述压料机构将位于后方的管材压紧在送料通道中。
16.作为优选，所述管材的规格为a*b
㎜
，a≥b，当导向块位于第一停留位置时，所述导向块与送料通道的入口端之间的间距为c
㎜
，其中，c与a之间的差的绝对值不超过5。
17.作为优选，所述储料装置包括第一伺服电机、定滑轮组、第一转轮组和并列的若干第一传送带，所述定滑轮组和第一转轮组均安装在前机架上，所述第一传送带的顶端固定在后机架上，所述第一传送带的底端缠绕在第一转轮组上，所述第一传送带的中间部分与定滑轮组传动配合，所述若干管材储存在后机架和定滑轮组之间的第一传送带上，所述第一伺服电机驱动第一转轮组顺时针转动以使得后机架和定滑轮组之间的第一传送带绷紧进而将管材送至理料装置。
18.作为优选，所述出料装置包括安装在前机架上的用于调节管材高度的调节机构和用于将管材夹紧的夹紧机构以及促使管材移动的出料机构，所述出料机构安装在若干安装板上，所述夹紧机构安装在出料机构上并位于若干安装板的外侧，所述夹紧机构包括第三传感器，所述第三传感器为光电传感器，当夹紧机构夹紧管材时，所述第三传感器能够测出管材的宽度以确定管材为横向放置还是竖向放置，所述调节机构根据第三传感器所测得的管材放置情况来调节管材高度。
19.作为优选，所述夹紧机构还包括固定安装在移动架上的壳体，以及安装在壳体上的第二驱动件、左夹紧件和右夹紧件，所述左夹紧件和右夹紧件上用于夹紧管材的面为竖直面，所述第三传感器安装在所述竖直面的顶端或底端，所述第二驱动件用于驱动左夹紧件和右夹紧件在水平方向上相互靠近或远离的运动。
20.作为优选，所述出料机构包括第四伺服电机、丝杆和移动架，所述丝杆一端与第四伺服电机连接，所述丝杆的另一端伸入移动架内并与移动架传动配合，所述夹紧机构安装在移动架上，所述第四伺服电机驱动丝杆转动进而带动移动架移动。
21.作为优选，所述调节机构包括第一驱动件、调节座和若干个用于承接管材的滚轮组件，所述调节座安装在若干个安装板上，若干个滚轮组件的一端分别活动安装在若干安
装板上，若干个滚轮组件的另一端活动安装在调节座上，所述第一驱动件用于驱动调节座左右移动进而同时实现若干个滚轮组件上下移动。
22.作为优选，所述滚轮组件包括用于承接管材的滚轮件、第一支架和第二支架，所述第一支架的一端以及第二支架的一端与滚轮件的中心轴转动连接，所述第一支架的另一端与安装板铰接，所述第二支架的另一端与调节座铰接。
23.本实用新型的有益效果为：
24.1)、实现了管材的自动上料，提高了生产效率；
25.2)、通过对导向块第一停留位置的调整，使得管材自动上料机能够适应不同规格的管材；
26.3)、能够控制管材沿送料通道的下滑速度，避免管材下滑速度过快，与出料装置之间形成较大冲击并产生噪音；
27.4)、能够统一调节所有滚轮件的高度，快速调节管材高度。
附图说明
28.图1为本实用新型中管材自动上料机的结构示意图一；
29.图2为本实用新型中管材自动上料机的结构示意图二；
30.图3为图1中a处的局部放大图；
31.图4为本实用新型中理料装置的结构示意图一；
32.图5为本实用新型中理料装置的结构示意图二；
33.图6为本实用新型中夹紧机构的结构示意图；
34.图7为本实用新型中滚轮件的结构示意图。
35.附图标记说明：10、后机架；11、底部架；12、安装板；20、第一伺服电机；21、第一传送带；22、定滑轮组；23、第一转轮组；30、第二伺服电机；31、第二转动轴；32、导向块；120、送料通道；33、第二转动轮；34、第三转动轮；35、第二传送带；36、滑块；37、上滑轨；38、下滑轨；39、第一气缸；40、第一液压油缸；41、压板；50、调节座；51、滚轮件；52、第一支架；53、第二支架；510、滚轮部；511、连接轴；54、第三支架；55、顶料件；56、第二气缸；57、第四伺服电机；58、移动架；59、壳体；60、第二驱动件；61、左夹紧件；62、右夹紧件；63、中心齿轮；64、上齿条；65、下齿条。
具体实施方式
36.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.实施例一：
42.如图1-3所示，一种管材自动上料机，包括机架以及安装在机架上的储料装置、出料装置和理料装置，所述机架包括前机架和后机架10，所述出料装置和理料装置安装在前机架上，所述前机架包括底部架11和若干平行分布并且竖立的安装板12，所述安装板12与底部架11固定连接，所述安装板12上设有从后往前逐渐向下倾斜的缺口，若干个安装板12上的缺口共同构成管材的送料通道120，所述储料装置用于储存若干并列的管材并将储存的管材送至送料通道120的入口端，所述理料装置用于使得单根管材从送料通道120的出口端落至出料装置上，所述出料装置用于调整管材的中心，使得管材能够对准切管机进而方便切管机对管材进行切管；
43.在本实用新型实施例中，所述储料装置包括第一伺服电机20、定滑轮组22、第一转轮组23和并列的若干第一传送带21，所述定滑轮组22和第一转轮组23均安装在前机架上，所述第一传送带21的顶端固定在后机架10上，所述第一传送带21的底端缠绕在第一转轮组23上，所述第一传送带21的中间部分与定滑轮组22传动配合，所述若干管材储存在后机架10和定滑轮组22之间的第一传送带21上，所述第一伺服电机20驱动第一转轮组23顺时针转动以使得后机架10和定滑轮组22之间的第一传送带21绷紧进而将管材送至理料装置。
44.这里值得说明的是，第一伺服电机20通过驱动第一转轮组23转动使得后机架10和定滑轮组22之间的第一传送带21具有绷紧和松弛两个状态，其中，不需要上料时，后机架10和定滑轮组22之间的第一传送带21处于松弛状态，此时，该段的第一传送带21下凹进而方便储存管材，需要上料时，第一伺服电机20驱动第一转轮组23顺时针转动使得后机架10和定滑轮组22之间的第一传送带21绷紧，此时前端的管材在重力作用下移动至理料装置，送料完成后，第一伺服电机20驱动第一转轮组23逆时针转动使得后机架10和定滑轮组22之间的第一传送带21松弛，进而避免多根管材被送至理料装置中。
45.进一步优选，所述定滑轮组22包括固定轴以及转动安装在固定轴上的若干定滑轮，所述固定轴固定安装在若干安装板12上，所述第一转轮组23包括第一转动轴以及固定
安装在第一转动轴上的若干第一转轮，所述第一转动轴转动安装在底部架11上，所述第一伺服电机20用于驱动第一转动轴转动，所述若干第一传送带21的底端分别缠绕固定在若干第一转轮上，所述若干第一传送带21的中间部分分别与若干定滑轮传动配合。
46.进一步优选，所述第一传送带21可以为皮带或其他材质。
47.在本实用新型实施例中，如图4和图5所示，所述理料装置包括第二伺服电机30、第二转动轴31和至少两个送料机构，所述第二转动轴31转动安装在若干安装板12上，所述至少两个送料机构分别安装在不同的安装板12上并位于送料通道120的上方，所述送料机构包括导向块32，所述导向块32的底部能够伸入送料通道120内从而避免管材直接沿送料通道120下滑，所述导向块32安装在安装板12上并具有第一停留位置和第二停留位置，第二伺服电机30驱动第二转动轴31顺时针转动能够使得所有的导向块32从第一停留位置沿送料通道120移动至第二停留位置进而将管材送至出料装置上；
48.以及在完成送料后，第二伺服电机30驱动第二转动轴31逆时针转动能够使得所有的导向块32从第二停留位置沿送料通道120移动至第一停留位置。
49.这样，能够控制管材沿送料通道120的下滑速度，避免管材下滑速度过快，与出料装置之间形成较大冲击并产生噪音。
50.进一步优选，所述送料机构还包括第二转动轮33、第三转动轮34和第二传送带35，所述第二转动轮33套设并固定安装在第二转动轴31上，所述第二转动轮33以能够绕自身转动的方式安装在安装板12上，所述第二传送带35与第二转动轮33以及第三转动轮34传动配合，所述导向块32能够跟随第二传送带35移动。
51.更进一步优选，所述送料机构还包括滑块36、以及与送料通道120平行的上滑轨37和下滑轨38，所述上滑轨37和下滑轨38固定安装在安装板12上，所述上滑轨37和下滑轨38分别位于第二传送带35的上侧和下侧，所述滑块36与第二传送带35固定连接，所述导向块32安装在滑块36上，所述滑块36与上滑轨37以及下滑轨38滑动配合；这样，保证了导向块32移动的稳定性。
52.更进一步优选，还设有第一气缸39，所述第一气缸39固定安装在滑块36上，所述导向块32与第一气缸39的伸出杆固定连接；其中，当导向块32位于第二停留位置时，所述第一气缸39的伸出杆回缩以带动导向块32向上移动进而使得管材能够落至出料装置上；
53.以及，完成送料后，第一气缸39的伸出杆带动导向块32向下移动至第二停留位置，然后再返回。
54.在本实用新型实施例中，还设有第一传感器，所述第一传感器安装在导向块32的后表面，当储料装置将管材送至送料通道120中并与导向块32的后表面相抵时，所述第一传感器发出信号进而使得第二伺服电机30驱动第二转动轴31顺时针转动，以及使得第一伺服电机20驱动第一转动轴逆时针转动；从而实现储料装置与理料装置之间的自动衔接。
55.进一步优选，所述第一传感器为压力传感器或光电传感器。
56.进一步优选，所述导向块具有多个位置不同的第一停留位置，进而使得送料机构能够适应不同规格的管材。
57.以40*20
㎜
的方管为例，这里值得说明的是，在储料装置将方管送至送料通道120时，若方管为横向放置，即方管中40
㎜
的边着地，此时，送料通道120中仅能放置单根方管；但当方管为竖向放置时，即方管中20
㎜
的边着地，此时，送料通道120中能够放置两根方管，
因此，为了确保送料机构将单根管材送至出料装置中，在本实用新型实施例中，还设有压料机构和第二传感器，所述导向块32还具有位于第一停留位置和第二停留位置之间的第三停留位置，当导向块32位于第三停留位置时，若第二传感器检测到送料通道120内存在两根管材时，所述压料机构将位于后方的管材压紧在送料通道120中，然后导向块32再从第三停留位置移动至第二停留位置；
58.以及，若第二传感器未检测到送料通道120内存在两根管材时，压料机构便不再进行下压动作。
59.进一步优选，所述第二传感器为光电传感器或压力传感器，所述第二传感器安装在导向孔的后表面，并位于第一传感器的上方；这样，当管材横向放置时即送料通道120内只存在单根管材，管材便不会对第二传感器造成影响，当管材竖向放置时即送料通道120内会存在两根管材，此时，管材便会遮住第二传感器或对第二传感器产生压力，进而识别出送料通道120内具有两根管材。
60.进一步优选，所述压料机构包括若干个分别安装在若干个安装板12上的压料组件，所述压料组件和送料机构分别位于安装板12上相对的两面，所述压料组件包括第一液压油缸40和压板41，所述压板41与第一液压油缸40的伸出杆固定连接，若干个第一液压油缸40共用同一液压油管路以实现若干个压料组件同步压料。
61.这里值得说明的是，当送料通道120内存在一根管材时，在送料机构完成送料后，导向块32返回至第一停留位置；当送料通道120内存在两根管材时，在送料机构完成送料后，导向块32返回至第三停留位置。
62.在本实用新型实施例中，所述出料装置包括用于调节管材高度的调节机构和用于将管材夹紧的夹紧机构以及促使管材移动的出料机构；
63.所述调节机构包括第一驱动件、调节座50和若干个用于承接管材的滚轮组件，所述调节座50安装在若干个安装板12上，若干个滚轮组件的一端分别活动安装在若干安装板12上，若干个滚轮组件的另一端活动安装在调节座50上，所述第一驱动件用于驱动调节座50左右移动进而同时实现若干个滚轮组件上下移动；从而达到调节管材高度的目的。
64.进一步优选，所述滚轮组件包括用于承接管材的滚轮件51、第一支架52和第二支架53，所述第一支架52的一端以及第二支架53的一端与滚轮件51的中心轴转动连接，所述第一支架52的另一端与安装板12铰接，所述第二支架53的另一端与调节座50铰接。这样，当第一驱动件驱动调节座50向左移动时，所有的滚轮件51便会跟随着调节座50向左移动并同时向下移动，当第一驱动件驱动调节座50向右移动时，所有的滚轮件51便会跟随着调节座50向右移动并同时向上移动，进而实现对所有的滚轮件51同时调节上下高度，进而达到调节管材高度的目的，非常便捷。
65.进一步优选，如图7所示，所述滚轮件51包括一体成型的两个滚轮部510和一连接轴511，所述连接轴511位于两个滚轮部510之间，所述连接轴511的直径从两端到中间逐渐减小并且减小幅度逐渐降低；这样，当管材落在滚轮件51上时便会位于滚轮件51的中间部位。
66.进一步优选，所述第一驱动件可以为气缸、液压油缸以及伺服电机。
67.在本实用新型实施例中，所述出料装置还包括若干个安装在调节座50上的顶料组件，所述若干个顶料组件分别位于相邻两块安装板12之间，所述顶轮组件包括第三支架54、
顶料件55和第二气缸56，所述顶料件55安装在第三支架54的顶端，所述顶料件55高于滚轮件51，所述第三支架54的底端与调节座50铰接，所述第二气缸56的一端与调节座50铰接，所述第二气缸56的另一端与第三支架54铰接；这样，当管材从送料通道120落入出料装置上时，管材会首先落在顶料件55上，而第三支架54和第二气缸56配合达到类似于弹簧的作用，进而管材再缓慢的落在顶轮件上，即顶料组件起到一个缓冲的作用；避免管材直接落在滚轮件51并产生撞击。
68.在本实用新型实施例中，所述出料机构包括第四伺服电机57、丝杆和移动架58，所述丝杆一端与第四伺服电机57连接，所述丝杆的另一端伸入移动架58内并与移动架58传动配合，所述夹紧机构安装在移动架58上并位于若干安装板12的外侧，所述第四伺服电机57驱动丝杆转动进而带动移动架58移动，从而完成出料作业；
69.其中，所述夹紧机构能根据所夹紧管材的宽度促使调节机构调节管材高度。
70.如此设置是因为如前文所述，管材落在滚轮组件上时，存在横向放置和竖向放置两种状态，因此，通过夹紧机构夹紧管材时确定管材的宽度，从而确定管材是横向放置还是竖向放置，进而再确定调节机构所需要调节的管材高度差。
71.在本实用新型实施例中，如图6所示，所述夹紧机构包括固定安装在移动架58上的壳体59，以及安装在壳体59上的第二驱动件60、左夹紧件61、右夹紧件62和第三传感器，所述左夹紧件61和右夹紧件62上用于夹紧管材的面为竖直面，所述第三传感器安装在所述竖直面的顶端或底端从而避开管材，所述第二驱动件60用于驱动左夹紧件61和右夹紧件62在水平方向上相互靠近或远离的运动，当左夹紧件61和右夹紧件62夹紧管材时，所述第三传感器能够测出管材的宽度。
72.进一步优选，所述第三传感器为光电传感器。
73.进一步优选，所述夹紧机构还包括安装在壳体59上的中心齿轮63、上齿条64和下齿条65，所述上齿条64与右夹紧件62固定连接，所述下齿条65与左夹紧件61固定连接，所述中心齿轮63与上齿条64以及下齿条65传动配合，所述第二驱动件60用于驱动右夹紧件62水平移动、左夹紧件61水平移动或中心齿轮63转动。
74.进一步优选，所述第二驱动件60为伺服电机、气缸或液压油缸。
75.在本实用新型实施例中，管材自动上料机的自动上料方法，其具体步骤如下：
76.步骤一：所述储料装置将储存的管材送至送料通道120的入口端后，触发第一传感器使得第二伺服电机30进入工作状态；
77.步骤二：第二伺服电机30带动所有的导向块32同时从第一停留位置沿送料通道120依次移动至第三停留位置和第二停留位置，当导向块32位于第三停留位置时，第二传感器检测送料通道120内是否存在第二根管材，若存在压料机构将位于后方的管材压紧在送料通道120中；
78.步骤三：送料机构将单根管材从送料通道120送出至滚轮组件上，然后所述夹紧机构将管材对中夹紧并通过第三传感器检测管材宽度从而确定管材为横向放置或竖向放置；
79.步骤四：夹紧机构松开管材后所述调节机构根据管材放置情况来调节管材高度；
80.步骤五：然后夹紧机构再次将管材夹紧后由出料机构将管材送至切管机。
81.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
82.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。