自动化收卷机构及多工位收卷装置的制作方法

自动化收卷机构及多工位收卷装置
【技术领域】
1.本发明涉及管料加工设备领域，尤其涉及自动化收卷机构及多工位收卷装置。


背景技术：

2.管料在轧制后需要进行存放，管料可以以直管的形式保存，或是收卷成卷料的形式保存。若是要将管料收卷成卷料，需要用到收卷机构。一般的收卷机构包括机架和多个收卷架，多个收卷架围绕机架的中心设置，收卷过程中机架转动以使管料可缠绕在多个收卷架外，从而形成卷料。当完成管料的收卷后，需要将管料自收卷装置上取下，在取下前还需要对管料的两端进行制头处理，此步骤还需要用到专门的制头设备，且还需要调整管料端部的位置以进行制头。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提出自动化收卷机构，减少了管料在收料过程中所需的设备数量，提高了收料效率。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.自动化收卷机构，包括收卷机架、转动安装在所述收卷机架上用于收卷管料的转动辊，所述收卷机架包括横梁、设置于所述横梁一端的第一架体和设置于所述横梁另一端的第二架体，所述第一架体和所述第二架体相对所述横梁呈中心对称，所述第一架体上和所述第二架体设有引导机构，所述第一架体上的引导机构用于在收料时弯折并引导管料环绕至所述转动辊上，所述第二架体上的引导机构用于在下料时引导管料向外传动，所述第二架体上设有用于驱动所述转动辊转动的转动部件，所述第一架体和所述第二架体上位于所述引导机构的下端位置设有自动制头装置。
6.在上述方案的基础上，所述引导机构包括自所述第一架体上向所述第二架体方向凸出的第一导向架和设置于第一导向架外侧的第二导向架，所述第一导向架和所述第二导向架之间限定形成供管料传送的弧形折弯通道。
7.在上述方案的基础上，所述引导机构还包括多个可转动的第一导向辊，多个第一导向辊沿弧形折弯通道间隔设置，所述第一导向辊的一端与所述第一架体靠近所述第一导向架的一侧连接，所述第一导向辊的另一端向所述弧形折弯通道靠近，所述第一架体上设有多个可转动的第二导向辊，所述第二导向辊横向于所述转动辊设置，所述第二导向辊用于支撑离开所述弧形折弯通道后的管料。
8.在上述方案的基础上，所述第一导向架包括间隔设置的多个第一挡板和多个第一传动辊，所述第二导向架包括间隔设置的多个第二挡板和多个第二传动辊，所述第一传动辊和所述第二传动辊沿转动辊的轴向方向设置。
9.在上述方案的基础上，所述自动制头装置包括外壳和设置于所述外壳内的空腔，所述外壳的两端分别设有与空腔连通的管料入口和管料出口，所述空腔内设有两块与所述空腔底壁滑动配合的制头夹板，所述空腔内还设有制头电机，所述制头电机的输出轴与两
块制头夹板螺纹配合，以控制两块制头夹板相互靠近或彼此远离。
10.在上述方案的基础上，所述空腔内还设有辅助传送装置，所述辅助传送装置包括上下层叠设置的辅助辊轴，所述空腔内设有固定座体，所述辅助辊轴上设有与所述固定座体转动配合的销轴，所述固定座体内设有弹性腔和安装在弹性腔内的弹簧，所述弹簧与所述销轴相抵以允许所述辅助辊轴上下浮动。
11.在上述方案的基础上，所述空腔内还设有料头识别装置，所述料头识别装置为设置在所述空腔内壁上的信号发送器和信号接收器，所述信号接收器在管料经过时中断信号的接收。
12.在上述方案的基础上，所述转动部件包括驱动电机和由驱动电机驱动的链轮，链轮设置在所述转动辊伸出所述第二架体的一端，两个转动辊上的链轮通过链条传动。
13.在上述方案的基础上，所述第一架体上位于所述引导机构前侧设有引导管料朝向所述引导机构传送的管料夹持机构，所述管料夹持机构包括夹持架体和设置在夹持架体用于夹持管料的管料夹持件，所述夹持架体上设有与所述管料夹持件连接的升降机构。
14.多工位收卷装置，包括支撑架，所述支撑架上设有多个上述任一技术方案公开的自动化收卷机构，所述自动化收卷机构与所述支撑架转动配合。
15.本发明的有益效果：
16.本发明公开的自动化收卷机构，用于收集完成生产的管料。收卷机构通常设置在用于传送管料的设备的后侧，在收卷管料时，管料自传送设备上向收卷机构方向传送，第一架体上的引导机构可引导管料朝向转动辊方向传送，并在管料传送过程中使管料逐渐弯曲，从而能够缠绕在转动辊上。转动部件驱动转动辊转动，使管料可以更加容易地缠绕在转动辊上，减少转动辊与管料之间的相对摩擦而使管料和转动辊的表面出现磨损。下料时，第二架体上的引导机构可对管料进行引导，对下料过程中的管料进行限位，避免管料散乱。
17.随着管料的传送转动辊上的缠绕圈数增加，当缠绕圈数增加到一定程度后，传送装置驱动管料的动力不足而会导致管料无法继续向转动辊上缠绕，而后侧的管料还在不断向前传送，导致管料会出现弯折，转动部件能够提供额外的动力，通过转动辊与管料之间的摩擦力带动管料传送，以保证管料能够顺利缠绕在转动辊上。
18.自动制头装置可对管料的端部进行自动制头，这样一来，在完成上料后，第一架体和第二架体上的自动制头装置可分别对管料的两端进行制头处理，从而不需要额外布置对管料进行制头的装置，同时也省去了制头步骤。
19.进一步的，所述引导机构包括自所述第一架体上向所述第二架体方向凸出的第一导向架和设置于第一导向架外侧的第二导向架，所述第一导向架和所述第二导向架之间限定形成供管料传送的弧形折弯通道。管料传送到引导机构上时会与凸出的第一导向架或第二导向架接触，使管料被阻挡而无法继续在水平方向传送，以沿着弧形折弯通道传送，随着管料不断地进入到弧形折弯通道内，管料开始逐渐弯曲，从而在离开弧形折弯通道后能够缠绕到转动辊上。
20.进一步的，所述引导机构还包括多个可转动的第一导向辊，多个第一导向辊沿弧形折弯通道间隔设置，所述第一导向辊的一端与所述第一架体靠近所述第一导向架的一侧连接，所述第一导向辊的另一端向所述弧形折弯通道靠近，所述第一架体上设有多个可转动的第二导向辊，所述第二导向辊横向于所述转动辊设置，所述第二导向辊用于支撑离开
所述弧形折弯通道后的管料。管料在转动辊上缠绕过程中，会不断沿着管料的轴向移动，从而离开弧形折弯通道，第一导向辊能够对管料进行阻挡而限制管料向第一架体靠近第一导向架的一侧偏离弧形折弯通道，导致收卷后的卷料内径过小，第一导向辊能够在管料的带动下转动而降低对管料的磨损。管料在经过弧形折弯通道后已经被弯曲，因此并不需要在整个第一架体上均布置引导机构，第二导向辊可以避免管料与第一架体直接接触，同时第二导向辊可在管料的带动下转动，减少管料的磨损。
21.进一步的，所述第一导向架包括间隔设置的多个第一挡板和多个第一传动辊，所述第二导向架包括间隔设置的多个第二挡板和多个第二传动辊，所述第一传动辊和所述第二传动辊沿转动辊的轴向方向设置。第一挡板和第二挡板能够阻挡管料而将管料保持在弧形折弯通道内，第一传动辊和第二传动辊能够在管料沿弧形折弯通道传送过程中与管料接触而转动，减少管料在弧形折弯通道内的磨损，提高管料在弧形折弯通道中传送的顺畅度。在第一架体上，弧形折弯通道能够在管料传送过程中逐渐折弯管料，在第二架体上，弧形折弯通道能够在管料传送过程中对管料进行限位并同时进一步改变管料的形状，提高管料弯曲状态的稳定性，使下料后的管料不易散乱。
22.进一步的，所述自动制头装置包括外壳和设置于所述外壳内的空腔，所述外壳的两端分别设有与空腔连通的管料入口和管料出口，所述空腔内设有两块与所述空腔底壁滑动配合的制头夹板，所述空腔内还设有制头电机，所述制头电机的输出轴与两块制头夹板螺纹配合，以控制两块制头夹板相互靠近或彼此远离。管料传送中自管料入口进入到自动制头装置内，再从管料出口离开自动制头装置，制头电机运行时可驱动输出轴转动，通过输出轴与制头夹板的螺纹配合驱动两块制头夹板相互靠近或彼此远离，在制头夹板相互靠近时可夹紧管料并对管料进行制头处理，当制头夹板彼此远离时制头夹板可松开管料而使管料可正常传送。
23.进一步的，所述空腔内还设有辅助传送装置，所述辅助传送装置包括上下层叠设置的辅助辊轴，所述空腔内设有固定座体，所述辅助辊轴上设有与所述固定座体转动配合的销轴，所述固定座体内设有弹性腔和安装在弹性腔内的弹簧，所述弹簧与所述销轴相抵以允许所述辅助辊轴上下浮动。辅助辊轴能够辅助管料的传送，使管料能够对准管料出口而离开空腔，辅助辊轴可在弹簧的作用下相对固定座体上下浮动，这样一来上下两个辅助辊轴之间的间距可根据管料的尺寸进行调整，以使管料的中心可与管料出口的中心对齐。管料在传送时，还可带动辅助辊轴转动以降低二者之间的磨损。
24.进一步的，所述空腔内还设有料头识别装置，所述料头识别装置为设置在所述空腔内壁上的信号发送器和信号接收器，所述信号接收器在管料经过时中断信号的接收。料头识别装置能够对料头进行识别，避免制头夹板夹住管料两端之间的部分。在第一架体上的自动制头装置，当管料进入到空腔内时会中断信号接收器的信号接受，在转动辊上管料的量到达额定时，停止收料，此时随着管料的传送，信号接收器可重新接受到信号，以控制制头夹板对管料端部进行制头。在第二架体上的自动制头装置，在收卷机构收料时，信号接收器可接受到信号，在转动辊上管料的量到达额定时，停止收料，此时随着管料的传送，管料进入到自动制头装置内而导致信号接收器中断信号的接受，以控制制头夹板对管料端部进行制头。
25.进一步的，所述转动部件包括驱动电机和由驱动电机驱动的链轮，链轮设置在所
述转动辊伸出所述第二架体的一端，两个转动辊上的链轮通过链条传动。链轮设置在第二架体外，以避免管料能够与链轮接触而影响转动部件与转动辊的传动配合，同时也能够防止管料被转动部件损坏。通过链条、链轮来传递动力，能够避免打滑的情况出现。
26.进一步的，所述第一架体上位于所述引导机构前侧设有引导管料朝向所述引导机构传送的管料夹持机构，所述管料夹持机构包括夹持架体和设置在夹持架体用于夹持管料的管料夹持件，所述夹持架体上设有与所述管料夹持件连接的升降机构。由于管料容易变形，管料的端部在离开传送设备后会具有向下的偏离而无法对准引导机构，管料夹持机构通过管料夹持件夹持管料限制管料的偏移，以保证卷料过程顺利进行。同时这一步骤也可以省去人工操作，减少人力资源的投入。升降机构能够控制管料夹持件做升降运动，在管料夹持件夹持管料时，升降机构可控制管料夹持件的位置以使管料夹持件与管料对齐，并在夹持管料后抬升管料夹持件，将管料端部对准引导机构。
27.本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
【附图说明】
28.下面结合附图对本发明做进一步的说明：
29.图1为本发明实施例中收卷机构的正视图；
30.图2为本发明实施例中自动制头装置的结构示意图；
31.图3为本发明实施例中自动制头装置的侧剖图；
32.图4为本发明实施例中隐藏了部分第二架体和自动制头装置的收卷机构的结构示意图；
33.图5为图4中a处的放大示意图；
34.图6为本发明实施例中收卷机构的俯视图；
35.图7为本发明实施例中多工位收卷装置的结构简图；
36.图8为本发明实施例中隐藏了部分第二架体和自动制头装置的多工位收卷装置的结构示意图。
37.附图标记：
38.收卷机架100、横梁110、第一架体120、第二架体130、第一导向架140、第一挡板141、第一传动辊142、第二导向架150、第二挡板151、第二传动辊152、弧形折弯通道160、第一导向辊170、第二导向辊180；
39.转动辊200、管料导向槽210；
40.夹持架体300、管料夹持件310、升降机构320；
41.驱动电机400、链轮410、链条420；
42.外壳500、空腔510、管料入口520、管料出口530、制头夹板540、输出轴541、辅助传送装置550、辅助辊轴551、固定座体552、销轴553、弹性腔554、弹簧555、信号发送器561、信号接收器562；
43.支撑架600。
【具体实施方式】
44.下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下
述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
45.下文中出现的诸如“示例性”“一些实施例”等词意为“用作例子、实施例或说明性”，作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节，本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。
46.参照图1至图6，本发明公开了自动化收卷机构，包括收卷机架100、转动安装在收卷机架100上用于收卷管料的转动辊200，收卷机架100包括横梁110、设置于横梁110一端的第一架体120和设置于横梁110另一端的第二架体130，第一架体120和第二架体130相对横梁110呈中心对称，第一架体120和第二架体130上设有引导机构，第一架体120上的引导机构用于在收料时弯折并引导管料环绕至转动辊200上，第二架体130上的引导机构用于在下料时引导管料向外传动，第二架体130上设有用于驱动转动辊200转动的转动部件，收卷机架100上设有两根转动辊200，两根转动辊200设于同一水平面上，转动辊200的表面设有螺旋状分布的管料导向槽210，第一架体120和第二架体130上位于引导机构的下端位置设有自动制头装置。
47.收卷机构用于收集完成生产的管料。收卷机构通常设置在用于传送管料的设备的后侧，在收卷管料时，管料自传送设备上向收卷机构方向传送，第一架体120上的引导机构可引导机构引导管料朝向转动辊200方向传送，并在管料传送过程中使管料逐渐弯曲，从而能够缠绕在转动辊200上。转动部件驱动转动辊200转动，使管料可以更加容易地缠绕在转动辊200上，减少转动辊200与管料之间的相对摩擦而使管料和转动辊200的表面出现磨损。下料时，第二架体130上的引导机构可对管料进行引导，对下料过程中的管料进行限位，避免管料散乱。
48.随着管料的传送转动辊200上的缠绕圈数增加，当缠绕圈数增加到一定程度后，传送装置驱动管料的动力不足而会导致管料无法继续向转动辊200上缠绕，而后侧的管料还在不断向前传送，导致管料会出现弯折，转动部件能够提供额外的动力，通过转动辊200与管料之间的摩擦力带动管料传送，以保证管料能够顺利缠绕在转动辊200上。
49.自动制头装置可对管料的端部进行自动制头，这样一来，在完成上料后，第一架体120和第二架体130上的自动制头装置可分别对管料的两端进行制头处理，从而不需要额外布置对管料进行制头的装置，同时也省去了制头步骤。
50.转动辊200表面的管料导向槽210对管料具有引导作用，使管料在沿着转动辊200周向转动的同时沿着转动辊200的轴向方向逐渐移动，以减少管料沿转动辊200轴向移动时产生的磨损，同时相邻导向槽的管料之间也能够保持一定的间距而避免管料之间相互挤压。
51.通过设置两根转动辊200，提高了对管料的支撑效果，管料的重量能够分布在两根转动辊200上而降低了管料与转动辊200接触面受到的压强，对管料的保护效果更好，此外两根转动辊200均能够转动，提高了管料传动的平稳性。两根转动辊200设置在同一水平面上，对管料的支撑效果更好，管料的重量可以均匀分布在两根转动辊200上。
52.转动辊200设置在第一架体120的上端位置，引导机构设置在第一架体120的下端位置，能够在管料向上传送过程中弯曲管材。具体的，引导机构包括自第一架体120上向第
二架体130方向凸出的第一导向架140和设置于第一导向架140外侧的第二导向架150，第一导向架140和第二导向架150之间限定形成供管料传送的弧形折弯通道160。管料传送到引导机构上时会与凸出的第一导向架140或第二导向架150接触，使管料被阻挡而无法继续在水平方向传送，以沿着弧形折弯通道160传送，随着管料不断地进入到弧形折弯通道160内，管料开始逐渐弯曲，从而在离开弧形折弯通道160后能够缠绕到转动辊200上。
53.为了减少管料在弯曲过程中产生的磨损，第一导向架140包括间隔设置的多个第一挡板141和多个第一传动辊142，第二导向架150包括间隔设置的多个第二挡板151和多个第二传动辊152，第一传动辊142和第二传动辊152沿转动辊200的轴向方向设置，第一挡板141和第二挡板151能够阻挡管料而将管料保持在弧形折弯通道160内，以使管料在传送过程中逐渐弯曲，第一传动辊142和第二传动辊152能够在管料沿弧形折弯通道160传送过程中与管料接触而转动，减少管料在弧形折弯通道160内的磨损，提高管料在弧形折弯通道160中传送的顺畅度。
54.在第一架体120上，弧形折弯通道160能够在管料传送过程中逐渐折弯管料，在第二架体130上，弧形折弯通道160能够在管料传送过程中对管料进行限位并同时进一步改变管料的形状，提高管料弯曲状态的稳定性，使下料后的管料不易散乱。
55.弧形折弯通道160的深度有限，管料在转动辊200上缠绕过程中，会不断沿着管料的轴向移动，从而离开弧形折弯通道160，引导机构还包括多个可转动的第一导向辊170，多个第一导向辊170沿弧形折弯通道160间隔设置，第一导向辊170的一端与第一架体120靠近第一导向架140的一侧连接，第一导向辊170的另一端向弧形折弯通道160靠近，第一导向辊170能够对管料进行阻挡而限制管料向第一架体120靠近第一导向架140的一侧偏离弧形折弯通道160，导致收卷后的卷料内径过小，第一导向辊170能够在管料的带动下转动而降低对管料的磨损。
56.随着管料的传送，管料离开弧形折弯通道160而向转动辊200靠近，此时的管料已经被弯曲，因此不需要在整个第一架体120上均布置引导机构，第一架体120上设有多个可转动的第二导向辊180，第二导向辊180横向于转动辊200设置，第二导向辊180用于支撑离开弧形折弯通道160后的管料，可以避免管料与收卷机架100直接接触，同时第二导向辊180可在管料的带动下转动，减少管料的磨损。
57.管料需要进入到弧形折弯通道160后才能被弯曲，而弧形折弯通道160的开口位置固定，管料在轧制成型时质地柔软容易变形，管料的端部在离开传送设备后会具有向下的偏离而无法对准自动制头装置，第一架体120上设有引导管料朝向自动制头装置传送的管料夹持机构，管料夹持机构包括夹持架体300和设置在夹持架体300用于夹持管料的管料夹持件310，管料夹持机构通过管料夹持件310夹持管料限制管料的偏移，以保证卷料过程顺利进行。同时这一步骤也可以省去人工操作，减少人力资源的投入。
58.考虑到管料的尺寸、材质等方面因素，不同生产条件下产生的管料其偏离程度不同，夹持架体300上还设有与管料夹持件310连接的升降机构320，升降机构320能够控制管料夹持件310做升降运动，在管料夹持件310夹持管料时，升降机构320可控制管料夹持件310的位置以使管料夹持件310与管料对齐，并在夹持管料后抬升管料夹持件310，将管料端部对准引导机构。
59.自动制头装置包括外壳500和设置于外壳500内的空腔510，外壳500的两端分别设
有与空腔510连通的管料入口520和管料出口530，空腔510内设有两块与空腔510底壁滑动配合的制头夹板540，空腔510内还设有制头电机，制头电机的输出轴541与两块制头夹板540螺纹配合，以控制两块制头夹板540相互靠近或彼此远离。管料传送中自管料入口520进入到自动制头装置内，再从管料出口530离开自动制头装置，制头电机运行时可驱动输出轴541转动，通过输出轴541与制头夹板540的螺纹配合驱动两块制头夹板540相互靠近或彼此远离，在制头夹板540相互靠近时可夹紧管料并对管料进行制头处理，当制头夹板540彼此远离时制头夹板540可松开管料而使管料可正常传送。
60.空腔510内还设有辅助传送装置550，辅助传送装置550包括上下层叠设置的辅助辊轴551，空腔510内设有固定座体552，辅助辊轴551上设有与固定座体552转动配合的销轴553，固定座体552内设有弹性腔554和安装在弹性腔554内的弹簧555，弹簧555与销轴553相抵以允许辅助辊轴551上下浮动。辅助辊轴551能够辅助管料的传送，使管料能够对准管料出口530而离开空腔510，辅助辊轴551可在弹簧555的作用下相对固定座体552上下浮动，这样一来上下两个辅助辊轴551之间的间距可根据管料的尺寸进行调整，以使管料的中心可与管料出口530的中心对齐。管料在传送时，还可带动辅助辊轴551转动以降低二者之间的磨损。
61.空腔510内还设有料头识别装置，料头识别装置为设置在空腔510内壁上的信号发送器561和信号接收器562，信号接收器562在管料经过时中断信号的接收。料头识别装置能够对料头进行识别，避免制头夹板540夹住管料两端之间的部分。在第一架体120上的自动制头装置，当管料进入到空腔510内时会中断信号接收器562的信号接受，在转动辊200上管料的量到达额定时，停止收料，此时随着管料的传送，信号接收器562可重新接受到信号，以控制制头夹板540对管料端部进行制头。在第二架体130上的自动制头装置，在收卷机构收料时，信号接收器562可接受到信号，在转动辊200上管料的量到达额定时，停止收料，此时随着管料的传送，管料进入到自动制头装置内而导致信号接收器562中断信号的接受，以控制制头夹板540对管料端部进行制头。
62.第一架体120和第二架体130为中心对称设置，第一架体120和第二架体130上的自动制头装置也为对称设置，沿管料的传送方向，管料入口520、管料出口530、制头夹板540、辅助传送装置550、料头识别装置在第一架体120上的自动制头装置上以管料入口520、料头识别装置、制头夹板540、辅助传送装置550、管料出口530的顺序布置，在第二架体130上的自动制头装置上以管料入口520、辅助传送装置550、制头夹板540、料头识别装置、管料出口530的顺序布置。
63.转动辊200上可承载的管料量是有限制的，当转动辊200上管料量到达额定量时，管料的继续传送会导致转动辊200上管料圈数过多而导致管料之间彼此挤压而导致管料变形，第二架体130上设有用于检测管料与第二架体130间距的传感器，在传感器的作用下，可以判断转动辊200上的管料圈数，一旦管料与第二架体130的间距到达设置的区域范围后，便会停止管料的收料。
64.上述中的转动部件包括驱动电机400和由驱动电机400驱动的链轮410，转动辊200的一端伸出第二架体130，链轮410设置在转动辊200伸出第二架体130的一端，以避免管料能够与链轮410接触而影响转动部件与转动辊200的传动配合，同时也能够防止管料被转动部件损坏，两个转动辊200上的链轮410通过链条传动，转动部件还包括设置在驱动电机400
驱动轴上的两个齿轮，一个齿轮与其中一个链轮410通过链条420传动，另一个齿轮与另一个链轮410通过链条420传动，通过链条420、链轮410来传递动力，能够避免打滑的情况出现。
65.参照图7和图8，本发明还公开了多工位收卷装置，包括支撑架600，支撑架600上设有多个上述任一技术方案公开的自动化收卷机构，收卷机构与支撑架600转动配合，以能够在支撑架600的圆周方向活动，这样一来当一个自动化收卷机构完成管料的收卷后，可以沿着支撑架600转动而离开传送设备，以进行后续处理，另外的一个收卷机构移动至收卷位置上，继续进行管料的收卷，这样一来可以减少两次管料轧制的间隔时间，提高作业效率。
66.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。