一种金属管缩口及焊接封口一体的自动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种金属管缩口及焊接封口一体的自动装置，包括设置有桌面板的机架、设置在所述机架上的料斗机构、缩口机构、焊接机构、传送机构及控制系统，所述的料斗机构包括料斗，所述料斗包括倾斜设置的料斗底板、料斗中间板、料斗挡板、L形管料放置块；所述的缩口机构包括电主轴、直线移动机构、管材夹紧机构、冷却装置、伺服电机为动力的丝杆驱动机构；所述的传送机构包括顶料机构、两个X向直线移动机构、两根放置板、Z‑Y向二维移动机构、传动杆、两根传送V杆；所述的控制系统包括电路连接的触摸屏和PLC。本实用新型专利技术加工效率高、品质好、精度高，适应不同长短及加工参数金属管的缩口和焊接加工，操作简单、自动化程度高。

An Automatic Device for Metal Pipe Shrinkage and Welding Seal

The utility model discloses an automatic device which integrates metal pipe shrinkage and welding sealing, including a rack with a desktop board, a hopper mechanism, a shrinkage mechanism, a welding mechanism, a conveying mechanism and a control system. The hopper mechanism includes a hopper, which comprises a hopper bottom plate, a hopper middle plate, a hopper baffle plate and an L-shaped pipe material. The retractable mechanism includes an electric spindle, a linear moving mechanism, a pipe clamping mechanism, a cooling device and a screw driving mechanism powered by a servo motor; the conveying mechanism includes a feeding mechanism, two X-direction linear moving mechanisms, two placement plates, Z_Y-direction two-dimensional moving mechanism, a transmission rod and two V-rods; the control system comprises a circuit-connected contact. Touch screen and PLC. The utility model has the advantages of high processing efficiency, good quality and high accuracy, and is suitable for shrinkage and welding of metal pipes with different lengths and processing parameters, with simple operation and high automation.

【技术实现步骤摘要】
一种金属管缩口及焊接封口一体的自动装置
本技术涉及一种金属管材缩口装置，特别是一种金属管缩口及焊接封口一体的自动装置，用于薄壁金属管材自动化缩口生产。
技术介绍
专利CN106807847A（公告号）采用的旋压封口密封方式，封口处容易漏气，且强度不高。且一般用于壁厚较厚的管材，对管壁小于0.2mm的金属管，很难采用该方法达到封口后不漏气的效果。专利CN103418694B（公告号）采用旋转击打方式缩口，虽然该缩口方式温升较低，不会造成缩口位置氧化，但其生产效率较低，且很难对壁厚0.15mm及以下的薄壁管进行缩口。专利CN205816584U（公告号）采用旋压缩口方式，虽然其生产效率较高，但缩口过程中管材与缩口模具的剧烈摩擦会产生高温，旋缩位置会出现氧化现象，对氧化部位直接进行焊接会严重影响焊接质量，甚至出现焊接失效。且该专利只提及缩口。专利CN104842043B（公告号）采用氩弧焊对管材进行焊接，但装置不具备管材缩口功能。
技术实现思路
针对上述技术问题之一，本技术的目的是提供一种更高效的缩口焊接一体化装置。本技术的目的通过以下的技术方案实现：一种金属管缩口及焊接封口一体的自动装置，包括设置有桌面板的机架、设置在所述机架上的料斗机构、缩口机构、焊接机构、传送机构及控制系统，所述的料斗机构包括料斗，所述料斗包括倾斜设置的料斗底板、通过横向导杆活动设置的料斗中间板、竖直设置于料斗底板最低端的料斗挡板、倾斜设置在所述料斗挡板顶部的L形管料放置块；所述的缩口机构包括电主轴、直线移动机构、管材夹紧机构、冷却装置、伺服电机为动力的丝杆驱动机构，所述的电主轴通过电主轴夹紧块固定在直线移动机构的移动部件上，所述电主轴前端设置有缩口模具，所述冷却装置对缩口模具进行冷却；所述的管材夹紧机构固定在桌面板上且与所述缩口模具相对设置，所述丝杆驱动机构的输出端与直线移动机构的移动部件驱动连接；所述的传送机构包括设置在桌面板底面且顶端延伸至料斗内的顶料机构、固定在桌面板上表面的两个X向直线移动机构、两根平行地设在所述X向直线移动机构输出端的放置板、Z-Y向二维移动机构、固定在所述Z-Y向二维移动机构输出端的传动杆、位置可调地平行固定在所述传动杆上且位于所述管材夹紧机构两侧的两根传送V杆，每根传送V杆上均匀地间隔设置有若干顶料V槽，所述放置板分别位于两传送V杆外侧面，每根放置板上均匀地间隔设置有若干顶料V槽；所述的控制系统包括电路连接的触摸屏和PLC，所述触摸屏用于设置金属管的缩口长度、电主轴前进速度和焊接参数，所述PLC根据触摸屏输入的参数控制焊接机构、顶料机构、管材夹紧机构、Z-Y向二维移动机构的动作及伺服电机的转动圈数和转动速度。进一步地，所述的Z-Y向二维移动机构包括固定在所述桌面板上的横向传动气缸、固定在所述横向传动气缸的横向传动气缸移动块上的竖向传动气缸，所述传动杆固定在所述竖向传动气缸的输出端上；所述的X向直线移动机构包括固定在桌面板上的放置板调节导轨、沿所述放置板调节导轨往复滑动的放置板调节滑块、用于锁定所述放置板调节滑块位置的锁紧手柄、固定在所述放置板调节导轨上的调节板固定支撑，所述放置板包括相互平行的前固定放置板和后放置板，所述的前固定放置板与调节板固定支撑固定连接，所述后放置板固定在放置板调节滑块上。进一步地，所述的直线移动机构包括设置在所述桌面板上的导轨、与所述导轨滑动配合的移动板；所述的丝杆驱动机构包括丝杆、移动板连接块，所述移动板连接块一端与丝杆螺纹配合，另一端与移动板固定连接。进一步地，所述的冷却装置包括冷却腔和冷却气管，所述缩口模具安装在所述冷却腔内，所述冷却腔的腔口与所述缩口模具的缩口定径段同轴，所述冷却气管连接至冷却腔内，工作时冷却气管内通入低温保护性气体，所述缩口模具的缩口定径段设置有模具通槽。低温保护性气体集聚腔内对旋缩模具进行冷却并防止缩口金属管发生氧化，模具设置通槽进一步提高冷却及防氧化效果。进一步地，所述放置板远离料斗的一端还固定有倾斜一定角度的落料杆，所述落料杆的最低端下方设置有位于桌面板上的落料盒。进一步地，所述的管材夹紧机构由上至下依次包括竖置的缩口压紧气缸、固定在所述缩口压紧气缸活塞杆下端的上夹紧块、固定在桌面板上的下夹紧块，所述的缩口压紧气缸通过支撑板固定在桌面板上，所述上夹紧块上设置有弧形上夹紧块凹槽，所述的下夹紧块上相对地设置有弧形的下夹紧块凹槽，所述下夹紧块两侧设置有缩口导向V块，所述缩口导向V块的上端设置有缩口V槽。进一步地，所述的焊接机构包括焊枪机构、金属管压紧转动机构，所述焊枪机构由上至下依次连接的焊枪、Z-Y向二维移动的调节滑台、沿焊接导轨直线滑动的焊接滑块、沿X向固定在桌面板上的焊接导轨；所述的金属管压紧转动机构包括焊接下压气缸、压紧滚轮、主动滚轮、从动滚轮、转动电机、同步带，所述的焊接下压气缸通过支撑板固定在桌面板上，所述压紧滚轮固定在所述焊接下压气缸的伸缩杆末端，所述的主动滚轮和从动滚轮相邻地转动设置在位于所述压紧滚轮正下方的支座上，所述的转动电机通过同步带与主动滚轮驱动连接。进一步地，所述的主动滚轮一端同轴地设置有小齿轮，所述支座上同轴地转动设置有同步带轮和大齿轮，所述大齿轮与小齿轮相啮合。本方案在焊接处采用同步带、同步带轮、大齿轮、小齿轮传动结构，使得主动滚轮外径可选足够小，这样才能焊很小的金属管，因主动滚轮与小齿轮装在同一根轴上，主动滚轮必须略大于小齿轮，否者齿轮会刮到管，现有方案为直接同步带轮与主动滚轮同根轴，而同步带轮较大，这样金属管的外径要求较大才能相切到。进一步地，所述缩口机构、焊接机构的一侧分别固定设置有用于管材前端对齐的出料导向块和焊接导向块，所述出料导向块和焊接导向块形状相同且截面均呈直角梯形，其工作面沿金属管移动方向依次包括导向斜面、定位平面，所述金属管移动过程中，所述金属管的前端接触导向平面进行导向，最后前端与定位平面接触实现对齐。进一步地，所述的顶料机构包括顶料气缸、设置有两个滑块的横向距离调节导轨副、两根顶料杆，所述顶料气缸竖直固定在桌面板底面，所述横向距离调节导轨副固定在所述顶料气缸的顶料气缸移动块上，所述的两根顶料杆下端分别竖直固定在两个滑块上，上端穿过所述桌面板、料斗底板最低端且紧邻所述料斗挡板内侧面。相比现有技术，本技术的有益效果是：1.本技术将金属管的缩口工序及焊接工序集成一体，且两个工序在同一时间动作，减少生产人员工作量并提高了生产效率。2.在缩口模具上开通槽道并采用低温保护性气体（液氮或氮氢混合气等）对缩口模具进行冷却控温，保证缩口质量的同时可避免管材旋缩位置因高温发生氧化影响后续的焊接质量。而常规制作为在缩口与焊接工序分别单独执行，并在缩口与焊接工序间增加清洗工序，用于去除金属管缩口时高温产生的氧化膜。3.本技术采用触摸屏+PLC+伺服系统，调节简便，伺服系统有较高的定位精度且可实现任意位置定位，根据管材放置的初始位置与缩长要求，可快速设置最短行程，提高生产效率。另外，可通过程序控制仅实现缩口或焊接的单独动作。4.结构及动作的优化提高效率：a.执行缩口和焊接动作的同时执行出料动作，使管材置于管料放置块上等待下次进料；b.传送机构的同一传动动作实现了缩口与焊接工序的出料与各自下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属管缩口及焊接封口一体的自动装置，其特征在于：包括设置有桌面板（1）的机架（3）、设置在所述机架（3）上的料斗机构、缩口机构、焊接机构、传送机构及控制系统，所述的料斗机构包括料斗（20），所述料斗（20）包括倾斜设置的料斗底板（23）、通过横向导杆活动设置的料斗中间板（24）、竖直设置于料斗底板（23）最低端的料斗挡板（25）、倾斜设置在所述料斗挡板（25）顶部的L形管料放置块（26）；所述的缩口机构包括电主轴（40）、直线移动机构、管材夹紧机构、冷却装置、伺服电机（49）为动力的丝杆驱动机构，所述的电主轴（40）通过电主轴夹紧块固定在直线移动机构的移动部件上，所述电主轴（40）前端设置有缩口模具（67），所述冷却装置对缩口模具（67）进行冷却；所述的管材夹紧机构固定在桌面板（1）上且与所述缩口模具（67）相对设置，所述丝杆驱动机构的输出端与直线移动机构的移动部件驱动连接；所述的传送机构包括设置在桌面板（1）底面且顶端延伸至料斗内的顶料机构、固定在桌面板（1）上表面的两个X向直线移动机构、两根平行地设在所述X向直线移动机构输出端的放置板、Z‑Y向二维移动机构、固定在所述Z‑Y向二维移动机构输出端的传动杆（36）、位置可调地平行固定在所述传动杆（36）上且位于所述管材夹紧机构两侧的两根传送V杆（33），每根传送V杆（33）上均匀地间隔设置有若干顶料V槽，所述放置板分别位于两传送V杆（33）外侧面，每根放置板上均匀地间隔设置有若干顶料V槽；所述的控制系统包括电路连接的触摸屏（2）和PLC，所述触摸屏（2）用于设置金属管的缩口长度、电主轴前进速度和焊接参数，所述PLC根据触摸屏（2）输入的参数控制焊接机构、顶料机构、管材夹紧机构、Z‑Y向二维移动机构的动作及伺服电机（49）的转动圈数和转动速度。...

【技术特征摘要】
1.一种金属管缩口及焊接封口一体的自动装置，其特征在于：包括设置有桌面板（1）的机架（3）、设置在所述机架（3）上的料斗机构、缩口机构、焊接机构、传送机构及控制系统，所述的料斗机构包括料斗（20），所述料斗（20）包括倾斜设置的料斗底板（23）、通过横向导杆活动设置的料斗中间板（24）、竖直设置于料斗底板（23）最低端的料斗挡板（25）、倾斜设置在所述料斗挡板（25）顶部的L形管料放置块（26）；所述的缩口机构包括电主轴（40）、直线移动机构、管材夹紧机构、冷却装置、伺服电机（49）为动力的丝杆驱动机构，所述的电主轴（40）通过电主轴夹紧块固定在直线移动机构的移动部件上，所述电主轴（40）前端设置有缩口模具（67），所述冷却装置对缩口模具（67）进行冷却；所述的管材夹紧机构固定在桌面板（1）上且与所述缩口模具（67）相对设置，所述丝杆驱动机构的输出端与直线移动机构的移动部件驱动连接；所述的传送机构包括设置在桌面板（1）底面且顶端延伸至料斗内的顶料机构、固定在桌面板（1）上表面的两个X向直线移动机构、两根平行地设在所述X向直线移动机构输出端的放置板、Z-Y向二维移动机构、固定在所述Z-Y向二维移动机构输出端的传动杆（36）、位置可调地平行固定在所述传动杆（36）上且位于所述管材夹紧机构两侧的两根传送V杆（33），每根传送V杆（33）上均匀地间隔设置有若干顶料V槽，所述放置板分别位于两传送V杆（33）外侧面，每根放置板上均匀地间隔设置有若干顶料V槽；所述的控制系统包括电路连接的触摸屏（2）和PLC，所述触摸屏（2）用于设置金属管的缩口长度、电主轴前进速度和焊接参数，所述PLC根据触摸屏（2）输入的参数控制焊接机构、顶料机构、管材夹紧机构、Z-Y向二维移动机构的动作及伺服电机（49）的转动圈数和转动速度。2.根据权利要求1所述的金属管缩口及焊接封口一体的自动装置，其特征在于：所述的Z-Y向二维移动机构包括固定在所述桌面板（1）上的横向传动气缸（32）、固定在所述横向传动气缸（32）的横向传动气缸移动块（321）上的竖向传动气缸（34），所述传动杆（36）固定在所述竖向传动气缸（34）的输出端上；所述的X向直线移动机构包括固定在桌面板（1）上的放置板调节导轨（68）、沿所述放置板调节导轨（68）往复滑动的放置板调节滑块（69）、用于锁定所述放置板调节滑块（69）位置的锁紧手柄（70）、固定在所述放置板调节导轨（68）上的调节板固定支撑，所述放置板包括相互平行的前固定放置板（35）和后放置板（38），所述的前固定放置板（35）与调节板固定支撑固定连接，所述后放置板（38）固定在放置板调节滑块（69）上。3.根据权利要求1所述的金属管缩口及焊接封口一体的自动装置，其特征在于：所述的直线移动机构包括设置在所述桌面板（1）上的导轨（47）、与所述导轨（47）滑动配合的移动板（46）；所述的丝杆驱动机构包括丝杆（48）、移动板连接块，所述移动板连接块一端与丝杆（48）螺纹配合，另一端与移动板（46）固定连接。4.根据权利要求1所述的金属管缩口及焊接封口一体的自动装置，其特征在于：所述的冷却装置包括冷却腔（42）和冷却气管（422），所述缩口模具（67）安装在所述冷却腔（42）内，所述冷却腔（4...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光文，李勇，周文杰，何柏林，张闽，陈韩荫，陈创新，
申请(专利权)人：华南理工大学，广东新创意科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44