一種自動擴管機的製作方法

2023-09-17 14:50:40 3

本發明屬於機械自動化領域，涉及一種用於擴管的自動化加工設備，具體涉及一種由PLC控制的自動擴管機。

背景技術：

現有的擴管工作全部是由人工逐個加工完成，這種加工方式已經相當落後，不僅加工效率低，勞動強度大，加工成本高，而且由於純靠手工操作，因此難以保證加工質量，十分容易出不良品，加工一致性差。

技術實現要素：

為了彌補現有技術的不足，本發明旨在提供一種自動擴管機，以實現坯料管材的自動連續擴管加工，提高加工效率，降低勞動強度。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種自動擴管機，由工作檯、支撐架、送料機構、夾緊機構、落料機構、成型機構和控制設備組成；

所述支撐架包括一塊左支撐板和右支撐板，所述左支撐板和所述右支撐板分別固定在所述工作檯的工作檯面左右兩端，所述左支撐板的頂部與所述右支撐板的頂部通過橫梁連接塊設置有一根頂部橫梁；

所述送料機構包括一個送料架，所述送料架的前部固定在所述工作檯面上平面的後部，並位於所述支撐架中，所述送料架的頂部設置有一塊向前傾斜的下滑板，所述下滑板的上方設置有一塊向後傾斜的中滑板，所述中滑板的上方設置有一塊向前傾斜的上滑板，所述上滑板、所述中滑板和所述下滑板之間通過連接條固定連接；所述上滑板的前方設置有一塊前擋板，所述中滑板的前端與所述前擋板固定連接，所述上滑板的前端與所述前擋板之間留存有一根坯料管材寬度的空隙；所述中滑板的後方設置有一塊後擋板，所述下滑板的後端與所述後擋板固定連接，所述中滑板的後端與所述後擋板之間留存有一根所述坯料管材寬度的空隙；所述下滑板的前方設置有一個頂出機構，所述頂出機構包括一個豎直向上設置的頂出氣缸，所述頂出氣缸的驅動杆上設置有一塊頂出氣缸橫板，所述頂出氣缸橫板的上平面設置有兩塊前頂出板和兩塊後頂出板，兩塊所述前頂出板分別位於所述頂出氣缸橫板上平面的兩個前頂角上，兩塊所述後頂出板分別位於所述頂出氣缸橫板上平面的兩個後頂角上，兩塊所述後頂出板的上部嵌入所述下滑板的前端；

所述夾緊機構包括下部凹模和上部凹模，所述下部凹模設置在一塊下部凹模支撐板的頂部，所述下部凹模通過所述下部凹模支撐板設置在所述工作檯面上，所述下部凹模支撐板位於所述送料機構的正前方，所述下部凹模的後側端面與所述下滑板前端的端面相貼，所述下部凹模的上端面高於所述下滑板前端的上平面；所述下部凹模支撐板上開設有兩條豎直的開槽，所述下部凹模上開設有兩個上下貫穿的開孔，兩條所述開槽分別與兩個所述開孔相對應，兩塊所述前頂出板的中下部分別位於兩條所述開槽中，兩塊所述前頂出板的上部分別位於兩個所述開孔中；所述上部凹模位於所述下部凹模的上方，所述上部凹模的上端與一夾緊氣缸的驅動杆連接，所述夾緊氣缸豎直向下地設置在所述頂部橫梁上；

所述落料機構包括一個設置在所述工作檯面上落料架，所述落料架位於所述夾緊機構的正前方，所述落料架上設置有一塊向前傾斜的落料板，所述落料板的後端與所述下部凹模的前端相貼，所述落料板後端的位置高度與所述下部凹模前端的位置高度持平；所述落料板的前方設置有一塊向下傾斜的導向板，所述導向板通過導向板連杆固定在所述工作檯上，所述導向板頂端的位置高度低於所述落料板前端的位置高度，所述導向板底端的下方設置有一個成品箱；

所述成型機構包括成型頭油缸、成型頭和支撐釘，所述成型頭油缸水平向內地設置在所述左支撐板上，所述成型頭安裝在所述成型頭油缸的驅動杆上，所述成型頭與所述下部凹模處於同一垂直平面，所述成型頭的位置高度高於所述下部凹模的上平面，所述支撐釘水平向內地設置在所述右支撐板上，所述支撐釘與所述成型頭同軸；

所述控制設備包括一個用於控制各個機構的電氣控制櫃和按鈕臺，所述電氣控制櫃設置在所述工作檯的下部，所述按鈕臺通過按鈕臺連接杆設置在所述工作檯的一側，所述按鈕臺上設置有啟動按鈕和停止按鈕，所述電氣控制櫃與所述按鈕臺連接。

進一步的，所述工作檯還包括四根設置在所述工作檯面四個頂角下端的臺柱，相鄰的兩根所述臺柱之間均設置有加固橫梁。

進一步的，每根所述臺柱的底部均設置有一個萬向輪，方便所述工作檯的移動。

進一步的，所述工作檯長寬高的尺寸為1000mm*600mm*800mm，所述工作檯面離地高度為800mm,符合人機工程；所述臺柱選用100mm*50mm方管鋼材，所述工作檯面選用30mm的鋼板，整體強度高。

進一步的，所述左支撐板的頂部與所述右支撐板的頂部之間連接有兩根前後排列的支撐板連杆。

進一步的，所述送料架前部的下方設置有送料架固定板，所述送料架的前部通過所述送料架固定板安裝在所述工作檯面上。

進一步的，當所述頂出氣缸的驅動杆伸長時，兩塊所述後頂出板的頂部高於所述下滑板前端的上平面，且兩塊所述前頂出板的頂部高於所述下部凹模的上平面；當所述頂出氣缸的驅動杆回縮時，兩塊所述後頂出板的頂部與所述下滑板前端的上平面持平，且兩塊所述前頂出板的頂部低於所述下部凹模的上平面。

進一步的，當所述夾緊氣缸的驅動杆下壓時，所述上部凹模自上而下與所述下部凹模貼合，相互配合。

進一步的，所述落料架的底部設置有落料板支架固定塊，所述落料架通過所述落料板支架固定塊固定在所述工作檯面上。

進一步的，所述控制設備還包括一個指示燈，所述指示燈設置在所述支撐架上，所述電氣控制櫃與所述指示燈連接。

本發明的工作過程如下：

操作員將一批坯料管材放在上滑板上，坯料管材從上滑板自動滾下直到排滿上滑板、中滑板和下滑板。操作員按下按鈕臺中的啟動按鈕，指示燈亮起提示機器正在工作。

第一步，頂出氣缸工作，驅動頂出氣缸橫板、後頂出板、前頂出板向上運動，其中後頂出板將一根坯料管材從下滑板上頂起，落入後頂出板和前頂出板之間的凹槽中。與此同時，下一根坯料管材自動沿上滑板下滑至待加工位實現自動送料。

第二步，頂出氣缸工作，驅動頂出氣缸橫板、後頂出板、前頂出板和坯料管材向下運動，當後頂出板和前頂出板下降到下部凹模的上平面之下時，坯料管材自動滾落到下部凹模中。

第三步，夾緊氣缸工作，驅動上部凹模下壓夾緊坯料管材。

第四部，成型頭油缸工作，驅動成型頭向右運動壓將坯料管材擴管成型。

第五步，成型頭油缸再次工作，驅動成型頭向左退出。

第六步，頂出氣缸再次工作，驅動頂出氣缸橫板、後頂出板、前頂出板向上運動，其中前頂出板將已經完成擴孔成型的成品管件頂出下部凹模，使其落入落料板並滾下，然後沿導向板落入成品箱，至此就完成一個成品管件的生產。於此同時，後頂出板再將下一根坯料管材從下滑板上頂起，落入後頂出板和前頂出板之間的開槽中，進行下一次加工，重複上述步驟，成品箱內就不斷得到成品管件。

需要停止加工時，操作員按下按鈕臺上的停止按鈕，各油、氣缸復位並停止工作，指示燈熄滅。

本發明的有益效果是：

1、本發明實現全自動控制，造作簡單，需在送料架上補充放好坯料管材後，按啟動按鈕即可完成坯料管材的裝載、夾緊、擴孔、成品管件落料和收集五個工序，加工效率高，質量可靠，而且整臺設備只需要一位操作人員，勞動強度低，製造成本低。

2、本發明中的送料機構利用了坯料管材的自重實現了自動送料，本發明中的落料機構也利用了成品管材的自重自動完成成品管件的落料和收集，環保節能，進一步減輕工人勞動強度。

3、本發明中送料機構的頂出機構一次頂出就可同時完成坯料管材的裝載和成品管件的取出，提高了工作效率，保證了工人的安全。

4、本發明的指示燈用於提示機器設備工作狀態，使得機器設備的工作安全可靠。

4、本發明的成型機構採用液壓缸推動固定成型頭擴管，擴管的深度和尺寸穩定，加工質量好。

5、本發明採用下部凹模和右側的支撐釘對坯料管材進行定位，用夾緊氣缸下壓上部凹模進行夾緊，定位夾緊可靠。

6、本發明左側的成型頭向右頂出完成擴管操作，頂出操作採用液壓缸進行，動力性好，工作平穩，動作可靠，通過電氣控制成型頭的伸出量和伸出時間來控制擴管的深度和成型時間，位置準確，精度高，一致性好。

7、本發明工作檯的尺寸為1000mm*600mm*800mm，工作檯面離地距離為800mm,符合人機工程；工作檯框架選用100mm*50mm方管鋼材組裝而成，工作檯面選用30mm鋼板，整體強度高。

8、本發明工作檯底部設有滑輪，方便整臺設備的移動。

9、本發明的電氣控制櫃放在工作檯底部框架處，布局合理，整機結構緊湊，節省了佔地空間。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，並可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例並配合附圖詳細說明如後。本發明的具體實施方式由以下實施例及其附圖詳細給出。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明的整體結構示意圖；

圖2為本發明拆除導向板後的結構示意圖；

圖3為本發明拆除落料機構後的結構示意圖；

圖4為本發明拆除落料機構和夾緊機構後的結構示意圖；

圖5為本發明送料機構的結構示意圖；

圖6為本發明送料機構中頂出機構的結構示意圖；

圖7為本發明送料機構、夾緊機構、成型機構和部分落料機構的位置關係示意圖。

具體實施方式

下面將參考附圖並結合實施例，來詳細說明本發明。

參照圖1-7所示，一種自動擴管機，由工作檯、支撐架、送料機構、夾緊機構、落料機構、成型機構和控制設備組成；

參見圖1所示，所述工作檯包括一塊工作檯面3，所述工作檯面3四個頂角的下端分別設置有一根臺柱35，相鄰的兩根所述臺柱35之間均設置有加固橫梁36，每根所述臺柱35的底部均設置有一個萬向輪37；

所述工作檯長寬高的尺寸為1000mm*600mm*800mm，所述工作檯面3離地高度為800mm,符合人機工程；所述臺柱35選用100mm*50mm方管鋼材，所述工作檯面3選用30mm的鋼板，整體強度高；

參見圖1、2、7所示，所述支撐架包括一塊左支撐板1和右支撐板2，所述左支撐板1和所述右支撐板2分別固定在所述工作檯面3的左右兩端，所述左支撐板1的頂部與所述右支撐板2的頂部之間通過兩根前後設置的支撐板連杆38固定連接，所述左支撐板1的頂部與所述右支撐板2的頂部通過橫梁連接塊4設置有一根頂部橫梁5；

參見圖4、5、7所示，所述送料機構包括一個送料架6，所述送料架6前部的下方設置有送料架固定板39，所述送料架6的前部位於所述支撐架中，並通過所述送料架固定板39安裝在所述工作檯面3上平面的後部，所述送料架6的頂部設置有一塊向前傾斜的下滑板7，所述下滑板7的上方設置有一塊向後傾斜的中滑板8，所述中滑板8的上方設置有一塊向前傾斜的上滑板9，所述上滑板9、所述中滑板8和所述下滑板7之間通過連接條10固定連接；所述上滑板9的前方設置有一塊前擋板11，所述中滑板8的前端與所述前擋板11固定連接，所述上滑板9的前端與所述前擋板11之間留存有一根坯料管材12寬度的空隙；所述中滑板8的後方設置有一塊後擋板13，所述下滑板7的後端與所述後擋板13固定連接，所述中滑板8的後端與所述後擋板13之間留存有一根所述坯料管材12寬度的空隙；參見圖6所示，所述下滑板7的前方設置有一個頂出機構，所述頂出機構包括一個豎直向上設置的頂出氣缸14，所述頂出氣缸14的驅動杆上設置有一塊頂出氣缸橫板15，所述頂出氣缸橫板15的上平面設置有兩塊前頂出板16和兩塊後頂出板17，兩塊所述前頂出板16分別位於所述頂出氣缸橫板15上平面的兩個前頂角上，兩塊所述後頂出板17分別位於所述頂出氣缸橫板15上平面的兩個後頂角上，兩塊所述後頂出板17的上部嵌入所述下滑板7的前端；當所述頂出氣缸14的驅動杆伸長時，兩塊所述後頂出板17的頂部高於所述下滑板7前端的上平面，當所述頂出氣缸14的驅動杆回縮時，兩塊所述後頂出板17的頂部與所述下滑板7前端的上平面持平；

參見圖3和7所示，所述夾緊機構包括下部凹模18和上部凹模19，所述下部凹模18設置在一塊下部凹模支撐板20的頂部，所述下部凹模18通過所述下部凹模支撐板20設置在所述工作檯面3上，所述下部凹模支撐板20位於所述送料機構的正前方，所述下部凹模18的後側端面與所述下滑板7前端的端面相貼，所述下部凹模18的上端面高於所述下滑板7前端的上平面；所述下部凹模支撐板20上開設有兩條豎直的開槽，所述下部凹模18上開設有兩個上下貫穿的開孔，兩條所述開槽分別與兩個所述開孔相對應，兩塊所述前頂出板16的中下部分別位於兩條所述開槽中，兩塊所述前頂出板16的上部分別位於兩個所述開孔中；當所述頂出氣缸14的驅動杆伸長時，兩塊所述前頂出板16的頂部高於所述下部凹模18的上平面，當所述頂出氣缸14的驅動杆回縮時，兩塊所述前頂出板16的頂部低於所述下部凹模18的上平面；所述上部凹模19位於所述下部凹模18的上方，所述上部凹模19的上端與一夾緊氣缸21的驅動杆連接，所述夾緊氣缸21豎直向下地設置在所述頂部橫梁5上，當所述夾緊氣缸21的驅動杆下壓時，所述上部凹模19與所述下部凹模18相配合；

參見圖1、2、7所示，所述落料機構包括一個落料架22，所述落料架22通過其底部的落料板支架固定塊40設置在所述工作檯面3上，所述落料架22位於所述夾緊機構的正前方，所述落料架22上設置有一塊向前傾斜的落料板23，所述落料板23的後端與所述下部凹模18的前端相貼，所述落料板23後端的位置高度與所述下部凹模18前端的位置高度持平；所述落料板23的前方設置有一塊向下傾斜的導向板24，所述導向板24通過導向板連杆25固定在所述工作檯上，所述導向板24頂端的位置高度低於所述落料板23前端的位置高度，所述導向板24底端的下方設置有一個成品箱26；

參見圖1、2、4、7所示，所述成型機構包括成型頭油缸27、成型頭28和支撐釘29，所述成型頭油缸27水平向內地設置在所述左支撐板1上，所述成型頭28安裝在所述成型頭油缸27的驅動杆上，所述成型頭28與所述下部凹模18處於同一垂直平面，所述成型頭28的位置高度高於所述下部凹模18的上平面，所述支撐釘29水平向內地設置在所述右支撐板2上，所述支撐釘29與所述成型頭28同軸；

參見圖1所示，所述控制設備包括一個用於控制各個機構的電氣控制櫃30、按鈕臺31和指示燈41，所述電氣控制櫃30設置在所述工作檯的下部，所述按鈕臺31通過按鈕臺連接杆32設置在所述工作檯的一側，所述按鈕臺31上設置有啟動按鈕33和停止按鈕34，所述指示燈41設置在所述支撐架上，所述電氣控制櫃30分別與所述按鈕臺31和所述指示燈41連接。

本發明的工作過程如下：

操作員將一批坯料管材12放在上滑板9上，坯料管材12從上滑板9自動滾下直到排滿上滑板9、中滑板8和下滑板7。操作員按下按鈕臺31中的啟動按鈕33，指示燈41亮起提示機器正在工作。

第一步，頂出氣缸14工作，驅動頂出氣缸橫板15、後頂出板17、前頂出板16向上運動，其中後頂出板17將一根坯料管材12從下滑板7上頂起，落入後頂出板17和前頂出板16之間的開槽中。與此同時，下一根坯料管材12自動沿上滑板9下滑至待加工位實現自動送料。

第二步，頂出氣缸14工作，驅動頂出氣缸橫板15、後頂出板17、前頂出板16和坯料管材12向下運動，當後頂出板17和前頂出板16下降到下部凹模18的上平面之下時，坯料管材12自動滾落到下部凹模18中。

第三步，夾緊氣缸21工作，驅動上部凹模19下壓夾緊坯料管材12。

第四部，成型頭油缸27工作，驅動成型頭28向右運動壓將坯料管材12擴管成型。

第五步，成型頭油缸27再次工作，驅動成型頭28向左退出。

第六步，頂出氣缸14再次工作，驅動頂出氣缸橫板15、後頂出板17、前頂出板16向上運動，其中前頂出板16將已經完成擴孔成型的成品管件頂出下部凹模18，使其落入落料板23並滾下，然後沿導向板24落入成品箱26，至此就完成一個成品管件的生產。於此同時，後頂出板17再將下一根坯料管材12從下滑板7上頂起，落入後頂出板17和前頂出板16之間的開槽中，進行下一次加工，重複上述步驟，成品箱26內就不斷得到成品管件。

需要停止加工時，操作員按下按鈕臺31上的停止按鈕34，各油、氣缸復位並停止工作，指示燈41熄滅。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。