一种薄壁金属管单端多列圆周孔自动加工方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种薄壁金属管单端多列圆周孔自动加工方法及装置，包括冲床、用于将薄壁金属管夹紧和定位并将薄壁金属管自动送入冲床中的薄壁机械手、用于将未加工的薄壁金属管推送入薄壁机械手中并将加工完成的薄壁金属管从薄壁机械手推入到下料通道中的推料装置、用于薄壁金属管下料的下料通道、用于控制整个装置的控制台；以及用于制成送料装置、推料装置和下料装置的机架主体；本发明专利技术利用与冲床的上模具同脉冲运动圆盘上设置圆弧槽，并利用光电传感器检测该圆弧槽的信号来识别冲床上模具的状态，从而保证薄壁金属管每次转动的时间与上模具配合，避免在冲压过程中转动薄壁金属管对其造成的损伤，从而极大程度上提高了加工效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及管状工件加工领域，更具体的说，尤其涉及一种薄壁金属管单端多列圆周孔自动加工方法及装置。
技术介绍
在机械加工领域，经常需要对薄壁金属管的单端进行各种各样的特定要求的加工。薄壁金属管需要通过上料设备或人工手动运送到加工位置，然后经夹紧装置固定后再由加工装置进行加工；若需要对薄壁金属管一端的一整圈进行加工，例如需要对单端冲出多列圆周孔，还需要能够驱动薄壁金属管转动的转动驱动装置。由于冲床通常是高速冲床，冲床冲孔的过程通常是每秒钟冲孔好几次，但是冲床的初始状态下冲床的上模具的位置以及上模具的运动状态是不一定的，如果在冲床的上模具正在冲孔的过程中对薄壁金属管进行转动，则会对薄壁金属管产生损伤。如何保证冲床的上模具离开薄壁金属管的瞬间再对薄壁金属管进行转动是薄壁金属管圆周孔加工的一项难题。由于冲床并不是断断续续发出的单个脉冲，而是发出连续脉冲进行冲孔的，因此冲床的上模具始终保持上下来回运动的状态，因此很了了解冲床的上模具的当前位置，或者无法了解冲床的上模具是在上升还是在下降的过程中，因此，何时应该对薄壁金属管进行转动难以确定。现有的做法通常是设置于冲床的上模具同步升降的随动机构，并在冲床的上模具的随动机构上安装接近开关，当接近开关检测到信号时表示冲床的上模具在某一特定的位置。然而这种方法并不能了解冲床的上模具是在向上运动的过程还是在向下运动的过程，因此无法作为判断薄壁金属管转动的依据。若是按照每运动一段时间转动一次的方式来确定转动时间，则在长时间工作后往往会产生较大的误差，导致加工的质量严重下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述问题而提供一种薄壁金属管单端多列圆周孔自动加工方法及装置，该方法能够准确的在上模具向上运动的过程中对薄壁金属管进行转动，并能够准确的
对薄壁金属管进行装夹，具有自动化程度高、自动送料、定心精度高、转动度数精确的优点。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种薄壁金属管单端多列圆周孔自动加工方法，包括如下步骤：1)利用推料装置将薄壁金属管推入送料机械手中，送料机械手通过左右两组压紧轮模块对薄壁金属管的两端进行夹紧定位；每组压紧轮模块均包括四个呈方形分布在同一个竖直平面内的压紧轮，该竖直平面垂直于烟管的轴线，其中每个上端的压紧轮能够绕一根水平设置的转动臂在0～90°内转动，并且在转动臂上安装将转动臂复位到水平位置的复位弹簧；2)第一物料检测探头检测到薄壁金属管已经进入送料机械手的信号，并将信号传输到控制台中，由控制台控制丝杠驱动模块运动，从而带动三爪卡盘向冲床方向移动，带动薄壁金属管向冲床方向移动；丝杠驱动模块的丝杠驱动电机以力矩模式运动，一直到薄壁金属管的一端完全进入冲床内；3)向卡盘驱动气缸中供气，三爪卡盘张开，将薄壁金属管的装夹端的内壁夹紧；4)丝杠驱动电机以位移模式反向转动，将薄壁金属管向后运动指定距离，同时以力矩模式卡盘驱动电机转动，卡盘驱动电机转动一段形成后被设置在卡盘驱动电机上的挡块限制住无法移动，此位置即为薄壁金属管的加工零位；5)启动冲床，冲床的上模具落下，在薄壁金属管上冲出一列圆周孔；冲床的上模具完成冲孔并离开薄壁金属管的瞬间，设置冲床上的光电传感器检测到与冲床的上模具同脉冲转动的圆盘上的圆弧槽信号，此时将该信号反馈到控制台，由控制台控制卡盘驱动电机转动指定角度a；6)重复步骤5，冲床的上模具连续运动，每次光电传感器检测到圆盘上的圆弧槽信号即通过控制台控制卡盘驱动电机转动指定角度a；当完成指定次数n次时，光电传感器再次检测到圆盘上的圆弧槽信号时，冲床停止运动；7)停止卡盘驱动气缸的供气，丝杠驱动电机反向转动，带动薄壁金属管往回运动；薄壁
金属管的夹紧端压紧送料机械手的推板，当推板在限位装置的作用下到达极限位置时三爪卡盘继续运动，直至三爪卡盘完全脱离薄壁金属管的夹紧端；8)推料装置启动，将未加工的薄壁金属管推送入薄壁机械手中，同时将加工完成的薄壁金属管从薄壁机械手顶出到下料通道中，下料通道中的第二物料传感器检测加工完成的薄壁金属管是否金属到下料通道中，若已进入，则完成单根薄壁金属管的加工。进一步的，圆盘的圆弧孔位置通过手摇设置，将圆盘装在冲床上后，手摇圆盘带动冲床的上模具运动，将上模具完成冲压离开下模具的瞬间光电传感器正对的位置与圆盘的圆弧孔位置对应。一种薄壁金属管单端多列圆周孔自动加工装置，包括用于对薄壁金属管的加工端进行冲孔的冲床、用于将薄壁金属管夹紧和定位并将薄壁金属管自动送入冲床中的薄壁机械手、用于将未加工的薄壁金属管推送入薄壁机械手中并将加工完成的薄壁金属管从薄壁机械手推入到下料通道中的推料装置、用于薄壁金属管下料的下料通道、用于控制整个装置的控制台；以及用于制成所述送料装置、推料装置和下料装置的机架主体；所述冲床上设有圆盘和光电传感器，圆盘固定在冲床上并随着冲床的上模具同脉冲运动，圆盘转动一周冲床完成一个脉冲的运动，上模具来运动一次，圆盘上开设有与圆盘同圆心设置的圆弧槽；光电传感器用于检测上圆盘上的圆弧槽；所述薄壁机械手包括：底板；用于装夹薄壁金属管装夹端的内壁的三爪卡盘；连接三爪卡盘并驱动所述三爪卡盘张开与收缩的卡盘驱动气缸；用于驱动卡盘驱动气缸和三爪卡盘共同转动从而带动薄壁金属管的转动的卡盘驱动电机；用于驱动三爪卡盘、卡盘驱动电机、卡盘驱动气缸和薄壁金属管组成的整体沿直线方向运动，实现薄壁金属管向冲床方向进给的丝杠驱动模块；通过三根与卡盘驱动气缸固定的螺杆进行支撑并用于支撑所述薄壁金属管的装夹端的推板；用于将推板的运动范围限制在固定行程内的限位装置；用于对薄壁金属管两端定位的两组压紧轮模块，每组压紧轮模块均包括呈方形分布在同一个竖直平面内的四个压紧
轮和固定四个压紧轮的拱门，每组压紧轮模块中下端的两个压紧轮通过下端连接座固定在拱门上，上端的两个压紧轮固定在可绕拱门旋转的转动臂的一端，转动臂水平设置且转动臂上设有复位弹簧；所述机架主体上设置有第一物料检测探头和零位检测探头，第一物料检测探头设置在两端的压紧轮模块之间，用于检测两个压紧轮之间是否存在薄壁金属管；零位检测探头用于检测薄壁金属管的零位；所述下料通道上设有第二物料检测探头，第二物料检测探头用于检测薄壁机械手中的薄壁金属管是否顺利推出。进一步的，其中一组压紧轮模块与卡盘驱动气缸固定连接，在丝杠驱动模块的作用下与三爪卡盘、卡盘驱动电机、卡盘驱动气缸和薄壁金属管组成的整体同步运动。进一步的，所述限位装置包括限位板和限位阶梯孔，限位板固定在机架主体上，所述限位板上设置有若干平行于所述螺杆的限位阶梯杆，所述限位阶梯杆的左端直径小于右端直径，其中一个拱门上设有与所述限位阶梯杆位置一一对应的限位孔，所述限位孔的直径大于限位阶梯杆的左端直径并小于限位阶梯杆的右端直径，第二弹簧处于非伸缩状态时限位阶梯杆的左端端部刚好抵在所述推板上。进一步的，所述丝杠驱动装置包括滚珠丝杠、丝杠驱动电机、直线导轨、滑动座、丝杠螺母和丝杠螺母连接板，所述直线导轨固定在底座上，滑动座套装在所述直线导轨上，所述拱门包括第一拱门和第二拱门，第二拱门固定在滑动座上，第一拱门固定在直线导轨的左侧端部，所述第一拱门和第二拱门上设有等大的圆形通孔，三爪卡盘和烟管的直径均小于所述圆形通孔的直径；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄壁金属管单端多列圆周孔自动加工方法，其特征在于：包括如下步骤：1)利用推料装置(2)将薄壁金属管(31)推入送料机械手中，送料机械手通过左右两组压紧轮(17)模块对薄壁金属管(31)的两端进行夹紧定位；每组压紧轮(17)模块均包括四个呈方形分布在同一个竖直平面内的压紧轮(17)，该竖直平面垂直于烟管的轴线，其中每个上端的压紧轮(17)能够绕一根水平设置的转动臂(19)在0～90°内转动，并且在转动臂(19)上安装将转动臂(19)复位到水平位置的复位弹簧；2)第一物料检测探头检测到薄壁金属管(31)已经进入送料机械手的信号，并将信号传输到控制台(105)中，由控制台(105)控制丝杠驱动模块运动，从而带动三爪卡盘(4)向冲床(101)方向移动，带动薄壁金属管(31)向冲床(101)方向移动；丝杠驱动模块的丝杠驱动电机(8)以力矩模式运动，一直到薄壁金属管(31)的一端完全进入冲床(101)内；3)向卡盘驱动气缸(5)中供气，三爪卡盘(4)张开，将薄壁金属管(31)的装夹端的内壁夹紧；4)丝杠驱动电机(8)以位移模式反向转动，将薄壁金属管(31)向后运动指定距离，同时以力矩模式卡盘驱动电机(6)转动，卡盘驱动电机(6)转动一段形成后被设置在卡盘驱动电机(6)上的挡块限制住无法移动，此位置即为薄壁金属管(31)的加工零位；5)启动冲床(101)，冲床(101)的上模具落下，在薄壁金属管(31)上冲出一列圆周孔；冲床(101)的上模具完成冲孔并离开薄壁金属管(31)的瞬间，设置冲床(101)上的光电传感器(108)检测到与冲床(101)的上模具同脉冲转动的圆盘(107)上的圆弧槽信号，此时将该信号反馈到控制台(105)，由控制台(105)控制卡盘驱动电机(6)转动指定角度a；6)重复步骤5，冲床(101)的上模具连续运动，每次光电传感器(108)检测到圆盘(107)上的圆弧槽信号即通过控制台(105)控制卡盘驱动电机(6)转动指定角度a；当完成指定次数n次时，光电传感器(108)再次检测到圆盘(107)上的圆弧槽信号时，冲床(101)停止运动；7)停止卡盘驱动气缸(5)的供气，丝杠驱动电机(8)反向转动，带动薄壁金属管(31)往回运动；薄壁金属管(31)的夹紧端压紧送料机械手的推板(23)，当推板(23)在限位装置的作用下到达极限位置时三爪卡盘(4)继续运动，直至三爪卡盘(4)完全脱离薄壁金属管(31)的夹紧端；8)推料装置(2)启动，将未加工的薄壁金属管(31)推送入薄壁机械手(103)中，同时将加工完成的薄壁金属管(31)从薄壁机械手(103)顶出到下料通道(104)中，下料通道(104)中的第二物料传感器检测加工完成的薄壁金属管(31)是否金属到下料通道(104)中，若已进入，则完成单根薄壁金属管(31)的加工。...

【技术特征摘要】
1.一种薄壁金属管单端多列圆周孔自动加工方法，其特征在于：包括如下步骤：1)利用推料装置(2)将薄壁金属管(31)推入送料机械手中，送料机械手通过左右两组压紧轮(17)模块对薄壁金属管(31)的两端进行夹紧定位；每组压紧轮(17)模块均包括四个呈方形分布在同一个竖直平面内的压紧轮(17)，该竖直平面垂直于烟管的轴线，其中每个上端的压紧轮(17)能够绕一根水平设置的转动臂(19)在0～90°内转动，并且在转动臂(19)上安装将转动臂(19)复位到水平位置的复位弹簧；2)第一物料检测探头检测到薄壁金属管(31)已经进入送料机械手的信号，并将信号传输到控制台(105)中，由控制台(105)控制丝杠驱动模块运动，从而带动三爪卡盘(4)向冲床(101)方向移动，带动薄壁金属管(31)向冲床(101)方向移动；丝杠驱动模块的丝杠驱动电机(8)以力矩模式运动，一直到薄壁金属管(31)的一端完全进入冲床(101)内；3)向卡盘驱动气缸(5)中供气，三爪卡盘(4)张开，将薄壁金属管(31)的装夹端的内壁夹紧；4)丝杠驱动电机(8)以位移模式反向转动，将薄壁金属管(31)向后运动指定距离，同时以力矩模式卡盘驱动电机(6)转动，卡盘驱动电机(6)转动一段形成后被设置在卡盘驱动电机(6)上的挡块限制住无法移动，此位置即为薄壁金属管(31)的加工零位；5)启动冲床(101)，冲床(101)的上模具落下，在薄壁金属管(31)上冲出一列圆周孔；冲床(101)的上模具完成冲孔并离开薄壁金属管(31)的瞬间，设置冲床(101)上的光电传感器(108)检测到与冲床(101)的上模具同脉冲转动的圆盘(107)上的圆弧槽信号，此时将该信号反馈到控制台(105)，由控制台(105)控制卡盘驱动电机(6)转动指定角度a；6)重复步骤5，冲床(101)的上模具连续运动，每次光电传感器(108)检测到圆盘(107)上的圆弧槽信号即通过控制台(105)控制卡盘驱动电机(6)转动指定角度a；当完成指定次数n次时，光电传感器(108)再次检测到圆盘(107)上的圆弧槽信号时，冲床(101)停
\t止运动；7)停止卡盘驱动气缸(5)的供气，丝杠驱动电机(8)反向转动，带动薄壁金属管(31)往回运动；薄壁金属管(31)的夹紧端压紧送料机械手的推板(23)，当推板(23)在限位装置的作用下到达极限位置时三爪卡盘(4)继续运动，直至三爪卡盘(4)完全脱离薄壁金属管(31)的夹紧端；8)推料装置(2)启动，将未加工的薄壁金属管(31)推送入薄壁机械手(103)中，同时将加工完成的薄壁金属管(31)从薄壁机械手(103)顶出到下料通道(104)中，下料通道(104)中的第二物料传感器检测加工完成的薄壁金属管(31)是否金属到下料通道(104)中，若已进入，则完成单根薄壁金属管(31)的加工。2.根据权利要求1所述的一种薄壁金属管单端多列圆周孔自动加工方法，其特征在于：圆盘(107)的圆弧孔位置通过手摇设置，将圆盘(107)装在冲床(101)上后，手摇圆盘(107)带动冲床(101)的上模具运动，将上模具完成冲压离开下模具的瞬间光电传感器(108)正对的位置与圆盘(107)的圆弧孔位置对应。3.一种薄壁金属管单端多列圆周孔自动加工装置，其特征在于：包括用于对薄壁金属管(31)的加工端进行冲孔的冲床(101)、用于将薄壁金属管(31)夹紧和定位并将薄壁金属管(31)自动送入冲床(101)中的薄壁机械手(103)、用于将未加工的薄壁金属管(31)推送入薄壁机械手(103)中并将加工完成的薄壁金属管(31)从薄壁机械手(103)推入到下料通道(104)中的推料装置(2)、用于薄壁金属管(31)下料的下料通道(104)、用于控制整个装置的控制台(105)；以及用于制成所述送料装置、推料装置(2)和下料装置的机架主体(106)；所述冲床(101)上设有圆盘(107)和光电传感器(108)，圆盘(107)固定在冲床(101)上并随着冲床(101)的上模具同脉冲运动，圆盘(107)转动一周冲床(101)完成一个脉冲的运动，上模具来运动一次，圆盘(107)上开设有与圆盘(107)同圆心设置的圆弧槽；光
\t电传感器(108)用于检测上圆盘(107)上的圆弧槽；所述薄壁机械手(103)包括：底板；用于装夹薄壁金属管(31)装夹端的内壁的三爪卡盘(4)；连接三爪卡盘(4)并驱动所述三爪卡盘(4)张开与收缩的卡盘驱动气缸(5)；用于驱动卡盘驱动气缸(5)和三爪卡盘(4)共同转动从而带动薄壁金属管(31)的转动的卡盘驱动电机(6)；用于驱动三爪卡盘(4)、卡盘驱动电机(6)、卡盘驱动气缸(5)和薄壁金属管(31)组成的整体沿直线方向运动，实现薄壁金属管(31)向冲床(101)方向进给的丝杠驱动模块；通过三根与卡盘驱动气缸(5)固定的螺杆(24)进行支撑并用于支撑所述薄壁金...

【专利技术属性】
技术研发人员：单晓杭，陈浪，陈金亮，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33