一种不锈钢管自动锯管装置及方法
阅读说明：本技术 一种不锈钢管自动锯管装置及方法 (Automatic stainless steel pipe sawing device and method ) 是由 庄建新 王春泉 于 2021-07-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种不锈钢管自动锯管装置,包括上料架(1)和上料输送辊道(2)、锯管机(3)、出料输送辊道(4)、出料顶升装置(5)和存料架(6),出料输送辊道(4)上设有一组相互配合的自动定位装置(7)和钢管检测装置(8),出料顶升装置(5)的驱动气缸(54)水平设置在出料输送辊道(4)的一侧,出料顶升装置(5)和存料架(6)之间设有一组过渡架(9),且其朝着存料架(6)的方向倾斜。本发明的优点是整个过程更加高效稳定,不仅提高了定位精度和工作效率,而且还可以保证钢板表面质量和产品性能。(The invention relates to an automatic stainless steel pipe sawing device which comprises a feeding frame (1), a feeding conveying roller way (2), a pipe sawing machine (3), a discharging conveying roller way (4), a discharging jacking device (5) and a material storage frame (6), wherein a group of automatic positioning devices (7) and steel pipe detection devices (8) which are matched with each other are arranged on the discharging conveying roller way (4), a driving cylinder (54) of the discharging jacking device (5) is horizontally arranged on one side of the discharging conveying roller way (4), and a group of transition frames (9) are arranged between the discharging jacking device (5) and the material storage frame (6) and incline towards the direction of the material storage frame (6). The invention has the advantages that the whole process is more efficient and stable, the positioning precision and the working efficiency are improved, and the surface quality and the product performance of the steel plate can be ensured.)
技术领域
本发明涉及不锈钢管生产
技术领域
，尤其是一种不锈钢管自动锯管装置及方法。背景技术
目前，行业中越来越多的不锈钢管生产企业，将原本相对独立的切管设备与前后工序并线，大大提高了生产效率。钢管经上道工序，被输送到上料存料区域，在人工完成定尺寸工装夹具检查和安装工作后，将钢管自动上料到输送辊道上，然后输送辊道将钢管输送到待切割辊道上；当钢管一端抵达定位端后，操作者下达切割指令，锯管机对钢管进行切割工作；完成切割后，自动出料装置将钢管自动出料至存料装置内；操作者再将存料装置内的钢管吊运至其他区域进行钢管端部去毛刺工作。
但是在实际使用过程中，也发现存在不少的问题。比如：
(1)在上道工序完成后，钢管被输送到上料段。对于钢管从上料段转移到上料段输送辊道，目前大多数的锯管设备采用自动上料。但是，这种自动上料速度过快，导致钢管和钢管之间、钢管和辊道之间存在比较明显的磕碰，会影响表面质量和产品性能；
(2)目前，市场上大部分锯管设备在完成钢管定尺寸切割后，需要对钢管进行“顶升”和“抬离”。为了满足上述要求，大多数的设备制造商采用气缸顶升出力的方式，但是，由于气缸顶升出力的自身特点，导致钢管在“顶升”、“抬离”过程中出现比较明显的晃动和磕碰；
(3)需要频繁的人工介入，介入到不同长度钢管的定位工作，这种手动定位存在定位精度差和工作效率低的问题；
(4)钢管被输送到指定尺寸的定位工装后，判断钢管是否到位主要依靠人员肉眼识别。过早识别到位，就会导致切割后的钢管长度不足；过晚的识别到位，导致钢管在输送辊道上滑行，钢管表面会出现不同程度的擦伤，影响产品的外观与性能；
(5)钢管在完成定尺寸定位后，操作人员手动操作，启动锯管机切。这种时间间隔的存在，在大批量、长时间累计情况下，大大降低了生产效率；
(6)钢管完成定尺寸切割后，直接进入到钢管的存料工序。钢管切割端部毛刺的去除工作成为了难题，往往需要将存料段的钢管调运至其他场地，再进行去毛刺工作；这种做法不仅占用了额外的场地，而且大大降低了工作效率；
(7)由于钢管从“顶升”和“抬离”到“存料段”，势必导致钢管以一定的高度和角度，滚落到“存料段”，将会增大钢管与钢管之间的磕碰力度，形成程度比较严重的碰伤。
发明内容
本发明目的就是为了解决现有锯管设备存在的上述问题，提供了一种不锈钢管自动锯管装置，使整个过程更加高效稳定，不仅提高了定位精度和工作效率，而且还可以保证钢板表面质量和产品性能。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种不锈钢管自动锯管装置，包括上料架和上料输送辊道、锯管机、出料输送辊道、出料顶升装置和存料架，上料架的表面设为水平结构，且其分为短管上料区和辅助上料区，短管上料区和辅助上料区之间设有第一施工位，以用于分别适应短管和长管的平缓人工上料；
出料输送辊道上设有一组相互配合的自动定位装置和钢管检测装置，自动定位装置包括顶升气缸、导向杆、钢管挡板和限位块，顶升气缸和导向杆均连接于出料输送辊道的下方，且导向杆设于顶升气缸的两侧，顶升气缸上端的活塞杆和导向杆均竖直向上且与钢管挡板相连，钢管挡板与工作辊相互平行设置，以用于通过顶升气缸将挡板顶起对产品进行定位；
钢管挡板的两端分别设有一对相配合的限位块，限位块连接在出料输送辊道的两侧，且钢管挡板的两端均设于每对限位块之间，以用于对挡板两侧进行导向和限位、以此来承受钢管的冲击；
钢管检测装置包括一组位置传感器和传感器支架，传感器支架连接在出料输送辊道的两侧，每个传感器支架上均设有位置传感器，位置传感器正对着钢管挡板的上方设置，以用于当钢管到位时发出信号使锯管机运作；
出料输送辊道上还设有一组出料顶升装置，出料顶升装置包括顶升板、转动摆臂、伸缩杆和驱动气缸，出料输送辊道的两侧分别设有一组对应配合的支撑轴承，每对支撑轴承之间连有一根与工作辊平行的支撑轴，顶升板的一侧设为水平侧、另一侧设为坡面侧，其水平侧与支撑轴相连且二者的轴线相互平行，顶升板的一端与转动摆臂铰接，转动摆臂的另一端与伸缩杆铰接，伸缩杆和驱动气缸均水平设置在出料输送辊道的一侧，伸缩杆的一端与驱动气缸的活塞杆端相连，以用于通过气缸带动伸缩杆平移、从而带动顶升板由水平位置转至竖直位置；
出料顶升装置和存料架之间设有一组过渡架，过渡架朝着存料架的方向倾斜，且出料输送辊道中部的侧面设有第三施工位，以用于对过渡架上的钢管进行去毛刺人工处理。
进一步地，所述上料架为一组型钢架，型钢架的上表面设有第一防磨层，以用于降低摩擦、减轻钢管与型材之间的磕碰。
进一步地，所述顶升板的坡面侧的上表面设有第二防磨层，以用于减轻钢管与顶升板之间磕碰。
进一步地，第一防磨层和第二防磨层均为聚四氟乙烯层或尼龙条。
进一步地，所述上料输送辊道与锯管机之间设有第二施工位，以便于辅助短管上料。
进一步地，所述限位块为L型，每对限位块为相对设置，以便于钢管挡板夹在两个背对背设置的限位块之间。
进一步地，所述顶升气缸和驱动气缸均自带磁性开关。
进一步地，所述顶升板的坡面侧较低的一端朝向过渡架设置，以便于钢板由出料输送辊道一侧滑向过渡架上。
进一步地，所述自动定位装置和钢管检测装置等间距地均布在出料输送辊道上，以用于满足不同长度钢管的切割要求。
为了进一步实现本发明的目的，还提供了一种不锈钢管自动锯管方法，所用装置包括上料架和上料输送辊道、锯管机、出料输送辊道、出料顶升装置、存料架、自动定位装置、钢管检测装置和过渡架，具体步骤如下，包括：
(1)上一道流程完成后，钢管进入锯管生产线的上料架，在上料段的第一施工位或第二施工位上，人工将钢管上料至上料输送辊道上；
(2)根据生产指令，不同长度对应的自动定位装置启动，并完成相应动作；
(3)系统检测到自动定位装置到位后，上料输送辊道和出料输送辊道启动运行，钢管往指定位置运行；
(4)当钢管检测装置检测到钢管达到指定位置后，上料输送辊道和出料输送辊道停止运行，锯管机启动；
(5)钢管完成切割后，出料顶升装置启动，将钢管顶升、抬离至过渡段；
(6)在出料过渡段，人员在第二施工位或第三施工位对钢管的切割端面进行去毛刺工作，同时沿着倾斜的过渡架将钢管手动下料到存料架上；
(7)当存料架中积存一定数量的钢管后，对钢管实施吊离工作。
与现有技术相比，本发明的技术方案的优点具体在于：
(1)取消了将上料段的自动化，改为人工介入，同时上料架的机械结构为水平结构，使钢管以平缓、低速的状态进入到上料段输送辊道中，防止了高速移动产生的磕碰，保证了钢管的表面质量；
(2)出料顶升装置采用气缸水平出力的方式，结合连杆结构，实现了钢管平稳的顶升与抬离，使得整个过程更加稳定高效；
(3)全自动化的定位工装提高了工作的效率和精度，降低了人工定位的出错率；
(4)钢管检测装置可以实时、在线检测钢管在出料输送辊道上的位置，当检测到钢管到位后，检测到位信号被送入PLC中，出料输送辊道自动停止运行，同时启动锯管机，自动化水平高；
(5)在顶升、抬离工序和存料段之间新增出料过渡段，过渡架采用轻微倾斜结构，充分减缓了钢管从抬离段获得的速度；同时，结合钢管在出料过渡段的低速特点，实施人工介入的措施，在该段对钢管的切割端部实施去毛刺工作，提高产品的性能和质量；
(6)在完成钢管端部去毛刺处理后，利用人工对钢管施加微小推力，即可使钢管低速进入到存料段内，省时省力。
附图说明
图1为本发明的不锈钢管自动锯管装置的整体结构示意图；
图2为本发明的上料架和上料输送辊道的结构图；
图3为本发明的出料输送辊道和过渡架、存料架的结构图；
图4为图2的A向视图；
图5为本发明的出料顶升装置在未工作状态下的结构示意图；
图6为图5的B向视图；
图7为本发明的出料顶升装置在工作状态下的结构示意图；
图8为图3的C向视图；
图9为本发明的自动定位装置的侧视图；
图10为本发明的自动定位装置的正视图；
图11为本发明的自动定位装置的俯视图；
图12为本发明的出料输送辊道的局部结构立体图。
具体实施方式
实施例1
为使本发明更加清楚明白，下面结合附图对本发明的一种不锈钢管自动锯管装置及方法进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1一种不锈钢管自动锯管装置，包括上料架1和上料输送辊道2、锯管机3、出料输送辊道4、出料顶升装置5和存料架6，其特征在于：
参见图1、图2和图4，上料架1的表面设为水平结构，上料架1为一组型钢架100，型钢架100的上表面设有第一防磨层101，以用于降低摩擦、减轻钢管与型材之间的磕碰；
参见图2，上料架1分为短管上料区1a和辅助上料区1b，短管上料区1a和辅助上料区1b之间设有第一施工位10，以用于分别适应短管和长管的平缓人工上料；
上料输送辊道2与锯管机3之间设有第二施工位11，以便于辅助短管上料；
参见图1、图3，出料输送辊道4上设有一组相互配合的自动定位装置7和钢管检测装置8，二者等间距地均布在出料输送辊道4上，以用于满足不同长度钢管的切割要求；
参见图5、图6、图9～12，自动定位装置7包括顶升气缸71、导向杆72、钢管挡板73和限位块74，顶升气缸71和导向杆72均连接于出料输送辊道4的下方，且导向杆72设于顶升气缸71的两侧，顶升气缸71上端的活塞杆和导向杆72均竖直向上且与钢管挡板73相连，钢管挡板73与工作辊相互平行设置，以用于通过顶升气缸将挡板顶起对产品进行定位；
钢管挡板73的两端分别设有一对相配合的限位块74，其为L型，限位块74连接在出料输送辊道4的两侧，每对限位块74为相对设置，且钢管挡板73的两端均设于每对限位块74之间，以用于对挡板两侧进行导向和限位、以此来承受钢管的冲击；
钢管检测装置8包括一组位置传感器81和传感器支架82，传感器支架82连接在出料输送辊道4的两侧，每个传感器支架82上均设有位置传感器81，位置传感器81正对着钢管挡板73的上方设置，以用于当钢管到位时发出信号使锯管机运作；
参见图1、图3、图5～7，出料输送辊道4上还设有一组出料顶升装置5，出料顶升装置5包括顶升板51、转动摆臂52、伸缩杆53和驱动气缸54，出料输送辊道4的两侧分别设有一组对应配合的支撑轴承4a，每对支撑轴承4a之间连有一根与工作辊平行的支撑轴4b，顶升板51的一侧设为水平侧、另一侧设为坡面侧，其水平侧与支撑轴4b相连且二者的轴线相互平行，顶升板51的坡面侧较低的一端朝向过渡架9设置，以便于钢板由出料输送辊道一侧滑向过渡架上；
顶升板51的一端与转动摆臂52铰接，转动摆臂52的另一端与伸缩杆53铰接，伸缩杆53和驱动气缸54均水平设置在出料输送辊道4的一侧，伸缩杆53的一端与驱动气缸54的活塞杆端相连，以用于通过气缸带动伸缩杆平移、从而带动顶升板由水平位置转至竖直位置；
顶升板51的坡面侧的上表面设有第二防磨层51a，第一防磨层101和第二防磨层51a均为聚四氟乙烯层或尼龙条，以用于减轻钢管与顶升板之间磕碰；
参见图1、图3、图8，出料顶升装置5和存料架6之间设有一组过渡架9，过渡架9朝着存料架6的方向倾斜，且出料输送辊道4中部的侧面设有第三施工位12，以用于对过渡架上的钢管进行去毛刺人工处理。
本发明中，顶升气缸71和驱动气缸54均自带磁性开关，可以检测和判断出料顶升装置5和自动定位装置7的工作状态和气缸到位情况。
本发明中，上料架1的高度尽可能的降低，使得上料架1与上料输送辊道2之间的高度差尽可能减小，减轻钢管与上料输送辊道的输送辊之间的磕碰力度。
本发明中，上料架1被分为短管上料区1a和辅助上料区1b，短管上料区1a可以允许相对较短的钢管上料，当遇到相对较长的钢管上料时，可将短管上料区1a和辅助上料区1b共同使用，同时第一施工位10和第二施工位11还可允许工人对短管和长管实施上料操作。
参见图5～7，驱动气缸54伸出，使得顶升板51由水平状态转变为竖直状态，间隔布置的顶升板51将完成切割工序的钢管从出料输送辊道4顶升，利用顶升板51自身带倾斜的结构特点，将钢管抬离、输送到出料的过渡架9上。
本发明中，导向杆72可以使顶升气缸71的顶升过程更加平稳，为了承受住钢管对钢管挡板73的冲击力，在出料输送辊道4的本体支架上焊接有限位块74，对钢管挡板73的两侧进行导向和限位，以此来承受钢管的冲击。
本实施例中，使用上述装置进行不锈钢管自动锯管方法如下，所用装置包括上料架1和上料输送辊道2、锯管机3、出料输送辊道4、出料顶升装置5、存料架6、自动定位装置7、钢管检测装置8和过渡架9，其特征在于，包括：
上一道流程完成后，钢管进入锯管生产线的上料架1，在上料段的第一施工位10或第二施工位11上，人工将钢管上料至上料输送辊道2上；根据生产指令，不同长度对应的自动定位装置7启动，并完成相应动作；系统检测到自动定位装置7到位后，上料输送辊道2和出料输送辊道4启动运行，钢管往指定位置运行；当钢管检测装置8检测到钢管达到指定位置后，上料输送辊道2和出料输送辊道4停止运行，锯管机3启动；钢管完成切割后，出料顶升装置5启动，将钢管顶升、抬离至过渡架9；在出料过渡段，人员在第二施工位11或第三施工位12对钢管的切割端面进行去毛刺工作，同时沿着倾斜的过渡架9将钢管手动下料到存料架6上；当存料架6中积存一定数量的钢管后，对钢管实施吊离工作。
本发明将原本钢管从上料段自动上料到上料输送辊道的工作，改为人工操作，且上料段改为水平结构；同时具备全自动定位装置和钢管位置检测系统；此外，优化了出料顶升装置，采用“水平出力气缸”和“连杆机构”相互配合的方式；最后在存料段之前，新增出料过渡段，人工在过渡段对钢管实施去毛刺工作。不仅提高了工作效率和精度，而且还保证了产品的质量。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
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