多功能管材加工成型设备的制作方法

本发明属于机械设备领域，特别是涉及一种多功能管材加工成型设备。

背景技术：

现有普通弯管材加工成型设备只能加工成型弹簧形螺旋管，且多为半自动操作，使用不方便，加工效率低，凭经验调节，加工精度不高，批量生产时产品的一致性差。

因此，有必要提供一种新的多功能管材加工成型设备来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种自动化程度高的多功能管材加工成型设备。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种多功能管材加工成型设备，其特征在于，其包括：

进料总成，包括夹持并推送管材的第一驱动轮和第二驱动轮、调节第二驱动轮位置的第一驱动件、和驱动第一驱动轮和第二驱动轮旋转的第二驱动件；

弯管总成，包括通过进退作用于从所述第一驱动轮和第二驱动轮输送过来的管材从而进行弯管作业的弯管轮、驱动所述弯管轮进退的第三驱动件；还包括通过上升、下降控制管材形成螺距的螺距滚轴和驱动所述螺距滚轴升降的第四驱动件；

控制总成，包括控制进料和弯管的数控中心和监控中心；监控中心包括检测第二驱动轮位移的第一传感器、检测所述弯管轮位移的第二传感器和设置于所述弯管轮一侧检测管材是否到位的第三传感器。

进一步的，所述进料总成还包括调节第一驱动轮位置的丝杆，所述第一驱动轮可拆卸式安装于丝杆上。

进一步的，所述第一驱动件为液压缸及与所述液压缸连接的液压源，第二驱动件包括驱动电机、与驱动电机连接的减速机、与减速机连接的两个传动齿轮，及与两个传动齿轮分别连接的两个传动万向联轴器。

进一步的，所述第一传感器为设置于所述第二驱动轮一侧的直线位移传感器。

进一步的，所述多功能管材加工成型设备还包括进料长度管理装置，其包括对管材具有压制作用的管材下压件、管材进料时驱动转动的计数滚轴和记录所述计数滚轴转动圈数的编码器。

进一步的，所述管材下压件包括凹型架、位于所述凹型架缺口内可上下移动的压杆，所述压杆的两端安装有调整块，调整块连接有弹簧。

进一步的，所述第三驱动件为步进电机和与步进电机连接的齿轮齿条，所述第二传感器为设置于弯管轮一侧的直线位移传感器，所述第三传感器为光电传感器。

进一步的，所述第一驱动轮、第二驱动轮和弯管轮均呈两头粗中间细的哑铃状，中间的圆弧状的凹陷。

进一步的，所述多功能管材加工成型设备还包括机架，所述进料总成、弯管总成和控制总成均安装于机架上。

与现有技术相比，本发明通过第一传感器检测第二驱动轮的位置，从而控制进料；通过第二传感器检测的位置检测弯管轮的位置，从而控制弯管；通过第三传感器检测管材是否到位，并通过数控中心的控制第一驱动件、第二驱动件和第三驱动件，实现了管材加工的自动化作业，自动化程度高，使用方便，加工效率高，可实现批量生产。

【附图说明】

图1为本发明多功能管材加工成型设备的结构示意图；

图2为图1所示多功能管材加工成型设备的部分结构示意图；

图3为图1所示多功能管材加工成型设备的另一部分结构示意图；

图4为图1所示多功能管材加工成型设备的再一部分结构示意图。

【具体实施方式】

本发明揭示一种多功能管材加工成型设备，其设计理念为如下：

一种多功能管材加工成型设备，其包括：

进料总成，包括夹持并推送管材的第一驱动轮和第二驱动轮、调节第二驱动轮位置的第一驱动件、和驱动第一驱动轮和第二驱动轮旋转的第二驱动件；

弯管总成，包括通过进退作用于从所述第一驱动轮和第二驱动轮输送过来的管材从而进行弯管作业的弯管轮、驱动所述弯管轮进退的第三驱动件；还包括通过上升、下降控制管材形成螺距的螺距滚轴和驱动所述螺距滚轴升降的第四驱动件；

控制总成，包括控制进料和弯管的数控中心和监控中心；监控中心包括检测第二驱动轮位移的第一传感器、检测所述弯管轮位移的第二传感器和设置于所述弯管轮一侧检测管材是否到位的第三传感器。

本发明通过第一传感器检测第二驱动轮的位置，从而控制进料；通过第二传感器检测的位置检测弯管轮的位置，从而控制弯管；通过第三传感器检测管材是否到位，并通过数控中心的控制第一驱动件、第二驱动件和第三驱动件，实现了管材加工的自动化作业，自动化程度高，使用方便，加工效率高，可实现批量生产。

通过螺距滚轴和弯管装置的配合，可将管材弯成螺旋型、锥型螺旋型和蚊香型盘管等多种产品，实现设备的多功能化。

优选的，进料总成还包括调节第一驱动轮位置的丝杆，所述第一驱动轮可拆卸式安装于丝杆上。所述第一驱动件为液压缸及与所述液压缸连接的液压源，第二驱动件包括驱动电机、与驱动电机连接的减速机、与减速机连接的两个传动齿轮，及与两个传动齿轮分别连接的两个传动万向联轴器。

优选的，所述第一传感器为设置于所述第二驱动轮一侧的直线位移传感器。所述第三驱动件为步进电机和与步进电机连接的齿轮齿条，所述第二传感器为设置于弯管轮一侧的直线位移传感器，所述第三传感器为光电传感器。

优选的，多功能管材加工成型设备还包括进料长度管理装置，其包括对管材具有压制作用的管材下压件、管材进料时驱动转动的计数滚轴和记录所述计数滚轴转动圈数的编码器。所述管材下压件包括凹型架、位于所述凹型架缺口内可上下移动的压杆，所述压杆的两端安装有调整块，调整块连接有弹簧。

优选的，所述第一驱动轮、第二驱动轮和弯管轮均呈两头粗中间细的哑铃状，中间的圆弧状的凹陷。

多功能管材加工成型设备还包括机架，所述进料总成、弯管总成和控制总成均安装于机架上。

以下，请参照图1和图4，详细介绍本发明多功能管材加工成型设备。

请参照图1和图4，本发明揭示一种多功能管材加工成型设备100，用于将管材弯成预定的形状，例如螺旋型、锥型螺旋型和蚊香型的散热管等。多功能管材加工成型设备100包括机架1000、进料总成、弯管总成和控制总成。进料总成、弯管总成和控制总成均安装于机架1000上。

进料总成包括进料装置10和进料长度管理装置20。进料装置10包括第一驱动轮11、调节第一驱动轮11位置的调节件12、第二驱动轮13、安装第二驱动轮13的第一导轨14、驱动第二驱动轮13在第一导轨14来回移动的第一驱动件15、驱动第一驱动轮11和第二驱动轮13同步转动的第二驱动件16，及限制进料管材位置的挡轮17。

调节件12为丝杆，第一驱动轮11安装于丝杆上。一般情况下第一驱动轮11保持在丝杆的一个位置上，需要调节时，手动或自动微调第一驱动轮11在丝杆的位置，可以做到微调。第一驱动件15包括液压缸151及与液压缸连接的液压源152，以驱动第二驱动轮13在第一导轨14上来回移动。第二驱动件16包括驱动电机161、与驱动电机连接的减速机162、与减速机162连接的两个传动齿轮163，及与两个传动齿轮163分别连接的两个传动万向联轴器164。两个传动万向连轴器164分别与第一驱动轮11和第二驱动轮13连接。两个传动齿轮的齿数相同，第一驱动轮11和第二驱动轮13的大小相同，从而保证第一驱动轮11和第二驱动轮13无论在哪个位置均可保证同步转动，进而保证输送管材的平稳顺畅。第一驱动轮11和第二驱动轮13为可拆卸式安装，根据管材直径的大小配备相应大小的第一驱动轮11和第二驱动轮13。调整第二驱动轮13的位置，使第二驱动轮13与第一驱动轮11之间的间隙夹紧待加工的管材，第一、第二驱动轮转动时可带动管材进料。挡轮17设置在管材进料路线的一侧，对管材17有限制作用，保证进料的顺畅。当然，挡轮也是可以拆卸的，根据管材的大小选择合适尺寸的挡轮。第一驱动轮11、第二驱动轮13和挡轮17的形状基本相同，大致呈哑铃状，两头粗，中间细，中间段为圆弧状的凹陷，以保证第一、第二驱动轮夹持管材。

进料长度管理装置20包括管材下压件21、计数滚轴22和编码器23。请参图4，管材下压件21位于管材进入设备的最前端，该管材下压件21包括移动安装于机架1000的移动块211、安装于移动块的凹型架212、位于凹型架缺口内可上下移动的压杆215。凹型架212具有相对设置的两竖壁213，两竖壁上分别开设有长孔214，压杆215的两端活动安装于长孔214内，压杆215的两端穿过长孔后于两头分别安装了调整块216，调整块216连接有弹簧217，通过调节调整块216的位置可调整压杆215的上下位置，且弹簧217又使压杆215具有一定的弹性空间，可压制管材不会压死管材，从而保证管材的顺畅进料。凹型架212与第二驱动轮13可沿相同的方向调整，以使压制位置与进料位置保持在同一直线上。当然，其它实施例中，也可对管材下压件设置驱动件以驱动管材下压件的移动，使自动化程度进一步提高。

请继续参阅图1至图3，计数滚轴22位于第二滚轮13和凹型架212之间，计数滚轴22的轴线与第二滚轮13或凹型架212调整方向平行，计数滚轴22与编码器23连接，编码器23记录计数滚轴的滚动圈数，用以可计算出管材的进料长度，从而根据进料长度确定弯管装置30、进料装置10的前进、停止，确定螺距装置40的上升、停止、下降。管材因压杆215的压制而紧挨着计数滚轴22向第一驱动轮和第二驱动轮之间运动，当第一驱动轮和第二驱动轮驱动管材进料时，管材会带动第一滚轴转动，并带动编码器计数，从而可计算出管材进料的长度，保证加工精度和批量生产时产品的一致性。

弯管总成包括弯管装置30和螺距装置40。弯管装置30包括对应第一驱动轮11和第二驱动轮13设置的弯管轮31、第二导轨32和驱动弯管轮31在第二导轨32来回移动的第三驱动件33。第三驱动件33为步进电机331和与步进电机331连接的齿轮齿条332，步进电机331驱动齿轮齿条332，使与齿轮齿条332连接的弯管轮31实现进退。弯管轮31的形状与第一驱动轮和第二驱动轮类似，其直径大于第一驱动轮和第二驱动轮，弯管轮31的侧壁也凹陷为管壁状。当管材被第一驱动轮11和第二驱动轮13驱动前进后进入弯管轮的凹陷内，并通过弯管轮的移动作用于管材从而使管材弯折。螺距装置40包括螺距滚轴41及驱动螺距滚轮41上下移动的第四驱动件42。螺距滚轴41类似于计数滚轴22，螺距滚轴41的轴线平行于水平面。第四驱动件42包括升降油缸421和与升降油缸421连接的液压源(未标示)，此处液压源可与第一驱动件的使用同一液压源，当然也可以分开设置，升降油缸421驱动螺距滚轴41上下移动。在需要将管材加工成螺纹管或锥型螺纹管等时，弯管轮将管材弯折一定量后，管材行进至螺距滚轴时，螺距滚轴上升，迫使管材螺旋向上。

控制总成用于控制进料和弯管，包括控制第二驱动轮13的位置以与第一驱动轮11夹持管材并控制第一驱动轮11和第二驱动13的同步转动从而进行进料作业，读取编码器23的数据管控进料的长度，控制弯管轮31的进退以对管材进行弯管加工，控制螺距滚轮41的上下以控制管材螺旋高度。

控制总成包括数控中心50及监控中心60。监控中心60包括第一直线位移传感器61、第二直线位移传感器62和光电传感器63。第一直线位移传感器61与液压缸151平行设置，用于检测第二驱动轮13的位置。第二直线位移传感器62安装于步进电机33的旁边用于检测弯管轮31的位置。光电传感器63安装于弯管轮31的旁边用于检测管材是否到位。利用监控中心可实现数控中心的精确控制。数控中心具有触摸屏64和遥杆65，触摸屏64上可输入加工信息，遥杆65可控制加工进程，实现自动或半自动操作。多功能管材加工成型设备的自动化程度高。

以下举例介绍多功能管材加工成型设备加工过程，并以将管材加工成螺旋管、锥型螺旋管和蚊香型盘管为例，可以在手工模式控制监控中心进行弯管操作，也可以全自动完成弯管操作。此处说明，手工模式并不是操作设备的加工部件进行弯管作业，也是分步骤控制触摸屏，再数控中心控制各加工部件进行弯管作业，同样自动化程度高，使用方便，加工效率高，可实现批量生产且产品一致性好。

实例1：弯管手动加工操作步骤：

S1：加工前确认管材管径，弯曲直径，螺距数值及圈数，本实施方式为通过在数控中心50的触摸屏上输入而确认管材加工数据。

S2：放入管材于第二驱动轮13与第一驱动轮11之间。

S3：驱动第二驱动轮13前进到指定位置自动停止，令第二驱动轮13与第一驱动轮11夹持管材。

S4：启动第二驱动件16的驱动电机161，从而使传动万向连轴器164分别带动第一驱动轮11和第二驱动轮13旋转，第一驱动轮11和第二驱动轮13带动管材前进，待管口端面与弯管轮相切点重合，管材停止前进。

S5：驱动弯管轮31前进，到指定位置停止前进。

S6：第一驱动轮11和第二驱动轮13转动，带动管材向前，驱动弯管轮31向左挤压，而使直管开始变形形成弯管，待产品弯曲至半圈(或指定弯管弯曲程度)，产品位于螺距装置的螺距滚轮41上方。

S7：驱动螺距装置的螺距滚轮41上升而令产品弯曲段受向上的推力而被抬高，当到指定位置停止向上移动，则使得弯管形成指定的扭曲状。螺距滚轮41上升的高度根据实际需求而定。

S8：再次启动第一驱动轮11和第二驱动轮13转动，根据产品形状需求，逐渐启动弯管装置30和螺距装置40，控制其位移距离，待加工完成自动停止。

S9：退回弯管装置30和螺距装置40，取出成品。

实例2：弯管自动模式加工操作步骤：

S1：加工前确认管材管径，弯曲直径，螺距数值及圈数。

S2：放入管材于第二驱动轮13与第一驱动轮11之间。

S3：驱动第二驱动轮13前进到指定位置自动停止，令第二驱动轮13与第一驱动轮11夹持管材。

S4：第二驱动件16的驱动电机161，从而使传动万向连轴器164分别带动第一驱动轮11和第二驱动轮13旋转，第一驱动轮11和第二驱动轮13带动管材前进，待管口端面与弯管轮31相切点重合，管材停止前进。

S5：根据弯曲直径，驱动弯管轮31前进、停止或后退。

S6：当产品位于螺距装置的螺距滚轮41上方，驱动螺距装置的螺距滚轮41根据设定的指令，当弯管到达在某一位置时，螺距滚轮41上升、停止或下降而令增加弯管的螺距，或平直过渡或减小弯管的螺距。

S7：当完成管材加工时，第一驱动轮11和第二驱动轮13、螺距滚轮41、弯管轮31后退，取出产品。

根据上述的加工方法，加工螺纹管、蚊香形盘、锥型螺纹管等不同形状均可行，仅仅需提供各个弯管的轨迹或弯曲数据，该管材加工成型设备100即可根据数据来先后驱动第一驱动轮11和第二驱动轮13、螺距滚轮41、弯管轮31，而使弯管形成指定的形状。

本发明多功能管材加工成型设备适用于加工螺纹管、蚊香型盘管和锥型螺纹管等管材的加工。多功能管材加工成型设备可加工成型一定数值范围内所有尺寸的产品，可加工成型管径范围在10mm～35mm、螺纹内径范围在40mm～400mm，螺旋管螺距范围在5mm～50mm之内，蚊香管螺距范围在25mm～350mm的所有管材，圈数可调。自动化程度高，使用方便，加工效率高，可实现批量生产且产品一致性好。

第二驱动轮使用液压推动，配一个直线位移传感器，可根据不同管径调节行程，重复精度在0.1mm之内。第一驱动件自带一根丝杆，可手动调节位置。设备前端带一个编码器，可根据滚轮滚动圈数计算管材加工的长度。第一.驱动轮与第二驱动轮尺寸相同，其下面的传动齿轮齿数也相同，保证两轮同步。驱动齿轮齿条，使弯管轮进行线性位移，配一个直线位移传感器，重复精度在0.05mm之内。螺距滚轮使用液压推动，配一个直线位移传感器，重复精度0.1mm之内。弯管轮前方有一光电传感器，检测管材是否到位。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。