一种全自动金属管型材表面处理方法和设备结构与流程

本发明涉及管材表面处理工艺及设备技术领域，尤其涉及一种全自动金属管型材表面处理方法和设备结构。

背景技术：

目前，金属管型材表面处理生产工艺要求使用不同化学介质按照预设流程在一定温度和浓度条件下洗刷物料表面，以达到先清洁后涂镀的工艺要求。

普通的自动化管型材表基本面处理设备是通过机械手将管型材投放到充满化学介质的处理槽内，按照工艺要求浸泡一定时间后，再用机械手取出放入下一个工序的处理槽内，直至全部工序执行完毕。对于长度大于5米而内径小于30毫米的细长形金属管型材，如果按照普通管型材的处理方式浸泡在处理槽体内，由于物料本身存在天然的弯曲，以及狭长空间导致管腔内空气难以完全顺利排出，物料的内表面难以均匀一致地得到清洁及涂镀处理。其后果是大量不合格产品。

目前通行的类似生产方法为，在采用上述槽内浸泡方式处理外表面后，专门用人工方式将化学介质胶管对准物料管口，然后打开阀门使介质流入管内冲刷内表面。此方法无法将处理介质完全封闭在密闭空间内进行，导致大量有害气雾溢出严重破坏环境，并损害操作人员身体健康。同时由于人工操作随意性强，内外表面分两次处理，导致表面污损，质量参差不齐，产品合格率极低，而且生产效率极低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种为满足细长形金属管型材表面处理线的环保节能生产需要，并能实现表面处理过程的全自动化运行的全自动金属管型材表面处理方法和设备结构。

本发明的一个方面为一种全自动金属管型材表面处理方法，其包括以下步骤：

a)将管材采用单根平行步进输送方式送入对管工位；

b)对管工位的对管抬升轮和对管挡板配合，将管材的端头位置对齐，对齐后步进输送机转动将管材送入处理工位；

c)管腔喷头通过水平移动将喷嘴靠近对准管材内腔，外壁喷管对准管材外表面；

d)可升降的传动皮带带动管材做低速旋转；

e)管腔喷头向管材的端头移动，使其喷嘴伸入管腔内；

f)将处理液循环罐的送液阀和回液阀打开，同时送液泵起动将处理液循环罐内的处理液送往管腔喷头；

g)开始管材表面的处理或清洗程序。

进一步地，步骤a中是将管材以固定间隔平行排列的方式由步进输送机送入对管工位。

进一步地，在步骤b中，首先对管抬升轮将管材抬升脱离步进输送机至对管挡板位置，此时对管抬升轮转动，直至管材碰触挡板将管材的端头位置对齐，随后对管抬升轮下降，将管材放入步进输送机，步进输送机转动将排列整齐的管材送入处理工位。

进一步地，在步骤b中，每根物料管材的端头与管腔喷头之间距一致并小于10毫米。

进一步地，在步骤d中还包括，转管皮带机的升降轮抬升，此时驱动轮处于自由状态，皮带可以自由伸长，第一驱动轮静止，第二驱动轮以恒扭矩控制方式收紧皮带，直至管材的重量导致扭矩超出使第二驱动轮停止转动。

进一步地，在步骤e之后还包括如下步骤，第一和第二驱动轮开始向同一方向转动，使皮带带动管材缓慢转动，管材的转动速度不大于15转/分钟。

进一步地，步骤f中还具体包括如下步骤：处理液循环罐的一号槽的送液阀一和回液阀一打开，送液泵起动，将一号槽的处理液送往喷嘴；预设的一号槽的处理时间达到，关闭送液阀一，打开送液阀二，关闭回液阀一，打开回液阀二，切换到二号槽；预设的二号槽的处理时间达到，关闭送液阀二，打开送液阀三，关闭回液阀二，打开回液阀三，切换到三号槽；预设处理时间达到后，送液泵停机，关闭送液阀三。

进一步地，在步骤g后还包括，如果管材表面还需要多道化学介质处理，则只需要进入下一工位重复步骤c至g。

进一步地，在步骤g后还包括，处理完成后，打开压缩空气阀吹扫管材的外壁和管腔液体，在处理或清洗程序完成后，喷头的喷嘴退出管材管腔。

本发明的另一个方面，还提供了一种用于全自动金属管型材表面处理的设备结构，包括机械运输定位机构和化学介质循环处理系统，所述机械运输定位机构包括步进输送机、对管挡板、对管提升轮、外壁喷管、管腔喷头以及转管皮带机，对管抬升轮能够将管材抬升脱离所述步进输送机至对管挡板位置，所述对管抬升轮转动直至管材碰触对管挡板将管材的端头位置对齐，所述步进输送机进一步转动将排列整齐的管材送入处理工位，所述转管皮带机带动管材转动，所述化学介质循环处理系统包括处理液循环罐、送液泵、收集槽、送液选择阀门以及回液选择阀门，所述处理液循环罐内的处理液通过打开送液选择阀门，然后通过送液泵输送至管腔喷头。

进一步地，所述转管皮带机包括第一驱动轮、第二驱动轮和升降轮。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明方法首先实现了物料管材的自动对齐，同时化学介质采用多级串联溢流槽外循环方式，实现降低介质的消耗减少废液排放的目的。管材的外表面和内表面使用同一种化学介质同时处理，确保同等质量，提高生产效率，杜绝二次污损。并且不同特性的化学介质如碱、酸、涂液、清洗水等通过不同的收集槽实现循环，减少交叉污染。而且每个处理工序完成后，使用压缩空气彻底排出管内介质，减少交叉污染。每道处理工序均可实现在完全封闭的空间内执行，杜绝挥发性介质如盐酸、硝酸、氢氟酸等对大气的污染。以合理的设备投资成本实现可靠的全自动细长形金属管型材表面处理工艺，包含但不仅限于脱脂，酸洗，涂镀等生产工艺，有效提高生产效率，并降低化学介质的使用对环境所造成的破坏。

附图说明

图1为本发明的对管材进行输送和进行对管操作的结构示意图；

图2为图1所示工位的结构侧视图；

图3为对管材进行表面处理时带动管材进行转动的结构示意图；

图4为本发明的对管材表面处理循环工艺的结构示意图；

图5为本发明的对管材清洗循环工艺的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，其中示出了本发明所应用的细长形管型材表面处理线的机械输送以及管材对齐各设备相互位置关系以及处理流程的示意图。如图中所示：

1.首先物料管材3以平行排列的方式由步进输送机2以固定间隔(以物料管材中心距为准)送入对管工位。工位所容纳的物料管材3的数量根据设备的设计处理能力需求设计。对管工位的作用是确保每根物料管材3的端头与管腔喷嘴1之间距一致并小于10毫米。

2.管材送到对管工位后，对管抬升轮5上升，将物料3脱离步进输送机2的接触。

3.当管材提升到对管挡板4的高度位置时，对管抬升轮5开始转动，将管材往对管挡板4的方向移动，直至物料3碰触对管到挡板4，之后物料管材3的端头位置均会被对管挡板4抵住对齐。

4.管材3的端头对齐后，对管抬升轮5开始下降，下降到管材3落入步进输送机2时，步进输送机2开始转动，将物料管材3送入第一个处理工位。处理工位所容纳的物料数量与对管工位相同。

5.送入处理工位后，转管皮带机6的升降轮6.3开始抬升，此时第一驱动轮6.1处于自由状态，皮带6.1可以自由伸长。

6.第二驱动轮6.2静止，第一驱动轮以恒扭矩控制方式收紧皮带6.1，直至管材3的重量导致扭矩超出使第二驱动轮6.2停止转动。

7.此时管腔喷头1向物料管材3的端头移动，使其喷嘴伸入管腔。

8.第二驱动轮6.2开始向同一方向转动，使皮带6.1带动物料3缓慢转动。物料管材3的转动速度不大于15转/分钟。这时该工位的工艺设备启动，开始处理或清洗程序。处理或清洗方法在后续段落描述。其中该转管皮带机6上方具有罩盖9，下方安装有收集槽8，用于收集掉落的处理液。

9.处理或清洗程序完成后，管腔喷头1的喷嘴退出物料管腔。

10.升降轮6.3下降到位，第二驱动轮6.2停止，第一驱动轮继续转动直至皮带6.1拉平。

11.步进输送机2转动，将物料管材3送入下一个处理或清洗工位，直至所有工位走完。

每一个表面处理步骤都可以重复第第5步至第10步的程序。比如碱、酸、涂液、清洗水等等处理步骤只需要重复第5步至第10步的程序就可以。

如图3所示为本发明的对管材表明进行化学介质处理的循环工艺，其具体步骤如下：

1、处理液循环罐1的1号槽1.1的送液阀2.1和回液阀7.1打开。

2、送液泵10起动，将1号槽的处理液送往喷嘴4.1和4.2。

3、预设的1号槽1.1的处理时间达到，关闭送液阀2.1，打开送液阀2.2，关闭回液阀7.1，打开回液阀7.2，切换到2号槽1.2。

4、预设的2号槽1.2的处理时间达到，关闭送液阀2.2，打开送液阀2.3，关闭回液阀7.2，打开回液阀7.3，切换到3号槽1.3。

5、预设处理时间达到后，送液泵3停机，关闭送液阀2.3。打开压缩空气阀2.4吹扫物料管材3的外壁和管腔液体。

6、收集槽8的液位降至最低点后，关闭回液阀7.3，关闭压缩空气阀2.4。处理工序完成，物料可以送至下一步工序。

7、循环罐3号槽1.3补充新液。

如图4所示为本发明的清洗循环工艺，其实清洗工艺和上述的化学介质处理工艺流程是一样的，只是本流程是进行清洗而已，其具体步骤如下：

1、清洗液循环罐1的1号槽1.1的送液阀2.1和回液阀7.1打开。

2、送液泵3.1起动，将1号槽的清洗液送往喷嘴4.1和4.2。

3、预设的1号槽1.1的处理时间达到，关闭送液阀2.1，打开送液阀2.2，关闭回液阀7.1，打开回液阀7.2，切换到2号槽1.2。

4、预设的2号槽1.2的处理时间达到，送液泵3.1停机，关闭送液阀2.2，打开压缩空气阀2.4吹扫物料管材3的外壁和管腔液体。

5、收集槽8的液位降至最低点后，关闭回液阀7.2，关闭压缩空气阀2.4，打开烘干阀2.3，烘干风机3.2起动。

6、预设烘干时间达到后，关闭烘干阀2.3，烘干风机3.2停机。处理工序完成，物料可以送至下一步工序。

7、循环罐2号槽1.2补充新液。

如图1至5所示，也示出了本发明的用于全自动金属管型材表面处理的设备结构，包括机械运输定位机构和化学介质循环处理系统，机械运输定位机构包括步进输送机2、对管挡板4、对管提升轮5、外壁喷管7、管腔喷头1以及转管皮带机6，对管抬升轮5能够将管材抬升脱离步进输送机2至对管挡板4平齐的位置，对管抬升轮5转动直至管材碰触对管挡板4将管材的端头位置对齐，步进输送机2进一步转动将排列整齐的管材送入处理工位，转管皮带机6带动管材转动，化学介质循环处理系统包括处理液循环罐、送液泵、收集槽、送液选择阀门以及回液选择阀门，处理液循环罐内的处理液可以通过打开送液选择阀门，然后通过送液泵输送至管腔喷头，管腔喷头可以通过喷嘴对管材的外表面和内腔进行处理，同理，处理液可以为化学介质，也可以是用化学介质处理完毕后的清洗液，用清洗液对管材进行清洗。其中，转管皮带机包括第一驱动轮、第二驱动轮和升降轮。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。