專利名稱：易碎管材自動截管移放裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種易碎管材的生產設備，包括各種玻璃管、石英管等熱熔成形的易 碎易斷類的管材產品生產，特別涉及一種用于實現易碎管材自動截管移放的裝置。
背景技術：
在石英管、玻璃管的生產過程中，熱熔化的管材拉伸成型后，普遍采用人工用玻璃 刀割口、掰斷，再擺放到水池里等方式進行手工作業。在上述生產過程，熔爐不能輕易停機， 每天24小時連續工作，人工切割、擺放，每4-9秒鐘就要完成一次作業，勞動強度大，產量 低，生產成本高。ZL200820161157.2提供了一種石英玻璃管自動斷管整理裝置，該裝置包括定長激 光器自動割口裝置，在定長激光器自動割口裝置的下方依次設有玻璃管打斷機構和接管整 理機構，所述的接管整理機構設有一個通過翻轉氣缸驅動的翻轉架，翻轉架設有上下兩個 由氣缸驅動的夾爪，在下夾爪的正下面設有一個接料擋板。所述的翻轉氣缸及翻轉架裝在 一個回拖滑座上，回拖滑座與機架之間設有滑動配合的導向桿和導向套。定長激光器自動 割口裝置對豎直控制的石英管進行在線切割后，由玻璃管打斷機構將石英管打斷，管子自 由落體落在夾爪里，隨后翻轉，夾爪打開，管子流入水平輸送帶。該裝置用激光切割代替玻璃刀手工割口，實現了斷管移放的自動化操作，可減少 生產人員配置，提高拉管生產速度。但是，該裝置通過打斷輪撞擊震斷石英管，斷管操作缺 乏穩定性及可靠性；其次，該裝置在完成斷管作業后，被截斷管自由落入接管機構，這要求 斷管操作與接管操作精確銜接，否則很難實現連續作業；再次，其接管操作后移送至輸送帶 過程也缺乏實際可操作性；同時該裝置采用激光割口，能源消耗較高，設備造價昂貴，生產 成本過高，并不適于普及推廣。
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種操作穩定性高、制造成本低的易碎管材自 動截管移放裝置。本發明的基本技術思路是提供一種機械模擬與傳統工藝中的手工作業方式，來實 現截管移放的自動操作，一方面保障作業的質量效果一致性，另一方面保障自動化作業的 可靠性。本發明包括管材引導及長度測量機構，包含有同步操作控制系統的同步作業平 臺，以及切管刻劃機構；所述切管刻劃機構的上、下方分別設置有可抓緊或松開管材的輔助 同步機械手的掰管機械手；所述掰管機械手裝設在一掰管移放運動機構上，該掰管移放運 動機構安裝在同步作業平臺上。所述掰管移放機構由直線運動機構和旋轉運動機構組成；旋轉運動機構固定于直 線運動機構之上，以實現掰管機械手邊后退邊旋轉掰管動作。其中，直線運動機構可采用直 線運動氣缸驅動或電機驅動，旋轉運動機構可采用步進電機或伺服電機來完成。在同步過程中，模擬人工作業過程，由直線運動機構，帶動著旋轉運動機構，進行邊后退、邊旋轉的雙 重協調運動，有效模擬人手掰管過程，保障了作業過程、效果的一致性。所述管材引導及長度測量機構，設置有一對相互壓緊的滾輪，可壓緊待加工管材 并計量管材出管長度。同時也可提供出管速度信號，以便于同步操作控制系統控制各動作 機構的運動。所述滾輪采用橡膠輪，橡膠輪外圓周面上設有與管材相適配的凹面，以便于更好 地引導并壓緊待加工管材。所述切管刻劃機構，包括旋轉刻劃機頭，以及驅動刻劃機頭旋轉的驅動氣缸。所述 旋轉刻劃機頭可以是旋轉刀盤或輪式玻璃刀。為保障截管過程的穩定、可靠，所述同步作業平臺可在氣缸或電機驅動下整體上 下移動，保障截管機構與被加工管材穩定同步。裝置中的主要動作機構，包括切管刻劃機構 及掰管移放機構均可直接或間接固定于一個同步作業平臺上。所述同步操作控制系統，可采用PLC設計，也可采用單片機設計，該控制系統接收 所有動作機構的狀態信息，計量信息，通過程序控制，輸出控制信號，協調控制各動作機構 的運動。同時，該控制系統還可外接文本顯示器，作為人機界面，便于操作控制，以及工作參 數的調整，并同時顯示設備工作狀態及記錄作業數量等信息。所述輔助同步機械手及掰管機械手，可用氣動機械手，也可用電磁機械手，通過接 收前述同步操作控制系統的控制信號來完成抓緊或松開管材的相關動作。無需設置固定長 度的接管擋板等機構，而有效、穩定地接管，可適應不同長度的管材截管移放需求。本發明實際操作過程如下熱熔化管拉伸成型后，引導進入管材引導及長度測量 機構的滾輪之間，待加工管材被壓緊在兩只滾輪之間，同時設置于滾輪上的編碼器測量管 材出管長度，并輸出電信號，為同步動作機構提供動作參數；分別設置于切管刻劃機構上、 下方的輔助同步機械手及掰管機械手分別同時抓緊待加工管材，切管刻劃機構對待加工管 材進行刻劃，或者刻斷；在同步過程中，掰管機械手在直線運動機構和旋轉運動機構的同時 帶動下，進行邊后退、邊旋轉的雙重協調運動，有效模擬人手掰管過程，通過協助動作，完成 模擬人工掰管過程。然后，等掰管機械手移動到管材移放位置，松開已加工管材，自動截管 移放操作完成。通過上述有效的程序聯動控制，可往復循環地完成管材的截管移放作業。根 據實際作業需求情況，可將加工完成的管材移放到傳送帶上或者水槽中。本發明的主要作業機構固定于一個同步平臺之上，通過數字電路技術及程序控制 技術控制，模擬人工作業中人手與管材隨動的同步過程。通過在切管、刻劃機構的兩側分別 設置一個機械手抓緊管材，進而穩定地在管材垂直方向上切管、刻劃。相對于現有產品，本發明通過設置有長度測量機構，同時可提供同步信號；整個割 截管過程，在一個可運動的同步平臺上，減少了截管過程對生產出管的影響；更好地保障截 管工藝過程的穩定性與可靠性；采用旋轉臂與直導軌配合的方式，同時運動，模擬人工掰管 過程，使截管移送的自動化操作過程順暢、穩定、可靠；輔助同步機械手完成掰管、移放，可 適應不同截管長度，接管過程更加穩定、可靠。本發明設備造價低、耗能低，同時減少人力投 入，減少用工費用，可有效降低企業生產成本、管理成本。
圖1是本發明的結構示意圖；圖1中1_滾輪2-同步作業平臺3-同步作業平臺的驅動動作機構4-同步輔助機 械手5-刻劃切口機構6-直線移動架7-掰管旋轉臂8-掰管機械手9-底座10-管材11-垂 直導軌
具體實施方式
如圖1所示，本發明包括管材引導及長度測量機構1，同步作業平臺2，切管刻劃機 構5 ；在切管刻劃機構5的上、下方分別設置有輔助同步機械手4和掰管機械手8 ；掰管機 械手8裝設在掰管旋轉臂7上，掰管旋轉臂7安裝在直線移動架6上，直線移動架6安裝在 同步作業平臺2上。同步作業平臺2上。同步作業平臺2整體安裝在垂直導軌11上，并可 沿垂直導軌11整體上下移動。如圖1所示，管材引導及長度測量機構1，設置有一對相互壓緊的滾輪11，滾輪11 采用具有柔軟表面的橡膠輪，橡膠輪邊緣可設計一定的凹面，以便于夾緊管材，更好地起到 導向作用，穩定管材位置。其中一個滾輪上設置一個編碼器，由編碼器轉出信號提供給同步 操作控制系統，以便計量出管長度，計算出管理速度。同步作業平臺2的整體運動，可由一個氣缸來完成，亦可用轉換直線運動的電機 來控制。同步輔助機械手4及掰管機械手8，可用氣動機械手，也可用電磁機械手，通過接 收前述控制電路的控制信號來完成相關動作。直線移動架6，可采用直線運動氣缸驅動，并同時帶動著掰管旋轉臂7移動，掰管 旋轉臂7的旋轉運動可采用步進電機/伺服電機來完成。切管刻劃機構5，可采用旋轉刀盤，或者輪式玻璃刀作為機頭，再用一個小氣缸來 驅動其動作。所述同步操作控制系統包括中中央控制器，該中央控制器可采用PLC設計，也可 采用單片機設計。中央控制器接收所有設備狀態信息，計量信息，通過預設程序控制，輸出 控制信號，協調控制整體裝置的運動。同時，外接文本顯示器，作為人機界面，便于操作控 制，以及工作參數的調整。同時，顯示工作狀態，顯示記錄作業數量等信息。通過上述有效的程序聯動控制，可往復循環地完成管材的截管移放作業。根據實 際作業需求情況，可將加工完成的管材移放到傳送帶上或者水槽中。
權利要求一種易碎管材自動截管移放裝置，包括管材引導及長度測量機構，包含有同步操作控制系統的同步作業平臺，以及切管刻劃機構，其特征在于所述切管刻劃機構的上、下方分別設置有可抓緊或松開管材的輔助同步機械手的掰管機械手；所述掰管機械手裝設在一掰管移放運動機構上，該掰管移放運動機構安裝在同步作業平臺上。
2.根據權利要求1所述的易碎管材自動截管移放裝置，其特征在于所述掰管移放機 構由直線運動機構和旋轉運動機構組成；旋轉運動機構固定于直線運動機構之上，以實現 掰管機械手邊后退邊旋轉掰管動作。
3.根據權利要求1所述的易碎管材自動截管移放裝置，其特征在于所述管材引導及 長度測量機構，設置有一對相互壓緊的滾輪，可壓緊待加工管材并計量管材出管長度。
4.根據權利要求3所述的易碎管材自動截管移放裝置，其特征在于所述滾輪采用橡 膠輪，橡膠輪外圓周面上設有與管材相適配的凹面。
5.根據權利要求1所述的易碎管材自動截管移放裝置，其特征在于所述切管刻劃機 構，包括旋轉刻劃機頭，以及驅動刻劃機頭旋轉的驅動氣缸。
6.根據權利要求1所述的易碎管材自動截管移放裝置，其特征在于所述同步作業平 臺可在氣缸或電機驅動下整體移動。
專利摘要本實用新型提供一種操作穩定性高、制造成本低的易碎管材自動截管移放裝置，其包括管材引導及長度測量機構，包含有同步操作控制系統的同步作業平臺，以及切管刻劃機構；所述切管刻劃機構的上、下方分別設置有可抓緊或松開管材的輔助同步機械手的掰管機械手；所述掰管機械手裝設在一掰管移放運動機構上，該掰管移放運動機構安裝在同步作業平臺上。本實用新型可有效提高拉管速度、節省人力和物力，降低生產成本，管口平齊一致性好，有效防止管材破損和劃傷。
文檔編號C03B33/06GK201704209SQ20102016142
公開日2011年1月12日 申請日期2010年4月15日 優先權日2010年4月15日
發明者莊志彬, 董春雷, 董本金 申請人:江蘇省機械研究設計院有限責任公司