本實用新型涉及數控智能技術領域，具體涉及一種智能型全自動矩形管、棒料拋光機組。

背景技術：

金屬材料表面拋光與磨光不同，不存在顯著的金屬損耗。金屬表面拋光的加工方法有很多種，但在工業生產中使用較多的只有機械拋光、化學拋光和電化學拋光。而機械拋光是三者中既古老又最具有使用價值的加工方法。

機械拋光過程既具有機械的切削作用，又具有物理和化學的作用。拋光輪在做高速旋轉運動，操作者對被拋光的金屬制件表面施以適當的壓力，將其按壓在拋光輪上，此時，由于摩擦作用而產生高溫，使被拋光的金屬制件表面容易發生塑性變形而形成一層“加工變質層”。但在拋光輪高速旋轉的摩擦力的作用下，一方面被拋光的金屬制件表面的某些凸出部分被削去，同時被拋光的金屬制件表面也會產生塑性變形，凸起部位被壓入，或移動一段距離后填入凹陷部位。這種削凸填凹的整平過程，以高速度大規模地反復進行(即金屬表面在周圍大氣的氧化下瞬間形成的極薄的氧化膜反復地被拋光下來)，加上拋光膏的光亮化作用，使原來較粗糙的被拋光的金屬制件表面變得平滑而光亮(即最高的光亮度---鏡面光亮)。

對于以上所述的“加工變質層”，Raether和Kranert早在1943年提出的“加工變質層模型圖”，至今尚為人們所接受。該模型認為，制件表面受加工的影響而發生各種變形，使得表層的晶粒變細，密度變大，致密性變好，其結構與無定形狀態無多大區別，因而表面變得十分平滑而光亮。加工變質層的厚度并不是恒定的，它是隨著所用的材料、加工方法和加工條件而變化的。

松永正久在1972年將“加工變質層”進一步細分成三種類型：

(1)外來元素的作用而形成的變質層外來元素主要是通過：①表面污染；②表面吸附(物理吸附與化學吸附)；③表面新形成的化合物；④異物的埋入等方式進入加工表面，并使加工表面層在加工過程中發生結構上的改變而出現加工變質層。其中，由異物的埋入和氧化物層而形成的變質層會影響表面隨后加工的質量。

(2)結晶組織的變化而形成的變質層

下列的結晶組織很容易形成變質層：①非晶態表面；②微細結晶層；③轉位密度上升的表面；④形成雙晶的表面；⑤合金的某一成分覆蓋的表面；⑥纖維狀組織的表面；⑦拋磨變態的表面；⑧因加工而形成的塑性變形結晶；⑨因摩擦熱而引起的再結晶等。

(3)應力而形成的變質層

應力變質層主要是由于制件本身的殘余應力而形成的表面變質層。

目前國內廣泛使用的方管自動拋光生產線設備主要由數組拋光主機組成，適用于各種矩形截面的金屬管件、棒材外表粗拋、中拋和精拋等加工處理。

下面從六個方面分析這種方管自動拋光生產線設備存在的問題：

第一，該設備采用傳統的拋光輪單向垂直進給，即模仿單一運動平面拋光工藝原理，拋光產品表面全部為軸向劃痕，拋光質量不高。

第二，該設備使用簡單的手動輪調節裝置，單獨調整各拋光輪相對位置(徑向進給)。

第三，拋光輪在連續不斷的工作過程中會出現磨損，該設備不能準確自動補償拋光輪磨損，須定期停機手動調整拋光輪垂直方向位置。

第四，該設備在調整后，各機構相對位置剛性固定，當個別被加工件尺寸超大時，容易出現“卡死”和“過磨”現象，導致火災頻發。

第五，該設備變換生產品種規格時,須人工按序逐一調整每組水平方向和垂直方向支架上的手輪。

第六，該設備的拋光主機按整體封閉結構配置，且生產線采用單一集中的 吸塵方式，能耗高，污染大，除塵效果一般，生產環境惡劣，職業病傷害嚴重。

由此可見，這種采用人工手動調節的方管自動拋光生產線設備，耗時費力，生產效率低，自動化水平低，難以保證拋光質量的一致性，而且未能引入智能化和柔性化設計，也難以適應多品種生產需求。

綜上所述，確實有必要研發出一種智能型方管自動拋光生產線設備。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了解決上述現有技術的缺陷，提供一種針對不同規格、不同材料(普通碳素鋼、鋁合金、銅合金、不銹鋼和木材等)的智能型全自動矩形管、棒料拋光機組。

為解決上述的技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

一種智能型全自動矩形管、棒料拋光機組，包括自動供料機構、拋光機構和自動下料機構；所述自動供料機構、拋光機構和自動下料機構通過輸送機構相連；所述拋光機構至少設有兩組拋光輪機構，每組拋光輪機構設有兩個拋光輪，所述兩個拋光輪分別對稱設置在工件的兩側，每個拋光輪均配置有Y軸導軌和Z軸導軌，所述Y軸導軌和Z軸導軌分別由一臺伺服電機控制。

優選的，所述每組拋光輪機構的兩個拋光輪之間設有柔性夾緊輸送機構，所述柔性夾緊輸送機構上設有動力軸和柔性夾塊。

優選的，所述柔性夾塊由彈簧機構組成。

優選的，所述拋光機構包括若干臺子拋光機構，且每臺子拋光機構內設有兩組拋光輪機構。

優選的，所述若干臺子拋光機構通過輸送機構彼此串聯，且子拋光機構兩兩之間設有間距。

優選的，所述子拋光機構沿X軸方向在其前側和后側設有導向調節輪，所述導向調節輪與輸送機構相連。

優選的，所述子拋光機構的外部設有隔離罩，隔離罩內部設有吸塵風機。

優選的，所述吸塵風機設有四個吸塵口，分別設置在每個拋光輪的Y軸導 軌上。

優選的，所述子拋光機構設有集塵管道，所述吸塵風機與排塵管道相連。

本實用新型相對于現有技術具有如下的有益效果：引入智能化和柔性化設計，自動化水平高，保證拋光質量的一致性，適應多品種生產需求，根絕安全隱患。

附圖說明

圖1是本實用新型一種智能型全自動矩形管、棒料拋光機組的立體結構示意圖；

圖2是本實用新型的自動上料機構的結構示意圖；

圖3是本實用新型的導向調節輪的安裝位置示意圖；

圖4是本實用新型的拋光輪機構的結構示意圖；

圖5是本實用新型的一個拋光輪和其配置組件的結構示意圖；

圖6是本實用新型的拋光輪工作示意圖；(其中，Y代表拋光輪以Y軸軸向進給，X代表工件以X軸軸向前進。)

圖7是本實用新型的柔性夾緊輸送機構的結構示意圖；

圖8是本實用新型的隔離罩和集塵管道的連接示意圖；

圖9是本實用新型的拋光輪與設置在Y軸導軌上的吸塵口的位置示意圖；

圖10是本實用新型的自動下料機構的結構示意圖；

圖11是拋光壓力與拋光效率關系示意圖；

圖12是拋光壓力與粗糙度關系示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案和有益效果更加清楚明白，以下結合附圖以及實施例，對本實用新型一種智能型全自動矩形管、棒料拋光機組進行詳細的說明。此處所描述的具體實施例僅用于解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

參照圖1-10所示，本實用新型一種智能型全自動矩形管、棒料拋光機組， 包括自動供料機構1、拋光機構和自動下料機構3；所述自動供料機構1、拋光機構和自動下料機構3通過輸送機構4相連；所述拋光機構包括若干臺子拋光機構2，所述若干臺子拋光機構通過輸送機構4彼此串聯，且子拋光機構2兩兩之間設有間距，每臺子拋光機構2內均設有兩組拋光輪機構21。

本實用新型采用聯網方式將若干臺子拋光機構2智能化連接，不僅方便子拋光機構2之間交換信息，而且也方便對整個生產流程進行實時控制、調整和檢測。

由于矩形管(棒)每經過一次拋光工序后表面的溫度會升高，為了避免矩形管(棒)因連續拋光導致表面溫度過高而損壞，本實用新型的子拋光機構2兩兩之間設有間距，使得矩形管(棒)每完成一道拋光工序需運動一段距離，直至表面冷卻后才進行下一道拋光工序。

優選的，本實用新型通過四臺子拋光機構2串聯完成矩形管(棒)的粗拋、中拋、精拋和鏡面拋的生產工序。但本領域技術人員可以按產品需求任意增減。

優選的，所述自動供料機構1上設有輸送皮帶11。

優選的，所述輸送機構4由若干個滾筒組成，滾筒的動力由一臺電機控制，因此可以保證每個滾筒的轉動速度一致。

優選的，所述每組拋光輪機構21設有兩個拋光輪22，所述兩個拋光輪22分別對稱設置在工件的兩側(即工件的左面和右面，或工件的頂面和底面)，每個拋光輪22均配置有Y軸導軌23和Z軸導軌24，所述Y軸導軌23和Z軸導軌24分別由一臺伺服電機控制。

本實用新型采用伺服電機控制拋光輪22運動，拋光輪22沿Y軸運動和柔性夾緊輸送機構給工件提供的X軸方向運動相結合，達到雙向綜合進給對矩形管(棒)料進行軸向切削或磨削的目的，即拋光輪22與管件表面具有復雜的相對運動，使矩形管(棒)拋光表面不會出現軸向劃痕，使拋光效果更佳。

本實用新型通過在人機界面對伺服電機設置相應的數據參數(根據試驗得到普通碳素鋼材料、鋁合金材料、銅合金材料、不銹鋼材料和木材等在不同工 作轉速條件下，拋光輪的進給量、研磨量間數值變化規律)，可以針對不同材料和不同規格的矩形管(棒)實現不同運動軌跡的柔性控制。

優選的，所述變化規律還可以拋光壓力與拋光效率關系示意圖(詳見圖11)和拋光壓力與粗糙度關系示意圖(詳見圖12)。

優選的，本實用新型運用PLC和觸摸屏控制技術，將多種規格材料產品的拋光技術參數存儲在觸摸屏控制系統內，更換產品時只需要從觸摸屏中直接導出該產品的拋光技術參數即可進行生產，做到設備全自動調節，減少人工工作量，同時保證拋光效果的一致性。

現有的方管自動拋光生產線設備須通過人工定期停機手動調整拋光輪垂直方向位置，本實用新型通過壓力控制實現拋光輪損耗自動補償，減少人工工作量，同時保證拋光效果的一致性。

本實用新型在Z軸導軌的伺服電機預設一定的扭矩值，(扭矩值可以轉換為拋光輪所受壓力值)，在拋光過程中實時檢測伺服電機扭矩值是否在設定區間內，通過保持伺服電機扭矩至恒定，實現拋光輪磨損量的自動補償，保證拋光質量的一致性。

本實用新型在預設扭矩值的基礎上，在拋光輪轉軸上設置壓力傳感器直接檢測拋光輪所受壓力值，確保拋光輪所受壓力值恒定。

以上兩種取值方式使本實用新型的拋光輪磨損量自動補償過程更加穩定可靠，起到雙重保障作用。

優選的，所述子拋光機構2內設有兩臺柔性夾緊輸送機構25，每臺柔性夾緊輸送機構25位于每組拋光輪機構21的兩個拋光輪之間。

優選的，所述柔性夾緊輸送機構25上設有動力軸26和柔性夾塊27。

所述動力軸26與電機連接，用于為柔性夾塊27提供輸送動力，使柔性夾塊27可以控制矩形管(棒)沿X軸方向運動。

所述柔性夾塊27由彈簧機構組成，夾緊力由彈簧機構控制，用于夾緊矩形管(棒)料并配合拋光輪完成Y軸導軌方向對矩形管(棒)拋光。

本實用新型的柔性夾緊輸送機構25設有外接控制器，通過在人機界面設置相應數據參數(可存儲)，由外接控制器自動控制柔性夾塊27的寬度，簡便實現不同寬度尺寸規格的矩形管(棒)料的準確、快速轉換以及短管自動夾緊定位，使得拋光速度可控，提高拋光效果。同時本實用新型的柔性夾緊輸送機構避免了因為矩形管(棒)外形差異較大而出現“卡死”和“過磨”現象。

優選的，所述子拋光機構2沿X軸方向在其前側和后側設有導向調節輪5，所述導向調節輪5與輸送機構4相連。

所述導向調節輪5可根據矩形管(棒)的管徑大小進行調整，使輸送機構4可適應不同管徑大小的矩形管(棒)，同時保證矩形管(棒)運動軌跡不偏移。

優選的，每臺子拋光機構2的外部均設有隔離罩28和吸塵風機。

優選的，所述吸塵風機設有六個吸塵口，其中四個吸塵口分別設置在每個拋光輪的Y軸導軌23上(鄰近拋光輪的工作位置)，并且隨Y軸導軌23一起移動，用于直接吸走拋光時產生的灰塵；其余兩個吸塵口設置在隔離罩28上，用于吸走上述四個吸塵口未吸取而存在隔離罩28內的少量灰塵。

優選的，每臺子拋光機構2均設有集塵管道29，所述吸塵風機與集塵管道29相連。本實用新型的吸塵風機吸收的灰塵通過集塵管道29集中處理，使得生產車間環境潔凈，保證工人安全健康，杜絕職業病危害，減少環境污染。

優選的，本實用新型設有拋光輪盤徑檢測機構，該拋光輪盤徑檢測機構可以在粉塵較大的環境下正常工作；當拋光輪遇到拋光到極限盤徑的情況，該拋光輪盤徑檢測機構會提示更換拋光輪。

優選的，本實用新型設有防堵檢測機構，通過檢測排塵管道內流量變化來監控集塵管道內是否發生堵塞現象。當排塵管道被堵住，立即自動報警，同時安全停機，根絕安全隱患，保證生產安全。

優選的，本實用新型采用專用精密型傳感器，對生產過程中的粉塵濃度和溫度進行分布式多點自動檢測和聯網實時檢測。當粉塵濃度或者溫度超標，立即自動報警，同時安全停機，根絕安全隱患，保證生產安全。

工作時，人工將矩形管(棒)放置在自動供料機構1上，矩形管(棒)經輸送皮帶11進入輸送機構4，矩形管(棒)沿X軸方向前進，矩形管(棒)經子拋光機構2后側的導向調節輪到達第一組拋光輪機構的兩個拋光輪的下方，此時，柔性夾塊27夾緊矩形管(棒)，并配合兩個拋光輪在Y軸運動分別對矩形管(棒)料的頂面和底面進行拋光，動力軸26驅動柔性夾塊27控制矩形管(棒)沿X軸方向運動，到達第二組拋光輪機構的兩個拋光輪的下方，同理分別對矩形管(棒)料的左面和右面進行拋光；完成粗拋后，柔性夾塊27將矩形管(棒)送到子拋光機構2前側的導向調節輪；矩形管(棒)沿X軸方向前進依次達到第二、三、四子拋光機構，第二、三、四子拋光機構的拋光輪機構、動力軸、柔性夾塊以及導向調節輪重復以上操作，直至矩形管(棒)完成中拋、精拋和鏡面拋的工序后，經質量檢測裝置自動分類排除次品，合格的矩形管(棒)最終達到自動下料機構3自動下料。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例，但是本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型所公開的范圍內，根據技術方案以及方案構思加以等同替換或改變，都屬于本實用新型的保護范圍。