一種智能型全自動圓形管、棒料拋光機組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能型全自動圓形管、棒料拋光機組，包括自動上料機構、拋光機構和自動下料機構；所述自動上料機構、拋光機構和自動下料機構通過輸送機構相連；所述拋光機構包括若干臺子拋光機構，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，每臺子拋光機構內均設有拋光輪機構。本發(fā)明引入智能化和柔性化設計，自動化水平高，可保證拋光質量的一致性，可適應多品種生產需求，可根絕安全隱患。
【專利說明】
一種智能型全自動圓形管、棒料拋光機組
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及數控智能技術領域，具體涉及一種智能型全自動圓形管、棒料拋光機組。
【背景技術】
[0002]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(yè)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。
[0003]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(fā)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(guī)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)。
[0004]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(fā)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(tài)無多大區(qū)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。
[0005]松永正久在1972年將“加工變質層”進一步細分成三種類型:
[0006](I)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(fā)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。
[0007](2)結晶組織的變化而形成的變質層
[0008]下列的結晶組織很容易形成變質層:①非晶態(tài)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(tài)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。
[0009](3)應力而形成的變質層
[0010]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。
[0011]目前國內廣泛使用的圓管自動拋光生產線設備主要由上料架、拋光主機、出料架和吸塵機四部分組成，適用于各種圓型截面的金屬管件、棒材外表粗拋、中拋和精拋等加工處理。
[0012]下面從七個方面分析這種圓管自動拋光生產線設備存在的問題:
[0013]第一，該設備采用傳統(tǒng)的拋光輪與拋光件(圓形管、棒材)軸線平行相對轉動的徑向進給方式，拋光產品不可避免地出現徑向劃痕質量問題。
[0014]第二，該設備使用簡單的手動輪調節(jié)裝置，單獨調整各拋光輪相對位置(徑向進給)。
[0015]第三，該設備需要根據不同材料手動調節(jié)拋光工藝數據(如拋光輪轉速)。
[0016]第四，拋光輪在連續(xù)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徑向位置。
[0017]第五，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(fā)。
[0018]第六，該設備變換生產品種規(guī)格時，須人工按序逐一調整各立式水平驅動支架上的手輪。
[0019]第七，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(huán)境惡劣，職業(yè)病傷害嚴重。
[0020]由此可見，這種采用人工手動調節(jié)的圓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。
[0021]綜上所述，確實有必要研發(fā)出一種智能型圓管自動拋光生產線設備。

【發(fā)明內容】

[0022]本發(fā)明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(guī)格、不同材料(普通碳素鋼、鋁合金、銅合金、不銹鋼和木材等)的智能型全自動圓形管、棒料拋光機組。
[0023]為解決上述的技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0024]—種智能型全自動圓形管、棒料拋光機組，包括自動上料機構、拋光機構和自動下料機構;所述自動上料機構、拋光機構和自動下料機構通過輸送機構相連;所述拋光機構包括若干臺子拋光機構，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，每臺子拋光機構內均設有拋光輪機構。
[0025]優(yōu)選的，所述拋光輪機構的拋光輪在其厚度方向形成中部凹陷。
[0026]優(yōu)選的，所述子拋光機構內設有柔性夾緊輸送機構，所述柔性夾緊輸送機構由浮動壓緊輪和X軸運動滾輪組成，所述浮動壓緊輪和X軸運動滾輪位于拋光輪機構下方，所述浮動壓緊輪位于X軸運動滾輪的上方，所述X軸運動滾輪設置在輸送機構上。
[0027]優(yōu)選的，所述X軸運動滾輪的前側和后側設有可調底板。
[0028]優(yōu)選的，所述子拋光機構設有拋光輪自動補償控制機構。
[0029]優(yōu)選的，所述自動上料機構設有電磁鐵和擋料板。
[0030]優(yōu)選的，所述子拋光機構的外部設有隔離罩和吸塵風機。
[0031]優(yōu)選的，所述吸塵風機設有兩個吸塵口，其中一個吸塵口位于隔離罩上，另一個吸塵口位于拋光輪工作位置。
[0032]優(yōu)選的，所述子拋光機構的外部設有集塵管道，所述吸塵風機與集塵管道相連。
[0033]本發(fā)明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】
[0034]圖1是本發(fā)明一種智能型全自動圓形管、棒料拋光機組的立體結構示意圖；
[0035]圖2是本發(fā)明的自動上料機構的結構示意圖；
[0036]圖3是本發(fā)明的柔性夾緊輸送機構的結構示意圖；
[0037]圖4是本發(fā)明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。)
[0038]圖5是本發(fā)明的X軸運動滾輪和可調底板的連接示意圖；
[0039]圖6是本發(fā)明的拋光輪自動補償控制機構的安裝位置示意圖；
[0040]圖7是本發(fā)明的隔離罩、吸塵風機、集塵管道和排塵管道的連接示意圖；
[0041 ]圖8是本發(fā)明的自動下料機構的結構示意圖；
[0042]圖9是拋光壓力與拋光效率關系示意圖；
[0043]圖10是拋光壓力與粗糙度關系示意圖。
【具體實施方式】
[0044]為了使本發(fā)明的目的、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，對本發(fā)明一種智能型全自動圓形管、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發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0045]參照圖1-8所示，本發(fā)明一種智能型全自動圓形管、棒料拋光機組，包括自動上料機構1、拋光機構和自動下料機構3 ；所述自動上料機構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2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內均設有拋光輪機構
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[0046]本發(fā)明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。
[0047]由于圓形管(棒)每經過一次拋光工序后表面的溫度會升高，為了避免圓形管(棒)料因連續(xù)拋光導致表面溫度過高而損壞，本發(fā)明的子拋光機構2兩兩之間設有間距，使得圓形管(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。
[0048]優(yōu)選的，本發(fā)明通過四臺子拋光機構2串聯完成圓形管(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。
[0049]優(yōu)選的，所述自動上料機構I設有由電磁鐵11控制的擋料板12，所述電磁鐵11根據圓形管(棒)的管徑大小調整擋料板12的收合，保證每次上料放一根圓形管(棒)至輸送機構4上，同時也使得自動上料機構I可以適應不同管徑大小的圓形管(棒)。
[0050]優(yōu)選的，所述拋光輪機構21的拋光輪在其厚度方向形成中部凹陷，所述中部凹陷的兩側用于圓形管(棒)表面拋光。
[0051 ]現有的圓管自動拋光生產線設備通過拋光輪高速旋轉，并施加一定壓力使拋光輪與被拋件表面接觸進行磨削，得到的拋光表面具有徑向劃痕。本發(fā)明的拋光輪機構21采用圖4所述拋光原理對圓形管(棒)進行軸向切削或磨削，很好地避免圓形管(棒)出現徑向劃痕質量問題，提高了拋光效果。
[0052]本發(fā)明的拋光輪轉速由配置有變頻器的電機控制，實現轉速的無級調節(jié)，可以針對不同材料以及不同寬度和高度規(guī)格的圓形管(棒)進行柔性控制。
[0053]優(yōu)選的，所述子拋光機構2內設有柔性夾緊輸送機構，所述柔性夾緊輸送機構由具有浮動性的壓緊輪23(簡稱為浮動壓緊輪)和X軸運動滾輪24組成，所述浮動壓緊輪23和X軸運動滾輪24位于拋光輪機構21下方，所述浮動壓緊輪23位于X軸運動滾輪24的上方，所述X軸運動滾輪24設置在輸送機構4上。
[0054]本發(fā)明的柔性夾緊輸送機構設有外接控制器，根據不同材料在人機界面設定相應的預壓力(可存儲)，使得拋光進給速度可控，提高拋光效果，同時本發(fā)明的柔性夾緊輸送機構能夠避免因為圓形管(棒)外形差異較大而出現“卡死”和“過磨”現象。
[0055]優(yōu)選的，所述X軸運動滾輪24的前側和后側設有可調底板22。
[0056]所述可調底板22可以根據圓形管(棒)的管徑大小進行調整，從而使得輸送機構4可以適應不同管徑大小的圓形管(棒)。
[0057]優(yōu)選的，每臺子拋光機構2設有拋光輪自動補償控制機構25，所述拋光輪自動補償控制機構25控制拋光輪電機使拋光輪機構21完成Y軸軸向進給和補償拋光輪的磨損量。具體是通過在人機界面設置相應數據參數(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(guī)律)，通過拋光力檢測器檢測拋光輪的實時壓力并做相應反饋信號給拋光輪自動補償控制機構25，由拋光輪自動補償控制機構25智能控制拋光輪的軸向進給量、研磨量，以及補償拋光輪的磨損量，保證拋光質量一致性，實現柔性調節(jié)。
[0058]優(yōu)選的，所述變化規(guī)律還可以拋光壓力與拋光效率關系示意圖(詳見圖9)和拋光壓力與粗糙度關系示意圖(詳見圖10)。
[0059]現有的圓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徑向位置，本發(fā)明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。
[0060]優(yōu)選的，本發(fā)明運用PLC和觸摸屏控制技術，將多種規(guī)格材料產品的拋光技術參數存儲在觸摸屏控制系統(tǒng)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(jié)，減少人工工作量，同時保證拋光效果的一致性。
[0061]優(yōu)選的，每臺子拋光機構2的外部均設有隔離罩26和吸塵風機27。
[0062]優(yōu)選的，所述吸塵風機27設有兩個吸塵口，其中一個吸塵口設置在隔離罩26上，用于吸走少量存在隔離罩26內的灰塵;另一個吸塵口固定設置在鄰近拋光輪的位置(例如設在拋光輪的下方)，用于直接吸走拋光時產生的灰塵。
[0063]優(yōu)選的，每臺子拋光機構2均設有集塵管道28，所述吸塵風機27與集塵管道28相連。
[0064]本發(fā)明的吸塵風機吸收的灰塵通過集塵管道28在排塵管道29集中處理，使生產車間環(huán)境潔凈，保證工人安全健康，杜絕職業(yè)病危害，減少環(huán)境污染。
[0065]優(yōu)選的，本發(fā)明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(huán)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。
[0066]優(yōu)選的，本發(fā)明設有防堵檢測機構，通過檢測排塵管道內流量變化來監(jiān)控集塵管道內是否發(fā)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。
[0067]優(yōu)選的，本發(fā)明采用專用精密型傳感器，對生產車間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。
[0068]人工將圓形管(棒)放置在自動上料機構I上，圓形管(棒)經擋料板12自動滾落進入輸送機構4，圓形管(棒)沿X軸方向前進，然后進入第一子拋光機構；圓形管(棒)經X軸運動滾輪24后側的可調底板到達拋光輪機構21下方，同時將浮動壓緊輪24自動頂起，浮動壓緊輪24壓緊圓形管(棒)，并使圓形管(棒)定向定速轉動，拋光輪機構21完成Y軸軸向進給；完成粗拋后，圓形管(棒)轉移至X軸運動滾輪24，X軸運動滾輪24將圓形管(棒)送到X軸運動滾輪24前側的可調底板；圓形管(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、拋光輪電機、拋光輪自動補償控制機構、浮動壓緊輪、X軸運動滾輪和可調底板重復以上操作，直至圓形管(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，檢測合格的圓形管(棒)最終達到自動下料機構3，從自動下料機構3的斜道滾落。
[0069]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種智能型全自動圓形管、棒料拋光機組，包括自動上料機構、拋光機構和自動下料機構;所述自動上料機構、拋光機構和自動下料機構通過輸送機構相連;其特征在于:所述拋光機構包括若干臺子拋光機構，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，每臺子拋光機構內均設有拋光輪機構。2.根據權利要求1所述的一種智能型全自動圓形管、棒料拋光機組，其特征在于:所述拋光輪機構的拋光輪在其厚度方向形成中部凹陷。3.根據權利要求1所述的一種智能型全自動圓形管、棒料拋光機組，其特征在于:所述子拋光機構內設有柔性夾緊輸送機構，所述柔性夾緊輸送機構由浮動壓緊輪和X軸運動滾輪組成，所述浮動壓緊輪和X軸運動滾輪位于拋光輪機構下方，所述浮動壓緊輪位于X軸運動滾輪的上方，所述X軸運動滾輪設置在輸送機構上。4.根據權利要求3所述的一種智能型全自動圓形管、棒料拋光機組，其特征在于:所述X軸運動滾輪的前側和后側設有可調底板。5.根據權利要求1所述的一種智能型全自動圓形管、棒料拋光機組，其特征在于:所述子拋光機構設有拋光輪自動補償控制機構。6.根據權利要求1所述的一種智能型全自動圓形管、棒料拋光機組，其特征在于:所述自動上料機構設有電磁鐵和擋料板。7.根據權利要求1所述的一種智能型全自動圓形管、棒料拋光機組，其特征在于:所述子拋光機構的外部設有隔尚罩和吸塵風機。8.根據權利要求7所述的一種智能型全自動圓形管、棒料拋光機組，其特征在于:所述吸塵風機設有兩個吸塵口，其中一個吸塵口設置在隔離罩上，另一個吸塵口設置在鄰近拋光輪的位置。9.根據權利要求8所述的一種智能型全自動圓形管、棒料拋光機組，其特征在于:所述子拋光機構的外部設有集塵管道，所述吸塵風機與集塵管道相連。
【文檔編號】B24B55/06GK105834897SQ201610351990
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】吳建, 田藩, 鞠艷明, 王洋, 吳泳超, 覃富德, 楊雄強
【申請人】廣州茂迅自動化技術有限公司