一种管材自动打塞机

技术领域

本发明属于零件装配设备技术领域，具体地涉及一种管材自动打塞机。

背景技术

目前，对于例如栏杆结构，常采用铝型材管材制成，在这些管材成型后，需在车间包装工序中在端部安装管塞(也称打塞头)。此过程一般为人工进行操作，由于需要手动处理的管材数量极大，工作人员劳动强度大、生产效率低、人员流失大。

为此，目前也已出现了一些针对此项工作的自动化设备，但都不尽完善。例如申请公开号为CN108581930A的中国发明专利，其采用倾斜的出料盒对管材进行堆放，利用管材的自重下滑落入一宽度适宜的开口，从而逐一分开管材再进行打塞。该方案的缺憾在于会严重受限于管材的形状，其较适于加工圆管，对于方管则可能出现无法滑落的情况，而对于一端焊接有较大封板的围栏方管则完全无法适用。此外，由于其出料盒尺寸固定，对于管材的长度也有所限制。因此，需要一种适用范围更广、效率更高的管材自动打塞机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种管材自动打塞机，实现替代人工打塞工作，并且能够适用于具有不同长度、不同截面形状等情况的各类管材。

依据本发明的技术方案，本发明提供了一种管材自动打塞机，包括有上料棚架，上料棚架上具有上料传送带，上料传送带上设置有若干用于间隔管材的隔板；上料棚架在上料传送带传送方向的一侧设置有前挡料板，上料棚架在上料传送带传送方向的另一侧设置有后挡料板；上料棚架在前挡料板的同侧设置有打塞装置和管塞分料装置；打塞装置具有用于从管塞分料装置拾取管塞并进行打塞的管塞固持部；上料棚架在与管塞固持部相对应的位置设置有管材定位装置；管材定位装置包括沿上料传送带传送方向相对设置的侧挡料机构和侧压料机构；侧挡料机构具有可升降的侧挡料板，侧压料机构具有可升降及沿上料传送带传送方向移动的侧压料板。

进一步地，侧挡料机构包括与上料棚架相连接的侧挡料限位部，侧挡料板与侧挡料限位部相匹配地滑动连接，侧挡料板连接有侧挡料升降气缸；侧压料机构包括与上料棚架相连接的侧压料升降滑轨，侧压料升降滑轨上相匹配地滑动连接有侧压料推移气缸，侧压料推移气缸的输出端朝向侧挡料板并连接有侧压料板，侧压料推移气缸连接有侧压料升降气缸。

进一步地，若干隔板构成多组隔板对，每一组隔板对包括相邻的两个隔板且该两个隔板的间距均大于管材的宽度；相邻两组隔板对之间的间距大于侧挡料板和侧压料板的厚度。

进一步地，前挡料板为横向设置的条形板，前挡料板的一端靠近上料传送带的上游端，前挡料板的另一端靠近管塞固持部。

优选地，还包括后挡料装置，后挡料装置包括相连接的后挡料纵架和后挡料横架，后挡料横架朝向管塞固持部方向延伸；后挡料横架上通过后挡料平移机构连接有后挡料板。

进一步地，后挡料平移机构包括有平移板，平移板通过平移滑轨与后挡料横架滑动连接；平移板上设置有平移电机，平移电机的输出端设置有齿轮，后挡料横架上设置有齿条，齿轮和齿条相匹配地啮合。

优选地，后挡料装置中还包括有后挡料升降机构，后挡料升降机构可相对升降运动的一端与平移板相连接，后挡料升降机构的另一端与后挡料板相连接。

进一步地，管塞分料装置包括有振动盘，振动盘的输出端通过管塞传送架延伸至供塞托架，供塞托架滑动设置于供塞滑轨中，供塞托架连接有供塞气缸；供塞托架具有与管塞传送架相匹配的管塞容置槽，管塞容置槽仅能容纳一个管塞。

进一步地，打塞装置包括有与上料棚架位置相对固定的推进气缸，推进气缸的输出端朝向后挡料板并连接有回转气缸，回转气缸的输出端朝向管塞分料装置并垂直地连接有取塞气缸，取塞气缸的末端连接有管塞固持部。

进一步地，在上料传送带传送方向的末端设置有出料棚架。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果如下：

1、本发明的管材自动打塞机高效地实现了替代人工进行打塞，可有效减轻工作人员劳动强度、提高生产效率。

2、本发明的管材自动打塞机采用传送带及通过板状结构进行定位的方式，管材放置于传送带，全程只进行平移而无需进行滚动，因此能够适用于包括圆管、方管在内的各种截面的管材。并且对于例如末端具有封板的围栏方管，其封板可位于多条传送带之间或之外，从而也能够适用。

3、本发明的管材自动打塞机优选地具有可移动的后挡料板，从而能够根据需要适用于不同长度的管材。

4、本发明的管材自动打塞机通过可升降的侧挡料板和可升降及移动的侧压料板相配合实现管材在打塞前的定位，保证了管材位置正确无偏差，同时打塞过程中由侧挡料板和侧压料板夹持稳定。

附图说明

图1是本发明一实施例的立体结构示意图。

图2是图1所示实施例的俯视结构示意图。

图3是图1中打塞装置、管塞分料装置及管材定位装置部分的局部放大图。

图4是图3所示结构中供塞托架及相关部分的剖视示意图。

图5是图1中后挡料装置部分的局部放大图。

附图中的附图标记说明：

1、上料棚架；101、上料传送；102、隔板；103、隔板对；104、上料传送电机；

2、前挡料板；

3、后挡料装置；301、后挡料板；302、后挡料纵架；303、后挡料横架；31、后挡料平移机构；311、平移板；312、平移滑轨；313、平移电机；314、齿轮；315、齿条；32、后挡料升降机构；

4、打塞装置；401、管塞固持部；402、推进气缸；403、回转气缸；404、取塞气缸；405、推进滑轨；

5、管塞分料装置；501、振动盘；502、管塞传送架；503、供塞托架；504、管塞容置槽；505、供塞滑轨；506、供塞气缸；

6、管材定位装置；61、侧挡料机构；611、侧挡料板；612、侧挡料限位部；613、侧挡料升降气缸；62、侧压料机构；621、侧压料板；622、侧压料升降滑轨；623、侧压料推移气缸；624、侧压料升降气缸；

7、出料棚架；701、出料传送带；

A：管材；B：管塞。

具体实施方式

本发明提供一种管材自动打塞机，尤其适用于围栏方管(也称栏杆料)，从而代替人工进行安装管塞的工作，减轻工作人员劳动强度，提高生产效率。围栏方管的结构如图1中的A1、A2所示，其主体为方管，末端可焊接有作为底座的封板，或者如A3所示在管身上具有附加的板等其他结构，此类管材的处理难点在于其难以像圆管一样滚动或滑动。可以想到的是，本方案能够用于此种方管，故也能够用于圆管，以及及截面为其他形状的管材。

请参阅图1、图2，本发明的一种管材自动打塞机，包括有上料棚架1，上料棚架1上具有上料传送带101，例如具有三条并列的传送带，还具有相配套的上料传送电机104和传动部件(如链轮、链条)等，从而驱动上料传送带101转动(图中传送方向为向右)，此种具有动力的传送带棚架为现有技术，故对于棚架及传送带的驱动、传动部件具体结构在此不再赘述。本发明的上料传送带101上沿长度方向布满有若干隔板102，隔板102用于间隔放置管材A，若干隔板102构成两个一组的多组隔板对103，一组隔板对103中的两隔板102的间距大于管材A的宽度，从而容纳一支管材A。

上料棚架1在上料传送带101传送方向的一侧(图中为前方)设置有前挡料板2，用于管材A前端的定位；上料棚架1在上料传送带101传送方向的另一侧(图中为后方)设置有后挡料板301，用于在对管材A前端进行打塞时对管材A后方进行顶抵。

上料棚架1在前挡料板2的同侧设置有打塞装置4和管塞分料装置5。管塞分料装置5用于将放入其中的多个管塞B整齐排列并短距离地传送；打塞装置4具有管塞固持部401，用于从管塞分料装置5末端拾取管塞B并进行打塞。

上料棚架1在与管塞固持部401相对应的位置设置有管材定位装置6。管材定位装置6包括沿上料传送带101传送方向相对设置的侧挡料机构61和侧压料机构62；侧挡料机构61具有可升降的侧挡料板611，侧压料机构62具有可升降及沿上料传送带101传送方向移动的侧压料板621。侧挡料板611和侧压料板621的位置对应于打塞时隔板对103的两侧，即管材A后两侧的间隙位置，为此，相邻两组隔板对103之间的间距需要大于侧挡料板611和侧压料板621的厚度。管材定位装置6可设置有多组，例如图1、图2所示上料传送带101具有三条并列的传送带的实施例中，管材定位装置6在靠前的两条传送带的前方或后方进行设置，共设置两组，从而一前一后对管材1进行更稳定的定位及夹持。

请参阅图3，侧挡料机构61包括与上料棚架1相连接的侧挡料限位部612，侧挡料板611与侧挡料限位部612相匹配地滑动连接，例如侧挡料限位部612为套筒结构，侧挡料板611位于其中；或者，侧挡料限位部612为滑轨结构，与侧挡料板611通过滑块结构活动连接；等。侧挡料板611下端连接有侧挡料升降气缸613，从而控制侧挡料板611进行升降，控制其是否高出于上料传送带101、对管材A形成阻挡。

侧压料机构62包括与上料棚架1相连接的侧压料升降滑轨622，侧压料升降滑轨622上相匹配地滑动连接有侧压料推移气缸623，侧压料推移气缸623的输出端朝向侧挡料板611并连接有侧压料板621，侧压料推移气缸623连接有侧压料升降气缸624。侧压料升降气缸624用于控制侧压料板621进行升降，控制其是否高出于上料传送带101；压料推移气缸623用于控制侧压料板621进行平移，控制其是否朝向侧挡料板611移动从而推动并夹紧管材A。可以想到的是，在另一实施例中，采用横向的滑轨滑动连接纵向的升降气缸、升降气缸通过横向的推移气缸沿滑轨推动，也可实现相同的效果。其工作原理为：初始状态为，侧挡料板611及侧压料板621均处于低位，侧压料板621较远离侧挡料板611；当一管材A传送至靠近打塞位置，侧挡料板611升起，管材A继续移动一小段距离至靠近侧挡料板611，侧压料板621升起，并向右移动，推移、夹持管材A，随后打塞装置4进行打塞；打塞完成后，侧挡料板611和侧压料板621复位；以此循环进行。

前挡料板2为横向设置的条形板，前挡料板2的一端靠近上料传送带101的上游端，前挡料板2的另一端靠近进行打塞位置(即管塞固持部401的位置)。使用时通过人工或前端的传送带将待打塞的管材A放置在上料传送带101上，将管材A的前端抵靠于前挡料板2，保证管材A被传送到打塞位置时前端位于所需位置。进一步地，为此可以考虑将前挡料板2设为左端向前斜放，整体与上料棚架1之间成一较小角度，这样在放置时可更为随意，随着上料传送带101移动，前端过于靠前的管材A将被前挡料板2推移。

后挡料板30也可类似的长条形板，但其右端至少要覆盖打塞位置。优选地，请参阅图5，后挡料板30通过后挡料装置3可移动地设置。后挡料装置3包括有自上而下垂直相连接的后挡料纵架302和后挡料横架303，后挡料横架303位于上料传送带101上方并朝向管塞固持部401方向延伸，后挡料横架303上通过后挡料平移机构31连接有后挡料板301。具体地，后挡料平移机构31包括有平移板311，后挡料横架303为方框结构，后挡料横架303的方框结构上表面设置有平移滑轨312，平移板311与平移滑轨312滑动连接。平移板311上设置有平移电机313，平移电机313的输出端朝下穿过平移板311并在末端设置有齿轮314，后挡料横架303的方框结构内侧设有齿条315，齿轮314和齿条315相匹配地啮合。后挡料板301与平移板311相连接。其工作原理为，平移电机313驱动齿轮314转动、在齿条315上行走，实现驱动平移板311前后移动，调整后挡料板301与管塞固持部401的距离，以匹配不同长度的管材A。例如图1、图2所示，管材A1、A2、A3长度递增，只要其末端处于后挡料板301可前后调节的范围内，均可适用。

进一步优选地，后挡料装置3中，在平移板311和后挡料板301之间设有后挡料升降机构32，后挡料升降机构32例如为气缸，后挡料升降机构32可相对升降运动的一端与平移板311相连接，后挡料升降机构32的另一端与后挡料板301相连接。其工作原理为，后挡料板301仅在进行打塞时通过气缸下降至所需位置提供抵靠作用，此外的时间均向上升起，避免影响后挡料平移机构31进行前后调整的过程以及避免阻碍管材A的移动。

请参阅图3、图4，管塞分料装置5包括有振动盘501，振动盘501的输出端连接有管塞传送架502(例如容纳管塞B的塞部而在两侧支撑管塞B的片状端盖部)，此两部件为成熟的现有技术产品，对其原理等不再赘述，在振动盘501中放入大量管塞B，其便能够通过震动使管塞B逐个排列并通过管塞传送架502输出。本发明的管塞分料装置5还包括供塞托架503，管塞传送架502延伸至供塞托架503，供塞托架503具有与管塞传送架502相匹配且能够相对齐的管塞容置槽504，管塞容置槽504仅能容纳一个管塞B。供塞托架503滑动设置于供塞滑轨505中，供塞托架503连接有供塞气缸506。其工作原理为，初始状态为供塞气缸506活塞杆处于收回状态，管塞容置槽504与管塞传送架502对齐，随着振动盘501工作的进行，一列管塞B中的第一个管塞B进入到管塞容置槽504中；供塞气缸506向左推动供塞托架503，将该管塞B分离出来，供打塞装置4拾取；此过程中供塞托架503始终会挡住下一个管塞B；拾取后，供塞托架503复位，该下一个管塞B进入到管塞容置槽504中，以此循环进行。

打塞装置4包括有与上料棚架1位置相对固定的推进气缸402，推进气缸402的输出端朝向后挡料板301并连接有回转气缸403；为保证平稳、施力方向正对管口的推进效果，回转气缸403通过水平设置的推进滑轨405与固定设置的机台滑动连接。回转气缸403的输出端朝向管塞分料装置5并垂直地连接有取塞气缸404，取塞气缸404的末端垂直地连接有管塞固持部401。管塞固持部401优选为真空吸盘，也可选为夹爪装置等，能实现固持和释放管塞B的结构均可。其工作原理为，初始状态各气缸均为收回状态，取塞气缸404及管塞固持部401朝下；供塞托架503将一个管塞B推至管塞固持部401正下方，取塞气缸404向下推出，管塞固持部401(以真空吸盘为例)吸附住管塞B，取塞气缸404收回，将管塞B从管塞容置槽504中取出；回转气缸403转动，取塞气缸404及管塞固持部401被转动至朝后，且对准已被夹持固定的管材A的管口；推进气缸402向后推出，带动回转气缸403、取塞气缸404及管塞固持部401一起后移，使管塞B被推入管口；然后管塞固持部401释放管塞B，各部件复位；以此循环进行。

进一步地，在上料传送带101传送方向的末端设置有出料棚架7，与上料棚架1相类似地，出料棚架7上设置有出料传送带701。例如图1、图2所示上料传送带101具有三条并列的传送带的实施例中，出料传送带701优选为具有位于该三条传送带间隙位置的两条传送带，从而稳定地实现管材A从上料传送带101至出料传送带701的交接过程。出料传送带701可选为不具有动力(驱动电机等)，仅靠上料传送带101推动管材A进行码放；优选同样具有动力，将完成打塞的管材A继续传送，例如继续进行后续包装、装箱等。

以上述一种具体实施方式为例，本发明的管材自动打塞机的整体工作原理如下：

步骤一，人工将围栏方管大致地放入上料传送带101上的隔板对103中，并将围栏方管向前轻推至前端接触到前挡料板2；

步骤二，上料传送带101将管材进行传送，传送至靠近打塞位置，侧挡料板611升起进行打塞定位；方管继续传送到位(接触或即将接触侧挡料板611)后，侧压料板621升起并移动压紧方管；后挡料板301移至方管尾端，使方管在三个方向受限，定位完成；

步骤三，打塞装置4利用真空吸盘(管塞固持部401)进行垂直取料，取料后旋转至打塞方向(取料方向与打塞方向夹角呈90°)，推进气缸402将管塞B水平推入方管，真空吸盘放松，各气缸复位，打塞动作完成；

步骤四：完成打塞后方管过渡至出料棚架，人工下料。

具体一实施例中，上料棚架1长度为2.8m，可间隔放置20支管材A。打塞装置3中，推进气缸402采用的型号为SC50*50，回转气缸403采用的型号为HRQ50，取塞气缸404采用的型号为TCL20*50。管塞分料装置5中，振动盘501可一次性放入400-500个管塞B，供塞气缸506采用的型号为TN25*50。侧压料机构62中，侧压料升降气缸624采用的型号为SC320*82，侧压料推移气缸623采用的型号为TN25*20。侧挡料机构61中，侧挡料升降气缸613采用的型号为MA32*80。出料棚架7长度为1.6m。平均完成一支围栏方管的打塞用时约6秒。

需要说明的是，以上仅对本发明一些具体实施例的主要结构进行了说明，其他所需的或可选的具体结构可基于现有技术及实际需要进行设置，例如，上述实施例中所用的各个气缸均连接有压缩空气及相应的管路、阀门控制系统；气缸可替换为能够实现基本相同的技术效果的油缸、电缸等；各气缸所连的电磁阀，以及电机等用电设备均通过电箱连接电源并可进行自动或手动控制；为使各部件位置适宜且稳定，本自动打塞机具有机架类结构，将对应部件垫高、支撑、固定；等。

综上所述，本发明的管材自动打塞机高效地实现了替代人工进行打塞，可有效减轻工作人员劳动强度、提高生产效率。并且能够适用于包括圆管、方管在内的不同截面、不同长度及具有封板等部件的各类管材。此外由于通过可升降的侧挡料板和可升降及移动的侧压料板相配合实现管材在打塞前的定位，保证了管材位置正确无偏差，同时打塞过程中由侧挡料板和侧压料板夹持稳定。