一体式自动上料切管机的制作方法

1.本实用新型涉及一种切管机，具体地说是一种一体式自动上料切管机。


背景技术：

2.随着激光切管机的不断更新迭代，对加工管材要求速度更快、效率更高、精度也更高，目前市场常用的切管机上料结构比较复杂，从管材上料到切割下料过程中人为干涉因素较多，且需要多种基础零部件等精密传动，机械结构庞大，成本较高，占地面积大，成捆管材自动上料不易，实际应用起来并不太理想，并且自动化程度低，调节过程麻烦，效率低。
3.因此，开发一种机械结构紧凑，占地面积小、节约资源、便于针对不同规格的管材成捆自动上料的一体式激光切管机势在必行，不仅可以解决生产加工装配售后的高成本，结构较简单，维修不易等问题，还可以实现对异形管材批量加工的综合成本较低，调节方便，便于维修，易于加工拆卸，占地面积小，节约使用场地，为提供高速高效切割提供了便利条件。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就是提供一种一体式自动上料切管机，以解决现有切管机自动化程度低、占地面积大、调节不方便的问题。
5.本实用新型是这样实现的：一种一体式自动上料切管机，包括以下部分：
6.主机框架，用于支撑安装各机构以及储存管材。
7.上料装置，设置于主机框架上，用于管材的自动上料。
8.辅助上料支撑机构，设置于上料装置的前方，用于将来自上料装置的管材抬升使其脱离上料装置。
9.对中支撑机构，用于承接来自辅助上料支撑机构的管材并对管材进行对中找正。
10.主轴导轨机构，设置于主机框架的前端上部，包括主轴导轨和主轴齿条，用于安装后主轴机构并为后主轴机构导向。
11.前主轴机构，设置于主轴导轨机构的一端，用于夹持管材并驱动管材旋转。
12.后主轴机构，设置于主轴导轨机构上，用于夹持管材并驱动管材旋转，以及驱动管材沿轴线方向移动。
13.以及切割头机构，设置于所述前主轴机构旁，用于对管材进行切割。
14.还包括设置于所述主机框架的出料侧的落料支撑机构和排料机构，所述落料支撑机构包括落料支撑机架，在所述落料支撑机架的顶部设置有倾斜的落料板，所述排料机构位于所述落料板的下端；在所述落料板上开有升降孔，在所述落料支撑机架上设置有落料滑轨，落料轮通过轮座滑动连接在所述落料滑轨上，所述落料轮的位置与所述升降孔对应，所述轮座由落料驱动元件驱动上下移动；所述排料机构包括排料架，在排料架上皮带机构，所述皮带机构由排料驱动元件驱动。
15.所述辅助上料支撑机构包括辅助上料支撑座，在所述辅助上料支撑座上设置有竖
直的辅助上料滑轨，在所述辅助上料滑轨上滑动连接有辅助上料支撑板，所述辅助上料支撑板由辅助上料驱动元件驱动上下移动。
16.所述对中支撑机构包括支撑连接座，在所述支撑连接座上设置有竖直的支撑滑轨，在所述支撑滑轨上滑动连接有对中支撑座，所述对中支撑座由支撑驱动元件驱动沿支撑滑轨上下移动，在所述对中支撑座上设置有支撑轮和对中驱动元件，在所述对中驱动元件的两端分别设置有对中架，在两个所述对中架上分别通过调节块设置有对中导辊，由所述对中驱动元件驱动两个所述对中导轨向中间靠近。
17.所述前主轴机构包括前主轴底座，在所述前主轴底座上设置有前主轴夹爪和前主轴驱动元件，在所述前主轴夹爪外设置有护罩，所述前主轴驱动元件通过传动齿轮驱动所述前主轴夹爪。
18.所述后主轴机构包括设置于主轴导轨机构上的后主轴行走座，在所述后主轴行走座上设置有后主轴行走驱动元件、后主轴底座，在所述后主轴底座上设置有后旋转主轴，在所述后旋转主轴的端部设置有后主轴夹爪，所述后旋转主轴由后主轴旋转驱动元件驱动旋转。
19.所述切割头机构包括切割头支架，在所述切割头支架上设置有x轴滑台，在所述x轴滑台上设置有z轴滑台，在z轴滑台上设置有钢管切割头，所述x轴滑台由x轴驱动元件驱动，所述z轴滑台由z轴驱动元件驱动，在所述x轴滑台上设置有x轴拖链，在所述z轴滑台上设置有z轴拖链。
20.所述上料装置包括以下结构：
21.后翻料机构，设置于主机框架的后端，用于将管材向后翻料机构的前端输送。
22.第一顶升机构，设置于后翻料机构的前端，用于将后翻料机构前端的管材顶升输送至皮带送料机构。
23.皮带送料机构，设置于后翻料机构的前方，用于将第一顶升机构输送来的钢管向前输送至第二顶升机构处。
24.第二顶升机构，设置于皮带送料机构的前端，用于将皮带送料机构送来的钢管顶升输送至悬臂送料机构。
25.以及悬臂送料机构，包括承接板，承接板位于皮带送料机构的前方，承接板用于接收来自第二顶升机构的钢管，并将钢管向前输送至辅助支撑机构上方。
26.所述上料装置还包括挡板机构，所述挡板机构包括设置于主机框架上的丝杆、第一调节滑轨和第二调节滑轨，在第一调节滑轨上滑动连接有第一挡板，在第二调节滑轨上滑动连接有第二挡板，所述第一挡板和第二挡板通过连接板连接，所述丝杆上的丝母与所述第一挡板固定连接。
27.在所述主机框架前端的外侧设置有后主轴拖链，所述后主轴拖链与所述后主轴机构连接。
28.所述后翻料机构包括翻料臂，所述翻料臂的前端通过前转轴设置于所述主机框架上，翻料臂的后端通过连接轴与设置在主机框架上的翻料驱动元件连接。
29.所述第一顶升机构包括设置于所述主机框架上的第一顶升驱动元件、第一顶升滑轨，在所述第一顶升滑轨上滑动连接有第一顶升板，所述第一顶升板与所述第一顶升驱动元件连接。
30.所述第二顶升机构包括设置于所述主机框架上的第二顶升驱动元件、第二顶升滑轨，在所述第二顶升滑轨上滑动连接有第二顶升板，所述第二顶升板与所述第二顶升驱动元件连接。
31.所述皮带送料机构包括两个从动轮和一个主动轮，在主动轮和两个从动轮上安装有皮带，所述主动轮安装在主动轴上，所述主动轴与送料驱动元件传动连接。
32.所述悬臂送料机构包括设置于所述主机框架上的水平滑轨，在所述水平滑轨上滑动连接有承接板，所述承接板与设置于主机框架上的水平驱动元件连接。
33.所述主机框架包括上料框架和双层切割框架，所述后翻料机构、第一顶升机构、皮带送料机构、第二顶升机构以及悬臂送料机构设置于上料框架上。
34.本实用新型具有自动上料装置，同时使双层切割框架和上料框架融为一体的主机框架，机械结构紧凑，占地面积小、节约资源、便于针对不同规格的管材成捆自动上料的一体式激光切管机，可实现整捆管材一体式全自动上料自动批量高速、高效、高精度切割。
35.本实用新型在使用时，首先将成捆管材放置在后翻料机构的翻料臂上，翻料驱动元件驱动翻料臂绕前转轴旋转，翻料臂的后端升起将管材推至前端形成堆积。然后通过第一顶升机构将堆积在翻料臂前端的管材向上顶升，第一顶升板的后端将管材顶起，管材沿着前方第一挡板的后侧边上升并沿着第一挡板顶部的斜面落入第一顶升板顶部的凹槽内，第一顶升板下降后凹槽内的管材落至皮带送料机构上。皮带送料机构将管材向前运输，管材到达皮带送料机构的前端后，由第二顶升机构将管材向上顶升，第二顶升板的后端将管材顶起，管材沿着第二挡板的后侧边上升并沿着第二挡板顶部的斜面落入到第二顶升板顶部的凹槽内，当第二顶升板下降时，管材落入到悬臂送料机构的承接板的承接板内。最后由悬臂送料机构将管材向前输送至切管机的前端，管材由辅助支撑机构举起后悬臂送料机构向后缩回，至此完成一次上料作业。
36.上料装置将管材经过两次提升以及悬臂送料机构输送至前主轴机构和后主轴机构之间，然后由多个辅助上料支撑机构顶起管材高于悬臂送料机构，悬臂送料机构缩回，然后辅助上料支撑机构同时下降到若干个对中支撑机构上，后主轴机构夹紧管材向前移动直到前主轴机构夹紧管材后开始切割。由于异形管材相对于中心径向偏差较大，若干个对中支撑机构的支撑轮在切割过程中可提前调节一定角度使支撑轮完全包裹管材，保证整根管材的刚性，避免细长管材中间下垂变形从而影响切割精度。在管材切割过程中后主轴机构不断的向前推进，当靠近对中支撑机构一定距离时，相应的对中支撑机构自动下降避免与后主轴机构干涉，直至整根管材切割完成后主轴机构自动后退到起点位置，开始下一次全自动上料切割作业，从而周而复始，循环不息的进行管材批量切割加工。
37.本实用新型弥补了现有技术的不足，将切管机细分为各个标准化模块，通过便捷的调试安装，传动精度高，结构简单且可靠，能够满足高速高效高精度切割加工要求。结构简单且调节便捷，通过结构简单的固定能够将各个模块融合为一体，便于批量加工，便于维修，为高效高精度激光切管机量产奠定了基础。此外，本实用新型具有方便调节，结构简单，安装方便，易于加工拆卸的优点，可有效的降低人员加工组装成本，适合批量化广泛的应用场景。
附图说明
38.图1是本实用新型的立体结构图。
39.图2是本实用新型主机框架及部分机构的结构图。
40.图3是本实用新型主机框架的结构图。
41.图4是本实用新型辅助上料支撑机构的结构图。
42.图5是本实用新型对中支撑机构的结构图。
43.图6是本实用新型前主轴机构的结构图。
44.图7是本实用新型后主轴机构的结构图。
45.图8是本实用新型切割头机构的结构图。
46.图9是本实用新型落料支撑机构和排料机构的结构图。
47.图10是本实用新型后翻料机构的结构图。
48.图11是本实用新型挡板机构的结构图。
49.图12是本实用新型第一顶升机构的结构图。
50.图13是本实用新型皮带送料机构的结构图。
51.图14是本实用新型第二顶升机构的结构图。
52.图15是本实用新型悬臂送料机构的结构图。
53.图中：1、主机框架；2、后翻料机构；3、第一顶升机构；4、皮带送料机构；5、第二顶升机构；6、悬臂送料机构；7、挡板机构；8、主轴导轨机构；9、辅助上料支撑机构；10、对中支撑机构；11、后主轴机构；12、前主轴机构；13、切割头机构；14、落料支撑机构；15、排料机构；16、后主轴拖链；
54.1-1、上料框架；1-2、双层切割框架；1-3、成捆管材储料平台；1-4、二次储料平台；2-1、翻料驱动元件；2-2、翻料臂；2-3、前转轴；2-4、连接轴；3-1、第一顶升驱动元件；3-2、第一顶升板；3-3、第一顶升滑轨；4-1、主动轴；4-2、主动轮；4-3、从动轮；4-4、皮带；4-5、支撑架；4-6、送料驱动元件；5-1、第二顶升驱动元件；5-2、第二顶升板；5-3、第二顶升滑轨；6-1、水平滑轨；6-2、承接板；6-3、水平驱动元件；7-1、丝杆；7-2、第一调节滑轨；7-3、第二调节滑轨；7-4、第一挡板；7-5、第二挡板；7-6、连接板；7-7、丝母；7-8、感应开关；7-9、手轮；8-1、主轴导轨；8-2、齿条；9-1、辅助上料支撑座；9-2、辅助上料滑轨；9-3、辅助上料支撑板；9-4、辅助上料驱动元件；10-1、支撑连接座；10-2、支撑滑轨；10-3、对中支撑座；10-4、对中驱动元件；10-5、对中架；10-6、调节块；10-7、对中导辊；10-8、支撑轮；10-9、支撑驱动元件；11-1、后主轴行走座；11-2、后主轴行走驱动元件；11-3、后主轴底座；11-4、后旋转主轴；11-5、后主轴夹爪；11-6、后主轴旋转驱动元件；12-1、前主轴底座；12-2、前主轴夹爪；12-3、护罩；12-4、前主轴驱动元件；12-5、传动齿轮；13-1、切割头支架；13-2、x轴滑台；13-3、z轴滑台；13-4、x轴驱动元件；13-5、z轴驱动元件；13-6、x轴拖链；13-7、z轴拖链；13-8、钢管切割头；14-1、落料支撑机架；14-2、落料滑轨；14-3、落料轮；14-4、升降孔；14-5、落料驱动元件；14-6、落料板；15-1、排料架；15-2、皮带机构；15-3、排料驱动元件。
具体实施方式
55.如图1、图2所示，本实用新型是一种一体式自动上料切管机，其结构包括主机框架1以及设置于主机框架1上的上料装置、辅助上料支撑机构9、对中支撑机构10、主轴导轨机
构8、前主轴机构12、后主轴机构11以及切割头机构13。
56.如图3所示，主机框架1，用于支撑安装各机构以及储存管材。其中，在主机框架1上承接成捆管材的一端为后端，用于安装切割机构的一端为前端，自动上料机构用于将管材逐一输送至切割机构。主机框架1的宽度大于管材的长度，水平横向放置的整根管材在上料机构的驱动下向前移动。后翻料机构2、第一顶升机构3、皮带送料机构、第二顶升机构5、悬臂送料机构6沿主机框架1由后端向前端依次分布，且每个机构分别沿主机框架1的宽度方向设置有若干个相同的机构，使整根管材在长度方向上都能同步受到由各个机构的作用，防止管材在上料过程中出现偏斜。
57.主机框架1为一体式结构，采用型材框架焊接结构，焊有斜支撑以保证整个框架的纵向强度和刚性。一体式的主机框架1为了便于拆装维修细分为双层切割框架1-2和上料框架1-1，其中双层切割框架1-2主要用于管材切割行走提供框架基础，保证管材切割的精度，采用型材框架焊接而成，焊有支撑筋，保证整个机架的横向纵向强度和刚性，上料框架1-1为辅助上料送料提供了框架基础。整机框架一体式焊接而成，焊后经自然时效和退火充分消除内应力，保证整机可靠的装配精度和使用寿命。后翻料机构2、第一顶升机构3、皮带送料机构、第二顶升机构5、悬臂送料机构6以及挡板机构7都设置于上料框架1-1上。
58.双层切割框架1-2为双层型材焊接搭配拉筋一体化成型，所用型材不局限于方管或者矩形管范围，其他异形型材也在保护之内，双层切割框架1-2包括连接双层切割框架1-2和上料框架1-1的连接板7-6。
59.上料框架1-1优选为多片矩形型材一体化焊接而成，所用型材不局限于方管或者矩形管范围，其他异形型材也在保护之内，上料框架1-1包括成捆管材储料平台1-3和二次储料平台1-4，成捆管材储料平台1-3与后翻料机构2的位置相重合，二次储料平台1-4与皮带送料机构的位置重合。
60.上料装置安装在上料框架1-1上，辅助上料支撑机构9、对中支撑机构10、主轴导轨机构8、前主轴机构12、后主轴机构11以及切割头机构13安装在双层切割框架1-2上。
61.如图4所示，辅助上料支撑机构9，设置于上料装置的前方，用于将来自上料装置的管材抬升使其脱离上料装置。辅助上料支撑机构9包括辅助上料支撑座9-1，辅助上料支撑座9-1固定在双层切割框架1-2上，在辅助上料支撑座9-1上设置有竖直的辅助上料滑轨9-2，在辅助上料滑轨9-2上滑动连接有辅助上料支撑板9-3，辅助上料支撑板9-3由辅助上料驱动元件9-4驱动上下移动。
62.其中辅助上料驱动元件9-4为气缸、液压缸以及电动推杆或者电机等驱动元件。
63.当管材由上料装置的悬臂送料机构6送至前主轴机构12和后主轴后机构之间时，由辅助上料驱动元件9-4驱动辅助上料支撑板9-3上升，从而将管材抬起脱离悬臂送料机构6，悬臂送料机构6可以缩回复位，然后辅助上料驱动元件9-4下降将管材降至对中支撑机构10上。
64.如图5所示，对中支撑机构10，用于承接来自辅助上料支撑机构9的管材并对管材进行对中找正。对中支撑机构10包括支撑连接座10-1，支撑连接座10-1固定在双层切割框架1-2上，在支撑连接座10-1上设置有竖直的支撑滑轨10-2，在支撑滑轨10-2上滑动连接有对中支撑座10-3，对中支撑座10-3由支撑驱动元件10-9驱动沿支撑滑轨10-2上下移动，在对中支撑座10-3上设置有支撑轮10-8和对中驱动元件10-4，在对中驱动元件10-4的两端分
别设置有对中架10-5，在两个对中架10-5上分别通过调节块10-6设置有对中导辊10-7，由对中驱动元件10-4驱动两个对中导轨向中间靠近。
65.管材下降至对中支撑机构10上时，管材位于两个对中导辊10-7之间，通过对中驱动元件10-4驱动两个对中架10-5向中间移动，从而使两个对中导辊10-7将管材夹住，夹住后管材中心便于前主轴机构12的中心以及后主轴机构11的中心重合，实现管材的对中操作。在支撑轮10-8的表面设有直径逐渐变大的弧形凹槽，可以预先旋转支撑轮10-8，使管材与对应的弧形凹槽接触，从而保证管材的稳定。通过移动调节块10-6可以实现对不同管径管材的对中夹持。
66.主轴导轨机构8，设置于主机框架1的前端上部，包括主轴导轨8-1和主轴齿条8-2，用于安装后主轴机构11并为后主轴机构11导向。在双层切割框架1-2的上部固定安装有两条相互平行的主轴导轨8-1，主轴导轨8-1为水平状态且长度方向与管材的上料方向垂直，在其中一条主轴导轨8-1旁设置有齿条8-2，后主轴机构11安装在主轴导轨8-1上通过齿轮齿条8-2机构驱动后主轴机构11沿着主轴导轨8-1移动。
67.如图6所示，前主轴机构12，设置于主轴导轨机构8的一端，用于夹持管材并驱动管材旋转。前主轴机构12包括前主轴底座12-1，在前主轴底座12-1上设置有前主轴夹爪12-2和前主轴驱动元件12-4，在前主轴夹爪12-2外设置有护罩12-3，前主轴驱动元件12-4通过传动齿轮12-5驱动前主轴夹爪12-2。
68.在前主轴底座12-1上开有供管材穿过的通孔，在该通孔上安装有圆筒状的前旋转主轴，在前旋转主轴上设置有前主轴夹爪12-2，传动齿轮12-5与前旋转主轴固定为一体，管材穿过前旋转主轴并由前主轴夹爪12-2夹紧，然后由前主轴驱动元件12-4通过传动齿轮12-5驱动前旋转主轴旋转，从而带动管材旋转。
69.前主轴驱动元件12-4可以为减速电机。
70.如图7所示，后主轴机构11，设置于主轴导轨机构8上，用于夹持管材并驱动管材旋转，以及驱动管材沿轴线方向移动。后主轴机构11包括设置于主轴导轨机构8上的后主轴行走座11-1，在后主轴行走座11-1上设置有后主轴行走驱动元件11-2、后主轴底座11-3，在后主轴底座11-3上设置有后旋转主轴11-4，在后旋转主轴11-4的端部设置有后主轴夹爪11-5，后旋转主轴11-4由后主轴旋转驱动元件11-6驱动旋转。
71.通过后主轴行走驱动元件11-2驱动后主轴行走座11-1沿着主轴导轨8-1移动，以推动管材向前主轴方向移动，通过后主轴旋转驱动元件11-6驱动后旋转主轴11-4旋转。
72.当管材在对中支撑机构10上完成对中后，由前主轴夹爪12-2和后主轴夹爪11-5将管材夹紧固定。
73.如图8所示，切割头机构13，设置于前主轴机构12旁，用于对管材进行切割。切割头机构13包括切割头支架13-1，在切割头支架13-1上设置有x轴滑台13-2，在x轴滑台13-2上设置有z轴滑台13-3，在z轴滑台13-3上设置有钢管切割头13-8，x轴滑台13-2由x轴驱动元件13-4驱动，z轴滑台13-3由z轴驱动元件13-5驱动，在x轴滑台13-2上设置有x轴拖链13-6，在z轴滑台13-3上设置有z轴拖链13-7，能够有效防止线缆缠绕损坏。x轴驱动元件13-4和z轴驱动元件13-5为伺服电机。
74.钢管切割头13-8为激光切割头。
75.通过管材的转动以及沿轴线的移动，配合钢管切割头13-8便可对管材进行特定轨
迹的切割。x轴滑台13-2和z轴滑台13-3可以实现钢管切割头13-8x、z之间的插补运动，搭配后主轴的行走实现型材空间三维的高速高效精准切割。
76.如图9所示，本实用新型还包括设置于主机框架1的出料侧的落料支撑机构14和排料机构15，落料支撑机构14和排料机构15为一体结构。
77.落料支撑机构14包括落料支撑机架14-1，在落料支撑机架14-1的顶部设置有倾斜的落料板14-6，在落料板14-6上开有升降孔14-4，在落料支撑机架14-1上设置有落料滑轨14-2，落料轮14-3通过轮座滑动连接在落料滑轨14-2上，落料轮14-3的位置与升降孔14-4对应，轮座由落料驱动元件14-5驱动上下移动。
78.初始状态时落料轮14-3的上部从升降孔14-4内伸出，管材从前主轴机构12内输出后由落料轮14-3支撑，将切割好的管材切断后，通过落料驱动元件14-510-9驱动落料轮14-3下降，管材从落料轮14-3上脱离后沿着倾斜的落料板14-6滑落至排料机构15内。
79.排料机构15位于落料板14-6的下端，排料机构15包括排料架15-1，在排料架15-1上皮带机构15-2，皮带机构15-2由排料驱动元件15-3驱动。落入排料架15-1内的管材在皮带机构15-2的输送下进入成品筐中。
80.落料驱动元件14-5可以为气缸、液压缸以及电动推杆等，排料驱动元件15-3一般为减速电机。
81.如图2所示，上料装置包括主机框架1和设置在主机框架1上的后翻料机构2、第一顶升机构3、皮带送料机构、第二顶升机构5、悬臂送料机构6，以及挡板机构7。
82.其中，如图11所示，挡板机构7包括设置于主机框架1上的丝杆7-1、第一调节滑轨7-2和第二调节滑轨7-3，在第一调节滑轨7-2上滑动连接有第一挡板7-4，在第二调节滑轨7-3上滑动连接有第二挡板7-5，第一挡板7-4和第二挡板7-5通过连接板7-6连接，丝杆7-1上的丝母7-7与第一挡板7-4固定连接。
83.挡板机构7的第一挡板7-4与第一顶升机构3的位置对应，第二挡板7-5与第二顶升机构5的位置对应。在丝杠的一端连接有手轮7-9，另一端连接有丝母7-7，丝杠通过轴承座固定在主机框架1上，通过转动手轮7-9带动丝杠旋转使得丝母7-7沿着丝杠前后移动，从而驱动第一挡板7-4和第二挡板7-5同步移动。第一挡板7-4的后侧边位于第一顶升板3-2后侧边的前方，位于后翻料机构2前端的管材贴靠在第一挡板7-4的后侧边上，当第一顶升板3-2向上移动时，第一顶升板3-2超出第一挡板7-4后侧边的部分用于将管材抬起，只有当管材半径小于超出部分的宽度时，管材才能够被第一顶升板3-2抬起；第二顶升板5-2、第二挡板7-5的工作原理与第一顶升板3-2、第一挡板7-4的工作原理相同，所以可以通过调节第一挡板7-4和第二挡板7-5的位置来适应各种口径的管材上料。
84.如图10所示，后翻料机构2设置于主机框架1的后端，用于将管材向后翻料机构2的前端输送。后翻料机构2包括翻料臂2-2，翻料臂2-2的前端通过前转轴2-3设置于主机框架1上，翻料臂2-2的后端通过连接轴2-4与设置在主机框架1上的翻料驱动元件2-1连接。
85.其中，翻料驱动元件2-1为气缸、液压缸或电动推杆等具有顶升功能的元件。
86.后翻料机构2的工作原理为：成捆的管材解开后放置于翻料臂2-2上，翻料驱动元件2-1的缸轴升起通过连接轴2-4带动翻料臂2-2以前转轴2-3为中心进行旋转，翻料臂2-2后端升起将管材推至前转轴2-3处形成堆积，当管材位于翻料臂2-2的后端时启动翻料，以保证翻料臂2-2前端一直有料供应上料。
87.如图12所示，第一顶升机构3设置于后翻料机构2的前端，用于将后翻料机构2前端的管材顶升输送至皮带送料机构。第一顶升机构3包括设置于主机框架1上的第一顶升驱动元件3-1、第一顶升滑轨3-3，在第一顶升滑轨3-3上滑动连接有第一顶升板3-2，第一顶升板3-2与第一顶升驱动元件3-1连接。
88.其中，第一顶升驱动元件3-1为气缸、液压缸或电动推杆等具有顶升功能的元件。
89.管材堆积到后翻料机构2前端后，由第一顶升驱动元件3-1驱动第一顶升板3-2沿着第一顶升滑轨3-3上升，第一顶升板3-2的右上角顶起管材带动着管材沿着第一挡板7-4的后侧边上升，当管材高度超过第一挡板7-4后，管材沿着第一顶升板3-2的斜面运动至第一顶升板3-2的凹槽内，第一顶升驱动元件3-1上升至最顶点后降落，管材随着降落至皮带送料机构上。
90.如图13所示，皮带送料机构，设置于后翻料机构2的前方，用于将第一顶升机构3输送来的钢管向前输送至第二顶升机构5处。皮带送料机构包括两个从动轮4-3和一个主动轮4-2，在主动轮4-2和两个从动轮4-3上安装有皮带4-4，主动轮4-2安装在主动轴4-1上，主动轴4-1与送料驱动元件4-6传动连接。
91.主动轴4-1通过轴承座安装在主机框架1上，沿主机框架1宽度方向设置的多个皮带送料机构的主动轮4-2都由主动轴4-1进行驱动，主动轴4-1通过链轮链条传动机构与送料驱动元件4-6连接，送料驱动元件4-6一般为减速电机。通过主动轴4-1驱动主动轮4-2转动，从而带动从动轮4-3以及皮带4-4运行，两个从动轮4-3安装在主机框架1上，同时在两个从动轮4-3之间的位置设置水平的支撑架4-5，由支撑架4-5支撑上方的皮带4-4。
92.在挡板机构7上设置有感应开关7-8，感应开关7-8位于第二挡板7-5的后方，皮带4-4携带管材缓慢向前移动，直至被挡板机构7中感应开关7-8感应到后皮带4-4停止转动。
93.如图14所示，第二顶升机构5，设置于皮带送料机构的前端，用于将皮带送料机构送来的钢管顶升输送至悬臂送料机构6。第二顶升机构5包括设置于主机框架1上的第二顶升驱动元件5-1、第二顶升滑轨5-3，在第二顶升滑轨5-3上滑动连接有第二顶升板5-2，第二顶升板5-2与第二顶升驱动元件5-1连接。
94.其中，第二顶升驱动元件5-1为气缸、液压缸或电动推杆等具有顶升功能的元件。
95.第二顶升机构5的组成与工作原理与上面第一顶升机构3的组成与工作原理相同。当检测到管材堆积到皮带送料机构的前端后，第二顶升驱动元件5-1驱动第二顶升板5-2沿着第二顶升滑轨5-3上升，由第二顶升板5-2的右上角顶起管材，管材上升超过第二挡板7-5的高度后，管材沿着第二顶升板5-2的斜面运动至凹槽内，第二顶升驱动元件5-1上升至最顶点后降落，管材随着降落至悬臂送料机构6的承接板6-2上。
96.如图15所示，悬臂送料机构6，包括承接板6-2，承接板6-2位于皮带送料机构的前方，承接板6-2用于接收来自第二顶升机构5的钢管，并将钢管向前输送至辅助支撑机构上方。悬臂送料机构6包括设置于主机框架1上的水平滑轨6-1，在水平滑轨6-1上滑动连接有承接板6-2，承接板6-2与设置于主机框架1上的水平驱动元件6-3连接。
97.其中，水平驱动元件6-3为气缸、液压缸或电动推杆等具有水平伸缩功能的元件。
98.悬臂送料机构6工作原理为：管材落入承接板6-2上的承接槽内后，通过水平驱动元件6-3驱动承接板6-2沿着水平滑轨6-1向前移动，当水平驱动元件6-3移动至极限距离时，承托板到达切割机构的辅助支撑机构上方，当辅助支撑机构将管材举起后，水平驱动元
件6-3向后缩回，至此完成一次上料运动。
99.挡板机构7的第一挡板7-4与第一顶升板3-2的位置对应，第一挡板7-4的后侧边与第一顶升板3-2的后侧边之间的间距可调，第二挡板7-5与第二顶升板5-2的位置对应，第二挡板7-5的后侧边与第二顶升板5-2的后侧边之间的间距可调，通过调节间距，从而控制可以被第一顶升板3-2或第二顶升板5-2顶起的管材的直径大小。
100.双层切割框架1-2外侧一端装有后主轴拖链16保护线路、气管、油管等缠绕打结，后主轴拖链16另一侧连接后主轴机构11，可以避免后主轴机构11夹持管材高速移动时线缆、气管、油管等缠绕打结，本发明不局限与将后主轴拖链16装置于双层切割框架1-2外侧，后主轴拖链16装置于双层切割框架1-2的内部或者两侧都在本发明保护范围之内。
101.本实用新型的上料作业流程如下：首先将成捆管材放置在后翻料机构2的翻料臂2-2上，翻料驱动元件2-1驱动翻料臂2-2绕前转轴2-3旋转，翻料臂2-2的后端升起将管材推至前端形成堆积。然后通过第一顶升机构3将堆积在翻料臂2-2前端的管材向上顶升，第一顶升板3-2的后端将管材顶起，管材沿着前方第一挡板7-4的后侧边上升并沿着第一挡板7-4顶部的斜面落入第一顶升板3-2顶部的凹槽内，第一顶升板3-2下降后凹槽内的管材落至皮带送料机构上。皮带送料机构将管材向前运输，管材到达皮带送料机构的前端后，由第二顶升机构5将管材向上顶升，第二顶升板5-2的后端将管材顶起，管材沿着第二挡板7-5的后侧边上升并沿着第二挡板7-5顶部的斜面落入到第二顶升板5-2顶部的凹槽内，当第二顶升板5-2下降时，管材落入到悬臂送料机构6的承接板6-2的承接板6-2内。最后由悬臂送料机构6将管材向前输送至切管机的切割机构处，管材由切割机构的辅助支撑机构举起后悬臂送料机构6向后缩回，至此完成一次上料作业。
102.本实用新型切割管材的流程如下：上料装置将管材经过两次提升以及悬臂送料机构6输送至前主轴机构12和后主轴机构11之间，然后由多个辅助上料支撑机构9顶起管材高于悬臂送料机构6，悬臂送料机构6缩回，然后辅助上料支撑机构9同时下降到若干个对中支撑机构10上，后主轴机构11夹紧管材向前移动直到前主轴机构12夹紧管材后开始切割。由于异形管材相对于中心径向偏差较大，若干个对中支撑机构10的支撑轮10-8在切割过程中可提前调节一定角度使支撑轮10-8完全包裹管材，保证整根管材的刚性，避免细长管材中间下垂变形从而影响切割精度。在管材切割过程中后主轴机构11不断的向前推进，当靠近对中支撑机构10一定距离时，相应的对中支撑机构10自动下降避免与后主轴机构11干涉，直至整根管材切割完成后主轴机构11自动后退到起点位置，开始下一次全自动上料切割作业，后主轴机构11往复运动由双层切割框架1-2外侧的后主轴拖链16保护线路避免缠绕打结，从而周而复始，循环不息的进行管材批量切割加工。

技术特征：
1.一种一体式自动上料切管机，其特征在于，包括：主机框架，用于支撑安装各机构以及储存管材；上料装置，设置于主机框架上，用于管材的自动上料；辅助上料支撑机构，设置于上料装置的前方，用于将来自上料装置的管材抬升使其脱离上料装置；对中支撑机构，用于承接来自辅助上料支撑机构的管材并对管材进行对中找正；主轴导轨机构，设置于主机框架的前端上部，包括主轴导轨和主轴齿条，用于安装后主轴机构并为后主轴机构导向；前主轴机构，设置于主轴导轨机构的一端，用于夹持管材并驱动管材旋转；后主轴机构，设置于主轴导轨机构上，用于夹持管材并驱动管材旋转，以及驱动管材沿轴线方向移动；以及切割头机构，设置于所述前主轴机构旁，用于对管材进行切割。2.根据权利要求1所述的一体式自动上料切管机，其特征在于，还包括设置于所述主机框架的出料侧的落料支撑机构和排料机构，所述落料支撑机构包括落料支撑机架，在所述落料支撑机架的顶部设置有倾斜的落料板，所述排料机构位于所述落料板的下端；在所述落料板上开有升降孔，在所述落料支撑机架上设置有落料滑轨，落料轮通过轮座滑动连接在所述落料滑轨上，所述落料轮的位置与所述升降孔对应，所述轮座由落料驱动元件驱动上下移动；所述排料机构包括排料架，在排料架上皮带机构，所述皮带机构由排料驱动元件驱动。3.根据权利要求1所述的一体式自动上料切管机，其特征在于，所述辅助上料支撑机构包括辅助上料支撑座，在所述辅助上料支撑座上设置有竖直的辅助上料滑轨，在所述辅助上料滑轨上滑动连接有辅助上料支撑板，所述辅助上料支撑板由辅助上料驱动元件驱动上下移动。4.根据权利要求1所述的一体式自动上料切管机，其特征在于，所述对中支撑机构包括支撑连接座，在所述支撑连接座上设置有竖直的支撑滑轨，在所述支撑滑轨上滑动连接有对中支撑座，所述对中支撑座由支撑驱动元件驱动沿支撑滑轨上下移动，在所述对中支撑座上设置有支撑轮和对中驱动元件，在所述对中驱动元件的两端分别设置有对中架，在两个所述对中架上分别通过调节块设置有对中导辊，由所述对中驱动元件驱动两个所述对中导轨向中间靠近。5.根据权利要求1所述的一体式自动上料切管机，其特征在于，所述前主轴机构包括前主轴底座，在所述前主轴底座上设置有前主轴夹爪和前主轴驱动元件，在所述前主轴夹爪外设置有护罩，所述前主轴驱动元件通过传动齿轮驱动所述前主轴夹爪。6.根据权利要求1所述的一体式自动上料切管机，其特征在于，所述后主轴机构包括设置于主轴导轨机构上的后主轴行走座，在所述后主轴行走座上设置有后主轴行走驱动元件、后主轴底座，在所述后主轴底座上设置有后旋转主轴，在所述后旋转主轴的端部设置有后主轴夹爪，所述后旋转主轴由后主轴旋转驱动元件驱动旋转。7.根据权利要求1所述的一体式自动上料切管机，其特征在于，所述切割头机构包括切割头支架，在所述切割头支架上设置有x轴滑台，在所述x轴滑台上设置有z轴滑台，在z轴滑台上设置有钢管切割头，所述x轴滑台由x轴驱动元件驱动，所述z轴滑台由z轴驱动元件驱
动，在所述x轴滑台上设置有x轴拖链，在所述z轴滑台上设置有z轴拖链。8.根据权利要求1所述的一体式自动上料切管机，其特征在于，所述上料装置包括：后翻料机构，设置于主机框架的后端，用于将管材向后翻料机构的前端输送；第一顶升机构，设置于后翻料机构的前端，用于将后翻料机构前端的管材顶升输送至皮带送料机构；皮带送料机构，设置于后翻料机构的前方，用于将第一顶升机构输送来的钢管向前输送至第二顶升机构处；第二顶升机构，设置于皮带送料机构的前端，用于将皮带送料机构送来的钢管顶升输送至悬臂送料机构；以及悬臂送料机构，包括承接板，承接板位于皮带送料机构的前方，承接板用于接收来自第二顶升机构的钢管，并将钢管向前输送至辅助支撑机构上方。9.根据权利要求1所述的一体式自动上料切管机，其特征在于，所述上料装置还包括挡板机构，所述挡板机构包括设置于主机框架上的丝杆、第一调节滑轨和第二调节滑轨，在第一调节滑轨上滑动连接有第一挡板，在第二调节滑轨上滑动连接有第二挡板，所述第一挡板和第二挡板通过连接板连接，所述丝杆上的丝母与所述第一挡板固定连接。10.根据权利要求1所述的一体式自动上料切管机，其特征在于，在所述主机框架前端的外侧设置有后主轴拖链，所述后主轴拖链与所述后主轴机构连接。

技术总结
本实用新型涉及一种一体式自动上料切管机，其结构包括主机框架以及设置于主机框架上的上料装置、辅助上料支撑机构、对中支撑机构、主轴导轨机构、前主轴机构、后主轴机构以及切割头机构。上料装置包括主机框架和设置在主机框架上的后翻料机构、第一顶升机构、皮带送料机构、第二顶升机构、悬臂送料机构，以及挡板机构。本实用新型结构简单且调节便捷，通过结构简单的固定能够将各个模块融合为一体，便于批量加工，便于维修，为高效、高精度激光切管机量产奠定了基础。此外，本实用新型具有方便调节，结构简单，安装方便，易于加工拆卸的优点，可有效的降低人员加工组装成本，适合批量化广泛的应用场景。应用场景。应用场景。


技术研发人员：李银铭 李梓谦 时民亮 刘子天 苑磊
受保护的技术使用者：河北欧耐机械模具股份有限公司
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/10/20