本實用新型涉及數(shù)控智能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能型全自動矩形管、棒料拋光機(jī)組。

背景技術(shù)：

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(chǎn)中使用較多的只有機(jī)械拋光、化學(xué)拋光和電化學(xué)拋光。而機(jī)械拋光是三者中既古老又最具有使用價值的加工方法。

機(jī)械拋光過程既具有機(jī)械的切削作用，又具有物理和化學(xué)的作用。拋光輪在做高速旋轉(zhuǎn)運動，操作者對被拋光的金屬制件表面施以適當(dāng)?shù)膲毫?，將其按壓在拋光輪上，此時，由于摩擦作用而產(chǎn)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(zhì)層”。但在拋光輪高速旋轉(zhuǎn)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(chǎn)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(fù)進(jìn)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(fù)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(zhì)層”，Raether和Kranert早在1943年提出的“加工變質(zhì)層模型圖”，至今尚為人們所接受。該模型認(rèn)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(xì)，密度變大，致密性變好，其結(jié)構(gòu)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(zhì)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(zhì)層”進(jìn)一步細(xì)分成三種類型：

(1)外來元素的作用而形成的變質(zhì)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(xué)吸附)；③表面新形成的化合物；④異物的埋入等方式進(jìn)入加工表面，并使加工表面層在加工過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)上的改變而出現(xiàn)加工變質(zhì)層。其中，由異物的埋入和氧化物層而形成的變質(zhì)層會影響表面隨后加工的質(zhì)量。

(2)結(jié)晶組織的變化而形成的變質(zhì)層

下列的結(jié)晶組織很容易形成變質(zhì)層：①非晶態(tài)表面；②微細(xì)結(jié)晶層；③轉(zhuǎn)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(jié)晶；⑨因摩擦熱而引起的再結(jié)晶等。

(3)應(yīng)力而形成的變質(zhì)層

應(yīng)力變質(zhì)層主要是由于制件本身的殘余應(yīng)力而形成的表面變質(zhì)層。

目前國內(nèi)廣泛使用的方管自動拋光生產(chǎn)線設(shè)備主要由數(shù)組拋光主機(jī)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(chǎn)線設(shè)備存在的問題：

第一，該設(shè)備采用傳統(tǒng)的拋光輪單向垂直進(jìn)給，即模仿單一運動平面拋光工藝原理，拋光產(chǎn)品表面全部為軸向劃痕，拋光質(zhì)量不高。

第二，該設(shè)備使用簡單的手動輪調(diào)節(jié)裝置，單獨調(diào)整各拋光輪相對位置(徑向進(jìn)給)。

第三，拋光輪在連續(xù)不斷的工作過程中會出現(xiàn)磨損，該設(shè)備不能準(zhǔn)確自動補(bǔ)償拋光輪磨損，須定期停機(jī)手動調(diào)整拋光輪垂直方向位置。

第四，該設(shè)備在調(diào)整后，各機(jī)構(gòu)相對位置剛性固定，當(dāng)個別被加工件尺寸超大時，容易出現(xiàn)“卡死”和“過磨”現(xiàn)象，導(dǎo)致火災(zāi)頻發(fā)。

第五，該設(shè)備變換生產(chǎn)品種規(guī)格時,須人工按序逐一調(diào)整每組水平方向和垂直方向支架上的手輪。

第六，該設(shè)備的拋光主機(jī)按整體封閉結(jié)構(gòu)配置，且生產(chǎn)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(chǎn)環(huán)境惡劣，職業(yè)病傷害嚴(yán)重。

由此可見，這種采用人工手動調(diào)節(jié)的方管自動拋光生產(chǎn)線設(shè)備，耗時費力，生產(chǎn)效率低，自動化水平低，難以保證拋光質(zhì)量的一致性，而且未能引入智能化和柔性化設(shè)計，也難以適應(yīng)多品種生產(chǎn)需求。

綜上所述，確實有必要研發(fā)出一種智能型方管自動拋光生產(chǎn)線設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)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)的智能型全自動矩形管、棒料拋光機(jī)組。

為解決上述的技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種智能型全自動矩形管、棒料拋光機(jī)組，包括自動供料機(jī)構(gòu)、拋光機(jī)構(gòu)和自動下料機(jī)構(gòu)；所述自動供料機(jī)構(gòu)、拋光機(jī)構(gòu)和自動下料機(jī)構(gòu)通過輸送機(jī)構(gòu)相連；所述拋光機(jī)構(gòu)至少設(shè)有兩組拋光輪機(jī)構(gòu)，每組拋光輪機(jī)構(gòu)設(shè)有兩個拋光輪，所述兩個拋光輪分別對稱設(shè)置在工件的兩側(cè)，每個拋光輪均配置有Y軸導(dǎo)軌和Z軸導(dǎo)軌，所述Y軸導(dǎo)軌和Z軸導(dǎo)軌分別由一臺伺服電機(jī)控制。

優(yōu)選的，所述每組拋光輪機(jī)構(gòu)的兩個拋光輪之間設(shè)有柔性夾緊輸送機(jī)構(gòu)，所述柔性夾緊輸送機(jī)構(gòu)上設(shè)有動力軸和柔性夾塊。

優(yōu)選的，所述柔性夾塊由彈簧機(jī)構(gòu)組成。

優(yōu)選的，所述拋光機(jī)構(gòu)包括若干臺子拋光機(jī)構(gòu)，且每臺子拋光機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有兩組拋光輪機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述若干臺子拋光機(jī)構(gòu)通過輸送機(jī)構(gòu)彼此串聯(lián)，且子拋光機(jī)構(gòu)兩兩之間設(shè)有間距。

優(yōu)選的，所述子拋光機(jī)構(gòu)沿X軸方向在其前側(cè)和后側(cè)設(shè)有導(dǎo)向調(diào)節(jié)輪，所述導(dǎo)向調(diào)節(jié)輪與輸送機(jī)構(gòu)相連。

優(yōu)選的，所述子拋光機(jī)構(gòu)的外部設(shè)有隔離罩，隔離罩內(nèi)部設(shè)有吸塵風(fēng)機(jī)。

優(yōu)選的，所述吸塵風(fēng)機(jī)設(shè)有四個吸塵口，分別設(shè)置在每個拋光輪的Y軸導(dǎo) 軌上。

優(yōu)選的，所述子拋光機(jī)構(gòu)設(shè)有集塵管道，所述吸塵風(fēng)機(jī)與排塵管道相連。

本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果：引入智能化和柔性化設(shè)計，自動化水平高，保證拋光質(zhì)量的一致性，適應(yīng)多品種生產(chǎn)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(jī)組的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的自動上料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型的導(dǎo)向調(diào)節(jié)輪的安裝位置示意圖；

圖4是本實用新型的拋光輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jìn)給，X代表工件以X軸軸向前進(jìn)。)

圖7是本實用新型的柔性夾緊輸送機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)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(shè)置在Y軸導(dǎo)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(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是拋光壓力與拋光效率關(guān)系示意圖；

圖12是拋光壓力與粗糙度關(guān)系示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚明白，以下結(jié)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(jī)組進(jìn)行詳細(xì)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(jī)組， 包括自動供料機(jī)構(gòu)1、拋光機(jī)構(gòu)和自動下料機(jī)構(gòu)3；所述自動供料機(jī)構(gòu)1、拋光機(jī)構(gòu)和自動下料機(jī)構(gòu)3通過輸送機(jī)構(gòu)4相連；所述拋光機(jī)構(gòu)包括若干臺子拋光機(jī)構(gòu)2，所述若干臺子拋光機(jī)構(gòu)通過輸送機(jī)構(gòu)4彼此串聯(lián)，且子拋光機(jī)構(gòu)2兩兩之間設(shè)有間距，每臺子拋光機(jī)構(gòu)2內(nèi)均設(shè)有兩組拋光輪機(jī)構(gòu)21。

本實用新型采用聯(lián)網(wǎng)方式將若干臺子拋光機(jī)構(gòu)2智能化連接，不僅方便子拋光機(jī)構(gòu)2之間交換信息，而且也方便對整個生產(chǎn)流程進(jìn)行實時控制、調(diào)整和檢測。

由于矩形管(棒)每經(jīng)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(xù)拋光導(dǎo)致表面溫度過高而損壞，本實用新型的子拋光機(jī)構(gòu)2兩兩之間設(shè)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(jìn)行下一道拋光工序。

優(yōu)選的，本實用新型通過四臺子拋光機(jī)構(gòu)2串聯(lián)完成矩形管(棒)的粗拋、中拋、精拋和鏡面拋的生產(chǎn)工序。但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以按產(chǎn)品需求任意增減。

優(yōu)選的，所述自動供料機(jī)構(gòu)1上設(shè)有輸送皮帶11。

優(yōu)選的，所述輸送機(jī)構(gòu)4由若干個滾筒組成，滾筒的動力由一臺電機(jī)控制，因此可以保證每個滾筒的轉(zhuǎn)動速度一致。

優(yōu)選的，所述每組拋光輪機(jī)構(gòu)21設(shè)有兩個拋光輪22，所述兩個拋光輪22分別對稱設(shè)置在工件的兩側(cè)(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(dǎo)軌23和Z軸導(dǎo)軌24，所述Y軸導(dǎo)軌23和Z軸導(dǎo)軌24分別由一臺伺服電機(jī)控制。

本實用新型采用伺服電機(jī)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(jī)構(gòu)給工件提供的X軸方向運動相結(jié)合，達(dá)到雙向綜合進(jìn)給對矩形管(棒)料進(jìn)行軸向切削或磨削的目的，即拋光輪22與管件表面具有復(fù)雜的相對運動，使矩形管(棒)拋光表面不會出現(xiàn)軸向劃痕，使拋光效果更佳。

本實用新型通過在人機(jī)界面對伺服電機(jī)設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)(根據(jù)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(zhuǎn)速條件下，拋光輪的進(jìn)給量、研磨量間數(shù)值變化規(guī)律)，可以針對不同材料和不同規(guī)格的矩形管(棒)實現(xiàn)不同運動軌跡的柔性控制。

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

優(yōu)選的，本實用新型運用PLC和觸摸屏控制技術(shù)，將多種規(guī)格材料產(chǎn)品的拋光技術(shù)參數(shù)存儲在觸摸屏控制系統(tǒng)內(nèi)，更換產(chǎn)品時只需要從觸摸屏中直接導(dǎo)出該產(chǎn)品的拋光技術(shù)參數(shù)即可進(jìn)行生產(chǎn)，做到設(shè)備全自動調(diào)節(jié)，減少人工工作量，同時保證拋光效果的一致性。

現(xiàn)有的方管自動拋光生產(chǎn)線設(shè)備須通過人工定期停機(jī)手動調(diào)整拋光輪垂直方向位置，本實用新型通過壓力控制實現(xiàn)拋光輪損耗自動補(bǔ)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(dǎo)軌的伺服電機(jī)預(yù)設(shè)一定的扭矩值，(扭矩值可以轉(zhuǎn)換為拋光輪所受壓力值)，在拋光過程中實時檢測伺服電機(jī)扭矩值是否在設(shè)定區(qū)間內(nèi)，通過保持伺服電機(jī)扭矩至恒定，實現(xiàn)拋光輪磨損量的自動補(bǔ)償，保證拋光質(zhì)量的一致性。

本實用新型在預(yù)設(shè)扭矩值的基礎(chǔ)上，在拋光輪轉(zhuǎn)軸上設(shè)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(bǔ)償過程更加穩(wěn)定可靠，起到雙重保障作用。

優(yōu)選的，所述子拋光機(jī)構(gòu)2內(nèi)設(shè)有兩臺柔性夾緊輸送機(jī)構(gòu)25，每臺柔性夾緊輸送機(jī)構(gòu)25位于每組拋光輪機(jī)構(gòu)21的兩個拋光輪之間。

優(yōu)選的，所述柔性夾緊輸送機(jī)構(gòu)25上設(shè)有動力軸26和柔性夾塊27。

所述動力軸26與電機(jī)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(jī)構(gòu)組成，夾緊力由彈簧機(jī)構(gòu)控制，用于夾緊矩形管(棒)料并配合拋光輪完成Y軸導(dǎo)軌方向?qū)匦喂?棒)拋光。

本實用新型的柔性夾緊輸送機(jī)構(gòu)25設(shè)有外接控制器，通過在人機(jī)界面設(shè)置相應(yīng)數(shù)據(jù)參數(shù)(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(xiàn)不同寬度尺寸規(guī)格的矩形管(棒)料的準(zhǔn)確、快速轉(zhuǎn)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(jī)構(gòu)避免了因為矩形管(棒)外形差異較大而出現(xiàn)“卡死”和“過磨”現(xiàn)象。

優(yōu)選的，所述子拋光機(jī)構(gòu)2沿X軸方向在其前側(cè)和后側(cè)設(shè)有導(dǎo)向調(diào)節(jié)輪5，所述導(dǎo)向調(diào)節(jié)輪5與輸送機(jī)構(gòu)4相連。

所述導(dǎo)向調(diào)節(jié)輪5可根據(jù)矩形管(棒)的管徑大小進(jìn)行調(diào)整，使輸送機(jī)構(gòu)4可適應(yīng)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(yōu)選的，每臺子拋光機(jī)構(gòu)2的外部均設(shè)有隔離罩28和吸塵風(fēng)機(jī)。

優(yōu)選的，所述吸塵風(fēng)機(jī)設(shè)有六個吸塵口，其中四個吸塵口分別設(shè)置在每個拋光輪的Y軸導(dǎo)軌23上(鄰近拋光輪的工作位置)，并且隨Y軸導(dǎo)軌23一起移動，用于直接吸走拋光時產(chǎn)生的灰塵；其余兩個吸塵口設(shè)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(nèi)的少量灰塵。

優(yōu)選的，每臺子拋光機(jī)構(gòu)2均設(shè)有集塵管道29，所述吸塵風(fēng)機(jī)與集塵管道29相連。本實用新型的吸塵風(fēng)機(jī)吸收的灰塵通過集塵管道29集中處理，使得生產(chǎn)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。

優(yōu)選的，本實用新型設(shè)有拋光輪盤徑檢測機(jī)構(gòu)，該拋光輪盤徑檢測機(jī)構(gòu)可以在粉塵較大的環(huán)境下正常工作；當(dāng)拋光輪遇到拋光到極限盤徑的情況，該拋光輪盤徑檢測機(jī)構(gòu)會提示更換拋光輪。

優(yōu)選的，本實用新型設(shè)有防堵檢測機(jī)構(gòu)，通過檢測排塵管道內(nèi)流量變化來監(jiān)控集塵管道內(nèi)是否發(fā)生堵塞現(xiàn)象。當(dāng)排塵管道被堵住，立即自動報警，同時安全停機(jī)，根絕安全隱患，保證生產(chǎn)安全。

優(yōu)選的，本實用新型采用專用精密型傳感器，對生產(chǎn)過程中的粉塵濃度和溫度進(jìn)行分布式多點自動檢測和聯(lián)網(wǎng)實時檢測。當(dāng)粉塵濃度或者溫度超標(biāo)，立即自動報警，同時安全停機(jī)，根絕安全隱患，保證生產(chǎn)安全。

工作時，人工將矩形管(棒)放置在自動供料機(jī)構(gòu)1上，矩形管(棒)經(jīng)輸送皮帶11進(jìn)入輸送機(jī)構(gòu)4，矩形管(棒)沿X軸方向前進(jìn)，矩形管(棒)經(jīng)子拋光機(jī)構(gòu)2后側(cè)的導(dǎo)向調(diào)節(jié)輪到達(dá)第一組拋光輪機(jī)構(gòu)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(jìn)行拋光，動力軸26驅(qū)動柔性夾塊27控制矩形管(棒)沿X軸方向運動，到達(dá)第二組拋光輪機(jī)構(gòu)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(jìn)行拋光；完成粗拋后，柔性夾塊27將矩形管(棒)送到子拋光機(jī)構(gòu)2前側(cè)的導(dǎo)向調(diào)節(jié)輪；矩形管(棒)沿X軸方向前進(jìn)依次達(dá)到第二、三、四子拋光機(jī)構(gòu)，第二、三、四子拋光機(jī)構(gòu)的拋光輪機(jī)構(gòu)、動力軸、柔性夾塊以及導(dǎo)向調(diào)節(jié)輪重復(fù)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(jīng)質(zhì)量檢測裝置自動分類排除次品，合格的矩形管(棒)最終達(dá)到自動下料機(jī)構(gòu)3自動下料。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，但是本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型所公開的范圍內(nèi)，根據(jù)技術(shù)方案以及方案構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。