CN109127844A - 管材加工方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，提供一种管材加工方法及***。该管材加工方法包括：利用大盘放卷装置将缠绕为第一大盘的待加工管材从第一大盘中放出；利用成型机将待加工管材加工为成型管材，并冷却成型管材；利用探伤仪对成型管材进行检测，并标记成型管材的缺陷；利用大盘收卷装置将成型管材收卷为第二大盘，收卷过程中利用编码器控制大盘收卷装置的收卷速度与大盘放卷装置的放卷速度同步。上述管材加工方法是一种成型复绕一体式工艺方法，其加工流程简单，加工效率高，占地面积小，设备成本低，并且自动化程度高，不仅节约了人力资源成本，而且避免了人工误操作影响管材的加工过程，所加工出的管材质量良好。

Description

管材加工方法及***

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体而言，涉及一种管材加工方法及***。

背景技术

内螺纹铜管是一种常见的管材，在现有技术中，加工螺纹铜管通常需要经过大盘母管放卷、成型冷却、大盘收卷、大盘放卷、在线探伤、小盘收卷等步骤之后转入下工序退火，工艺流程复杂，加工效率低下。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种管材加工方法及***，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种管材加工方法，包括：

利用大盘放卷装置将缠绕为第一大盘的待加工管材从第一大盘中放出；

利用成型机将待加工管材加工为成型管材，并冷却成型管材；

利用探伤仪对成型管材进行检测，并标记成型管材的缺陷；

利用大盘收卷装置将成型管材收卷为第二大盘，在收卷过程中利用编码器测量大盘放卷装置的放卷速度，并根据测量结果调节大盘收卷装置的收卷速度，以使收卷速度与放卷速度同步。

第一，上述管材加工方法是一种成型复绕一体式工艺，只有在第一步时需要对待加工管材进行放卷，在最后一步时需要对成型管材进行收卷，除此之外不再涉及其他收卷放卷步骤，显著缩短了管材加工的工艺流程，提高了管材加工效率。

第二，在减少了中间过程的收卷放卷步骤后，生产时自然也无需再使用相应的收卷放卷装置，节约了生产成本，减小了生产设备的占地面积。

第三，由于利用了编码器进行测速，使得大盘收卷装置的收卷速度与大盘放卷装置的放卷速度始终保持同步，因此整个管材加工过程完全可以自动进行，无需人工介入，不仅节约了人力资源成本，也减少了人工误操作导致的管材损伤。

该方法可以用于加工内螺纹铜管，但不限于制造内螺纹铜管。

在第一方面的一种可能的实现方式中，第二大盘为蚊香型大散盘，利用大盘收卷装置将成型管材收卷为第二大盘，包括：

利用大盘收卷装置从下至上逐层缠绕成型管材直至满足收卷结束条件，其中，缠绕每层成型管材时按照从内至外或从外至内缠绕为蚊香型。

在现有技术中进行小盘收卷时通常采取左右缠绕排序收卷，收卷后在搬动过程中如果最下层成型管材压伤，在后续用户使用时采用内抽式放料，每放出一层成型管材都会到达最底层，在压伤处出现频繁卡料。

而上述方法在进行收卷时采用的是从下至上逐层缠绕的方式，在后续用户使用时采用从上至下逐层放料，这样即使收卷后在搬动过程中最下层成型管材出现压伤，也不会影响上层的放料，可以大大降低卡料的概率。

此外，在现有收卷方法中，收卷装置与管材接触频繁，易导致管材擦伤，而在上述收卷方法中，收卷装置与管材接触较少，有利于保护管材不受伤害。

在第一方面的一种可能的实现方式中，成型管材为内螺纹管，利用成型机将待加工管材加工为成型管材，包括：

利用成型机将待加工管材旋压成型为内螺纹管。

实际上，上述管材加工方法可以应用于加工内螺纹管的工艺流程，也可以应用于加工其他类型的管材的工艺流程，只需要采用不同类型的成型机即可，其适用范围灵活广泛。

在第一方面的一种可能的实现方式中，冷却成型管材，包括：

利用成型机中的煤油冷却器冷却成型管材。

煤油冷却是一种成熟的冷却技术，冷却效果好，便于实施。

在第一方面的一种可能的实现方式中，标记成型管材的缺陷，包括：

利用探伤仪中的喷墨打印装置标记成型管材的缺陷。

利用喷墨打印装置标记出缺陷的位置，以便工人可以及时采取相应的措施，有利于提高管材的加工质量。

第二方面，本发明实施例提供一种管材加工***，包括：

大盘放卷装置，用于将缠绕为第一大盘的待加工管材从第一大盘中放出；

成型机，用于将待加工管材加工为成型管材，并冷却成型管材；

探伤仪，用于对成型管材进行检测，并标记成型管材的缺陷；

大盘收卷装置，用于将成型管材收卷为第二大盘；

编码器，用于在收卷过程中测量所述大盘放卷装置的放卷速度，测量结果用于调节所述大盘收卷装置的收卷速度，以使所述收卷速度与所述放卷速度同步。

该管材加工***能够一次性完成管材的成型及复绕，其加工流程简单，加工效率高，占地面积小，设备成本低，并且自动化程度高，不仅节约了人力资源成本，而且避免了人工误操作影响管材的加工过程，所加工出的管材质量良好。

在第二方面的一种可能的实现方式中，第二大盘为蚊香型大散盘，大盘收卷装置用于从下至上逐层缠绕成型管材直至满足收卷结束条件，其中，缠绕每层成型管材时按照从内至外或从外至内缠绕为蚊香型。

在第二方面的一种可能的实现方式中，大盘收卷装置包括：架体、预弯装置、转筒、升降盘、升降组件以及旋转组件；

预弯装置、升降组件以及旋转组件均设置于架体；

转筒与旋转组件连接，旋转组件被配置为驱动转筒转动；

升降盘套设于转筒并与转筒活动连接，升降组件设置于升降盘的下方，且与升降盘连接，升降组件配置为带动升降盘升降运动。

该装置的升降组件与转筒在同一轴上完成，结构简单，收卷后产品在同一轴上旋转，减少外部作用力，收卷平稳。同时，立式收卷降低了功耗，节约电能，设备整体体积显著小于现有收卷机，节约使用面积。

在第二方面的一种可能的实现方式中，成型机为链拉式成型机、“V”型式拉拨成型机以及滚筒式拉拨成型机中的一种。

第三方面，本发明实施例提供一种蚊香型大散盘，蚊香型大散盘由成型管材逐层缠绕而成，其中，缠绕每层成型管材时按照从内至外或从外至内缠绕为蚊香型。

上述蚊香型大散盘由于其独特的缠绕方式，在使用时不易发生卡料，在制造过程中也不易发生擦伤。

为使本发明的上述目的、技术方案和有益效果能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的管材加工方法的流程图；

图2示出了现有技术中的小盘收卷示意图；

图3示出了现有技术中的小盘放料示意图；

图4示出了本发明实施例提供的第二大盘收卷示意图；

图5示出了本发明实施例提供的第二大盘放料示意图；

图6示出了本发明实施例提供的大盘收卷装置的示意图；

图7(A)至图7(C)示出了本发明实施例提供的成型机的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

第一实施例

图1示出了本发明实施例提供的管材加工方法的流程图。参照图1，该方法包括如下步骤：

步骤S10：利用大盘放卷装置将缠绕为第一大盘的待加工管材从第一大盘中放出。

待加工管材是相对于成型管材而言的，专指尚未加工成型的管材，也可以称为母管。例如，对于内螺纹管加工而言，待加工管材就是指内表面光滑的管材，而成型管材则是指内表面具有螺纹的管材。

待加工管材的具体材质不作限定，例如，可以为常见的金属材质管材，比如铜管。可以理解的，本发明实施例提供的管材加工方法并不限于针对某种具体的材质制成的管材，而是一种普遍适用的方法。

在步骤S10开始之前，待加工管材缠绕为大盘，为便于与步骤S13中收卷产生的大盘区分，将步骤S10中的大盘称为第一大盘，将步骤S13中的大盘称为第二大盘。

利用大盘放卷装置可以将待加工管材从第一大盘中放出，使管材暂时恢复为长条状，便于对其进行加工。

步骤S11：利用成型机将待加工管材加工为成型管材，并冷却成型管材。

成型机是一种现有设备，可以将管材加工为预设的形状。例如，通过旋压成型的方法将内表面光滑的管材加工为内螺纹管。可以理解的，需要加工不同类型的管材只需要选择不同类型的成型机或者设置成型机的加工参数即可，因此本发明实施例提供的管材加工方法实际上并未限定所要加工的管材的类型。

成型机可以集成冷却功能，例如，在某些实施方式中，成型机内部安装有煤油冷却器，可以用于冷却成型管材。煤油冷却是一种成熟的冷却技术，冷却效果好，便于进行实施。可以理解的，成型机还可以采取其他的冷却方式冷却成型管材。并且，冷却设备也可以不和成型机集成在一起，也可以是单独的设备。

步骤S12：利用探伤仪对成型管材进行检测，并标记成型管材的缺陷。

探伤仪是一种现有设备，常见的有超声波探伤仪、磁粉探伤仪、射线探伤仪等，在此并不限定其类型。探伤仪可以检测成型管道中的缺陷，例如裂纹、缺口等，并给出相应的提示信息。

探伤仪可以集成缺陷标记功能，例如，在某些实施方式中，探伤仪内安装有喷墨打印装置，在探伤仪检测到缺陷时，喷墨打印装置通过在缺陷位置喷墨以便对缺陷进行标记，从而便于工人采取相应的处理措施。比如切除存在缺陷的成型管材，避免影响产品质量，或者检查成型机是否存在故障等。总之，通过标记缺陷，有利于及时发现管材加工过程中出现的问题，有利于提高管材的加工质量。可以理解的，探伤仪还可以采取其他的标记方式对缺陷进行标记。

步骤S13：利用大盘收卷装置将成型管材收卷为第二大盘。

利用大盘收卷装置可以将成型管材重新缠绕为第二大盘，使管材从长条状重新变回弯曲状，以减小其占地，便于进行后续的退火、包装等工序，在这些后续工序中，通常不会再对第二大盘进行放卷。

大盘收卷装置的收卷速度与大盘放卷装置的放卷速度始终保持同步，从而，有多少待加工管材从第一大盘放出，就有多少成型管材被收入第二大盘，二者相互匹配，从而可以使得整个管材加工过程实现全自动化运行，无需人工介入。

为保持收放同步，在收卷过程中通过设置编码器测量电机的转速，进而获得大盘放卷装置的放卷速度。同时实时地将放卷速度反馈至大盘收卷装置，以使其调整收卷速度，使之与放卷速度相匹配。

在实际中，考虑到后续步骤以及包装、运输等因素，在第二大盘收卷满足一定条件时，应终止当前第二大盘的收卷，不妨称该条件为收卷结束条件。下次再开始收卷时将产生一个新的第二大盘。

收卷结束条件可以根据实际需求确定，以铜质的管材为例，一种根据经验数据确定的收卷结束条件为：第二大盘的直径在950mm至1200mm之间，且第二大盘的重量在350kg至500kg之间。控制第二大盘重量的另一个重要原因是：位于第二大盘底部的成型管材由于受到较大压力，如果盲目增加第二大盘的重量，在运输过程中可能出现管材压伤的状况，影响产品质量。可以理解的，上述收卷结束条件中涉及的数值仅仅是在一种特定的生产条件下，针对铜质管材得出的一组经验数据，在不同的生产条件下，针对不同材质的管材，完全可能获得不同的数据，因此这些数值不应当视为对本发明保护范围的限制。

综上所述，本发明实施例提供的管材加工方法是一种成型复绕一体式工艺，即在一条生产线上就可以实现待加工管材的成型以及成型管材的收卷。具体而言，只有在步骤S10中需要对待加工管材进行放卷，在步骤S13中需要对成型管材进行收卷，除此之外不再涉及其他收卷放卷步骤，相较于现有技术，显著缩短了管材加工的工艺流程，提高了管材加工效率。同时，在减少了中间过程的收卷放卷步骤后，自然也无需再使用相应的收卷放卷装置，节约了生产成本，减小了生产设备的占地面积。并且，由于利用了编码器进行测速，使得大盘收卷装置的收卷速度与大盘放卷装置的放卷速度始终保持同步，因此整个管材加工过程完全可以自动进行，无需人工介入，不仅节约了人力资源成本，也减少了人工误操作导致的管材损伤，对于工人而言，只需要对加工设备进行适当的监管和维护即可，工作负担大大降低，也使得一个工人即可管理多台加工设备。

除上述提到的改进之处外，本发明实施对现有技术中加工最后的收卷步骤也有改进。在现有技术中，一般采用小盘收卷装置对成型管材进行收卷，其收卷方式为左右排序缠绕，而在本发明实施例的一种实时方式中，大盘收卷装置采用上下分层的蚊香型缠绕方式进行收卷，最终将成型管材收卷为蚊香型大散盘(第二大盘)。

图2示出了现有技术中的小盘收卷示意图。参照图2，左右排序缠绕的具体过程为：收卷装置在从左向右(左侧夹板向右侧夹板，反向亦可)移动的过程中将成型管材缠绕在旋转轴上，抵达右端时即缠满一层(该层中的管材半径相同)，接着收卷装置在从右向左移动的过程中将成型管材缠绕在旋转轴上，抵达左端时即缠满另一层，如此循环往复。

图3示出了现有技术中的小盘放料示意图。参照图3，考虑到小盘的缠绕结构，购买成型管材的用户在使用管材时通常采取内抽式放料(即放卷)的方式，即从半径最小的内层开始向外放出管材，由于采用左右排序缠绕收卷的每一层管材都是从上至下分布的，因此每放出一层管材都会到达最底层。一旦收卷后的小盘管材在搬动过程中压伤最底层的管材，在最底层压伤处放出时将引起卡料，并且每放出一层管材都会卡料，严重影响管材的正常使用，用户体验较差。

图4示出了本发明实施例提供的第二大盘收卷示意图。参照图4，上下分层的蚊香型缠绕的具体过程为：利用大盘收卷装置从下至上逐层缠绕成型管材直至满足收卷结束条件，其中，缠绕每层成型管材时按照从内至外(管材半径逐渐增大)或从外至内(管材半径逐渐减小)缠绕为蚊香型。相邻的两层缠绕顺序是相反的，一层是从内至外则另一层必然为从外至内，以便连续缠绕。收卷结束条件的意义在上面已经阐述，这里不再阐述。

图5示出了本发明实施例提供的第二大盘放料示意图。参照图5，考虑到第二大盘的缠绕结构，购买成型管材的用户在使用管材时通常采取从上至下逐层放料的方式，即从内至外或从外至内放出一层后再放下一层管材，直至放到最底层。即使收卷后的第二大盘管材在搬动过程中压伤最底层的管材，也只会在放至最底层时才出现卡料，并不影响上方各层的放料，可以大大降低卡料的概率，改善用户的体验，这正是蚊香型大散盘相对于现有技术的显著优点。

此外，在现有收卷方法中，收卷装置的夹板与管材接触频繁，易导致管材擦伤，而在上述实施方式提供的收卷方法中，收卷装置与管材接触较少，有利于保护管材不受伤害。

第二实施例

本发明实施例还提供一种管材加工***，该***包括大盘放卷装置、成型机、探伤仪、大盘收卷装置以及编码器。

大盘放卷装置用于将缠绕为第一大盘的待加工管材从第一大盘中放出；

成型机用于将待加工管材加工为成型管材，并冷却成型管材；

探伤仪用于对成型管材进行检测，并标记成型管材的缺陷；

大盘收卷装置用于将成型管材收卷为第二大盘；

编码器用于在收卷过程中测量所述大盘放卷装置的放卷速度，测量结果用于调节所述大盘收卷装置的收卷速度，以使所述收卷速度与所述放卷速度同步。

该管材加工***加工流程简单，加工效率高，占地面积小，设备成本低，并且自动化程度高，不仅节约了人力资源成本，而且避免了人工误操作影响管材的加工过程，所加工出的管材质量良好。关于管材加工***的实现原理及功能，具体可以参考第一实施例中的相应内容，此处不再重复阐述。

在本发明实施例的一种实施方式中，第二大盘为蚊香型大散盘，大盘收卷装置用于从下至上逐层缠绕成型管材直至满足收卷结束条件，其中，缠绕每层成型管材时按照从内至外或从外至内缠绕为蚊香型。

上述收卷方式可以避免成型管材在后续使用时出现频繁卡料的情况，同时大盘收卷装置在收卷过程中与成型管材接触较少，可以避免管材擦伤。

在本发明实施例的一种实施方式中，大盘收卷装置可以采用图6中示出的结构实现。参照图6，大盘收卷装置可以包括架体110、转筒120、升降盘130、升降组件140、旋转组件150以及预弯装置160。

预弯装置160、升降组件140以及旋转组件150均设置于架体110，转筒120与旋转组件150连接，旋转组件150可以是旋转电机等装置，能够驱动转动120转动，升降盘130套设于转筒120并与转筒120活动连接。升降组件140设置于升降盘130的下方，且与升降盘130连接，升降组件140可以包括升降电机，能够带动升降盘130升降运动。

大盘收卷装置在进行收卷时，成型管材经预弯装置160预弯后盘在转筒120上，旋转组件150带动转筒120转动同步收卷，每层管材在收卷时均收卷为蚊香型。当管材收卷满一层后，升降组件140带动升降盘130下降一层位置，开始另一层的收卷，当升降盘130下降到设定高度时，一盘料收卷完成，即形成一盘蚊香型大散盘。

该装置的升降组件140与转筒120在同一轴上完成，结构简单，收卷后产品在同一轴上旋转，减少外部作用力，收卷平稳。同时，立式收卷降低了功耗，节约电能，设备整体体积显著小于现有收卷机，节约使用面积。

在本发明实施例的一种实施方式中，成型机可以采用，但不限于链拉式成型机、V型式拉拨成型机以及滚筒式拉拨成型机中的一种，图7(A)至图7(C)分别示出了上述三种不同类型的成型机，在实际中可以根据需求进行选取，组合方式非常灵活。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种管材加工方法，其特征在于，包括：

利用大盘放卷装置将缠绕为第一大盘的待加工管材从所述第一大盘中放出；

利用成型机将所述待加工管材加工为成型管材，并冷却所述成型管材；

利用探伤仪对所述成型管材进行检测，并标记所述成型管材的缺陷；

利用大盘收卷装置将所述成型管材收卷为第二大盘，在收卷过程中利用编码器测量所述大盘放卷装置的放卷速度，并根据测量结果调节所述大盘收卷装置的收卷速度，以使所述收卷速度与所述放卷速度同步。

2.根据权利要求1所述的管材加工方法，其特征在于，所述第二大盘为蚊香型大散盘，所述利用大盘收卷装置将所述成型管材收卷为第二大盘，包括：

利用所述大盘收卷装置从下至上逐层缠绕所述成型管材直至满足收卷结束条件，其中，缠绕每层成型管材时按照从内至外或从外至内缠绕为蚊香型。

3.根据权利要求1或2所述的管材加工方法，其特征在于，所述成型管材为内螺纹管，所述利用成型机将所述待加工管材加工为成型管材，包括：

利用成型机将所述待加工管材旋压成型为所述内螺纹管。

4.根据权利要求1或2所述管材加工方法，其特征在于，所述冷却所述成型管材，包括：

利用所述成型机中的煤油冷却器冷却所述成型管材。

5.根据权利要求1或2所述管材加工方法，其特征在于，所述标记所述成型管材的缺陷，包括：

利用所述探伤仪中的喷墨打印装置标记所述成型管材的缺陷。

6.一种管材加工***，其特征在于，包括：

大盘放卷装置，用于将缠绕为第一大盘的待加工管材从所述第一大盘中放出；

成型机，用于将所述待加工管材加工为成型管材，并冷却所述成型管材；

探伤仪，用于对所述成型管材进行检测，并标记所述成型管材的缺陷；

大盘收卷装置，用于将所述成型管材收卷为第二大盘；

编码器，用于在收卷过程中测量所述大盘放卷装置的放卷速度，测量结果用于调节所述大盘收卷装置的收卷速度，以使所述收卷速度与所述放卷速度同步。

7.根据权利要求6所述的管材加工***，其特征在于，所述第二大盘为蚊香型大散盘，所述大盘收卷装置用于从下至上逐层缠绕所述成型管材直至满足收卷结束条件，其中，缠绕每层成型管材时按照从内至外或从外至内缠绕为蚊香型。

8.根据权利要求7所述的管材加工***，其特征在于，所述大盘收卷装置包括：架体、预弯装置、转筒、升降盘、升降组件以及旋转组件；

所述预弯装置、所述升降组件以及所述旋转组件均设置于所述架体；

所述转筒与所述旋转组件连接，所述旋转组件被配置为驱动所述转筒转动；

所述升降盘套设于所述转筒并与所述转筒活动连接，所述升降组件设置于所述升降盘的下方，且与所述升降盘连接，所述升降组件配置为带动所述升降盘升降运动。

9.根据权利要求6－8中任一项所述的管材加工***，其特征在于，所述成型机为链拉式成型机、V型式拉拨成型机以及滚筒式拉拨成型机中的一种。

10.一种蚊香型大散盘，其特征在于，所述蚊香型大散盘由成型管材逐层缠绕而成，其中，缠绕每层成型管材时按照从内至外或从外至内缠绕为蚊香型。