CN101743086A - 管件切断装置和管件制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的管件切断装置设置有内刀(3)、驱动轴(1)、连接轴(2)、外刀(4)、行星齿轮(5)以及环形齿轮(6)。外刀(4)的内圆周面抵接在工件(W)的外圆周面上的在轴向上规定范围的整个圆周上。驱动轴(1)在工件(W)内与工件(W)同轴地被支承成转动自如，并在其内部仅偏心规定量的位置上具有贯通孔(11)。连接轴(2)转动自如地支承在贯通孔(11)中。内刀(3)在连接轴(2)的前端部转动自如地支承在偏心的偏心轴(22)上，且配置在工件(W)内。行星齿轮(5)在工件(W)外部同轴地安装在连接轴(2)的后端部，与环形齿轮(6)啮合。当使驱动轴(1)转动时，内刀(3)边使外圆周面上的在工件(W)半径方向上最突出部分的位置沿半径方向产生位移边转动。

Description

管件切断装置和管件制造方法

技术领域

本发明涉及把薄壁管件在轴向上的任意切断位置切断的管件切断装置和管件的制造方法。

背景技术

把比规定长度长的金属薄板卷成其平行的两个端面相互靠近后，对两个端面之间进行焊接，做成圆筒形的管件，把该管件切断成规定的长度，制成规定长度的金属薄壁管件。用于切断管件的管件切断装置是把抵接在管件外圆周面上的切断用的刀头沿管件的半径方向朝向管件内部移动(例如参照专利文献1日本专利公开公报特开平7-136981号)。

可是如果要使用把切断用的刀头从管件外圆周面向内部移动的装置来切断强度低的薄壁管件，则薄壁管件在半径方向上产生变形，产品的圆度降低。

于是提出了如下用于切断薄壁管件的现有的管件切断装置，即，把外刀配置成与薄壁管件的外圆周面接触，并且在薄壁管件内部配置内刀，使内刀边转动边向薄壁管件的外侧移动。

在这种情况下，通过使用中空轴件和倾斜凸轮，边向内刀提供转动力，边赋予沿管件的半径方向移动的力。中空轴件与管件同轴地插入到管件内，通过支承构件在轴向的规定位置把内刀轴支承在中空轴件上，所述内刀被支承成在半径方向上可以移动自如，并且中空轴件在内部具有与支承构件抵接的倾斜凸轮，使该倾斜凸轮能在轴向上移动自如。

如果边使中空轴件转动边使倾斜的凸轮在中空轴件的轴向上移动，则管件半径方向上的支承构件与倾斜凸轮的抵接位置发生位移，内刀边转动边沿管件半径方向移动。

可是，为了边使在管件半径方向上轴支承内刀模并使其能够移动自如的中空轴件转动，边使倾斜凸轮在中空轴件内部沿轴向移动，导致插入到管件内部的中空轴件的结构复杂且大型化，因而不适合用于切断直径100mm左右的直径比较小的薄壁管件。

作为边使内刀转动边在管件半径方向上移动的结构，也可以考虑使用在与管件的轴向垂直的面内被支承成摆动自如的联杆机构，但是在这种情况下，用于使联杆机构动作的结构也复杂且大型化，同样不适合切断直径比较小的薄壁管件。

发明内容

本发明的目的是提供一种管件切断装置以及一种管件的制造方法，所述管件切断装置和管件的制造方法使用配置在管件外部的行星齿轮机构，使内刀边转动边在管件半径方向上移动，可以对直径比较小的薄壁管件进行切断。

为了解决上述课题，本发明具有外刀、内刀以及内刀驱动机构。外刀为环形，其内圆周面与要切断管件的外圆周面在轴向上规定范围的整个圆周抵接。内刀为圆盘形，在管件内部被支承成所述内刀的中心轴与管件的轴向平行，在管件内配置于至少一个侧面在管件的轴向上与外刀的侧面位置基本一致的位置。内刀驱动机构具有环形齿轮以及行星齿轮。环形齿轮在管件外部与管件同轴地配置。行星齿轮的外齿与环形齿轮的内齿啮合。内刀驱动机构在与作为所述行星齿轮的中心轴的第一轴垂直的平面内与第一轴不同的规定位置上，支承与第一轴平行、且支承内刀转动自如的第二轴转动自如，并且使行星齿轮沿环形齿轮的节圆移动。

在该结构中，作为行星齿轮中心轴的第一轴，沿以管件的轴为中心的第一圆周移动。与此同时，与第一轴平行、且支承内刀转动自如的第二轴，对应行星齿轮与环形齿轮的齿数差，沿以第一轴为中心的圆周以与第一轴不同的角速度移动。也就是说，如果使行星齿轮沿环形齿轮的节圆进行公转移动，行星齿轮因与环形齿轮的齿数差，以比公转时的角速度更快的角速度自转。由于行星齿轮的自转，轴支承内刀的第二轴相对于第一轴偏心转动，在轴支承于第二轴上的内刀的外圆周面上，离管件中心最远部分的位置逐渐变化。通过在内刀的外圆周面上离管件中心最远部分的位置向更远离管件中心的方向移动，内刀的外圆周面抵接到管件的内圆周面上后，向管件的外侧露出，在内刀与外刀之间切断管件。此时内刀利用从管件受到的阻力，以第二轴为中心转动。

更详细地说，固定在连接轴一个端部上的行星齿轮啮合在配置成与管件同轴的环形齿轮上，并沿环形齿轮的内圆周边自转边公转。此时，由于行星齿轮的齿数比环形齿轮的齿数少，所以行星齿轮在沿环形齿轮的内圆周公转一周期间，仅多自转行星齿轮与环形齿轮的齿数差的部分，在驱动轴转动一周期间，连接轴在贯通孔内转动一周多。

因此，如果使驱动轴连续转动，则驱动轴每转动一周，沿管件的圆周方向，内刀向管件外侧最突出的位置就每次移动环形齿轮和行星齿轮的齿数差的部分地向与驱动轴的转动方向相反的方向逐渐进行位移。设环形齿轮的齿数为Z1、环形齿轮与行星齿轮的齿数差为Z2，在驱动轴转动了N周(其中：N＝Z1/Z2)时，连接轴和内刀返回到初始位置。在此期间，内刀的一部分在沿管件圆周面的N个位置露出到管件的外侧，其结果管件沿整个圆周被切断。此时由于在管件的轴向上，内刀的一个侧面的位置与外刀一个侧面的位置大体一致，所以管件可以形成平滑的切断面。

在这种结构中，内刀驱动机构还可以具有驱动轴、连接轴、偏心轴以及驱动装置。驱动轴在管件内与管件同轴地被支承成转动自如，并在内部仅偏心规定量的位置处具有向两端敞开的圆形断面的贯通孔。连接轴为圆柱形，转动自如地支承在贯通孔中，第一端部位于管件内，并且第二端部同轴地固定在所述行星齿轮上。偏心轴固定在连接轴的第一端部上，在从连接轴的中心轴偏心的位置上支承内刀，使其转动自如。

在该结构中，如果使驱动轴转动，则连接轴在管件的内部相对于管件的轴偏心转动。支承在连接轴第一端部上的内刀与连接轴一起转动，内刀使外圆周面上的从管件中心轴起在半径方向上距离最长部分的位置逐渐向半径方向的外侧位移，并且转动。通过预先适当地设定内刀的外径，在连接轴的转动中，可以使内刀的外圆周面的一部分从管件内部露出到外侧，可以在内刀与外刀之间把管件切断。

在该结构中，与驱动轴同轴地支承有环形齿轮，该环形齿轮转动自如，所述驱动装置还可以进一步具有固定装置、驱动装置、检测装置和控制装置。限制装置有选择地限制环形齿轮的转动。固定装置有选择地固定环形齿轮和行星齿轮。检测装置检测驱动轴的转动位置。控制装置根据检测装置的检测结果，在驱动轴从转动的初始位置起到转动规定角度为止的期间内，使限制装置有效，并且使固定装置无效；且在驱动轴从转动了规定角度时起到再转动一周为止的期间内，使限制装置无效，并且使固定装置有效。

到驱动轴转动到规定角度为止，沿通过限制装置限制转动的环形齿轮的内圆周，行星齿轮独立于环形齿轮进行转动，内刀的一部分逐渐向管件的外侧露出。如果内刀的一部分露出到管件的外侧，并且驱动轴的转动角度达到规定的角度，则解除由限制装置对环形齿轮转动的限制，并且利用固定装置把环形齿轮和行星齿轮固定成一体。行星齿轮与被支承在和管件同一轴上转动自如的环形齿轮一起转动，内刀不改变向管件外侧的露出量，与连接轴一起绕管件的轴线转动一周。通过使驱动轴从转动规定角度的位置起仅再转动一周，可以沿整个圆周切断管件。

在这种情况下，驱动装置作为有选择地向驱动轴提供向正反两个方向转动的驱动力的装置，控制装置可以在驱动轴从转动的初始位置起到转动规定角度后再转动一周为止的期间内，从驱动装置向驱动轴提供向正转方向转动的驱动力，且在驱动轴从转动规定角度的位置起再转动一周时开始起到返回到初始位置为止的期间内，从驱动装置向驱动轴提供向反转方向转动的驱动力。

在管件切断后，通过使驱动轴反转，不仅是驱动轴的转动位置，包括齿数相互不同的环形齿轮和行星齿轮的位置关系，都能够返回到早期的初始状态。

此外，外刀也可以在管件轴向上隔着与内刀相对的间隙的两个区域上抵接在管件的外圆周面上。在管件轴向上的内刀的两个侧面的位置，分别与外刀的隔着间隙的两个侧面的位置基本一致，在隔着间隙的两侧把管件顺利切断。可以把管件在中间部分切断成两个，因而无须繁杂的后续加工，可以从长的管件获得多个规定长度的产品。

此外，连接轴还可以包括支承机构，该支承机构把内刀绕管件的轴转动自如地支承在第一端部。连接轴利用驱动轴的转动边绕驱动轴的轴偏心转动边在贯通孔内转动时，内刀不受连接轴约束地进行转动。内刀的圆周面在管件的内圆周面上不会滑动，在两者之间不产生大的摩擦力，所以可以减小为了使内刀转动而应该向驱动轴提供的驱动力。

按照本发明，行星齿轮与在管件外侧配置成与管件同轴的环形齿轮啮合，使内刀和行星齿轮一起在从管件的轴心仅偏心规定量的位置上转动，并使内刀逐渐从管件的内部露出到外侧，从而能够在内刀与外刀之间切断管件。由此，能够简化为了使内刀在管件的半径方向上移动而应该在管件内部装备的机构，并能够顺利地切断直径比较小的管件。

附图说明

图1是本发明实施方式的管件切断装置的侧剖面图。

图2是表示支承机构的结构的图。

图3是固定机构的后视立体图。

图4是检测板的主视图。

图5是控制部的框图。

图6是表示控制部进行控制的控制内容的时序图。

图7是说明本发明其他实施方式的管件切断装置中的内刀3的移动状态的主视图。

附图标记说明

1  驱动轴

2  连接轴

3  内刀

4  外刀

5  行星齿轮

6  环形齿轮

7  套筒

9    固定机构(固定装置)

10   气缸(限制装置)

13   检测板(检测装置)

14   A～14C光电传感器(检测装置)

100  管件切断装置

200  控制部

W    工件(管件)

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明实施方式的管件切断装置100的侧剖面图。作为管件切断装置100的例子之一是用于从作为不锈钢等金属制的薄壁管件的工件W制造规定长度的管件制品的制造作业中，所述管件切断装置100具备驱动轴1、连接轴2、内刀3、外刀4、行星齿轮5、环形齿轮6、套筒7以及包含偏心轴22的内刀驱动机构。

套筒7为圆筒形，通过凸缘部71固定在框架101上。工件W外嵌在套筒7上。

驱动轴1同轴地插入到套筒7的内部，通过轴承72等转动自如地支承在套筒上。驱动轴1具有在轴向上贯通内部的贯通孔11。贯通孔11具有以从驱动轴1的中心仅偏心规定量D的位置为中心的圆形断面。在驱动轴1的后端部固定有带轮12。驱动轴1通过带轮12从图中没有表示的电动机接受提供的转动驱动力。

在带轮12上固定有检测板13。检测板13在一部分外圆周部上形成大直径部分。在位于带轮12的后面一侧的框架102上安装有光电传感器14A～14C(光电传感器14C没有在图1中出现)。检测板13的大直径部分通过各光电传感器14A～14C的发光元件和受光元件之间。检测板13和光电传感器14A～14C构成本发明的检测装置的一部分。光电传感器14A～14C对应于驱动轴1的转动位置输出大直径部分的检测信号。

连接轴2为部分直径不同的圆柱形，插入到贯通孔11内。连接轴2转动自如地被支承在贯通孔11中。连接轴2的前端部(相当于本发明的第一端部)位于工件W的内部，连接轴2的后端部(相当于本发明的第二端部)位于工件W的后面一侧的外部。

凸缘部23介于连接轴2的前端部与偏心轴22之间，从连接轴2的前端部一体地突出形成偏心轴22。

内刀3的例子之一是以SKD11为原材料，为在中心有开口的圆盘形，并通过支承机构8支承在连接轴2的前端部。

一对外刀4分别为环形，外嵌在工件W上。一对外刀4利用夹具(holder)42配置成在工件W的轴向上的中央部位设置间隙41，在夹着间隙41的两侧的区域，一对外刀4大体与工件W的整个外周抵接。间隙41配置在隔着工件W与内刀3的圆周面相对的位置。在工件W的轴向上，内刀3的两个侧面的位置大体分别与形成间隙41的外刀4的两个侧面的位置一致。

环形齿轮6在连接轴2的后端一侧，配置在工件W的外部，转动自如地支承在安装在框架102上的轴承103上。环形齿轮6与工件W、驱动轴1以及套筒7同轴地配置。

行星齿轮5与连接轴2及贯通孔11同轴地固定在连接轴2的后端部。行星齿轮5与环形齿轮6啮合。行星齿轮5的齿数比环形齿轮6的齿数少，行星齿轮5的齿数根据连接轴2相对于工件W的轴的偏心量D而决定。作为例子之一，在偏心量D为5mm、行星齿轮5的外齿和环形齿轮6的内齿的模数为2.5的情况下，如果使行星齿轮5的齿数为46，则环形齿轮的齿数为50。在行星齿轮5和环形齿轮6各自的后面形成有凹部51和凹部61。此外在环形齿轮6的一部分外圆周面上形成有槽部62。

在行星齿轮5和环形齿轮6的后面配置有固定机构9。固定机构9是本发明的固定装置，装在盖103内。支承构件104固定在盖103内。固定机构9具有导向件91、轴件92、固定键93以及气缸94。导向件91安装成前后贯通支承构件104。轴件92贯通导向件91，被支承成在前后方向上滑动自如。固定键93与行星齿轮5和环形齿轮6的后面相对，固定在轴件92的前端部。气缸94利用空气压力使轴件92在前后方向上移动。

在环形齿轮6的上方配置有气缸10。气缸10是本发明的限制装置，固定在盖103的上面。气缸10具有销10A。销10A与环形齿轮6的外圆周面相对。

在进行制造管件产品的作业时，把金属薄板卷成其平行的两个端面相对后，通过焊接上两个端面之间做成长的圆筒形的工件W。把工件W从其一端外嵌在套筒7上后，把外刀4配置成外刀4的内圆周面与工件W的外圆周面的轴向上规定范围的整个外周抵接。此时内刀3的两个侧面在工件W的轴向上位于大体与一对外刀4的侧面位置一致的位置上。在这种状态下使驱动轴1转动。

图2是表示支承机构8的结构的图。支承机构8具有环形构件81、第一轴承盖构件82以及第二轴承盖构件83，在连接轴2的前端部支承内刀3使其转动自如。

环形构件81与内刀3相同，例如以SKD11等工具钢为原材料，做成环形，固定在驱动轴1的前端面上。由于驱动轴1的原材料的硬度比内刀3的原材料的硬度低，所以驱动轴1的前端面因与内刀3的里面摩擦而有可能磨损。如果驱动轴1的前端面磨损，则内刀3在轴向上的位置发生变化，就不能正确地进行切断。利用环形构件81覆盖驱动轴1前端面的与内刀3摩擦的部分，能够防止驱动轴1的前端面磨损。

第一轴承盖构件82与内刀3相同，例如以SKD11等工具钢为原材料，做成前面的外径比后面的外径小的环形，通过轴承21(参照图1)转动自如地支承在连接轴2的偏心轴22上。在第一轴承盖构件82的后面形成有凸起部82A。凸起部82A的外径大体与内刀3的内径相等，并以大体与内刀3的宽度相等的长度从第一轴承盖构件82的后面向轴向延伸。第一轴承盖构件82把外嵌在凸起部82A上的内刀3保持在第一轴承盖构件82与环形构件81之间。

第二轴承盖构件83做成前面的外径比后面的外径小的环形。第二轴承盖构件83通过固定螺钉安装在偏心轴22的前面，限制内刀3和第一轴承盖构件82在轴向上的移动。第二轴承盖构件83由于与内刀3不接触，所以原材料可以使用S45C等比较便宜的材料。

把环形构件81安装在驱动轴1的前端面上后，通过把内刀3外嵌在凸起部82A上的第一轴承盖构件82外嵌在偏心轴22上，并把第二轴承盖构件83安装在偏心轴22的前端面上，把内刀3转动自如地支承在连接轴2的前端部。

图3是固定机构9的后视立体图。在行星齿轮5的后面与行星齿轮5同轴地固定有环形的定位构件50。在定位构件50上，在圆周方向上180度的转动角度的两个部位，形成向后面一侧及半径方向敞开的凹部51。在环形齿轮6的后面，与环形齿轮6同轴地固定有环形的定位构件60。在定位构件60上，在圆周方向上180度的转动角度的两个部位，形成向后面一侧及半径方向敞开的凹部61。使凹部51和凹部61在圆周方向上的宽度相等。

在定位构件60上，在前面叙述的气缸10的销10A相对的外圆周部上，形成槽部62。通过销10A嵌入槽部62，限制环形齿轮6的转动，在气缸10驱动时销10A嵌入槽部62。

在连接轴2位于转动动作的初始位置(原点)的状态下，如图3所示，行星齿轮5位于环形齿轮6内的最上部。此时两个凹部51和两个凹部61并列在垂直方向上。此外，在连接轴2位于从转动动作的初始位置(原点)转动180度的位置的状态下，行星齿轮5位于环形齿轮6内的最下部。此时也是两个凹部51和两个凹部61并列在垂直方向上。

如前所述，固定机构9具有固定键93，所述固定键93利用气缸94在X轴方向上移动。固定键93为宽度与凹部51和凹部61大体相同的板状。在连接轴2位于转动动作的初始位置或位于从初始位置转动180度的位置时，如果驱动气缸94，则固定键93就沿X轴向靠近行星齿轮5和环形齿轮6的方向移动，嵌入到凹部51和凹部61中。通过把固定键93嵌入到凹部51、61中，行星齿轮5和环形齿轮6固定成一体。在没有驱动气缸94时，固定键93沿X轴退避到后面一侧，不嵌入到凹部51和凹部61中。

在销10A嵌入到槽部62中，而固定键93没有嵌入到凹部51和凹部61中时，如果向驱动轴1提供转动的驱动力，则轴支承在驱动轴1的偏心位置上的连接轴2在从驱动轴1的中心轴沿半径方向仅离开规定距离的圆周上移动。固定在连接轴2后端部的行星齿轮5边与环形齿轮6啮合，边在与连接轴2相同的圆周上移动。因此，行星齿轮5在环形齿轮6内边绕连接轴2的中心轴自转，边沿环形齿轮6的内圆周公转。因行星齿轮5的自转使连接轴2也自转，因而在连接轴2的前端部支承在偏心位置上的内刀3边使在驱动轴1的半径方向上的最外侧的位置逐渐产生位移，边在与驱动轴1的中心轴和连接轴2的中心轴垂直的平面内转动。

在销10A没有嵌入到槽部62中，而行星齿轮5和环形齿轮6固定成一体时，如果向驱动轴1提供转动的驱动力，则环形齿轮6与行星齿轮5一体地移动。因此行星齿轮5不发生自转，连接轴2也不自转，而是在从驱动轴1的中心轴沿半径方向离开规定距离的圆周上移动。内刀3在连接轴2的前端部支承在偏心位置上，不会使在驱动轴1的半径方向上最外侧的位置产生位移，因而使从驱动轴1的中心轴离开的距离一定，并在与驱动轴1的中心轴和连接轴2的中心轴垂直的平面内转动。

驱动机构9不限于图3所示的结构，只要可以有选择地使行星齿轮5和环形齿轮6一体化，可以采用各种结构。此外，关于气缸10也一样，只要能有选择地限制环形齿轮6的转动，可以使用各种机构。

此外，定位构件50、60也可以分别在行星齿轮5和环形齿轮6上一体地形成。

图4是检测板13的主视图。检测板13为把半径不同的大圆部13A和小圆部13B同心配置形成的圆盘形。

光电传感器14A～14C配置在检测板13的大圆部13A的外边缘部在各自的发光元件和受光元件之间通过的位置上。也就是说，光电传感器14A～14C各自的发光元件和受光元件配置在大圆部13A的半径和小圆部13B的半径的中间长度半径的圆周与通过检测板13中心的垂直线相交的两个交点上以及大圆部13A的半径和小圆部13B的半径的中间长度半径的圆周与通过检测板13中心的水平线相交的一个交点上。

此外，只要可以检测驱动轴1的转动位置，也可以使用接近开关(proximity switch)或磁性传感器等光学方式以外的传感器来替代光电传感器14A～14C。

图5是本发明的控制部200的框图。在CPU201上连接ROM202、RAM203、光电传感器14A～14C、电动机驱动器204、阀控制器205、206等，构成控制部200。

ROM202存储有规定CPU201动作的程序。RAM203具有分配成工作区域和输入输出数据的容纳区域的存储区域。光电传感器14A～14C把利用受光元件得到的发光元件的光的检测信号输入到CPU201。向驱动轴1提供转动驱动力的电动机210连接在电动机驱动器204上。阀控制器205上连接有开关针对气缸10的加压气体流路的阀220。阀控制器206上连接有开关针对气缸94的加压气体流路的阀230。

CPU201根据光电传感器14A～14C的检测信号，向电动机驱动器204和阀控制器205、206输出驱动数据。电动机驱动器204按照从CPU201输出的驱动数据驱动电动机210。阀控制器205、206分别按照从CPU201输出的驱动数据使阀220、230动作。阀220动作时向气缸10提供加压气体，限制环形齿轮6的转动。阀230动作时向气缸94提供加压气体，通过固定键93使行星齿轮5和环形齿轮6成为一体。

图6是表示利用控制部200进行控制的控制内容的时序图。CPU201对应于光电传感器14A～14C中的检测板13的检测状态，使电动机210和气缸10、94动作。在驱动轴1位于转动动作的初始位置时，如图4所示，光电传感器14A、14B检测到检测板13，光电传感器14C未检测到检测板14C。此时工件W外嵌在套筒7上，如果指示开始工件W的切断处理，则CPU201使阀220动作，利用气缸10的销10A限制环形齿轮6的转动，在不使阀230动作、解除利用固定键93使行星齿轮5和环形齿轮6成为一体的状态下，通过电动机驱动器204开始驱动电动机210正转。

在驱动电动机210正转时，检测板13与驱动轴1一体地向图4中的顺时针方向转动。因此，光电传感器14A在电动机210刚开始正转之后就检测不到检测板13，在驱动轴1从初始位置正转90度时，光电传感器14C开始检测到检测板13。

因驱动轴1的转动，连接轴2在贯通孔11的位置绕驱动轴1的中心轴转动，并且在贯通孔11内自转。伴随于此，偏心轴22与内刀3一起绕连接轴的中心轴自转。内刀3使外圆周面的位置逐渐向半径方向的外侧位移，在驱动轴1从初始位置转动180度时，外圆周面的位置变成位于最外侧。内刀1在驱动轴1从初始位置转动到180度为止的期间内，使外圆周部从工件W的内部位移到外侧，在内刀3与外刀4之间切断工件W。在驱动轴1从初始位置转动了180度时，内刀3的外圆周部位移到最外侧。

如果驱动轴1从初始位置转动180度，光电传感器14A～14C全部检测到检测板13，则CPU201暂时停止驱动电动机210，在此期间停止阀220的动作，解除利用气缸10的销10A对环形齿轮6转动的限制，在使阀230动作并利用固定键93使行星齿轮5和环形齿轮6成为一体的状态下，重新开始驱动电动机210正转。

在重新开始驱动电动机210正转后，由于行星齿轮5和环形齿轮6一体转动，所以连接轴2在贯通孔11内不自转，而绕驱动轴1的中心轴移动。因此，内刀3的外圆周部不位移，在驱动轴1的半径方向上保持位于最外侧，与连接轴2一起绕驱动轴1的中心轴移动，继续切断在内刀3与外刀45之间的工件W。此时，由于内刀3在连接轴1的前端部转动自如地支承在偏心轴22上，所以利用与工件W的接触阻力进行自转。内刀3的移动中没有作用大的阻力，无须使用输出大的电动机210。此外，由于内刀3的外圆周面及侧面中与工件W接触的部分顺序发生位移，所以内刀3不会提前磨损。

从重新开始驱动电动机210正转后，驱动轴1转动一周，如果光电传感器14A～14C重新全部检测到检测板13，则CPU201再一次暂时停止驱动电动机210。CPU201在此期间使阀220动作，利用气缸10的销10A限制环形齿轮6的转动，停止阀230的动作，解除利用固定键93使行星齿轮5和环形齿轮6成为一体。此后，CPU201驱动电动机210反转180度，使驱动轴1返回到初始位置，完成一次工件W的切断。

利用以上的处理，管件切断装置100使用由行星齿轮5和环形齿轮6构成的行星齿轮机构，边使内刀3转动，边使内刀3在工件W的半径方向上移动，可以容易地切断直径比较小的薄壁工件W。

驱动电动机210反转来使驱动轴1返回到初始位置，是为了防止因行星齿轮5与环形齿轮6的齿数差造成连接轴2的转动角度从初始状态发生变化。

在切断工件W时，内刀3的外周边缘中露出到工件W外侧的部分嵌入到一对外刀4的间隙41内，内刀3的前后侧面与外刀4的夹着间隙41相对的两个侧面接触。由于内刀3的外圆周面进行抵接，在工件W上作用有把切断面向外侧挤压方向的力，但一对外刀4的内圆周面抵接在工件W的外圆周面上切断部分的两侧上，在工件W的切断面上不会产生飞边(burr)等大的变形。因此，在切断工件W后无须对切断面进行切削加工等后处理。此外，可以对长的工件W连续进行切断处理，得到轴向长度短的多个单个的管。

此外，在进行切除工件W端部的加工的情况下，只要仅在工件W的轴向上内刀3的后面一侧配置外刀4即可。

为了提高切断工件W作业的速度，可以考虑高速驱动电动机210。在这种情况下，考虑到停止时的制动性能，也可以在中断转动前和完成切断作业前的规定的角度范围进行低速驱动。例如，驱动轴1的转动位置在从初始位置到90度之间和从180度到450度之间正转时、以及在从540度到450度的反转时，高速驱动电动机210在从90度到180度期间以及从450度到540度期间的正转时、以及从450度到360度的反转时，低速驱动电动机210。

此外，在要切断的工件W的直径变化时，可以对应地更换套筒7、内刀3和外刀4。在这种情况下，也可以通过使套筒7的外径与最小直径的工件W一致，对应工件W的直径变大，把内径大体与套筒7的外径相等且外径大体与工件W的内径相等的调整用套筒外嵌在套筒7上来进行应对。

此外，把环形齿轮6固定在框架102上，也可以省去固定机构9和气缸10。如图7所示，如果驱动轴1向箭头A方向转动，则作为行星齿轮5的中心(也是连接轴2的中心)的第一轴2A沿以工件W的中心轴为中心的第一圆周C1移动。伴随于此，连接轴2向箭头B方向转动，与第一轴2A平行并作为转动自如地支承内刀的偏心轴22中心的第二轴22A(在此例子中在初始位置与工件W的中心重合)，沿以第一轴2A为中心的第二圆周C2，对应行星齿轮5和环形齿轮6的齿数差(Z2-Z1)，以与第一轴2A不同的角速度移动。实际上圆周C2的中心也沿圆周C1移动。

也就是说，通过行星齿轮5沿环形齿轮6的节圆公转移动，行星齿轮5利用与环形齿轮6的齿数差，以比公转时的角速度快的角速度自转。通过行星齿轮5和连接轴2的自转，轴支承内刀3的偏心轴22绕连接轴2的中心轴偏心转动，在内刀3的外圆周面上，最远离工件W中心的部分距工件W中心的距离逐渐改变。例如驱动轴1从图7所示的初始位置转动了180度时，在内刀3的外圆周面上，最远离工件W中心的部分距工件W中心的距离变成最大，大体到达图7中用虚线所示的位置P1，露出到工件W的外部。此时内刀3因来自工件W的阻力，以第二轴22A(不在图7所示的位置上)为中心转动。

此外，在图1～图6所示的实施方式中，在内刀3到达图7的位置P1时，行星齿轮5和环形齿轮6成为一体，内刀3保持在其外圆周面上最远离工件W中心的部分距工件W的中心为距离L1的状态下转动360度。

行星齿轮5与配置成与工件W同轴的环形齿轮6啮合，沿环形齿轮6的内圆周边自转边公转。此时由于行星齿轮5的齿数比环形齿轮的齿数少，所以行星齿轮5在沿环形齿轮6的内圆周公转一周期间，仅仅多自转行星齿轮5与环形齿轮6的齿数差的部分，在驱动轴1转动一周期间，连接轴2在贯通孔11内转动一周多。

因此，如果使驱动轴1连续转动，则内刀3在工件W外侧最突出的位置从图7中的位置P1向位置P2、从位置P2向位置P3，即驱动轴1每转动一周，内刀3在工件W外侧最突出的位置就每次移动行星齿轮5和环形齿轮6的齿数差的部分地向与驱动轴1的转动方向相反的方向逐渐进行位移。设环形齿轮6的齿数为Z1，环形齿轮6与行星齿轮5的齿数差为Z2，在驱动轴1转动了N(其中N＝Z1/Z2)周时，连接轴2和内刀3返回到初始位置。在此期间，内刀3的一部分在沿工件W的圆周面的N个位置处露出到工件W的外侧，其结果工件W沿整个圆周被切断。

在该结构中，与具有固定机构9和气缸10的结构相比，切断工件W所需要的时间变长，但可以简化管件切断装置100的构造和切断作业时的控制。

此外，上述的实施方式都仅是一个例子，本发明不限于此，在本发明的范围内可以进行各种变更。

Claims (6)

1.一种管件切断装置，其特征在于包括：

外刀，所述外刀为环形，所述外刀的内圆周面与要切断管件的外圆周面的在轴向上规定范围的整个圆周抵接；

内刀，所述内刀为圆盘形，在所述管件内部所述内刀被支承成所述内刀的中心轴与所述管件的轴向平行，所述内刀在所述管件内配置于至少所述内刀的一个侧面在所述管件的轴向上与所述外刀的侧面位置基本一致的位置上；

内刀驱动机构，所述内刀驱动机构具有：环形齿轮，在所述管件外部与所述管件同轴地配置；以及行星齿轮，所述行星齿轮的外齿与所述环形齿轮的内齿啮合；其中，

所述内刀驱动机构在与作为所述行星齿轮的中心轴的第一轴垂直的平面内与所述第一轴不同的规定位置上，支承与所述第一轴平行、且支承所述内刀转动自如的第二轴转动自如，并且使所述行星齿轮沿所述环形齿轮的节圆移动，

所述内刀的圆周面从所述管件内部露出到外侧，并在与所述外刀之间切断所述管件。

2.根据权利要求1所述的管件切断装置，其特征在于，

所述内刀驱动机构还包括：

驱动轴，在所述管件内与该管件同轴地被支承成转动自如，并在内部偏心的位置具有向两端敞开的圆形断面的贯通孔；

圆柱形的连接轴，作为所述第一轴转动自如地支承在所述贯通孔中，第一端部位于所述管件内，并且第二端部同轴地固定在所述行星齿轮上；

偏心轴，作为所述第二轴固定在所述第一端部，在从所述连接轴的中心轴偏心的位置上支承所述内刀，使其转动自如；以及

驱动装置，驱动所述驱动轴转动。

3.根据权利要求2所述的管件切断装置，其特征在于，

与所述驱动轴同轴地支承有所述环形齿轮，所述环形齿轮转动自如，

所述管件切断装置还包括：

限制装置，有选择地限制所述环形齿轮的转动；

固定装置，有选择地固定所述环形齿轮和所述行星齿轮；

检测装置，检测所述驱动轴的转动位置；

控制装置，根据所述检测装置的检测结果，控制所述限制装置和所述固定装置的动作，

所述控制装置在所述驱动轴从转动的初始位置起到转动规定角度为止的期间内，使所述限制装置有效，并使所述固定装置无效；且在所述驱动轴从转动了所述规定角度时起到再转动一周为止的期间内，使所述限制装置无效，并使所述固定装置有效。

4.根据权利要求3所述的管件切断装置，其特征在于，

所述驱动装置有选择地向所述驱动轴提供向正反两个方向转动的驱动力，

所述控制装置在所述驱动轴从转动的初始位置起转动了所述规定角度后再转动一周为止的期间内，从所述驱动装置向所述驱动轴提供向正转方向转动的驱动力；且在所述驱动轴从转动了所述规定角度的位置起再转动一周后到返回到初始位置为止的期间内，从所述驱动装置向所述驱动轴提供向反转方向转动的驱动力。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的管件切断装置，其特征在于，所述外刀在所述管件的轴向上隔着与所述内刀相对的间隙的两个区域上，抵接在所述管件的外圆周面上，在所述管件的轴向上隔着所述间隙相对的所述外刀的两个侧面各自的位置基本与所述内刀的两个侧面各自的位置一致。

6.一种管件的制造方法，其特征在于，包括如下的工序：

把环形的外刀配置成所述外刀的内圆周面抵接在要切断的管件外圆周面的在轴向上规定范围的整个圆周上；

在所述管件内把圆盘形的内刀配置成所述内刀的中心轴与所述管件的轴向平行，并且所述内刀的至少一个侧面在所述管件的轴向上位于与所述外刀的侧面位置基本一致的位置上；以及

把外齿与配置在所述管件外部的环形齿轮的内齿啮合的行星齿轮的中心轴作为第一轴，在与所述第一轴垂直的平面内与所述第一轴不同的规定位置上把与所述第一轴平行、且把所述内刀支承成转动自如的第二轴支承成转动自如，并且使所述行星齿轮沿所述环形齿轮的节圆移动，

使所述内刀的圆周面从所述管件的内部露出到外侧，并在与所述外刀之间切断所述管件。

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