CN105345128A - 自动切管机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动切管机，它包括机架(1)，机架(1)上设有用于切断管件(2)的裁切装置(3)，其特征在于：机架(1)近裁切装置(3)的进料端上设有用于托举管件(2)的导向机构(4)，机架(1)近裁切装置(3)的出料端上设有当裁切装置(3)复位时拉动管件(2)的待切割端沿自身轴向移动至待加工位置的进料机构(5)。本发明提供一种自动切管机，其可以在管件一次切断后自动完成管件的进料，从而实现管件自动化的连续切断加工。

Description

自动切管机

技术领域

本发明涉及管材加工的技术领域，具体地是一种自动切管机。

背景技术

管件的加工过程中，往往需要将管件先进行裁切才能便于后续的焊接、抛光、打磨等工序，而现有技术的管件裁切过程往往是依靠切管机进行裁切，其工作过程简单来说是手动将管件的端部伸入机床内，机床上的控制器通过驱动器驱使卡盘夹紧管件，然后机床的驱动电机带动管件旋转，最终通过径向进给的切刀切断管件，完成管件的裁切。

但是上述切管机设备，其管件的上料过程，以及一次切断后管件沿轴向进给的过程均需要人工完成，因此加工效率低，人力成本高，尤其对于直径较大的钢管，其重量大，劳动强度大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种自动切管机，其可以在管件一次切断后自动完成管件的进料，从而实现管件自动化的连续切断加工。

本发明所采取的技术方案是：提供一种自动切管机，它包括机架，机架上设有用于切断管件的裁切装置，机架近裁切装置的进料端上设有用于托举管件的导向机构，机架近裁切装置的出料端上设有当裁切装置复位时拉动管件的待切割端沿自身轴向移动至待加工位置的进料机构。

所述进料机构包括用于紧固管件的夹头组件、滑动配合在机架上的连接座，以及固定于机架上用于驱动连接座移动的平移驱动器，夹头组件通过连轴安装于连接座上。通过夹头组件可以实现管件的拉料，实现管件在完成一次切断后可以自动完成管件的进料。

所述的夹头组件包括卡套和塞块，卡套与连轴固定，所述卡套背离连轴的一端设有与塞块滑动配合的锥形凹槽，所述连轴内设有芯杆，芯杆与连轴滑动配合，芯杆的一端贯穿锥形凹槽的槽底并与塞块沿轴向固定，芯杆的另一端与固定于连接座上的夹持驱动器连接，当夹持驱动器通过芯杆拉动塞块时塞块挤压锥形凹槽的内壁使卡套的外侧壁压紧于管件的内壁上。通过对于管件内壁的紧固，可以提高紧固效果，同时也避免了夹紧导致管件变形，管件的加工精度好，尤其利于薄壁管件的加工。

芯杆的一端贯穿锥形凹槽的槽底并与塞块沿轴向固定是指，芯杆的一端贯穿锥形凹槽的槽底并通过轴承与塞块转动配合，塞块上设有供芯杆的一端穿入的中心通孔。通过轴承转动配合，可以使卡套与管件同步转动，因此，管件在切断过程中端部不会窜动，并且由于夹头组件始终固定于管件并随管件转动内，因此不会因为管件在切断结束时由于自身的重力而导致切断面提前掰断的情况，因此切断的断面平整。

所述的导向机构包括交替设置的平移导向轮和转动导向轮，平移导向轮的轴线与管件的轴线在同一水平面的投影相交，转动导向轮的轴线与管件的轴线平行，平移导向轮与第一支撑杆的上端转动配合，转动导向轮与第二支撑杆的上端转动配合，所述机架上设有当管件转动时通过第二支撑杆带动转动导向轮与管件贴合，当管件沿轴向移动时通过第一支撑杆带动平移导向轮与管件贴合的转换装置。通过交替的两个导向轮，可以时管件在拉动过程以及转动过程中，始终是滚动摩擦，防止在管件外壁上产生划痕。

所述的转换装置包括连杆，带动连杆沿轴向平移的转换气缸，第一支撑杆和第二支撑杆的中部均分别与机架铰接，第一支撑杆的下部和第二支撑杆的下部分别设有条形槽，连杆上对应于各条形槽的位置设有与条形槽相配合的凸轴，第一支撑杆沿长度方向上的延长线与相邻的第二支撑杆沿长度方向上的延长线相交。通过机械结构实现一个连杆同时控制平移导向轮和转动导向轮切换，因此结构简单可靠。

所述机架上近导向机构所在位置设有用于存放管件的收纳架，收纳架近导向机构的一侧设有开口，收纳架的底板倾斜设置，且底板近开口位置的高度小于远离开口位置的高度，所述机架上位于收纳架的开口位置和导向机构之间设有将收纳架内的管件逐一供给导向机构的送料机构。通过送料机构可以实现管件的自动供给。

所述的送料机构包括转动配合在机架上的长轴，固定于长轴上的至少两个叶轮，以及设于机架上用于带动长轴转动的电机，叶轮上沿长轴的周向均匀分布有至少三个叶片，叶轮的相邻两个叶片之间形成容置一个管件的容置槽。

所述机架上位于裁切装置和进料机构之间设有与管件转动配合且限制管件沿径向抖动的夹轮机构。通过夹轮机构，可以实现管件的导向作用，避免管件在切断结束时由于自身的重力而导致切断面提前掰断的情况，因此切断的断面平整。

所述机架上设有用于搬运裁切后的管件的机械手。通过机械手可以实现自动下料，同时也便于切断后的管件流转至下一工序，便于本发明应用于流水线上作业。

采用以上结构后，本发明的一种自动切管机与现有技术相比具有以下优点：首先，在管件一次切断后可以自动使管件沿轴向进料，从而实现一根管件的多次连续切断，无需人为干预，提高了生产效率，其次，通过送料机构可以将收纳架上的管件自动送至导向机构上，从而便于多根管件的连续生产，最后，管件于导向轮之间始终使滚动摩擦，因此不会造成管件表面的划伤。

附图说明

图1是本发明的自动切管机的结构示意图。

图2为图1中“A-A”方向的结构示意图。

图3为图1中“B-B”方向的结构示意图。

图4为图1中“C”区域的局部放大示意图。

图5为图1中“D”区域的局部放大示意图。

图6是本发明的裁切装置3的结构示意图。

图7是本发明的进料机构5的结构示意图。

图8是本发明的夹轮机构20的结构示意图。

其中，1、机架，2、管件，3、裁切装置，3.1、机床，3.2、气动车床卡盘，3.3、主电机，3.4、启闭接头，3.5、连接套管，3.6、套管夹头，3.7、切刀，3.8、进给驱动器，4、导向机构，4.1、平移导向轮，4.2、转动导向轮，5、进料机构，6、夹头组件，6.1、卡套，6.1.1、锥形凹槽，6.2、塞块，7、连接座，8、平移驱动器，9、连轴，10、芯杆，10.1、螺母，11、夹持驱动器，12、第一支撑杆，13、第二支撑杆，14、连杆，15、转换气缸，16、收纳架，16.1、底板，17、长轴，18、叶轮，18.1、叶片，19、容置槽，20、夹轮机构，20.1、基块，20.2、驱动气缸，20.3、连接板，20.4、第一竖杆，20.5、第一斜杆，20.6、第二竖杆，20.7、第二斜杆，20.8、滚轮，20.9、夹持空间，21、机械手，21.1、水平驱动器，21.2、摆动气缸，21.3、夹紧气缸，22、接料箱，23、推料板，24、推料气缸。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

本发明提供一种自动切管机，它包括机架1，机架1上设有用于切断管件2的裁切装置3，其特征在于：机架1近裁切装置3的进料端上设有用于托举管件2的导向机构4，机架1近裁切装置3的出料端上设有当裁切装置3复位时拉动管件2的待切割端沿自身轴向移动至待加工位置的进料机构5。

上述的裁切装置3包括机床3.1、设于机床3.1内的气动车床卡盘3.2，以及带动卡盘3.2转动的主电机3.3，主电机3.3通过皮带轮带动连接套管3.5转动，连接套管3.5带动气动车床卡盘转动，机床3.1内设有用于带动气动车床卡盘3.2.开合的启闭接头3.4，启闭接头3.4控制套管夹头3.6滑动，所述套管夹头3.6上设有锥形面，气动车床卡盘3.2上设有与套管3.6上的锥形面相配合的斜面，机床3.1上还设有切刀3.7，以及带动切刀3.7沿管件2的径向进给的进给驱动器3.8。当然上文所述仅仅是给出一种裁切装置3的具体实施例，从而便于理解，其也可以是现有技术的其他管件裁切机，本发明只需要其裁切的过程是可以通过控制器进行自动化控制即可。所述的启闭接头3.4可以是一种驱动气缸。

所述进料机构5包括用于紧固管件2的夹头组件6、滑动配合在机架1上的连接座7，以及固定于机架1上用于驱动连接座7移动的平移驱动器8，夹头组件6通过连轴9安装于连接座7上。上述的夹头组件6紧固管件2是指，夹头组件6紧固管件2从而带动管件沿轴向移动实现管件2的进给，同时在完成一次切断后，夹头组件6可以复位松开切断后的管件2，从而便于紧固剩余部分的管件2，依次循环，直至一整根管件2完成全部切断。如图所示，所述的平移驱动器8通过带动丝杆传动，带动连接座7移动。此为较为常规的丝杆传动，在此不进行详细的赘述。

所述的夹头组件6包括卡套6.1和塞块6.2，卡套6.1与连轴9固定，所述卡套6.1背离连轴9的一端设有与塞块6.2滑动配合的锥形凹槽6.1.1，所述连轴9内设有芯杆10，芯杆10与连轴9滑动配合，芯杆10的一端贯穿锥形凹槽6.1.1的槽底并与塞块6.2沿轴向固定，芯杆10的另一端与固定于连接座7上的夹持驱动器11连接，当夹持驱动器11通过芯杆10拉动塞块6.2时塞块6.2挤压锥形凹槽6.1.1的内壁使卡套6.1的外侧壁压紧于管件2的内壁上。

芯杆10的一端贯穿锥形凹槽6.1.1的槽底并与塞块6.2沿轴向固定是指，芯杆10的一端贯穿锥形凹槽6.1.1的槽底并通过轴承与塞块6.2转动配合，塞块6.2上设有供芯杆10的一端穿入的中心通孔。具体地，芯杆10的一端形成台阶面，芯杆10的一端穿过塞块6.2的中心通孔后通过螺母10.1旋紧芯杆10的端部，从而使塞块6.2沿轴向限位于螺母和芯杆10的轴肩之间，而通过轴承可以实现塞块6.2和芯杆10转动配合。

所述的导向机构4包括交替设置的平移导向轮4.1和转动导向轮4.2，平移导向轮4.1的轴线与管件2的轴线在同一水平面的投影相交，转动导向轮4.2的轴线与管件2的轴线平行，平移导向轮4.1与第一支撑杆12的上端转动配合，转动导向轮4.2与第二支撑杆13的上端转动配合，所述机架1上设有当管件2转动时通过第二支撑杆13带动转动导向轮4.2与管件2贴合，当管件2沿轴向移动时通过第一支撑杆12带动平移导向轮4.1与管件2贴合的转换装置。

所述的转换装置包括连杆14，带动连杆14沿轴向平移的转换气缸15，第一支撑杆12和第二支撑杆13的中部均分别与机架1铰接，第一支撑杆12的下部和第二支撑杆13的下部分别设有条形槽，连杆14上对应于各条形槽的位置设有与条形槽相配合的凸轴，第一支撑杆12沿长度方向上的延长线与相邻的第二支撑杆13沿长度方向上的延长线相交。

所述的转换装置还可以是各第一支撑杆12和第二支撑杆13对应设置一气缸，通过控制器控制各气缸启动或者闭合，从而实现平移导向轮4.1和转动导向轮4.2的切换。

所述机架1上近导向机构4所在位置设有用于存放管件2的收纳架16，收纳架16近导向机构4的一侧设有开口，收纳架16的底板16.1倾斜设置，且底板16近开口位置的高度小于远离开口位置的高度，所述机架1上位于收纳架16的开口位置和导向机构4之间设有将收纳架16内的管件2逐一供给导向机构4的送料机构。

所述的送料机构包括转动配合在机架1上的长轴17，固定于长轴17上的至少两个叶轮18，以及设于机架1上用于带动长轴17转动的电机，叶轮18上沿长轴17的周向均匀分布有至少三个叶片18.1，叶轮18的相邻两个叶片18.1之间形成容置一个管件2的容置槽19。

当然，所述机架1上还设有推料板23和推料气缸24，所述推料气缸24带动推料板23与置于导向机构4上的管件2的一端相抵靠。由此，通过推料板23可以带动管件2伸入至裁切装置3内。

所述机架1上位于裁切装置3和进料机构5之间设有与管件2转动配合且限制管件2沿径向抖动的夹轮机构20。具体地，所述夹轮机构20包括基块20.1、驱动气缸20.2、连接板20.3、由第一竖杆20.4和第一斜杆20.5组成的第一夹臂、以及由第二竖杆20.6和第二斜杆20.7组成的第二夹臂，基块20.1与机架1固定，第一夹臂上位于第一竖杆20.4和第一斜杆20.5的连接处与基块20.1铰接，第一斜杆20.5远离第一竖杆20.4的一端设有第一条形孔，第二斜杆20.7的下端与第一斜杆20.5位于第一条形孔和第一竖杆20.4之间的部分铰接，第二斜杆20.7远离第一斜杆20.5的上端设有第二条形孔，第一竖杆20.4的上端和第二竖杆20.6的上端均分别设有若干滚轮20.8，且第一竖杆20.4的上端和第二竖杆20.6的上端之间形成用于限制管件2沿径向移动的夹持空间20.9，连接板20.3上分别设有与第一条形孔和第二条形孔滑动配合的凸轴，所述驱动气缸20.2固定于基块20.1上，驱动气缸20.2的活塞杆通过连接板20.3驱使夹持空间20.9收紧，且所述管件2与滚轮20.8转动配合。

所述机架1上设有用于搬运裁切后的管件2的机械手21。如图所示，机架1上设有用于带动机械手21平移的水平驱动器21.1，带动机械手21沿竖直方向摆动的摆动气缸21.2，以及带动机械手21抓握管件2的夹紧气缸21.3。机架1上设有接料箱22。

当然本发明必然需要设置控制器，从而控制全部的驱动器的工作。

本发明的工艺流程：

步骤1、转换气缸15启动，平移导向轮4.1呈垂直状态就位；

步骤2、送料机构上的电机启动，带动转轴17转动，收纳架16上的一管件2落入平移导向轮4.1上；

步骤3、推料气缸24启动，通过推料板23抵靠管件2，使管件2的前段伸入裁切装置3；

步骤4、平移驱动器8启动，使夹头组件6伸入至管件2内；

步骤5、夹持驱动器11启动，夹头组件6的卡套与管件2内壁压紧；

步骤6、平移驱动器8反向启动，拉动管件2至工作位；

步骤7、启闭接头3.4启动，控制套管夹头3.6滑动使气动车床卡盘3.2夹紧管件2；

步骤8、转换气缸15复位，带动转动导向轮4.2托举管件，并使平移导向轮4.1复位；

步骤9、推料气缸24复位；

步骤10、主电机3.3启动，带动管件2旋转；

步骤11、进给驱动器3.8启动，带动3.7切断管件2；

步骤12、主电机3.3停机；

步骤13、摆动气缸21.2带动机械手21摆动至夹料位置；

步骤14、夹紧气缸21.3启动，是机械手21夹紧切断后的管件2；

步骤15、夹持驱动器11复位，使夹头组件6与管件松脱；

步骤16、平移驱动器8复位，带动夹头组件6脱离管件2位置；

步骤17、摆动气缸21.2复位，带动管件2抬高；

步骤18、水平驱动器21.1启动，带动管件2移送至下料端；

步骤19、夹紧气缸21.3复位使机械手21松开管件2，管件2落入接料箱22内；

当然，上述过程中，在步骤17之后可以同步启动步骤4，从而进入下一个切断加工过程。当一根管件2全部切断后，从步骤1开始进行管件2的装填，从而完成收纳架16上的全部管件2的自动切断。

以上就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动切管机，它包括机架(1)，机架(1)上设有用于切断管件(2)的裁切装置(3)，其特征在于：机架(1)近裁切装置(3)的进料端上设有用于托举管件(2)的导向机构(4)，机架(1)近裁切装置(3)的出料端上设有当裁切装置(3)复位时拉动管件(2)的待切割端沿自身轴向移动至待加工位置的进料机构(5)。

2.根据权利要求1所述的自动切管机，其特征在于：所述进料机构(5)包括用于紧固管件(2)的夹头组件(6)、滑动配合在机架(1)上的连接座(7)，以及固定于机架(1)上用于驱动连接座(7)移动的平移驱动器(8)，夹头组件(6)通过连轴(9)安装于连接座(7)上。

3.根据权利要求2所述的自动切管机，其特征在于：所述的夹头组件(6)包括卡套(6.1)和塞块(6.2)，卡套(6.1)与连轴(9)固定，所述卡套(6.1)背离连轴(9)的一端设有与塞块(6.2)滑动配合的锥形凹槽(6.1.1)，所述连轴(9)内设有芯杆(10)，芯杆(10)与连轴(9)滑动配合，芯杆(10)的一端贯穿锥形凹槽(6.1.1)的槽底并与塞块(6.2)沿轴向固定，芯杆(10)的另一端与固定于连接座(7)上的夹持驱动器(11)连接，当夹持驱动器(11)通过芯杆(10)拉动塞块(6.2)时塞块(6.2)挤压锥形凹槽(6.1.1)的内壁使卡套(6.1)的外侧壁压紧于管件(2)的内壁上。

4.根据权利要求3所述的自动切管机，其特征在于：芯杆(10)的一端贯穿锥形凹槽(6.1.1)的槽底并与塞块(6.2)沿轴向固定是指，芯杆(10)的一端贯穿锥形凹槽(6.1.1)的槽底并通过轴承与塞块(6.2)转动配合，塞块(6.2)上设有供芯杆(10)的一端穿入的中心通孔。

5.根据权利要求1所述的自动切管机，其特征在于：所述的导向机构(4)包括交替设置的平移导向轮(4.1)和转动导向轮(4.2)，平移导向轮(4.1)的轴线与管件(2)的轴线在同一水平面的投影相交，转动导向轮(4.2)的轴线与管件(2)的轴线平行，平移导向轮(4.1)与第一支撑杆(12)的上端转动配合，转动导向轮(4.2)与第二支撑杆(13)的上端转动配合，所述机架(1)上设有当管件(2)转动时通过第二支撑杆(13)带动转动导向轮(4.2)与管件(2)贴合，当管件(2)沿轴向移动时通过第一支撑杆(12)带动平移导向轮(4.1)与管件(2)贴合的转换装置。

6.根据权利要求5所述的自动切管机，其特征在于：所述的转换装置包括连杆(14)，带动连杆(14)沿轴向平移的转换气缸(15)，第一支撑杆(12)和第二支撑杆(13)的中部均分别与机架(1)铰接，第一支撑杆(12)的下部和第二支撑杆(13)的下部分别设有条形槽，连杆(14)上对应于各条形槽的位置设有与条形槽相配合的凸轴，第一支撑杆(12)沿长度方向上的延长线与相邻的第二支撑杆(13)沿长度方向上的延长线相交。

7.根据权利要求1所述的自动切管机，其特征在于：所述机架(1)上近导向机构(4)所在位置设有用于存放管件(2)的收纳架(16)，收纳架(16)近导向机构(4)的一侧设有开口，收纳架(16)的底板(16.1)倾斜设置，且底板(16)近开口位置的高度小于远离开口位置的高度，所述机架(1)上位于收纳架(16)的开口位置和导向机构(4)之间设有将收纳架(16)内的管件(2)逐一供给导向机构(4)的送料机构。

8.根据权利要求7所述的自动切管机，其特征在于：所述的送料机构包括转动配合在机架(1)上的长轴(17)，固定于长轴(17)上的至少两个叶轮(18)，以及设于机架(1)上用于带动长轴(17)转动的电机，叶轮(18)上沿长轴(17)的周向均匀分布有至少三个叶片(18.1)，叶轮(18)的相邻两个叶片(18.1)之间形成容置一个管件(2)的容置槽(19)。

9.根据权利要求1所述的自动切管机，其特征在于：所述机架(1)上位于裁切装置(3)和进料机构(5)之间设有与管件(2)转动配合且限制管件(2)沿径向抖动的夹轮机构(20)。

10.根据权利要求1所述的自动切管机，其特征在于：所述机架(1)上设有用于搬运裁切后的管件(2)的机械手(21)。