CN105921885A - 一种弯管激光切割装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种弯管激光切割装置，它包括底座、壳体、齿圈、激光切割头和伸缩机构，所述壳体两侧壁设置轴向通孔，所述齿圈通过滑动连接机构与壳体活动连接，伸缩机构通过支架与齿圈固定连接，激光切割头连接在伸缩机构的伸缩端，齿圈通过与之啮合的主动齿轮连接旋转驱动机构，所述旋转驱动机构与座体固定连接。该装置解决了弯管形体不规则、切口倾斜等激光切割的难题，实现了弯管的高质量、高效切割，切口精度高，生产效率可大大提高。

Description

一种弯管激光切割装置
技术领域
本发明涉及管件加工技术领域，具体涉及一种弯管激光切割装置。
背景技术
随着社会的进步和经济的发展，流体管道广泛应用于各个领域，已成为用量最大的基础件之一，作为流体管道连接部位的弯头用量也越来越大，提高生产效率成为业界亟待解决的问题。管道连接弯头的结构一般分为焊接弯管和成型弯管，成型弯头一般是将直管或直管短节在压力机上压弯、或在弯管机上机械弯曲，然后将两端切割成型。传统的弯头加工方法普遍是单件弯曲成型，生产效率很低，目前出现了多连体弯头一次压制成型技术，使得压制成型效率大大提高。而弯管的切割仍然采用车床或专用切割设备上切割，尤其是多连体弯头（弯管）只能用效率较低的锯片切割身背进行切割，不进速度慢，而且切割质量较差，切割后对切口还需进行修整，故而加工周期长，生产效率低，不能适应大规模工业化生产需要。迄今为止，弯管的高效切割分离技术尚未得到较好的解决。
发明内容
本发明所要解决的问题是克服现有技术的上述不足，提供一种弯管激光切割装置，该装置能够实现多连体弯管的快速切割，而且质量可靠，无需再对切口进行修整。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种弯管激光切割装置，包括底座、壳体、齿圈、激光切割头和伸缩机构，所述壳体两侧壁设置轴向通孔，所述齿圈通过滑动连接机构与壳体活动连接，伸缩机构通过支架与齿圈固定连接，激光切割头连接在伸缩机构的伸缩端，齿圈通过与之啮合的主动齿轮连接旋转驱动机构，所述旋转驱动机构与座体固定连接。
所述滑动机构由环形滑槽和环形凸台相互配合构成，环形滑槽和环形凸台分别设置在所述齿圈和壳体的两侧内壁上。
所述激光切割头设置移动限位机构。
所述滑动机构包括设置在齿圈上的截面为弧状的环形滑槽和设置在所述壳体内壁上的多个球面凹槽，球面凹槽内设置滚珠。
所述滑动机构包括与所述壳体两侧内壁固定连接的环形弹子盘，弹子盘和所述齿圈上对应设置环形弹子槽，弹子槽内设置多个滚珠。
所述齿圈啮合有至少1个平衡齿轮，并通过齿轮轴安装在所述壳体上。
所述主动齿轮和驱动机构通过心轴与所述壳体连接。
所述伸缩机构和旋转驱动机构信号连接有控制器。
本发明的有益效果是：
1）本发明的弯管激光切割装置采用整体环状结构，解决了弯管形体不规则、切口倾斜等激光切割的难题，实现了弯管的高质量、高效切割，切口误差可控制在0.05mm以内，与现有技术相比，生产效率可提高20倍以上。
2）本发明中的旋转系统采用闭环式滚珠轴承结构，能有效克服齿圈旋转过程中的轴向摆动，可靠地保证切口的质量；同时，当弹子盘的环形弹子槽磨损失效时，只需更换弹子盘，由此降低维修费用。
3）考虑到本发明的弯管激光切割装置中，齿圈处于不定心状态下运行，由于关联结构的加工误差及配合间隙，无可避免齿圈旋转过程中产生的径向和轴向偏摆，对弯管切口的质量会带来较大的影响。故而，在本发明中设置了平衡齿轮，并与主动齿轮一起相对于轴心对称布置，能够使齿圈的旋转收到较好的定心效果，从而达到提高切口质量的目的。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步描述：
图1是本发明实施例一的结构示意图；
图2是图1的左视图；
图3是本发明实施例二的结构示意图；
图4是图3的左视图；
图5是本发明实施例三的结构示意图；
图6是图5的左视图；
图7是本发明实施例四的结构示意图；
图8是图7的左视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例一
如图1、图2所示，本发明的弯管激光切割装置，包括底座1、壳体、齿圈3、激光切割头4和伸缩机构5，壳体底部可通过连接件1-1与底座1连接，为便于安装和维修，所述壳体可设置为本体2与一侧盖板2-1连接的两体结构。本体2的侧壁及盖板2-1 的中心部位设置轴向通孔，用于待切割管件穿过。所述齿圈3通过滑动连接机构与壳体活动连接，保证齿圈3自由地转动。所述伸缩机构5通过支架6固定连接在齿圈3靠近轴心的部位，激光切割头4连接在伸缩机构5的伸缩端，伸缩机构5可采用液缸或气缸，便于激光切割头4快速进退。齿圈3通过与之啮合的主动齿轮7连接旋转驱动机构9，所述旋转驱动机构9与座体1固定连接，旋转驱动机构9可采用伺服电机。所述滑动机构由环形滑槽3-1和环形凸台2-2相互配合构成，环形滑槽3-1和环形凸台2-2分别设置在所述齿圈3和壳体的两侧内壁上。当然，可以是环形凹槽3-1设置在齿圈3的两侧端面上，而环形凸台2-2分别设置在壳体本体2和盖板2-1的内壁上；也可以是环形凸台2-2设置在齿圈3的两侧端面上，而环形凹槽3-1分别设置在壳体本体2和盖板2-1的内壁上。所述激光切割头4可设置移动限位机构6-1，便于激光切割头4的进退限位，其结构可由安装在支架6上的限位连接板和穿装在激光切割头4与伸缩机构5之间连接杆上的上、下限位螺母构成。本实施方式中，所述壳体为C字形开口结构，主动齿轮7裸露设置，安装维修比较方便。
本发明的弯管激光切割装置在使用时，可将待切割弯管按照需要的角度穿入切割装置的中心通孔中，并使切口与激光切割头4的旋转平面相一致，然后调节所述上、下限位螺母的位置，其中下限位螺母控制切割时激光切割头4与弯管切口的距离，以保证切割质量；上限位螺母控制待切割弯管送进时激光切割头4与弯管之间的距离，既要保证送进时弯管不得碰撞损坏激光切割头4，又要尽量减少激光切割头后退的行程，以节省切割辅助时间，提高切割效率。上述调整工作完成后，即可启动伸缩机构5，使激光切割头4后退至上限位处，再通过弯管送进机构将待切割弯管送至切割工位，使设定切口与激光切割头4的旋转平面一致，而后即可启动旋转驱动机构9和激光切割头4的激光传输开关，使激光切割头4围绕切口旋转一周，便完成一个切口的切割。此后，通过伸缩机构5将激光切割头4后退，送进弯管使次一个切口与激光切割头4的旋转平面一致，进行次一个切口的切割。如此循环，即可高效地完成弯管的切割作业，试验证明，每个切口切割并包含弯头送进及激光切割头4进退等辅助时间只需2~4s，比之锯片切割效率提高10倍以上。而且，激光切割的切口质量很高，切割后无需再对切口进行平齐修整，两项叠加，生产效率可提高20倍以上。同时，由于所述壳体和齿圈轴心部位设有较大的通孔，所以弯管可以斜向送进，保证切口与激光切割头4的旋转平面一致，实施顺利的切割。当一个切口切割完成后，可以通过旋转驱动机构9驱动旋转，使激光切割头4停滞在弯管弯曲平面垂直的平面内，这样可以进一步缩短激光切割头4进退的行程，缩短切割作业时间。显然，本发明的弯管激光切割装置也更能适用于直管的切割。
实施例二
参看图3、图4，作为进一步的改进，本实施方式的弯管激光切割装置中，所述滑动机构包括设置在齿圈3上的截面为弧状的环形滑槽3-2和设置在所述壳体内壁上的多个球面凹槽2-3，球面凹槽2-3内设置滚珠10。此种结构的优点在于：在齿圈3旋转的过程中，滚珠10在球面凹槽2-3中滚动，齿圈3则通过环形滑槽3-2与滚珠10滚动摩擦的状态下旋转，其摩擦力较小，且齿圈3的旋转轴向摆动更小，运行更加平稳，因而利用切割质量的提高。本实施方式的使用方法与实施例一基本相同，不再赘述。
实施例三
参看图5、图6，作为更进一步的改进，本实施方式的弯管激光切割装置中，所述滑动机构包括与所述壳体两侧内壁固定连接的两个环形弹子盘11，弹子盘11和所述齿圈上的环形滑槽3-2对应设置环形弹子槽11-1，弹子槽11-1内设置多个滚珠10。此种结构在弹子盘11和齿圈3上形成闭环的滚珠轴承结构，利于克服齿圈3旋转过程中的轴向摆动；同时，当弹子盘11的环形弹子槽11-1磨损失效时，只需更换弹子盘11，利于降低维修费用。
本实施方式的使用方法与实施例一基本相同，不再赘述。
实施例四
参看图7、图8，作为再进一步的改进，考虑到本发明的弯管激光切割装置中，齿圈3处于不定心状态下运行，由于关联结构的加工误差及配合间隙，无可避免齿圈3旋转过程中产生的径向和轴向偏摆，对弯管切口的质量会带来较大的影响。故而，在本实施方式中，所述齿圈3啮合有至少1个平衡齿轮13，平衡齿轮13的数量可以是1个，与主动齿轮同直径对称设置；但最好是设置2个平衡齿轮13，与主动齿轮7在齿圈3上呈正三角形布置，其定心效果最佳。平衡齿轮13可通过齿轮轴14安装在所述壳体上，主动齿轮7和驱动机构9也可通过心轴12与所述壳体连接，由此构成封闭式壳体，使得弯管激光切割装置结构更加紧凑、简单。为了使弯管激光切割装置运行各部动作更加协调，本实施方式中设置一控制器15，其分别与所述伸缩机构5和旋转驱动机构9信号连接，以实现切割装置运行的自动化控制，达到运行效果的最佳化。
本实施方式的使用方法与实施例一基本相同，不再赘述。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述，以说明本发明的原理和应用，但应该理解，本发明可以在不偏离这些原理的基础上用其它方式来实现。

Claims (8)

1.一种弯管激光切割装置，其特征在于：包括底座、壳体、齿圈、激光切割头和伸缩机构，所述壳体两侧壁设置轴向通孔，所述齿圈通过滑动连接机构与壳体活动连接，伸缩机构通过支架与齿圈固定连接，激光切割头连接在伸缩机构的伸缩端，齿圈通过与之啮合的主动齿轮连接旋转驱动机构，所述旋转驱动机构与座体固定连接。
2.如权利要求1所述的弯管激光切割装置，其特征在于：所述滑动机构由环形滑槽和环形凸台相互配合构成，环形滑槽和环形凸台分别设置在所述齿圈和壳体的两侧内壁上。
3.如权利要求1所述的弯管激光切割装置，其特征在于：所述激光切割头设置移动限位机构。
4.如权利要求1所述的弯管激光切割装置，其特征在于：所述滑动机构包括设置在齿圈上的截面为弧状的环形滑槽和设置在所述壳体内壁上的多个球面凹槽，球面凹槽内设置滚珠。
5.如权利要求1所述的弯管激光切割装置，其特征在于：所述滑动机构包括与所述壳体两侧内壁固定连接的环形弹子盘，弹子盘和所述齿圈上对应设置环形弹子槽，弹子槽内设置多个滚珠。
6.如权利要求1、2、4、5任一所述的弯管激光切割装置，其特征在于：所述齿圈啮合有至少1个平衡齿轮，并通过齿轮轴安装在所述壳体上。
7.如权利要求1所述的弯管激光切割装置，其特征在于：所述主动齿轮和驱动机构通过心轴与所述壳体连接。
8.如权利要求1所述的弯管激光切割装置，其特征在于：所述伸缩机构和旋转驱动机构信号连接有控制器。
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