CN109605077B - 一种异种管材自动加工设备及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种异种管材自动加工设备及加工方法，包括若干加工装置和转换装置；所述加工装置以所述转换装置为中心环形布置；所述加工装置包括固定组件和加工组件；所述转换装置包括卡接组件和旋转组件；异种管材可固定在所述固定组件和所述卡接组件上；所述加工组件用于对所述异种管材进行加工，所述旋转组件用于将所述异种管材进行所述加工装置间的切换；本发明通过所述夹持组块的设置，通过所述内持部和所述外持部同时对所述异种管材内外表面贴合夹持，实现对所述异种管材的固定作用，并通过所述旋转组件带动所述固定组块从而对所述管材进行工序的转移，减少再定位的操作。

Description

一种异种管材自动加工设备及加工方法

技术领域

本发明涉及管材加工设备领域，具体涉及一种异种管材自动加工设备及加工方法。

背景技术

现有管材一般设置为圆柱型结构，便于加工；但针对实际的使用情况，需采用异种管材，即在管材的圆弧面设置凹槽或筋条等结构，导致管材横截面形状不规则；在加工过程中需设计针对性的工装夹具便于异种管材在加工过程中的夹取固定。

同时若异种管材的加工工序较多时，需在每次加工前安装对应夹具并进行精度调试，使加工操作复杂，造成人员的浪费。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种异种管材自动加工设备包括若干加工装置和转换装置；所述加工装置以所述转换装置为中心环形布置；所述加工装置包括固定组件和加工组件；所述转换装置包括卡接组件和旋转组件；异种管材可固定在所述固定组件和所述卡接组件上；所述加工组件用于对所述异种管材进行加工，所述旋转组件用于将所述异种管材进行所述加工装置间的切换；

所述卡接组件包括伸缩组块、夹持组块；所述伸缩组块和所述夹持组块连接，所述伸缩组块可带动所述夹持组块沿所述异种管材轴线方向上进行移动；

所述夹持组块包括内持部和外持部，所述内持部通过中心设置在所述异种管材的轴线位置，所述外持部通过框体设置在所述异种管材的外侧，通过所述内持部和所述外持部对所述异种管材进行内外夹持。

较佳的，所述内持部包括内卡爪和内联动组，所述内联动组设置在所述中心部上，所述内联动组和所述内卡爪连接，所述内联动组带动所述内卡爪活动；所述内联动组包括内气缸、伸缩连杆、摆动杆；所述中心部中心设置贯通孔，所述伸缩连杆设置在所述贯通孔内，所述内气缸固定在所述中心部的端部并与所述伸缩连杆相连，所述内气缸可带动所述伸缩连杆在所述贯通孔内沿轴线方向移动；所述中心部的另一端部设置有活动槽，所述摆动杆设置在所述活动槽内，所述摆动杆的端部均与所述伸缩连杆活动连接，所述活动槽的边缘设置若干连接槽，所述连接槽设置有圆柱状的固定杆，所述摆动杆上设置有长孔，所述固定杆设置在所述长孔内，且所述固定杆可在所述长孔内移动；所述摆动杆的另一端设置有所述内卡爪。

较佳的，所述内卡爪设置为条形结构，所述内卡爪包括固定座和贴合块，所述固定座设置为横截面为U型的槽状结构，所述贴合块设置在所述固定座的槽内，且所述贴合块的底部和所述固定座的对应内壁粘合一体，所述贴合块的侧面和所述固定座的内壁接触连接，所述固定座和所述摆动杆活动连接。

较佳的，所述固定座的两侧边倾斜设置，所述贴合块的底部和侧面均与所述固定座内壁贴合；所述贴合块的上端面设置为外凸的弧形端面，所述弧形端面的两侧边和所述固定座的两侧边等高。

较佳的，所述固定座的两侧边倾斜设置，所述贴合块内部设置有气腔，所述气腔设置在所述贴合块中部，所述贴合块横截面设置为与所述固定座形状贴合的梯形，所述贴合块的上表面和所述固定座的敞开口齐平。

较佳的，以所述固定座敞开口向上的所述内卡爪的横截面建立坐标系，以所述内卡爪的中线为Y轴，所述贴合块的上表面为X轴，在所述气腔等于外界大气压的情况下，所述贴合块的上表面和所述固定座的敞开口齐平，所述气腔上部形变边的弧形轨迹公式为，

其中，x，y分别为所述形变边上点的横坐标和纵坐标，m为所述气腔和外部之间所述贴合块的最小厚度尺寸；n为所述固定座槽底宽度尺寸；h为所述固定座槽深尺寸；θ为所述固定座两侧边的夹角；s为所述固定座侧边厚度尺寸；s₁为所述固定座侧边到所述气腔距离尺寸。

较佳的，所述外持部包括外卡爪和外联动组，所述外联动组设置在所述框体上，所述外联动组和所述外卡爪连接，所述外联动组带动所述外卡爪活动，所述外联动部包括支撑架、外气缸和固定架，所述固定架设置为端部与同一连接块端面连接的若干直杆，所述直杆的另一端均与所述框体固定连接，所述外气缸和所述支撑架均设置在所述连接块上，所述支撑架设置为成对设置的扇形板，对应设置的所述扇形板之间等距设置有若干连接轴，所述连接轴将所述扇形板连接一体，所述外卡爪通过所述连接轴和所述支撑架活动连接，且所述外卡爪和所述外气缸一一对应活动连接。

较佳的，所述连接块对应所述直杆设置有调节孔，所述直杆的端部设置在所述调节孔内，且所述直杆的端部设置有限位块，所述连接块对应所述调节孔的位置还设置有调节杆，所述调节杆端部从所述连接块的侧面穿过直至所述调节孔内，所述调节杆和所述限位块螺纹连接。

较佳的，同一对所述扇形板设置有3个所述外卡爪，包括中外卡爪和一对以所述中部外卡爪对称设置的侧外卡爪，所述中外卡爪设置在所述扇形板的中线位置处；所述中外卡爪的支撑座设置有沿所述扇形板中线延伸的活动槽，所述中外卡爪对应的所述连接轴设置在所述活动槽内，对应所述中外卡爪的外气缸与所述中外卡爪支撑座的中部固定连接从而带动所述中外卡爪沿所述扇形板的中线移动；所述侧外卡爪的支撑座一端与所述连接轴活动连接，所述支撑座可绕所述连接轴转动，对应所述侧外卡爪的外气缸与所述侧外卡爪的另一端活动连接，所述外气缸带动所述侧外卡爪绕自身所述连接轴转动；所述外气缸设置在所述连接块上，且所述中外卡爪对应的外气缸和所述连接块固定连接，所述侧外卡爪对应的外气缸和所述连接块活动连接。

较佳的，一种使用所述异种管材自动加工设备的加工方法，包括步骤；

S1，将所述异种管材固定在当前工序的所述加工装置上并进行当前工序的加工；

S2，当前工序加工完成后，所述旋转组件带动所述卡接组件转动至所述异种管材对应端部位置，并通过所述卡接组件对所述异种管材进行固定；

S3，所述卡接组件完成对所述异种管材端部的固定后，所述旋转组件转动所述卡接组件并带动所述异种管材移动至后续工序的加工装置上，所述卡接组件配合所述后续工序的加工装置将所述异种管材固定在所述后续工序的加工装置上；

S4，所述卡接组件解除对所述异种管材的固定，所述加工装置进行后续工序的加工。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：1，本发明通过所述固定组块的设置，使所述仿形块与所述异种管材端部接触变形，从而形成可以固定所述异种管材端部的环状凹形限位腔，实现对所述异种管材的固定作用，并通过所述旋转组件带动所述固定组块从而对所述管材进行工序的转移，减少再定位的操作；2，本发明通过所述夹持组块的设置，通过所述内持部和所述外持部同时对所述异种管材内外表面贴合夹持，实现对所述异种管材的固定作用，并通过所述旋转组件带动所述固定组块从而对所述管材进行工序的转移，减少再定位的操作。

附图说明

图1为本发明所述异种管材自动加工设备的结构视图；

图2为所述转换装置的结构视图；

图3为所述定位组块的结构视图；

图4为所述中心部位置处的所述移动块连接视图；

图5为所述连接组件局部结构视图；

图6为所述夹持组块的结构视图；

图7为所述内持部的结构视图；

图8为所述内卡爪自由状态的截面视图；

图9为所述内卡爪贴合状态的截面视图；

图10为所述外持部的结构正视图；

图11为所述外持部的结构侧视图。

图中数字表示：

1-转换装置；2-加工装置；3-异种管材；11-卡接组件；12-旋转组件；13-伸缩组块；14-定位组块；15-夹持组块；131-制动件；132-滑轨；133-平台；141-框体；142-仿形块；143-中心部；144-归位板；145-移动块；146-滑动槽；147-卡接部；148-磁性组；151-内持部；152-外持部；153-气腔；1411-框板；1412-固定柱；1413-调节块；1414-丝杆；1471-卡接板；1472-连接板；1511-内卡爪；1512-内气缸；1513-伸缩连杆；1514-摆动杆；1515-活动槽；1516-连接槽；1517-固定杆；1518-长孔；1519-固定座；1520-贴合块；1521-外卡爪；1522-支撑架；1523-外气缸；1524-固定架；1525-连接块；1526-直杆；1527-扇形板；1528-连接轴。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

如图1所示，图1为本发明所述异种管材自动加工设备的结构视图；本发明所述异种管材自动加工设备包括若干加工装置2和转换装置1；所述加工装置2以所述转换装置1为中心环形布置；所述加工装置2包括固定组件和加工组件；所述转换装置1包括卡接组件11和旋转组件12。

异种管材3可固定在所述固定组件和所述卡接组件11上；当所述异种管材3进行工序转移时，所述异种管材3固定在所述卡接组件11上；当所述异种管材3进行工序加工时，所述异种管材3固定在所述固定组件上；所述卡接组件11和所述固定组件对应设置。

较佳的，在所述异种管材3进行工序加工时，所述卡接组件11和所述固定组件可根据实际工作情况同时对所述异种管材3进行位置固定，此时，所述卡接组件11和所述固定组件以所述异种管材3的轴线同轴设置。

所述加工组件可设置为切割刀具等合理的加工组件，通过所述固定组件对所述异种管材3的固定，所述加工组件对处于所述加工装置2上的所述异种管材3进行加工操作。

通过所述转换装置1对所述异种管材3在各所述加工装置2间的快速切换，降低每次加工时的定位误差，避免大量的精度调试，从而提高生产效率。

实施例二

如图2所示，图2为所述转换装置的结构视图；所述卡接组件11包括伸缩组块13、定位组块14；所述伸缩组块13和所述定位组块14连接，所述伸缩组块13可带动所述定位组块14沿所述异种管材3轴线方向上进行移动，从而可调整所述异种管材3和所述加工装置2的位置，从而便于所述固定组件对所述异种管材3的固定，同时便于控制所述加工组件对所述异种管材3加工起始位置的确定。

所述旋转组件12可设置为固定在步进电机输出轴上的旋转盘，所述步进电机固定设置在所述转换装置1的底座内，所述底座固定在承载面上。所述卡接组件11设置在所述旋转盘上，通过控制所述步进电机的转动从而可控制所述卡接组件11的相对位置。

所述伸缩组块13包括制动件131和导向件；所述导向件包括平行设置的两滑轨132以及同时与所述滑轨132活动连接的平台133，所述定位组块14设置在所述平台133上。所述制动件131可设置为连接有螺纹杆的电机，所述螺纹杆和所述电机的输出轴固定连接，同时所述螺纹杆和所述平台133螺纹连接，通过所述电机的转动可带动所述平台133在所述滑轨132上的移动，从而实现所述定位组块14的伸缩移动。所述滑轨132的导向以及所述螺纹杆的连接作用，保证所述定位组块14的移动稳定。

如图3所示，图3为所述定位组块的结构视图；所述定位组块14包括框体141、设置在所述框体141内的仿形块142、设置在所述仿形块142中部的中心部143，所述仿形块142由若干相互连接的移动块145构成；所述平台133上设置归位板144，所述归位板144和所述中心部143固定连接，所述归位板144的形状和所述仿形块142的横截面形状一致。

所述中心部143设置为正方形柱体，所述移动块145同样设置为正方形柱体，位于所述仿形块142内的所述移动块145上下两侧面均与相邻所述移动块145活动连接，左右相邻的所述移动块145侧面非直接接触，所述仿形块142边缘处的所述移动块145和所述框体141活动连接。当所述异种管材3的一端面与所述仿形块142接触时，所述仿形块142内与所述异种管材3接触的所述移动块145与相邻的所述移动块145发生相对移动，从而将所述异种管材3的端部固定在所述移动块145相对移动所形成的环状凹形限位腔内，实现对所述异种管材3的限位固定；由于所述仿形块142的仿形作用，设置在所述仿形块142内的所述异种管材3部分内部和外部均因有接触点固定接触。

较佳的，所述移动块145的上下侧面均设置有连接组件，所述连接组件包括滑动槽146和卡接部147，上下相邻的所述移动块145通过所述滑动槽146和所述卡接部147之间的卡接配合设置实现活动连接；所述滑动槽146的长度设置为所述移动块145长度的一半，所述卡接部147设置在所述滑动槽146内，且所述卡接部147可在所述滑动槽146内自由滑动，从而实现相邻所述移动块145的相对移动。

所述框体141包括框板1411、固定柱1412和调节块1413，所述固定柱1412以所述中心部143为中心左右对称设置，且所述固定柱1412竖直固定在所述平台133上；所述框板1411水平设置且与所述固定柱1412垂直连接，同时所述归位板144对应所述框板1411设置配合孔，所述框板1411穿过所述配合孔垂直设置与所述归位板144上；所述归位板可通过气缸等动力件在所述框板1411的导向作用下水平移动。

所述调节块1413和所述固定柱1412一一对应设置，且对应的所述固定柱1412和所述调节块1413通过丝杆1414连接；所述调节块1413的两端分别与所述框板1411活动连接，通过所述框板1411的导向作用，并在所述丝杆1414的旋转带动作用下，所述调节块1413可左右移动；所述调节块1413贴合所述移动块145的端面设置有柔性层，所述调节块1413通过所述柔性层和所述移动块145接触。

如图4所示，图4为所述中心部位置处的所述移动块连接视图；所述框板1411和所述移动块145活动连接，所述框板1411对应所述移动块145设置若干所述滑动槽146；所述移动块145对应所述框板1411的面均设置有所述卡接部147；相应的，所述中心部143上下两端面均设置若干所述滑动槽146，以便于和连接的所述移动块145配合连接；所述卡接部147可设置为具有一定长度的条状卡接条或对应同一所述滑动槽146内设置多个块状的卡接块，从而保证所述移动块145相对移动稳定。

所述移动块145、所述框板1411和所述中心部143上的所述滑动槽146均从靠近所述归位板144的端部向所述仿形块142方向水平延伸；当所述移动块145经所述归位板144归为后进入初始状态时，所述移动块145与所述异种管材3接触的端面和所述框板1411端面、所述中心部143端面形成一平整竖直面，此时，所述卡接部147均处于所述滑动槽146的密闭端，从而保证初始状态所述移动块145位置稳定。

实施例三

为避免相邻所述移动块145相对移动时的摩擦力影响，所述卡接部147设置为T型，包括卡接板1471和连接块1525，所述卡接板1471通过所述连接块1525与所述移动块145固定连接，所述卡接板1471包括对应的正面和反面，所述连接块1525在所述反面与所述卡接板1471连接；所述滑动槽146对应所述卡接部147设置为T型槽。所述卡接部147和所述滑动槽146内设置一对磁性组148，所述磁性组148包括第一磁性件和第二磁性件，所述第一磁性件和所述第二磁性件之间提供斥力，避免所述卡接部147和所述滑动槽146部分直接接触。

如图5所示，图5为所述连接组件局部结构视图；较佳的，相邻所述移动块145之间，所述第一磁性件设置在所述卡接部147的背面，所述第二磁性件对应设置在所述滑动槽146内。一般的，相邻两所述移动块145之间在自身重力的作用下，所述卡接部147的背面与所述滑动槽146内壁直接接触，从而致使所述滑动槽146和所述卡接部147之间的摩擦力较大。通过所述磁性组148的设置，可避免所述卡接部147和所述滑动槽146的直接接触，降低相对移动的摩擦力，保证所述仿形块142与所述异种管材3的贴合。

对应的，对于所述移动块145和所述框板1411、所述中心部143的活动连接位置，所述第一磁性件设置在所述卡接部147的正面，所述第二磁性件对应设置在所述滑动槽146内。由于所述框板1411和所述中心部143均固定设置在所述归位板144上，所述框板1411和所述中心部143之间、所述框板1411之间的距离固定，所述框板1411和所述中心部143均对设置于其间的所述移动块145提供斥力作用，通过控制所述框板1411和所述中心部143之间、所述框板1411之间的距离，可保证所述框板1411和所述中心部143之间、所述框板1411之间的所述移动块145均处于稳定非接触的状态。

同时无需考虑所述框板1411、所述中心部143边缘位置的所述移动块145受所述异种管材3作用下移动对所述框板1411、所述中心部143的影响，位于所述移动块145上部的所述框板1411或所述中心部143均可与处于其下部的所述移动块145直接接触。

为保证所述框板1411之间的所述移动块145均处于稳定非接触的状态；所述框板1411内壁之间的距离L的计算公式为：

其中，a为所述卡接部147正面宽度尺寸；b为所述卡接部147正面长度尺寸；B为所述磁性组148的磁化强度；N为所述框板1411内壁之间的所述移动块145数量；m为单个所述移动块145的重量；c为所述移动块145的横截面边长尺寸；d为间隙参数；α为修正系数。

所述修正系数α通常取3～5；所述间隙参数d通常取0.02cm～0.04cm。

同理，针对所述框板1411和所述中心部143之间的距离也可根据所述计算公式对应计算；对于所述计算公式可看出，当距离设置一定时，为保证所述磁性组148提供足够的磁性斥力以支撑所述移动块145的重量，所述磁性组148的磁化强度需随所述移动块145重量的增加而不断提高；同时，所述距离随所述移动块145数量和尺寸的增加而增大。

所述计算公式可通过所述移动块145的尺寸数据快速设计出满足相邻所述移动块145间处于稳定非接触状态的距离尺寸，从而避免相邻所述移动块145相对移动时的摩擦力影响，降低相邻所述移动块145在摩擦力带动下发生随动，造成所述仿形块142变形面无法贴合所述异种管材3的现象。

实施例四

所述柔性层设置为向所述移动块145内突的弧形面结构。针对所述连接组件，为保证所述卡接部147和所述滑动槽146的非接触性设置，所述卡接部147的卡接板1471厚度尺寸小于所述滑动槽146内的槽深尺寸，从而致使上下相邻所述移动块145间具有极小的间隙空间，同时，对于左右相邻的所述移动块145，为避免其相对接触，左右相邻的所述移动块145间也存在极小的间隙空间。

通过所述调节块1413在所述固定柱1412控制下左右移动，减小相邻所述移动块145之间的间隙空间，从而使所述仿形块142形成的凹形限位腔壁与所述异种管材3贴紧，从而提高所述定位组块14对所述异种管材3端部的固定效果。

由于上下相邻所述移动块145通过所述连接组件连接，当所述调节块1413对所述移动块145进行锁紧操作时，所述仿形块142边缘的整体形变呈弧形，即所述仿形块142边缘两端部向内形变尺寸较小，所述仿形块142边缘中间向内形变尺寸较大；通过将所述柔性层设置为弧形面结构，使所述柔性层紧贴变形后的仿形块142边缘均匀施力，从而保证所述仿形块142受力均匀，避免所述移动块145局部受力过大发生损坏。

通过所述定位组块14的设置，可保证工序转换时所述异种管材3的位置稳定，便于本发明所述异种管材自动加工设备对所述异种管材3的连续加工，降低操作工序。

实施例五

所述卡接组件11还包括夹持组块15；如图6所示，图6为所述夹持组块的结构视图。所述夹持组块15包括内持部151和外持部152，所述内持部151可设置在所述中心部143上或独立设置在所述平台133上；所述外持部152可设置在所述框体141上或独立设置在所述平台133上；通过所述内持部151和所述外持部152的配合作用，从而实现对所述异种管材3的内外夹持作用。

所述内持部151包括内卡爪1511和内联动组，所述内联动组设置在处于所述异种管材3的中心轴位置或所述中心部143上，所述内联动组和所述内卡爪1511连接，所述内联动组带动所述内卡爪1511活动，从而实现所述内卡爪1511和所述异种管材3内壁之间的接触或脱离。

较佳的，所述内联动组包括内气缸1512、伸缩连杆1513、摆动杆1514；所述内气缸1512和所述伸缩连杆1513固定连接，所述伸缩连杆1513的端部和若干所述摆动杆1514活动连接，所述摆动杆1514的端部设置所述内卡爪1511；所述平台133上设置有如所述中心部143的部件，即设置在所述异种管材3轴线位置的中心柱状部件，在本实施例中，采用所述中心部143进行结构描述。

如图7所示，图7为所述内持部的结构视图；所述中心部143中心设置贯通孔，所述伸缩连杆1513设置在所述贯通孔内，所述内气缸1512固定在所述中心部143的端部并与所述伸缩连杆1513相连，所述内气缸1512可带动所述伸缩连杆1513在所述贯通孔内沿轴线方向移动；所述中心部143的另一端部设置有活动槽1515，所述摆动杆1514设置在所述活动槽1515内，所述摆动杆1514的端部均与所述伸缩连杆1513活动连接，所述摆动杆1514可与所述伸缩连杆1513连接位置进行自由转动，所述活动槽1515的边缘设置若干连接槽1516，所述连接槽1516设置有圆柱状的固定杆1517，所述摆动杆1514上设置有长孔1518，所述固定杆1517设置在所述长孔1518内，且所述固定杆1517可在所述长孔1518内移动；所述摆动杆1514的另一端设置有所述内卡爪1511。当所述内气缸1512带动所述伸缩连杆1513在所述贯通孔内移动时，所述摆动杆1514在所述伸缩连杆1513的带动下发生摆动，同时在所述固定杆1517在所述长孔1518的限制下，所述摆动杆1514设置有所述内卡爪1511的端部向径向方向延展或收缩，从而实现所述内卡爪1511和所述异种管材3内壁之间的接触或脱离。

所述内卡爪1511设置为条形结构，具体的，所述内卡爪1511包括固定座1519和贴合块1520，所述固定座1519设置为横截面为U型的槽状结构，所述贴合块1520设置在所述固定座1519的槽内，且所述贴合块1520的底部和所述固定座1519的对应内壁粘合一体，所述贴合块1520的侧面和所述固定座1519的内壁接触连接，所述固定座1519和所述摆动杆1514活动连接，从而保证所述内卡爪1511和所述异种管材3内壁贴合。

较佳的，所述固定座1519的两侧边倾斜设置，即所述侧边之间的距离随与所述固定座1519底部的距离增大而不断增加；所述贴合块1520的底部和侧面均与所述固定座1519内壁贴合；所述贴合块1520的上端面设置为外凸的弧形端面，所述弧形端面的两侧边和所述固定座1519的两侧边等高。当所述内卡爪1511与所述异种管材3内壁接触时，所述异种管材3内壁一般为弧形，所述贴合块1520的弧形端面顶部先与所述异种管材3接触，同时在所述贴合块1520和所述异种管材3之间的相互作用下，所述贴合块1520发生形变，所述贴合块1520的弧形端面材料以从顶部向两侧的顺序与所述异种管材3内壁接触，并且部分所述贴合块1520的材料受相互作用力的影响向两侧挤压，从而使所述固定座1519两侧边与所述异种管材3内壁之间形成挤压层，从而实现所述内卡爪1511和所述异种管材3内壁之间的整体柔性接触，保证所述内卡爪1511和所述异种管材3内壁之间的紧密贴合。

优选的，所述贴合块1520内部设置有气腔153，所述气腔153设置在所述贴合块1520中部，所述贴合块1520横截面设置为与所述固定座1519形状贴合的梯形，所述贴合块1520的上表面和所述固定座1519的敞开口齐平，从而保证所述内持部151在非工作状态下，所述贴合块1520在所述支撑座内，降低所述贴合块1520的损坏。如图8和图9所示，图8为所述内卡爪自由状态的截面视图；图9为所述内卡爪贴合状态的截面视图。通过改变所述气腔153内的气压从而改变所述贴合块1520的上表面，将所述贴合块1520的上表面设置为外凸的弧形端面。所述气腔153的设置，提高所述贴合块1520的形变性能，对于所述异种管材3内壁上设置有的凹槽或筋条有更好的贴合作用，同时通过调节所述气腔153内的气压可改变所述贴合块1520上表面的弧度，从而适用于不同规格的所述异种管材3。

为保证所述气腔153内气压改变后，所述贴合部的上端面形成形状合理的弧形端面，所述气腔153横截面对应所述贴合部上端面的形变边应设置为弧形，从而使所述贴合部的气腔153和外部之间的厚度尺寸呈规律性变化。

以所述固定座1519敞开口向上的所述内卡爪1511的一横截面为查考面建立坐标系，以所述内卡爪1511的中线为Y轴，所述贴合块1520的上表面为X轴，在所述气腔153等于外界大气压的情况下，即所述贴合块1520的上表面和所述固定座1519的敞开口齐平的情况下，所述形变边的弧形轨迹公式为，

其中，x，y分别为所述形变边上点的横坐标和纵坐标，m为所述气腔153和外部之间所述贴合块的最小厚度尺寸；n为所述固定座1519槽底宽度尺寸；h为所述固定座1519槽深尺寸；θ为所述固定座1519两侧边的夹角；s为所述固定座1519侧边厚度尺寸；s₁为所述固定座1519侧边到所述气腔153距离尺寸。

所述固定座1519侧边到所述气腔153的距离尺寸为所述固定座1519侧边内壁到所述气腔153内壁的最小距离尺寸，即所述气腔153和所述固定座1519侧边之间所述贴合部部分的厚度，一般设置为所述固定座1519侧边厚度的23倍。

所述形变边的弧形轨迹公式可知，所述形变边随所述固定座1519槽深尺寸h的增加弧度不断增加，随所述固定座1519槽底宽度尺寸n的增加弧度逐渐平缓，且所述形变边从所述内卡爪1511的中线向两侧边逐渐向所述气腔153内延伸。

通过设置所述形变边的弧形轨迹公式，便于所述气腔153的结构设置，从而保证所述贴合块1520上表面在和所述异种管材3贴合的过程中，从所述贴合块1520的中线向两侧边缓慢贴合，并在所述侧边形成挤压层，从而使所述固定座1519两侧边通过所述挤压层与所述异种管材3内壁贴合，降低所述固定座1519和所述异种管材3内壁或内壁上的筋条直接接触的情况，保护所述异种管材3，避免所述异种管材3发生压损等情况。

所述贴合块1520采用硅胶材料制作，所述固定座1519两端均设置有固定端板，从而使所述贴合块1520除端面外均与所述固定座1519贴合设置，保证所述贴合块1520的形变方向。其中一所述固定端板设置流通管，所述流通管两端分别与所述贴合块1520的所述气腔153以及外部供气系统连通，通过所述外部供气系统即可实现对所述气腔153气压的控制，从而便于所述内卡爪1511和所述异种管材3的内部卡持。

同时硅胶的粘合性好，在与所述异种管材3进行表面贴合时，摩擦力较大，避免所述异种管材3和所述贴合块1520表面产生相对移动，提高所述内持部151对所述异种管材3的夹持效果。

实施例六

所述外持部152包括外卡爪1521和外联动组，所述外联动组设置在处于所述异种管材3的外圆弧外侧或所述框体141上，所述外联动组和所述外卡爪1521连接，所述外联动组带动所述外卡爪1521活动，从而实现所述外卡爪1521和所述异种管材3外壁之间的接触或脱离。

如图10和图11所示，图10为所述外持部的结构正视图；图11为所述外持部的结构侧视图；图10中去除一扇形板使结构以使结构清晰；所述外联动部包括支撑架1522、外气缸1523和固定架1524，所述支撑架1522和所述外气缸1523均设置在所述固定架1524上，所述固定架1524固定在所述平台133上，所述外卡爪1521和所述支撑架1522活动连接；所述平台133上设置有如所述框体141的部件，即设置在所述异种管材3外侧的框架式结构；在本实施例中，采用所述框体141进行结构描述。

所述固定架1524设置在所述框板1411和所述调节块1413上，所述固定架1524设置4个，且分别设置正在一对所述框板1411和一对所述调节块1413上，所述固定架1524设置为端部与同一连接块1525端面连接的若干直杆1526，所述直杆1526的另一端均与所述框板1411、所述调节块1413固定连接，从而使所述连接块1525和所述框板1411、所述调节块1413的位置固定。所述外气缸1523和所述支撑架1522均设置在所述连接块1525上，所述支撑架1522设置为成对设置的扇形板1527，对应设置的所述扇形板1527之间等距设置有若干连接轴1528，从而将所述扇形板1527连接一体，所述外卡爪1521通过所述连接轴1528和所述支撑架1522活动连接，且所述外卡爪1521和所述外气缸1523一一活动连接，所述外气缸1523可带动所述外卡爪1521与所述异种管材3的外壁接触或脱离。

较佳的，所述连接块1525对应所述直杆1526设置有调节孔，所述直杆1526的端部设置在所述调节孔内，且所述直杆1526的端部设置有限位块，从而保证所述直杆1526端部和所述调节孔的位置固定，所述连接块1525对应所述调节孔的位置还设置有调节杆，所述调节杆端部从所述连接块1525的侧面穿过直至所述调节孔内，所述调节杆和所述限位块螺纹连接，通过转动所述调节杆可使所述限位块在所述调节孔内位置移动，从而改变所述连接块1525和所述直杆1526之间的位置，即实现所述连接块1525相对与所述异种管材3轴线的位置调节，便于应对不同管径的所述异种管材3进行不同位置的调节。

一般的，同一对所述扇形板1527设置有3个所述外卡爪1521，即中外卡爪和一对以所述中部外卡爪1521对称设置的侧外卡爪，所述中外卡爪设置在所述扇形板1527的中线位置处。所述外卡爪1521均包括支撑座和接触部，所述支撑座设置为弧形结构，所述支撑座和所述接触部连接，所述支撑座通过所述连接轴1528和所述扇形板1527活动连接。具体的，所述中外卡爪的支撑座设置有沿所述扇形板1527中线延伸的活动槽1515，所述中外卡爪对应的连接轴1528设置在所述活动槽1515内，对应所述中外卡爪的外气缸1523与所述中外卡爪支撑座的中部固定连接从而带动所述中外卡爪沿所述扇形板1527的中线移动，从而实现所述中外卡爪与所述异种管材3的外壁贴合；所述侧外卡爪的支撑座一端与所述连接轴1528活动连接，所述支撑座可绕所述连接轴1528转动，对应所述侧外卡爪的外气缸1523与所述侧外卡爪的另一端活动连接，所述外气缸1523带动所述侧外卡爪绕自身所述连接轴1528转动，从而实现所述侧外卡爪与所述异种管材3的外壁贴合；所述外气缸1523设置在所述连接块1525上，且所述中外卡爪对应的外气缸1523和所述连接块1525固定连接，所述侧外卡爪对应的外气缸1523和所述连接块1525活动连接，从而保证所述外气缸1523带动所述外卡爪1521的稳定移动。

所述外卡爪1521的结构和所述内卡爪1511的结构相似，具体的，所述外卡爪1521包括支撑座和接触部，所述支撑座设置为横截面为U型的槽状结构，所述支撑座整体为弧形，且所述支撑座的敞开口向内设置，所述接触部设置在所述支撑座的槽内，且所述接触部的底部和所述支撑座的对应内壁粘合一体，所述接触部的侧面和所述支撑座的内壁接触连接。所述支撑座的两侧边倾斜设置，所述接触部的底部和侧面均与所述支撑座内壁贴合；所述接触部的内端面设置为外凸的弧形端面，所述弧形端面的两侧边和所述支撑座的两侧边等高。

优选的，所述接触部内部设置有所述气腔153，所述气腔153设置在所述接触部中部，所述接触部横截面设置为与所述支撑座形状贴合的梯形，所述接触部的内表面和所述支撑座的敞开口齐平，从而保证所述外持部152在非工作状态下，所述接触部在所述支撑座内，降低所述接触部的损坏。通过改变所述气腔153内的气压从而改变所述接触部内表面的形状，将所述接触部的内表面设置为外凸的弧形端面。所述气腔153的设置，提高所述接触部的形变性能，对于所述异种管材3外壁上设置有的凹槽或筋条有更好的贴合作用，同时所述接触部良好的形变性能可将所述外卡爪1521与所述异种管材3外壁的实际接触面增大，无需针对不同管径的所述异种管材3进行所述外卡爪1521形状设置，具有较广泛的适用性。所述接触部采用硅胶材料。

通过所述内持部151和所述外持部152分别在所述异种管材3的内侧和外侧的夹持作用，从而保证所述夹持组块15对所述异种管材3端部的夹持作用，所述内卡爪1511和所述外卡爪1521均采用柔性的接触夹持方式，避免对所述异种管材3的压损的同时，使所述内卡爪1511、所述外卡爪1521和所述异种管材3的表面更为贴合，从而提高夹持效果。

通过所述夹持组块15的设置，可保证工序转换时所述异种管材3的位置稳定，便于本发明所述异种管材自动加工设备对所述异种管材3的连续加工，降低操作工序。

实施例七

所述内持部151可设置在所述中心部143上或独立设置在所述平台133上；所述外持部152可设置在所述框体141上或独立设置在所述平台133上。即所述内持部151和所述外持部152可和所述定位组块14组合设置，通过所述定位组块14和所述夹持组块15的双重固定作用，保证所述转换装置1在进行工序转换时所述异种管材3的位置稳定，从而可使所述异种管材3进行水平面上的转动，所述异种管材3的轴线在同一水平面上移动，从而无需在转换工序时对异种管材3和所述加工装置2的轴线对齐调节，节省操作。

同时，所述定位组块14和所述夹持组块15可独立设置，当所述夹持组件独立设置时，所述平台133上设施有与所述定位组块14上所述中心部143和所述框体141相似结构的部件，从而将所述内持部151和所述外持部152和所述平台133固定连接设置。所述定位组块14和所述夹持组块15的独立设置均可对所述异种管材3的端部产生良好的固定效果。

实施例八

本发明所述异种管材3的加工方法，包括步骤；

S1，将所述异种管材3固定在当前工序的所述加工装置2上并进行当前工序的加工；

S2，当前工序加工完成后，所述旋转组件12带动所述卡接组件11转动至所述异种管材3对应端部位置，并通过所述卡接组件11对所述异种管材3进行固定；

S3，所述卡接组件11完成对所述异种管材3端部的固定后，所述旋转组件12转动所述卡接组件11并带动所述异种管材3移动至后续工序的加工装置2上，所述卡接组件11配合所述后续工序的加工装置2将所述异种管材3固定在所述后续工序的加工装置2上；

S4，所述卡接组件11解除对所述异种管材3的固定，所述加工装置2进行后续工序的加工。

步骤S2中，当所述卡接组件11单独设置所述定位组件时，具体过程为，通过所述丝杆1414调节所述调节块1413，使所述仿形块142处于自由状态；所述归位板144在所述动力件作用下与所述仿形块142接触，并进一步使所述仿形块142上的各所述移动块145端面齐平。

通过所述伸缩组块13带动所述平台133，使所述仿形块142和所述异种管材3的端部接触，并直至部分所述移动块145移动至所述归位板144位置，从而使所述仿形块142形成固定所述异种管材3端部的环状凹形限位腔内，调节所述调节块1413，使所述移动块145发生位移，实现所述移动块145和所述异种管材3表面的贴合，完成所述卡接组件11对所述异种管材3端部的固定作用。

当所述卡接组件11单独设置所述夹持组块15时，具体过程为，所述内卡爪1511在所述内联动组的作用下收缩，所述外卡爪1521在所述外联动组的作用下处于收缩，对应所述异种管材3管径尺寸将所述连接块1525调节至合适位置。

所述通过所述伸缩组块13带动所述平台133，使所述内持部151处于所述异种管材3内部，所述外持部152处于所述异种管材3外部，所述内气缸1512带动所述摆动杆1514，使所述内卡爪1511和所述异种管材3内部贴合，所述外气缸1523带动所述外卡爪1521对所述异种管材3外部贴合，从而完成所述夹持组块15对所述异种管材3端部的固定作用。

当所述卡接组件11同时设置所述定位组块14和所述夹持组块15时，先进行所述定位组块14的固定操作，当所述调节块1413移动至合适位置后，所述夹持组块15再对所述异种管材3进行固定夹持，从而完成对所述异种管材3端部的双重固定作用。

在步骤S3中，由于所述卡接组件11对所述异种管材3的固定作用，通过所述伸缩组块13在轴线上移动所述异种管材3，从而将所述异种管材3相对与所述加工装置2移动至合适位置，便于所述加工装置2上所述固定组件的固定。

通过本发明所述异种管材3的加工方法，可实现对所述异种管材3的连续加工，减少对准校正的次数，降低操作工序，提高工作效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种异种管材自动加工设备，其特征在于，包括若干加工装置和转换装置；所述加工装置以所述转换装置为中心环形布置；所述加工装置包括固定组件和加工组件；所述转换装置包括卡接组件和旋转组件；异种管材可固定在所述固定组件和所述卡接组件上；所述加工组件用于对所述异种管材进行加工，所述旋转组件用于将所述异种管材进行所述加工装置间的切换；

所述卡接组件包括伸缩组块、夹持组块；所述伸缩组块和所述夹持组块连接，所述伸缩组块可带动所述夹持组块沿所述异种管材轴线方向上进行移动；

所述夹持组块包括内持部和外持部，所述内持部通过中心设置在所述异种管材的轴线位置，所述外持部通过框体设置在所述异种管材的外侧，通过所述内持部和所述外持部对所述异种管材进行内外夹持。

2.如权利要求1所述的异种管材自动加工设备，其特征在于，所述卡接组件还包括中心部，所述中心部对应所述异种管材的轴线设置；所述内持部包括内卡爪和内联动组，所述内联动组设置在所述中心部上，所述内联动组和所述内卡爪连接，所述内联动组带动所述内卡爪活动；所述内联动组包括内气缸、伸缩连杆、摆动杆；所述中心部中心设置贯通孔，所述伸缩连杆设置在所述贯通孔内，所述内气缸固定在所述中心部的端部并与所述伸缩连杆相连，所述内气缸可带动所述伸缩连杆在所述贯通孔内沿轴线方向移动；所述中心部的另一端部设置有活动槽，所述摆动杆设置在所述活动槽内，所述摆动杆的端部均与所述伸缩连杆活动连接，所述活动槽的边缘设置若干连接槽，所述连接槽设置有圆柱状的固定杆，所述摆动杆上设置有长孔，所述固定杆设置在所述长孔内，且所述固定杆可在所述长孔内移动；所述摆动杆的另一端设置有所述内卡爪。

3.如权利要求2所述的异种管材自动加工设备，其特征在于，所述内卡爪设置为条形结构，所述内卡爪包括固定座和贴合块，所述固定座设置为横截面为U型的槽状结构，所述贴合块设置在所述固定座的槽内，且所述贴合块的底部和所述固定座的对应内壁粘合一体，所述贴合块的侧面和所述固定座的内壁接触连接，所述固定座和所述摆动杆活动连接。

4.如权利要求3所述的异种管材自动加工设备，其特征在于，所述固定座的两侧边倾斜设置，所述贴合块的底部和侧面均与所述固定座内壁贴合；所述贴合块的上端面设置为外凸的弧形端面，所述弧形端面的两侧边和所述固定座的两侧边等高。

5.如权利要求3所述的异种管材自动加工设备，其特征在于，所述固定座的两侧边倾斜设置，所述贴合块内部设置有气腔，所述气腔设置在所述贴合块中部，所述贴合块横截面设置为与所述固定座形状贴合的梯形，所述贴合块的上表面和所述固定座的敞开口齐平。

6.如权利要求5所述的异种管材自动加工设备，其特征在于，以所述固定座敞开口向上的所述内卡爪的横截面建立坐标系，以所述内卡爪的中线为Y轴，所述贴合块的上表面为X轴，在所述气腔等于外界大气压的情况下，所述贴合块的上表面和所述固定座的敞开口齐平，所述气腔上部形变边的弧形轨迹公式为，

其中，x，y分别为所述形变边上点的横坐标和纵坐标，m为所述气腔和外部之间所述贴合块的最小厚度尺寸；n为所述固定座槽底宽度尺寸；h为所述固定座槽深尺寸；θ为所述固定座两侧边的夹角；s为所述固定座侧边厚度尺寸；s₁为所述固定座侧边到所述气腔距离尺寸。

7.如权利要求1所述的异种管材自动加工设备，其特征在于，所述外持部包括外卡爪和外联动组，所述外联动组设置在所述框体上，所述外联动组和所述外卡爪连接，所述外联动组带动所述外卡爪活动，所述外联动部包括支撑架、外气缸和固定架，所述固定架设置为端部与同一连接块端面连接的若干直杆，所述直杆的另一端均与所述框体固定连接，所述外气缸和所述支撑架均设置在所述连接块上，所述支撑架设置为成对设置的扇形板，对应设置的所述扇形板之间等距设置有若干连接轴，所述连接轴将所述扇形板连接一体，所述外卡爪通过所述连接轴和所述支撑架活动连接，且所述外卡爪和所述外气缸一一对应活动连接。

8.如权利要求7所述的异种管材自动加工设备，其特征在于，所述连接块对应所述直杆设置有调节孔，所述直杆的端部设置在所述调节孔内，且所述直杆的端部设置有限位块，所述连接块对应所述调节孔的位置还设置有调节杆，所述调节杆端部从所述连接块的侧面穿过直至所述调节孔内，所述调节杆和所述限位块螺纹连接。

9.如权利要求8所述的异种管材自动加工设备，其特征在于，同一对所述扇形板设置有3个所述外卡爪，包括中外卡爪和一对以所述中部外卡爪对称设置的侧外卡爪，所述中外卡爪设置在所述扇形板的中线位置处；所述中外卡爪的支撑座设置有沿所述扇形板中线延伸的活动槽，所述中外卡爪对应的所述连接轴设置在所述活动槽内，对应所述中外卡爪的外气缸与所述中外卡爪支撑座的中部固定连接从而带动所述中外卡爪沿所述扇形板的中线移动；所述侧外卡爪的支撑座一端与所述连接轴活动连接，所述支撑座可绕所述连接轴转动，对应所述侧外卡爪的外气缸与所述侧外卡爪的另一端活动连接，所述外气缸带动所述侧外卡爪绕自身所述连接轴转动；所述外气缸设置在所述连接块上，且所述中外卡爪对应的外气缸和所述连接块固定连接，所述侧外卡爪对应的外气缸和所述连接块活动连接。

10.一种使用如权利要求1-9中任一项所述的异种管材自动加工设备的加工方法，其特征在于，包括步骤；

S1，将所述异种管材固定在当前工序的所述加工装置上并进行当前工序的加工；

S2，当前工序加工完成后，所述旋转组件带动所述卡接组件转动至所述异种管材对应端部位置，并通过所述卡接组件对所述异种管材进行固定；

S3，所述卡接组件完成对所述异种管材端部的固定后，所述旋转组件转动所述卡接组件并带动所述异种管材移动至后续工序的加工装置上，所述卡接组件配合所述后续工序的加工装置将所述异种管材固定在所述后续工序的加工装置上；

S4，所述卡接组件解除对所述异种管材的固定，所述加工装置进行后续工序的加工。

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