CN110125234A - 钢管智能化转角切断设备及其切断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢管智能化转角切断设备，包括依次相互串接在一起的进料平台、龙门液压冲床和出料平台，在龙门液压冲床上设置了伺服旋转切刀模装置、子母油缸以及伺服控制系统，伺服旋转切刀模装置包括伺服旋转装置、上刀模、下刀模；在进料平台上设置了送料夹紧虎钳和后端夹紧装置，在出料平台上设置了前端夹紧装置以及尾料推料气缸。本发明还公开一种使用该设备进行钢管智能化转角切断方法。待切断的钢管通过进料平台被传输到龙门液压冲床处，被伺服旋转切刀模装置切断，伺服旋转切刀模装置按照设定要求变换上刀模、下刀模与钢管轴线的切断角度，实现对钢管截面任意角度切断，提高冲剪工作效率和加工精度，自动化程度高。

Description

钢管智能化转角切断设备及其切断方法

技术领域

本发明涉及一种钢管智能化转角切断设备及其切断方法。

背景技术

随着工程机械的发展，空心钢管作为工程机械钢架结构的支持件，使用日趋增多，并且钢管两端的截面呈多种角度。为使焊接牢固可靠，钢管端部需压扁切断。由于钢管为空心，在切断压扁的过程中管壁易产生开裂问题，且钢管两端的截面角度随时变化。传统的钢管切断设备存在三个问题：一、采用机械冲床，角度的旋转为手动旋转及锁紧，不能根据所需冲剪角度实现自动调节，自动化程度低，导致一个角度的钢管只能批量切断后，再手动调整到所需角度角度切另一端。二、所切断钢管的长度通过人工挡板手动调节，效率低。三、采用机械冲床进行冲裁加工，噪声大，工作环境恶劣。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种钢管智能化转角切断设备及其切断方法，采用旋转装置将冲头依据设定要求进行自动旋转，实现对钢管截面任意角度切断，提高冲剪工作效率和加工精度，自动化程度高。

本发明是这样实现的，提供一种钢管智能化转角切断设备，包括相互串接在一起的进料平台和出料平台，在所述进料平台和出料平台之间设置了龙门液压冲床，在所述龙门液压冲床上设置了伺服旋转切刀模装置、子母油缸以及伺服控制系统，所述伺服旋转切刀模装置包括伺服旋转装置、上刀模、下刀模，所述下刀模固定在龙门液压冲床上，所述上刀模固定在子母油缸上，所述子母油缸驱动上刀模上下移动完成对放置在上刀模和下刀模之间的待切断的钢管的冲断；在所述进料平台上设置了送料夹紧虎钳、送料托辊、后端轨道、钢管直径测量装置、推料装置和后端夹紧装置，所述送料托辊和后端轨道分别铺设在进料平台上，待切断的钢管放置在送料托辊上向前输送，所述送料夹紧虎钳夹紧钢管后在推料装置的驱动下沿后端轨道向前移动，所述后端夹紧装置设置在靠近龙门液压冲床处，在所述龙门液压冲床切断钢管前夹紧钢管的后端，所述钢管直径测量装置自动测量待切断钢管的直径并将测量结果输送到伺服控制系统；在所述出料平台上设置了出料链板、前端轨道、前端夹紧装置以及尾料推料气缸，所述出料链板和前端轨道分别沿出料平台铺设，所述前端夹紧装置设置在靠近龙门液压冲床处，在所述龙门液压冲床切断钢管前夹紧钢管的前端并带动钢管沿前端轨道向前移动，被切断的钢管放置在出料链板上输送，剩余的尾料由所述尾料推料气缸推离出料平台。

进一步地，靠近所述龙门液压冲床还设置了中频加热炉装置，所述中频加热炉装置包括加热线圈和红外测温装置，所述加热线圈和红外测温装置分别固定在龙门液压冲床上，所述加热线圈靠近上刀模和下刀模，所述红外测温装置设置在加热线圈侧部，所述推料装置将待切断的钢管先推送到中频加热炉装置的加热线圈中间对钢管要切断部位进行局部加热，所述红外测温装置检测钢管被加热到设定温度后，所述推料装置继续推送加热后的钢管，直至其到达龙门液压冲床的冲裁位置。

进一步地，所述中频加热炉装置还设置了冷却器。

进一步地，所述伺服旋转切刀模装置还包括上刀模固定座、下刀模固定座以及切刀模导柱，所述上刀模固定在上刀模固定座上，所述下刀模和切刀模导柱分别固定在下刀模固定座上。

进一步地，所述伺服旋转装置包括伺服旋转电机及其减速机、减速机主轴齿轮以及旋转支承轴承齿轮，所述龙门液压冲床还包括模架顶板、模架底板、旋转支撑轴承、上模架板以及下模板架，所述上刀模固定座固定在上模架板上，所述旋转支撑轴承设置在上模架板与模架顶板之间，所述上模架板绕旋转支撑轴承转动，所述模架顶板固定在子母油缸的端部，所述子母油缸驱动模架顶板上下移动，所述模架顶板的上下移动带动了旋转支撑轴承、上模架板、上刀模固定座以及上刀模沿切刀模导柱上下移动，

进一步地，所述服旋转电机及其减速机以及减速机主轴齿轮和旋转支承轴承齿轮分别固定在模架底板的两侧面，所述下模板架固定在旋转支承轴承齿轮上，所述下刀模固定座固定在下模板架上，所述伺服控制系统控制服旋转电机及其减速机，并通过其带动减速机主轴齿轮和旋转支承轴承齿轮转动，从而带动上刀模、下刀模、上刀模固定座、下刀模固定座、切刀模导柱、上模架板和下模板架一起绕旋转支撑轴承按照设定的角度转动。

本发明是这样实现的，还提供一种钢管智能化转角切断的方法，使用了如前所述的钢管智能化转角切断设备，该方法包括如下步骤：

步骤一、将待切断的钢管放置在进料平台的送料托辊上，送料夹紧虎钳夹紧钢管，推料装置驱动送料夹紧虎钳和被夹紧的钢管一起向龙门液压冲床所在方向进行分次输送；

步骤二、推料装置将钢管输送至龙门液压冲床处的切断位置后停止，前端夹紧装置和后端夹紧装置分别将钢管的待切断部位的前后位置夹紧；与此同时，伺服旋转装置在伺服控制系统控制下旋转到钢管截面设定的切断角度；

步骤三、龙门液压冲床驱动上刀模向下移动对钢管进行抵压成型及切断动作；

步骤四、龙门液压冲床的切断动作完成后，后端夹紧装置松开已切断的钢管，前端夹紧装置将已切断的钢管拖离龙门液压冲床所在位置并继续向前输送，直到达出料链板所在位置后松开钢管，已切断的钢管落入出料链板上由出料链板继续向前输送，前端夹紧装置回退到初始位置，为下个工作循环做准备；

步骤五、与此同时，送料夹紧虎钳夹紧剩余的钢管继续向龙门液压冲床所在方向进行输送；

步骤六、重复步骤二至步骤五，直至钢管被冲断完，最后剩下的钢管尾料由尾料推料气缸推离出料平台。

进一步地，对于需要先加热然后再切断的钢管，在步骤一之后，进行如下步骤：

步骤Ⅱ、推料装置将钢管要切断的部位推送到中频加热炉装置的加热线圈中间进行局部快速加热，钢管被加热到设定温度后加热线圈停止加热，推料装置推送钢管，在钢管被加热部位到达龙门液压冲床的冲裁位置后停止，前端夹紧装置和后端夹紧装置分别将钢管的待切断部位的前后位置夹紧；

后面步骤同步骤三至步骤六，其中，用步骤Ⅱ替代步骤二。

进一步地，在所述步骤一中还包括利用钢管直径测量装置测量待切断钢管的外径，根据钢管的外径数据选择是否需要在切断前进行加热，当钢管的外径等于或大于70毫米时，需要先对钢管进行加热后再冲断，当钢管的外径小于70毫米时，无需先加热钢管，龙门液压冲床直接对钢管进行冲断。

与现有技术相比，本发明的钢管智能化转角切断设备及其切断方法，包括依次相互串接在一起的进料平台、龙门液压冲床和出料平台，在龙门液压冲床上设置了伺服旋转切刀模装置、子母油缸以及伺服控制系统，伺服旋转切刀模装置包括伺服旋转装置、上刀模、下刀模；在进料平台上设置了送料夹紧虎钳、送料托辊、后端轨道、钢管直径测量装置、推料装置和后端夹紧装置，在出料平台上设置了出料链板、前端轨道、前端夹紧装置以及尾料推料气缸，待切断的钢管通过进料平台被传输到龙门液压冲床处，被伺服旋转切刀模装置切断，伺服旋转切刀模装置可以自动旋转，按照设定要求变换上刀模、下刀模与钢管轴线的切断角度，实现对钢管截面任意角度切断，提高冲剪工作效率和加工精度，自动化程度高。

附图说明

图1为本发明钢管智能化转角切断设备一较佳实施例的立体示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1的左视图；

图5为图2中伺服旋转切刀模装置的立体示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请同时参照图1、图2、图3以及图4所示，本发明钢管智能化转角切断设备的较佳实施例，包括相互串接在一起的进料平台1和出料平台2，以及设备的操作屏101、内有电气系统的电控箱102和液压系统103。

在所述进料平台1和出料平台2之间设置了龙门液压冲床3。在所述龙门液压冲床3上设置了伺服旋转切刀模装置4、子母油缸5以及伺服控制系统。所述龙门液压冲床3还设置了底座31和龙门架32，所述伺服旋转切刀模装置4设置在底座31上，所述子母油缸5设置在龙门架32上。

请同时参照图1以及图5所示，所述伺服旋转切刀模装置4包括伺服旋转装置6、上刀模41、下刀模42、上刀模固定座43、下刀模固定座44以及切刀模导柱45。所述下刀模42固定在龙门液压冲床3上，所述上刀模41固定在子母油缸5上。所述上刀模41固定在上刀模固定座43上，所述下刀模42和切刀模导柱45分别固定在下刀模固定座44上。所述子母油缸5驱动上刀模41上下移动完成对放置在上刀模41和下刀模42之间的待切断的钢管A的冲断。

所述伺服旋转装置6包括伺服旋转电机及其减速机61、减速机主轴齿轮62以及旋转支承轴承齿轮63。所述龙门液压冲床3还包括模架顶板33、模架底板34、旋转支撑轴承35、上模架板36以及下模板架37。所述上刀模固定座43固定在上模架板36上。所述旋转支撑轴承35设置在上模架板36与模架顶板33之间。所述上模架板36绕旋转支撑轴承35转动。

所述模架顶板33固定在子母油缸5的端部，所述子母油缸5驱动模架顶板33上下移动。所述模架顶板33的上下移动带动了旋转支撑轴承35、上模架板36、上刀模固定座43以及上刀模41沿切刀模导柱45上下移动，实现龙门液压冲床3的冲切动作。

所述服旋转电机及其减速机61以及减速机主轴齿轮62和旋转支承轴承齿轮63分别固定在模架底板34的两侧面。所述下模板架37固定在旋转支承轴承齿轮63上。所述下刀模固定座44固定在下模板架37上。所述伺服控制系统控制服旋转电机及其减速机61，并通过其带动减速机主轴齿轮62和旋转支承轴承齿轮63转动，从而带动上刀模41、下刀模42、上刀模固定座43、下刀模固定座44、切刀模导柱45、上模架板36和下模板架37一起绕旋转支撑轴承35按照设定的角度转动。伺服旋转装置6实现任意角度的旋转，按照设定要求变换上刀模41、下刀模42与钢管A轴线的切断角度，实现对钢管截面任意角度切断，提高冲剪工作效率和加工精度，自动化程度高。

在所述进料平台1上设置了送料夹紧虎钳11、送料托辊12、后端轨道13、钢管直径测量装置7、推料装置14和后端夹紧装置15。所述送料托辊12和后端轨道13分别铺设在进料平台1上，待切断的钢管A放置在送料托辊12上向前输送。所述送料夹紧虎钳11夹紧钢管A后在推料装置14的驱动下沿后端轨道13向前移动。所述后端夹紧装置15设置在靠近龙门液压冲床3处，在所述龙门液压冲床3切断钢管A前夹紧钢管A的后端。所述钢管直径测量装置7自动测量待切断钢管A的直径并将测量结果输送到伺服控制系统。伺服控制系统根据测量到的钢管A直径值来选择是将钢管A直接输送去龙门液压冲床3进行切断还是先给钢管A加热后再输送去龙门液压冲床3进行切断。

在所述出料平台2上设置了出料链板21、前端轨道22、前端夹紧装置23以及尾料推料气缸24。所述出料链板21和前端轨道22分别沿出料平台2铺设。所述前端夹紧装置23设置在靠近龙门液压冲床3处，在所述龙门液压冲床3切断钢管A前夹紧钢管A的前端，所述前端夹紧装置23带动钢管A沿前端轨道22向前移动。被切断的钢管A放置在出料链板21上输送。剩余的尾料由所述尾料推料气缸24推离出料平台2。

靠近所述龙门液压冲床3还设置了中频加热炉装置8。所述中频加热炉装置8包括加热线圈81和红外测温装置（图中未示出）。所述加热线圈81和红外测温装置分别固定在龙门液压冲床3上。所述加热线圈81靠近上刀模41和下刀模42。所述红外测温装置设置在加热线圈81侧部。所述推料装置14将待切断的钢管A先推送到中频加热炉装置8的加热线圈81中间或轴心处对钢管A要切断部位进行局部快速加热。所述红外测温装置检测钢管A被加热到设定温度后，所述推料装置14继续推送加热后的钢管A，直至其到达龙门液压冲床3的冲裁位置。加热线圈81的中心与钢管A的中心基本保持一致，加热线圈81的内径大于钢管A的外径。

所述中频加热炉装置8还设置了冷却器9。在加热线圈81加热的同时，冷却水从冷却器9中循环，对加热线圈81进行冷却。

本发明还公开提供一种钢管智能化转角切断方法，使用了如前所述的钢管智能化转角切断设备，该方法包括如下步骤：

步骤一、将待切断的钢管A放置在进料平台1的送料托辊12上，送料夹紧虎钳11夹紧钢管A，推料装置14驱动送料夹紧虎钳11和被夹紧的钢管A一起向龙门液压冲床3所在方向进行分次输送。

步骤二、推料装置14将钢管A输送至龙门液压冲床3的切断位置后停止，前端夹紧装置23和后端夹紧装置15分别将钢管A的待切断部位的前后位置夹紧。与此同时，伺服旋转装置6在伺服控制系统控制下旋转到钢管截面设定的切断角度。

具体的旋转过程包括：伺服电机及其减速机61通过减速机主轴齿轮62和旋转支承轴承齿轮63带动下模板架37上的下刀模固定座44、切刀模导柱45、上刀模固定座43、上模架板36旋转，上刀模41和下刀模42同时随着旋转到设定角度后停止。步骤三、龙门液压冲床3驱动上刀模41向下移动对钢管A进行抵压成型及切断动作。

具体的抵压成型及切断过程包括：子母油缸5的子油缸驱动模架顶板33向下移动，模架顶板33同时带动上模架板36、上刀模固定座43以及上刀模41沿切刀模导柱45逐渐向下移动。当上刀模41的刀口接触到钢管A材料后钢管A开始塑性变形，当上刀模41的下降压力达到设定值时，子母油缸5的子油缸和母油缸同时动作，加大上刀模41的下降压力，在下刀模42的剪切作用下将钢管A切断。

步骤四、龙门液压冲床3的切断动作完成后，后端夹紧装置15松开已切断的钢管A，前端夹紧装置23将已切断的钢管A拖离龙门液压冲床3所在位置并继续向前输送，直到达出料链板21所在位置后松开钢管A，已切断的钢管A落入出料链板21上由出料链板21继续向前输送。前端夹紧装置23回退到初始位置，为下个工作循环做准备。

步骤五、与此同时，送料夹紧虎钳11夹紧剩余的钢管A继续向龙门液压冲床3所在方向进行输送。

步骤六、重复步骤二至步骤五，直至钢管A被全部冲断完，最后剩下的钢管尾料由尾料推料气缸24推离出料平台2。

如此循环，将整根钢管A按设定长度和角度切断。

在所述步骤一中还包括利用钢管直径测量装置7测量待切断钢管A的外径，根据钢管A的外径数据选择是否需要在切断前进行加热。当钢管A的外径等于或大于70毫米且管壁厚度大于等于5毫米时，需要先对钢管A进行加热后再冲断，防止钢管A在成型冲断时管壁破裂。当钢管A的外径小于70毫米时，无需先加热钢管A，龙门液压冲床3直接对钢管A进行冲断。

对于需要先加热然后再切断的钢管，在步骤一之后，进行如下步骤：

步骤Ⅱ、推料装置14将钢管A要切断的部位推送到中频加热炉装置8的加热线圈81中间或轴心处进行局部快速加热，钢管A被加热到设定温度后加热线圈81停止加热，推料装置14推送钢管A，在钢管A被加热部位到达龙门液压冲床3的冲裁位置后停止，前端夹紧装置23和后端夹紧装置15分别将钢管A的待切断部位的前后位置夹紧。

后面步骤同步骤三至步骤六，其中，用步骤Ⅱ替代步骤二。对钢管A的料头（即初始端）进行切断时，仅后端夹紧装置15夹紧钢管A。将料头切断后，切断后的料头因重力自动落入上刀模41和下刀模42所在位置侧边的料头框内，然后以切断位置为送料原点，按设定长度送料到下一个切断位置。

对钢管A的料尾（即末端）进行切断时，仅前端夹紧装置23夹紧钢管A。前端夹紧装置23将钢管A夹紧送料到需切断位置，钢管A切断后，切断后的钢管A通过出料辊道21输出到成品料框中，切断后的尾料因重力从上刀模41和下刀模42所在位置落入另一侧边的料尾框内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种钢管智能化转角切断设备，包括相互串接在一起的进料平台和出料平台，其特征在于，在所述进料平台和出料平台之间设置了龙门液压冲床，在所述龙门液压冲床上设置了伺服旋转切刀模装置、子母油缸以及伺服控制系统，所述伺服旋转切刀模装置包括伺服旋转装置、上刀模、下刀模，所述下刀模固定在龙门液压冲床上，所述上刀模固定在子母油缸上，所述子母油缸驱动上刀模上下移动完成对放置在上刀模和下刀模之间的待切断的钢管的冲断；在所述进料平台上设置了送料夹紧虎钳、送料托辊、后端轨道、钢管直径测量装置、推料装置和后端夹紧装置，所述送料托辊和后端轨道分别铺设在进料平台上，待切断的钢管放置在送料托辊上向前输送，所述送料夹紧虎钳夹紧钢管后在推料装置的驱动下沿后端轨道向前移动，所述后端夹紧装置设置在靠近龙门液压冲床处，在所述龙门液压冲床切断钢管前夹紧钢管的后端，所述钢管直径测量装置自动测量待切断钢管的直径并将测量结果输送到伺服控制系统；在所述出料平台上设置了出料链板、前端轨道、前端夹紧装置以及尾料推料气缸，所述出料链板和前端轨道分别沿出料平台铺设，所述前端夹紧装置设置在靠近龙门液压冲床处，在所述龙门液压冲床切断钢管前夹紧钢管的前端并带动钢管沿前端轨道向前移动，被切断的钢管放置在出料链板上输送，剩余的尾料由所述尾料推料气缸推离出料平台。

2.如权利要求1所述的钢管智能化转角切断设备，其特征在于，靠近所述龙门液压冲床还设置了中频加热炉装置，所述中频加热炉装置包括加热线圈和红外测温装置，所述加热线圈和红外测温装置分别固定在龙门液压冲床上，所述加热线圈靠近上刀模和下刀模，所述红外测温装置设置在加热线圈侧部，所述推料装置将待切断的钢管先推送到中频加热炉装置的加热线圈中间对钢管要切断部位进行局部加热，所述红外测温装置检测钢管被加热到设定温度后，所述推料装置继续推送加热后的钢管，直至其到达龙门液压冲床的冲裁位置。

3.如权利要求2所述的钢管智能化转角切断设备，其特征在于，所述中频加热炉装置还设置了冷却器。

4.如权利要求1或2所述的钢管智能化转角切断设备，其特征在于，所述伺服旋转切刀模装置还包括上刀模固定座、下刀模固定座以及切刀模导柱，所述上刀模固定在上刀模固定座上，所述下刀模和切刀模导柱分别固定在下刀模固定座上。

5.如权利要求4所述的钢管智能化转角切断设备，其特征在于，所述伺服旋转装置包括伺服旋转电机及其减速机、减速机主轴齿轮以及旋转支承轴承齿轮，所述龙门液压冲床还包括模架顶板、模架底板、旋转支撑轴承、上模架板以及下模板架，所述上刀模固定座固定在上模架板上，所述旋转支撑轴承设置在上模架板与模架顶板之间，所述上模架板绕旋转支撑轴承转动，所述模架顶板固定在子母油缸的端部，所述子母油缸驱动模架顶板上下移动，所述模架顶板的上下移动带动了旋转支撑轴承、上模架板、上刀模固定座以及上刀模沿切刀模导柱上下移动。

6.如权利要求5所述的钢管智能化转角切断设备，其特征在于，所述服旋转电机及其减速机以及减速机主轴齿轮和旋转支承轴承齿轮分别固定在模架底板的两侧面，所述下模板架固定在旋转支承轴承齿轮上，所述下刀模固定座固定在下模板架上，所述伺服控制系统控制服旋转电机及其减速机，并通过其带动减速机主轴齿轮和旋转支承轴承齿轮转动，从而带动上刀模、下刀模、上刀模固定座、下刀模固定座、切刀模导柱、上模架板和下模板架一起绕旋转支撑轴承按照设定的角度转动。

7.一种钢管智能化转角切断的方法，其特征在于，使用了如权利要求2或4所述的钢管智能化转角切断设备，该方法包括如下步骤：

步骤一、将待切断的钢管放置在进料平台的送料托辊上，送料夹紧虎钳夹紧钢管，推料装置驱动送料夹紧虎钳和被夹紧的钢管一起向龙门液压冲床所在方向进行分次输送；

步骤二、推料装置将钢管输送至龙门液压冲床处的切断位置后停止，前端夹紧装置和后端夹紧装置分别将钢管的待切断部位的前后位置夹紧；与此同时，伺服旋转装置在伺服控制系统控制下旋转到钢管截面设定的切断角度；

步骤三、龙门液压冲床驱动上刀模向下移动对钢管进行抵压成型及切断动作；

步骤四、龙门液压冲床的切断动作完成后，后端夹紧装置松开已切断的钢管，前端夹紧装置将已切断的钢管拖离龙门液压冲床所在位置并继续向前输送，直到达出料链板所在位置后松开钢管，已切断的钢管落入出料链板上由出料链板继续向前输送，前端夹紧装置回退到初始位置，为下个工作循环做准备；

步骤五、与此同时，送料夹紧虎钳夹紧剩余的钢管继续向龙门液压冲床所在方向进行输送；

步骤六、重复步骤二至步骤五，直至钢管被冲断完，最后剩下的钢管尾料由尾料推料气缸推离出料平台。

8.如权利要求7所述的钢管智能化转角切断的方法，其特征在于，对于需要先加热然后再切断的钢管，在步骤一之后，进行如下步骤：

步骤Ⅱ、推料装置将钢管要切断的部位推送到中频加热炉装置的加热线圈中间进行局部快速加热，钢管被加热到设定温度后加热线圈停止加热，推料装置推送钢管，在钢管被加热部位到达龙门液压冲床的冲裁位置后停止，前端夹紧装置和后端夹紧装置分别将钢管的待切断部位的前后位置夹紧；

后面步骤同步骤三至步骤六，其中，用步骤Ⅱ替代步骤二。

9.如权利要求7或8所述的钢管智能化转角切断的方法，其特征在于，在所述步骤一中还包括利用钢管直径测量装置测量待切断钢管的外径，根据钢管的外径数据选择是否需要在切断前进行加热，当钢管的外径等于或大于70毫米时，需要先对钢管进行加热后再冲断，当钢管的外径小于70毫米时，无需先加热钢管，龙门液压冲床直接对钢管进行冲断。