CN110509066B - 一种小口径环形金属波纹管切割敲波机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小口径环形金属波纹管切割敲波机构，属于金属软管制造技术领域。该机构包括立式机架、前后装夹定位单元、双向敲波单元以及切割单元；前后装夹定位单元分别含有一对敲波半模，一对敲波半模的相对面分别具有半圆缺口；切割单元由可受控延垂直于小口径环形金属波纹管轴向方向进刀的旋转切割刀片构成；双向敲波单元含有安置在垂直于小口径环形金属波纹管轴向滑轨上的双向液压缸，双向液压缸的两端分别装有可沿小口径环形金属波纹管轴向伸缩的敲波头，敲波头具有受控与小口径环形金属波纹管同轴的敲波位置。本发明将切割和敲波工序有机融合，高效稳定地完成所需的切断敲波，为之后的接头焊接奠定良好基础。

Description

一种小口径环形金属波纹管切割敲波机构

技术领域

本发明涉及一种波纹管切割下料和端部处理机构，尤其是一种用于小口径环形金属波纹管切割敲波机构，属于金属软管制造技术领域。

背景技术

小口径环形不锈钢金属波纹管由薄壁不锈钢钢带通过卷圆焊接旋压成型，其外轮廓呈环形的波峰波谷起伏状，具有柔性、抗振、耐压、耐蚀、耐疲劳等综合性能，能承受脉冲、扭转、弯曲载荷，是一种重要的管路系统连接件。金属波纹管件通常由波纹管、接头、网套、扣压环、被覆层等组成。为了提高波纹管两端与接头之间的焊接质量，工艺要求在波纹管波谷处切断，之后其端部半个波进行敲平（即敲波——参见图1），再与接头对接环焊。

长期以来一直采用传统工艺，首先人工定尺切割下料，要同时保证切割位置位于波谷且对切割附近波纹不造成损伤；接着，人工检修切割端口平整，再先后进行两端部半个波的敲波处理；难以避免成品管长度不一致性和焊接质量不稳定。

检索可知，公告号为CN106270740A的中国专利申请披露了一种波纹管切割装置，针对现有波纹管下料需要手工调节的问题，发明了一种波纹管自动夹持机构，可调节切割距离提高进给精度，降低了人工切割装夹劳动强度。公告号为CN107052442A的中国专利申请披露了一种金属波纹管用切割机，通过顶出装置解决了常见切割机不能自动落料的问题。公告号为CN207171062U的中国专利申请披露了一种波纹管自动切割机，可以自动送料夹持和自动切割，提高了原有切割设备自动化程度。公告号为CN108274525A的中国专利申请披露了一种波纹管智能自动切割装置，通过增设传感器、设置传动带、调节螺栓等提高自动化程度和工作效率。公告号为CN108817515A的中国专利申请披露了一种金属波纹管精确定距切割装置，可以精确定距切割装置，提高切割效率，减少管材的浪费。

但上述现有技术均只对大规格波纹管的下料进行了创新改进，完全无法解决小口径波纹管切割后的连续敲波问题，而且难以用于实现波谷间距1-1.3mm的小口径环形金属波纹管的精确定位和精准切割。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供了一种将切割和敲波工序有机融合，并且保证敲波稳定性的小口径环形金属波纹管切割敲波机构，从而为金属波纹管接头焊接工序提供保障。

为了达到上述目的，本发明小口径环形金属波纹管切割敲波机构的基本技术方案为：包括两端分别装有入口导向套和出口导向套的立式机架、分别紧邻两端机架的前装夹定位单元和后装夹定位单元、位于两装夹定位单元之间的双向敲波单元以及位于前装夹定位单元和双向敲波单元之间的切割单元；

所述前装夹定位单元和后装夹定位单元分别含有可受控开合的一对敲波半模，所述一对敲波半模的相对面分别具有与小口径环形金属波纹管相配的半圆缺口；

所述切割单元由可受控延垂直于小口径环形金属波纹管轴向方向进刀的旋转切割刀片构成；

所述双向敲波单元含有与垂直于小口径环形金属波纹管轴向的滑轨构成移动副的双向液压缸，所述双向液压缸的两端分别装有可沿小口径环形金属波纹管轴向伸缩的敲波头，所述敲波头具有受控与小口径环形金属波纹管同轴的敲波位置。

工作时，当小口径环形金属波纹管轴向送进至待切波谷与切割刀片对齐位置时，前装夹定位单元的敲波半模受控对合夹紧小口径环形金属波纹管；接着，切割单元受控移动进刀，切割刀片旋转切断小口径环形金属波纹管；继而，被切断的小口径环形金属波纹管前段继续送至待敲波位置，后装夹定位单元的敲波半模受控对合夹紧前段小口径环形金属波纹管；之后，双向敲波单元沿滑轨移位，双向液压缸驱动两端的敲波头外伸，同时完成前段后端和后段前端小口径环形金属波纹管的敲波成型。重复以上过程，即可将切割和敲波工序有机融合，高效稳定地完成所需的切断敲波，为之后的接头焊接奠定良好基础。

本发明进一步的完善是，所述双向敲波单元还含有与双向液压缸相对固定的中间导向管，所述中间导向管具有受控与小口径环形金属波纹管同轴的导向位置。这样，小口径环形金属波纹管可以穿经中间导向管送进以及切割定位，使其保持形态稳定。

本发明更进一步的完善是，所述前装夹定位单元和后装夹定位单元处分别装有位于小口径环形金属波纹管穿经位置上下的光发射与光接收器件。因此可以将小口径环形金属波纹管波谷的准确位置信号发送给控制电路，并通过控制电路控制前、后装夹定位单元的闭合夹持，保证小口径环形金属波纹管在精准位置被切割以及敲波，确保敲波质量。

附图说明

图1为完成敲波后的小口径环形金属波纹管结构示意图。

图2为本发明一个实施例的立体结构示意图。

图3为图2实施例的剖面结构示意图。

图4为图2实施例中装夹定位单元打开状态立体结构示意图。

图5为图2实施例中装夹定位单元闭合状态立体结构示意图。

图6为图2实施例中切割单元上升复位状态立体结构示意图。

图7为图2实施例中切割单元下降切割状态立体结构示意图。

图8为图2实施例中双向敲波单元导向状态立体结构示意图。

图9为图2实施例中双向敲波单元敲波状态立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的作进一步解释。

实施例一

本实施例的小口径环形金属波纹管切割敲波机构基本构成如图2及图3所示，两端分别装有小口径环形金属波纹管1入口导向套2和出口导向套9的立式机架8通过上部的两根拉杆6固连。两端机架8的内侧分别装有前装夹定位单元3和后装夹定位单元7，两装夹定位单元3和7之间装有安置在与机架8固连台面上的双向敲波单元5，前装夹定位单元3和双向敲波单元5之间装有安置在机架8上的切割单元4。

前装夹定位单元3和后装夹定位单元7的结构相同，如图4和图5所示，含有安装在机架8内侧的一对三轴气缸302，敲波半模底座305通过螺栓固定在三轴气缸的滑座308上，一对可受控开合的敲波半模303相对面分别具有与小口径环形金属波纹管相配的半圆缺口，其中之一具有与小口径环形金属波纹管相配波形仿型结构，分别嵌装在相应的敲波半模底座305中通过螺钉紧固，可随同三轴气缸302的导向轴307实现径向开合动作，并通过磁性位置传感器301判断是否开合到位。机架8内侧还通过红外线传感器通过底座310装有位于小口径环形金属波纹管穿经位置上下的光发射与光接收器件309、306，用于通过红外检测光线304监控控制小口径环形金属波纹管的波谷装夹于准确位置。图4所示为波纹管送料或波谷位置检测状态，敲波半模打开；图5所示为波纹管装夹或切割状态，敲波半模处于闭合状态。

切割单元4主要由可受控延垂直于小口径环形金属波纹管轴向方向进刀的旋转切割刀片410构成。具体而言，如图6和图7所示，切割单元4包括由磁性位置传感器401、行程调节机构402、固定底座403、线性导轨404、换气芯杆405、滑座406构成的垂向磁耦合无杆气缸（外购亚德客公司RMH16×50S型），其换气芯杆405和线性导轨404的组合可以保证垂向送进的平稳性，滑座406通过孔位调节螺栓408固定安装切割电机409的U型底座407，切割电机409的输出端装有水平轴的切割刀片410，气缸滑座的上下运动可以实现旋转切割刀片的切割下料动作。图6所示为切割单元复位状态，切割刀片随磁耦合无杆气缸处于上升位置；图7所示为切割单元切割状态，切割片随磁耦合无杆气缸处于波谷切断位置。

双向敲波单元5含有磁性位置传感器501、固定底座502、滑轨503、行程调节机构504、换气芯杆505和滑块底座506构成的水平磁耦合无杆气缸（外购亚德客公司RMH25×50S型）以及通过滑块底座506与垂直于小口径环形金属波纹管轴向的滑轨503构成移动副的双向液压缸511，双向液压缸511的两端分别通过调节螺母512装有可沿小口径环形金属波纹管轴向伸缩的敲波头507，通过调节螺母512可以微调并锁定敲波头。此外，还含有通过支架508安装在双向液压缸体511一侧与之相对固定的中间导向管509。控制磁耦合无杆气缸的伸缩动作，如图8所示，可以使中间导向管509处于与小口径环形金属波纹管同轴的导向位置，因而在未敲波过程辅助实现小口径环形金属波纹管1送料导向和切割过程的定位；或者如图9所示，可以使敲波头507处于与小口径环形金属波纹管1同轴的敲波位置，进而在双向液压缸作用下完成两端小口径环形金属波纹管1的敲波成型。

本实施例的小口径环形金属波纹管切割敲波机构安装在生产线中，当小口径环形金属波纹管通过前置伺服送料机构送入后，依次穿过入口导向套进入前装夹定位单元、中间导向管、后装夹定位单元，穿出出口导向套进入伺服从牵引机构。

当检测到红外光线穿过待切割波谷位置时，闭合前装夹定位单元的敲波半模夹住小口径环形金属波纹管。接着启动切割电机和相应的磁耦合无杆气缸，在准确位置切断小口径环形金属波纹管，切割完成后刀具回位。待伺服从牵引机构将切断的前段小口径环形金属波纹管牵引到敲波位置时，闭合后装夹定位单元的敲波半模将其夹住。之后双向敲波单元运动至敲波头中心与入口导套中心即小口径环形金属波纹管轴心重合位置，启动双向液压缸带动两端敲波头，同时完成前端后端和后段前端的敲波工作，完成后复位，再进行下一轮的重复作业。

归纳起来，本实施例的小口径环形金属波纹管切割敲波机构具有如下优点：

1、将精确下料与端部敲波处理两道工序进行融合，实现了波纹管切割过程同步敲波处理，有效提升了切割的精确度和端部处理质量，显著提高了工作效率。

2、双向敲波单元集成了磁耦合无杆气缸、双向液压缸机构、导向轴套，通过磁耦合无杆气缸前后运行实现了双向同步敲波动作以及波纹管导向的平顺切换，实现了双向同步液压敲波，不仅效率高，而且动作平稳，敲波效果理想。

3、敲波半模装夹采用波形仿型结构，一侧齿形参数与波形参数一致，另一侧为了提升敲波的平整性采用平口设计，在保证端部敲波的平整性同时保护前一个波形不受损伤。

4、装夹定位单元应用红外线传感器件，可检测0.5mm的物体，实现波纹管波谷运动过程的精确检测，解决以往波谷检测难、定位难、切割难等问题，实现了波谷精密定位、波谷精准装夹、波谷精确切割、波端精细敲波。

5、切割单元集成了磁耦合无杆气缸、磁性位置检测传感器、切割机构，为了保证切割过程的稳定性，磁耦合无杆气缸的直线导轨和通气芯杆确保切割电机的平稳运行。

总之，采用本实施例的切割敲波机构定位精确、切割整齐、敲波平整，同时有效提高了产品的一致性、焊接性能，降低了工人操作的劳动强度和切割风险。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种小口径环形金属波纹管切割敲波机构，其特征在于：包括两端分别装有入口导向套（2）和出口导向套（9）的立式机架（8）、分别紧邻两端机架的前装夹定位单元（3）和后装夹定位单元（7）、位于两装夹定位单元之间的双向敲波单元（5）以及位于前装夹定位单元和双向敲波单元之间的切割单元（4）；

所述前装夹定位单元和后装夹定位单元分别含有可受控开合的一对敲波半模（303），所述一对敲波半模的相对面分别具有与小口径环形金属波纹管相配的半圆缺口；

所述切割单元由可受控沿垂直于小口径环形金属波纹管轴向方向进刀的旋转切割刀片（410）构成；

所述双向敲波单元含有与垂直于小口径环形金属波纹管轴向的滑轨构成移动副的双向液压缸（511），所述双向液压缸的两端分别装有可沿小口径环形金属波纹管轴向伸缩的敲波头（507），所述敲波头具有受控与小口径环形金属波纹管同轴的敲波位置；所述双向敲波单元还含有与双向液压缸相对固定的中间导向管（509），所述中间导向管具有受控与小口径环形金属波纹管同轴的导向位置。

2.根据权利要求1所述的小口径环形金属波纹管切割敲波机构，其特征在于：所述前装夹定位单元和后装夹定位单元处分别装有位于小口径环形金属波纹管穿经位置上下的光发射（309）与光接收器件（306）。

3.根据权利要求2所述的小口径环形金属波纹管切割敲波机构，其特征在于：所述前装夹定位单元和后装夹定位单元分别含有安装在机架内侧的一对三轴气缸，所述敲波半模通过底座固定在三轴气缸的滑座上，随三轴气缸的导向轴径向开合动作。

4.根据权利要求3所述的小口径环形金属波纹管切割敲波机构，其特征在于：所述一对敲波半模一侧采用波形仿型结构，另一侧采用平口设计。

5.根据权利要求3所述的小口径环形金属波纹管切割敲波机构，其特征在于：所述双向敲波单元含有由磁性位置传感器、固定底座、滑轨、行程调节机构、换气芯杆和滑块底座构成的水平磁耦合无杆气缸，所述双向液压缸通过滑块底座与垂直于小口径环形金属波纹管轴向的滑轨构成移动副。

6.根据权利要求5所述的小口径环形金属波纹管切割敲波机构，其特征在于：所述双向液压缸的两端分别通过调节螺母装有敲波头。

7.根据权利要求6所述的小口径环形金属波纹管切割敲波机构，其特征在于：所述切割单元含有垂向磁耦合无杆气缸，所述垂向磁耦合无杆气缸的滑座通过孔位调节螺栓固定安装切割电机的底座，所述切割电机的输出端装有水平轴的切割刀片。