CN111032240B - 用于制作管道构件的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于形成和密封在空气处理系统中使用的管道构件的设备。至少一个工作站容纳工件，该工件通常是圆柱形管。

Description

用于制作管道构件的设备和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月14日向美国专利局（作为美国接收局）提交的国际专利申请号PCT/US2017/037451的优先权和权益，该申请通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及用于制作密封的或可调节的管道构件的设备和方法。

背景技术

一般而言，管道系统通常用于建筑物等的强制空气加热和空气调节系统中，其中管道系统从加热炉和/或空气调节系统向建筑物的各个区域提供分配系统。管道系统通常由延伸到建筑物等的各个部分的圆柱形管材形成。管道构件包括专门的节段，诸如弯头，其可以固定在适当位置或允许调节管道的取向和位置，以使管道系统运转转向。用于制作弯头等的已知机器通常需要熟练的操作员，该操作员必须处理用于制作弯头的坯料。操作员从坯料切割并形成弯头的节段或楔形件（gore），并且将它们组装在一起。弯头的节段通常通过将各件锁定在一起的卷边（bead）联接件而联接至相邻的节段。用于制作弯头的已知机器需要各节段的制作阶段手动进行。因此，需要熟练的操作员适当地形成每个节段并将这些节段联接在一起。适当地形成每个节段以及将这些节段连接在一起的困难导致较高的废品率。

与这些机器相关联的其它问题包括通过管道系统的楔形件之间的连接部或卷边而损失的空气。当空气循环通过管道系统时，空气通过楔形件之间的连接卷边或接缝消散，这继而导致能量损失，并且因此形成较低效率的系统。管道的密封提高了HVAC系统的效率，并节省了能量，这是非常期望的。此类管道构件的密封通常在安装之后例如使用胶带或乳胶来进行，尽管胶带或乳胶有助于防止空气逸出，但是并不是特别有效，并且增加了安装成本。已经尝试制作密封的管道构件，然后安装该管道构件，但是用于形成此类管道构件的机器需要大量的操作员操作并且对操作员构成安全隐患。制作过程也花费大量时间，从而增加了成本。因此，需要一种用于自动制造弯头管道的设备和方法，该弯头管道可以被密封从而在防止泄露方面是高效的。

发明内容

因此，在一方面，本发明涉及一种用于形成在空气处理系统中使用的密封管道构件的设备。该设备包括适于容纳工件的至少一个工作站。切割组件被配置为以预定方式切割工件，以形成第一节段和第二节段。成形组件包括成形构件和至少一个模具构件，以在第一节段和第二节段中形成连接卷边，所述连接卷边配合以在预定位置将第一节段和第二节段重新连接在一起。工件移动和旋转组件相对于切割组件和成形组件移动工件，其中，旋转组件允许工件以及第一节段和第二节段中的至少一个在形成之后旋转。还提供了密封组件，该密封组件在形成连接卷边之后与至少一个模具构件配合以在第一构件和第二构件中密封连接卷边。密封组件包括至少一个压接板，该压接板迫使至少一个模具构件抵靠所形成的连接卷边，以将连接卷边压接在一起。提供了一种控制系统，该控制系统用于控制切割组件、成形组件、工件移动和旋转组件以及密封组件的操作。

本发明还涉及一种自动制造管道构件的方法。该方法包括提供具有圆柱形构造的工件，并将该工件定位在工作站中的第一预定位置处。夹持系统包括用于将工件固定在第一预定位置中的第一夹持件，并且工件被移动到待形成第一切口的位置，并且可以将工件顺时针旋转180度。激活第二夹持件以将工件固定在第二预定位置中，并且执行切割操作以在第一预定位置处切割工件以形成第一节段和第二节段。第一节段向第二节段移动预定量，并且转向头接合到第二节段的内部。然后将第二节段顺时针旋转180度，并且使转向头脱开。开始成形操作以在第一节段和第二节段中的每一个中形成连接卷边以重新连接这些节段，并且压接系统将形成的连接卷边密封在一起。然后打开第二夹持件以释放工件。然后将工件移到待形成第二切口的位置，并且将工件逆时针旋转180度。激活第二夹持件以将工件固定在预定位置中，并且执行切割操作以在第一预定位置处切割工件以形成第一节段和第二节段。第一节段向第二节段移动预定量，并且转向头接合到第二节段的内部。然后将第二节段顺时针旋转180度，并且使转向头脱开。开始成形操作以在第一节段和第二节段中的每一个中形成连接卷边以重新连接这些节段，并且压接系统将形成的连接卷边密封在一起。然后打开第二夹持件以释放工件。然后将工件移动到待形成至少第三切口的位置，并且将工件顺时针旋转180度。激活第二夹持件以将工件固定在预定位置中，并且执行切割操作以在第一预定位置处切割工件以形成第一节段和第二节段。第一节段向第二节段移动预定量，并且转向头接合到第二节段的内部。然后将第二节段顺时针旋转180度，并且使转向头脱开。开始成形操作以在第一节段和第二节段中的每一个中形成连接卷边以重新连接这些节段，并且压接系统将形成的连接卷边密封在一起。然后打开第二夹持件以释放工件。

通过以下描述和附图，将更充分地理解所要求保护的发明的这些和其它特征以及其所示出的示例的细节。

附图说明

图1是根据本发明的示例形成的管道构件的平面视图；

图2是用作坯料以形成图1的切割构件的管或工件的平面视图；

图3是用于自动切割和形成弯头或类似管道构件的设备的示例的侧视图；

图4是图3中所示的设备的侧视图；

图5是图3中所示的设备的顶视图；

图6是与设备相关联的零止动系统的顶视图；

图7是沿图6中的线A-A截取的截面视图；

图8是图3的设备中的模具构件以及切割和成形组件的透视图；

图9和图10示出了沿图8的线A-A的截面视图，其显示不同的操作状态；

图11是根据示例的切割和成形头的视图；

图12是图11中所示的切割和成形头的横截面视图；

图13是示例性机器的切割和成形头以及相关联的模具构件的局部透视图；

图14是用于切割和成形头的根据示例的切割和成形盒的顶视图；

图15是图14中所示的切割和成形盒的横截面视图；

图16是与图14中所示的切割和成形盒相关联的切割轮的局部横截面；

图17是与切割和成形盒相关联的切割轮的局部视图，切割和成形盒与示例性机器的模具构件相关联；

图18是与切割和成形盒相关联的成形轮的局部视图，切割和成形盒与示例性机器的模具构件相关联；

图19是示例性机器的切割和成形头的另一示例；

图20是与示例性机器相关联的模具组件的一部分的透视图；

图21是如图20中所示的模具组件的一部分的顶视图；

图22是示出压接系统的示例性机器的一部分的顶视图；

图23是示出根据示例的设备的操作的框图；以及

图24示出了用于操作设备的控制系统的示例性操作员界面。

具体实施方式

现在转向附图，本发明的示例针对于制作如图1中所示的弯头管道构件10，其中管道构件10由如图2中所示的圆柱形管12形成。弯头管道构件10可以是如图所示的九十度弯头，或者可以是例如四十五度弯头。为了形成管道10，将管12切割成楔形件或节段14-18，然后将楔形件或节段14-18重新附接以形成弯头构造。在该示例中，管道10被示为90度弯头，其可以通过切割管12而形成，其中四个切口以如x所示的22.5度的增量分开，以形成90度的弯头构造，但是可以形成其它构造，诸如从例如以30度增量切割的三个节段形成的构造。在该示例中，节段或楔形件14-18通过连接卷边被重新附接，其中一个节段的一部分以重叠关系定位，并且经由连接卷边在该位置处连接在一起。管道构件10还包括第一开口20和第二开口22，其适于联接在管道系统中的其它管道构件之间。尽管未示出，但是为了便于连接管道构件10，可以将开口压接成与另一个管道构件的内壁接合。管12可以由平坦的材料坯料制成，该坯料与彼此联接的坯料的相对接缝一起轧制以形成管状构造。作为示例，形成的材料坯料的管状构造可以提供如图2中所示的起始工件12，然后可以通过本发明的设备和方法对该起始工件进行操作。如图2中所示的工件12被设计成具有用于本发明的设备和方法的预定直径，但是能够适应工件的任何合适的特定尺寸特征。

本发明的设备和方法可以被操作以取走如图2中所示的工件12，并且自动地将图1的管道构件10制成最终的优选形式，这可以在没有操作员干预的情况下进行。

现在转向图3-5，更详细地示出了用于形成弯头管道的设备的示例。整体用50表示的设备包括支撑设备的各种部件的壳体或框架结构52。壳体或框架52包括上表面54。上表面54相对于水平面或最终相对于前述管12上的出口开口的平面成预定角度。顶部包括用于接收工件12以执行用于切割和形成弯头管道构件10的操作的嵌套件56。嵌套件56包括支撑在嵌套件56附近的模具和压接组件58，在该示例中，模具和压接组件58包括定位在嵌套件56的相对侧上的第一半圆形模具构件60和第二半圆形模具构件62。模具构件60和62可以是固定的，或者如果需要的话可以使其能够朝向和远离嵌套件56移动。模具构件定位在压接板59的下方，该压接板59能够朝向模具构件60和62移动。在嵌套件56内，设置切割和成形系统70。切割和成形系统70可包括具有杆件的转向头，所述转向头与具有多个盒的成形头相关联，所述多个盒载有切割和成形轮，所述切割和成形轮可移动成例如通过凸轮偏置而与工件接合。可替代地，盒可以通过偏心驱动器移动，诸如在美国专利号6,105,227或6,363,764中作为示例示出和描述的，所述专利通过引用方式由此并入。在模具构件60和62与切割和成形系统70之间，形成用于接收如图2中所示的工件12的通道，其中工件12延伸到通道中达预定深度。可移动的支撑表面或桶状部（tub）68设置在通道的底部，在可移动的支撑表面或桶状部68上，工件被支撑在嵌套件56内并相对于模具构件60和62以及切割和成形系统70移动到预定位置。设置移动组件55（图3），以将管12相对于成形头和模具构件移动到期望位置。移动组件55可以通过任何合适的机构来移动工件12。切割和成形组件70延伸通过可移动的支撑表面或桶状部68，并且连接到驱动系统73和驱动马达75。保持和旋转系统也与通道和桶状部68相关联，以将工件12的切割节段夹持到期望的位置，并使工件节段或其楔形件相对于彼此旋转，以形成期望的管道构件。

在该示例中，还设置了如图6-7中所示的零硬止动系统80，设置零硬止动系统80以确保桶状部68和支撑在其上的工件节段的适当旋转。硬止动系统80可包括止动构件82，该止动构件82将接合桶状部68上的主旋转齿轮84以防止在切割和成形操作期间的运动，并确保精确地生成90度弯头构造。在示例中，止动构件82是弹簧加载销86，其被适当地致动以接合齿轮84，并且在切割和成形操作期间防止桶状部68或与其保持在一起的工件节段的任何运动。

保持系统可包括用于夹持工件12的上部保持系统63和下部保持系统61，工件12的上节段或楔形件和下节段或楔形件在切割之后于是被重新连接。可以设置任何合适的保持系统，诸如包括夹持组件，该夹持组件包括一个或更多个夹持构件，所述一个或更多个夹持构件被致动以在切口上方和下方抓握工件12的表面。例如，如图6和图7中所示，下部保持系统61可包括围绕桶状部68布置的多个夹持件，以将工件与桶状部68固定在适当位置。可以将旋转系统与底部保持系统61和/或顶部保持系统63一起使用，该旋转系统可以是与保持系统61和63分开的系统，以在切割之后将工件12的每个节段相对于另一个节段旋转和/或定位在期望的位置。当对工件12和节段进行切割、成形和旋转操作时，工件12和节段牢固地保持在适当位置，并且所述节段被重新附接和密封，这将在下文中进行描述。

切割和成形系统70被设计成切割、预成形和精成形工件12的各节段或楔形件之间的连接卷边，并且还可在连接卷边制成后用于密封连接部。如图8-10中所示，与模具60和62相关联的切割和成形组件70操作成切割和重新连接工件12的楔形件节段。在该示例中，模具60和62由切割板65和成形板67形成。切割和成形组件包括至少一个切割辊72和成形辊74，切割辊72和成形辊74可朝向和远离切割板65和成形板67移动，以对定位在通道中的工件12执行切割和预成形、成形和压接操作。在图9中，切割辊72被示为处于推进位置，以接合工件12并与切割板65相关联地切割工件12。在图10中，成形辊74被示为处于推进位置，以接合工件12并与成形板67相关联地重新连接工件12的切割件。

在图11和图12中，更详细地示出了示例性切割和成形组件70，其中切割/成形盒被移除。如图11中所示，组件70包括旋转头400，其具有用于安装切割/成形盒的安装节段402。如图所示，旋转头400以一角度定位，以适应切割板和成形板的成角度的布置，从而从直管提供对工件12的期望的成角度的切割。头400由驱动系统403精确地驱动，该驱动系统403通常包括驱动轴404，驱动轴404通过直接齿轮驱动器406连接从而以高速旋转轴408和头400，这允许非常快速地实现切割和成形操作。轴408的旋转传递到轴410。轴410当在402处安装时与盒连接，并且导致切割轮和成形轮部署，这将在下文中更详细地进行描述。轴410使驱动构件412旋转，该驱动构件412与安装在402处的盒连接。驱动轴410以一速度旋转，以允许结合头400的旋转非常快速地实现切割和成形操作。在示例中，使用机器从直管形成弯头的整个过程可能大约需要17秒钟。这包括将直管工件12定位在机器中，以及对楔形件节段进行切割、成形、旋转、重新连接并密封工件的连接部，以形成四个连接部，从而形成如图2中所示的90度弯头。无需操作员干预即可自动形成弯头构造的能力快速允许以非常有效和优化的方式制作管道构件。由于驱动轴408相对于驱动轴404以一角度定向，因此直接齿轮驱动器406可以是一组锥齿轮，其联接到轴环并直接联接到驱动轴408，从而可以以直接的方式驱动轴408，而不是使用诸如例如万向节之类的机构。这减少了对驱动系统406的维护。以与驱动轴404的旋转成选定比率来提供轴408和410的旋转。工件12的楔形件节段之间的连接部的定位、切割、旋转、成形和密封可由计算机驱动的伺服驱动器执行，以实现精确的位置和速度控制。伺服驱动器从计算机控制系统接收命令信号以操作伺服马达，以便产生与该命令信号成比例的运动。命令信号使头400以期望的速度移动并且使盒以期望的速度操作，并且在弯头成形期间对楔形件节段相对于彼此的位置提供非常准确的控制，以在构造期间通过支撑表面或桶状部68的移动以及楔形件节段的相对旋转形成弯头的每个节段以进行重新附接。在如图13中所示的示例中，具有与盒连接的驱动构件412的切割和成形组件70可以是偏心驱动器412，其在头400相对于工件12旋转时致使切割轮和成形轮连续接合。偏心驱动器允许切割轮和成形轮非常快速的移动以与工件接合和脱离，以进行非常有效的切割和成形操作，从而可以实现机器10的极快操作。

在示例中，切割和成形盒500与头400结合使用，诸如图14和图15中所示。盒500承载切割轮502和成形轮504，切割轮502和成形轮504被独立地部署成与工件12接合，以将工件12切割成楔形件节段，在每个节段中对联接部分进行预成形，并且经由在每个节段中形成的联接部分重新附接楔形件节段。盒500被驱动构件412接合在通道506中，并且驱动构件412使盒500相对于头400中的安装通道402滑动，使得切割轮502和成形轮504相对于工件12向外和向内移动，并且移动成与工件12接合和脱离。切割轮和成形轮与如前所述的切割板和成形板一起操作。

切割轮502的示例在图16中示出。切割轮502包括与工件12接合以执行多种功能的轮廓。第一圆角部分510形成在轮502的顶部部分处，并且当第二刀片部分512将工件12切割成顶部楔形件节段和底部楔形件节段时对工件的顶部节段进行预成形。第二圆角部分514设置在轮502的底部处，以对工件12的底部节段进行预成形。顶部圆角部分510包括从其顶部到底部变化的半径，并且在该示例中包括第一半径R1，其形成从部分510的顶部延伸到大约中间的部分516，以及第二半径R2，其形成部分510的底部节段518。当利用刀片部分512对工件12进行切割时，第一半径R1提供了工件12的顶部节段的预成形。由节段516提供的预成形使得联接卷边能够精确成形，该联接卷边然后能够被密封以在工件12的楔形件节段之间形成平坦且小尺寸的密封联接。如图16中所示，部分510在被切割后的工件的顶部节段中对联接卷边预成形，该联接卷边的尺寸大于在被切割后的工件的底部节段中由节段514提供的预成形的联接卷边。这使得被切割的工件12的被切割的顶部节段和底部节段随后快速移动成与彼此相邻的预成形联接卷边成重叠关系，以完成由成形轮504提供的对联接卷边的成形操作。在切割和成形组件70的操作中，可以如所描述的那样执行预成形操作，以同时以稍微向内的锥度预成形顶部切割节段的底部边缘和底部节段的顶部边缘，从而有助于将切割的节段移动成重叠关系。成形操作提供了对在楔形件节段之间产生的重新连接部进行压接的第二阶段，以形成预定的重新连接部，该重新连接部随后在由压接系统进行高压压接之后被适当地密封，这将在下文中进行描述。一般而言，形成工件10的材料具有显著的结构完整性，由此形成的连接卷边深且一致地形成，以有助于维持楔形件之间的连接并提供期望的密封。

切割和成形盒500的操作提供了切割轮502和成形轮504的独立部署，如图17和图18中所示。当盒500在切割和成形头400中由构件412驱动时，切割轮502与如前所述的切割板65和成形板67一起延伸以与工件12接合。底板65包括切割刀片和与刀片部分512以及圆角部分510和514连接的圆角通道。顶板67是成形环，并且包括与成形轮504连接的圆角通道。如将在下文中更详细地描述的，压接板59用于在楔形件节段之间形成联接卷边之后向下按压成形板67，以接合形成的联接卷边并将其压接或密封成紧密闭合。在板65和67之间设置有弹簧79，以在将形成的联接卷边压接之后将板偏置到打开位置。由成形板67提供的成形环在压接之前形成楔形件的形式，并且然后将其向下按压以压接在弯头管道的楔形件之间形成的联接卷边。

切割和成形头的另一示例在图19中示出，该切割和成形头包括由中心齿轮302驱动的旋转头300。头300包括可在支撑件306上移动的三个盒304。如结合每个盒304中的切割轮和成形轮所描述的那样，相关联的凸轮308使盒的运动向外移动并接合工件。可以使用其它合适的构造。

转向图20和图21，示出了用于结合切割和成形头400形成楔形件节段之间的联接卷边以及对形成后的这些连接部进行密封的工具的一部分。在该示例中，支撑在如图3中所示的嵌套件56附近的模具组件58由定位在嵌套件56的相对侧上的第一半圆形模具构件60和第二半圆形模具构件62形成。工具包括三个板，这三个板彼此堆叠并附接以进行配合操作。在该示例中，模具构件60包括定位在底部处的切割板65以及定位在切割板65上方的成形板67。在如前所述的板65和67之间具有间隔件71，用于在对成形后的工件12的楔形件节段之间的接合处进行密封期间保持切割板65和成形板67之间的间隔。一对薄的半圆形板或间隔环71与切割板65和成形板67相关联地安装，以便于与压接板59的操作相关联地在楔形件节段之间形成期望的密封连接部。间隔件71可以为例如约0.040"，并且维持在工件12的楔形件节段之间形成的连接部的部分之间的间隔，以在形成连接部之后对该连接部进行适当地密封。

还提供了上部保持系统81，除了先前描述的保持和旋转系统63外，还可以使用该上部保持系统81。保持系统81确保切割后的工件12的上部楔形件节段保持在适当的位置以重新附接到下部楔形件节段。在操作中，在图1中的位置x处切割工件12以形成弯头构造之后，切割的楔形件节段在重新附接之前相对于彼此旋转。零件之间的相对旋转应精确，以确保正确地形成最终的90度弯头构造，并且通过上部保持系统81有助于在切割期间维持上部楔形件节段相对于下部楔形件节段的期望位置。在该示例中，上部保持系统81是可滑动板，该可滑动板通过致动器85（如图22中所示）在接合位置和脱离位置之间移动，该致动器85移动成与在相对的板81上形成的成角度的表面83接合和脱离，以将板81移动成与顶部楔形件节段接合。设置复位弹簧84，以在致动器84移动成与表面83脱离时使板81脱开。保持系统81独立地操作以允许在切割操作期间牢固地保持顶部楔形件节段。

在形成连接卷边之后，卷边可以被压接和密封以基本防止空气从中逸出。如图22中所示，压接组件59或板设置在模具组件60和62的上方，并抵靠成形板67向下移动，以使成形板67抵靠每个楔形件节段中的形成的连接卷边向下移动。这对形成的连接卷边施加力以密封连接卷边。在该示例中，压接板59由在相对侧上的双伺服驱动滚珠螺杆77移动，双伺服驱动滚珠螺杆77由计算机驱动的伺服驱动器控制。双伺服驱动滚珠螺杆77的使用确保了所形成的连接卷边的每个部分被适当且均匀地密封。可以使用其它合适的压接系统。图23中示出了用于描述系统的操作的示例性非限制性实施例的框图。可以通过控制系统来控制设备和部件的操作，该控制系统包括计算装置，该计算装置可以包括一个或更多个处理器，该一个或更多个处理器被配置为执行计算机可执行指令，诸如构成机器50的一个或更多个部件的操作的指令。此类计算机可执行指令可以存储在一个或更多个计算机可读介质上，该介质包括非暂时性计算机可读存储介质，诸如与计算装置相关联的存储器。

一般而言，一旦将工件12定位在嵌套件56中，就在100处开始操作。在102处将底部夹持件61闭合以将工件12固定在适当位置。工件通过移动系统55在104处移动到第一切口的位置，并且可以通过夹持和旋转组件在106处顺时针旋转180度。第一顶部保持系统或夹持组件63在108处闭合，并且第二顶部夹持装置81在109处闭合，以确保在110处执行的第一切割操作期间顶部管道节段不移动。切割操作由切割和成形系统70执行，该切割和成形系统70将首先沿着由模具构件60和62以及切割和成形组件70相对于定位在通道内的工件12的角度限定的预定角度位置来切割工件。通过使切割轮72与工件接合来与切割板65相关联地执行切割操作。一旦通过切割和成形系统70切割工件，顶部第二保持系统81就在111处脱开，并且支撑表面或桶状物68在112处向上移动预定量，诸如在0.03英寸至0.10英寸之间，或者在该示例中为0.060英寸，以相对于切割和成形系统70定位切割节段的一部分。然后，通过在114处接合系统70的转向头以使成形轮74与工件接合来操作切割和成形组件70以预成形工件的一部分。然后，将切割的工件的顶部节段在116处顺时针旋转180度，并且在118处转向头脱开。此时，机器操作在120处执行生产（breed）提升操作。在切割和预成形之后，生产提升致使管的底部节段插入与顶部节段重叠的位置中。在122处执行预压接操作，以形成工件的一部分以供随后密封。与切割和成形组件70相关联的半圆形环有助于在生产和预压接过程中控制工件材料的流动或成形。此后，在124处执行成形操作，其中成形轮结合成形板在工件节段中产生连接卷边以重新连接所述节段。成形操作提供了对在楔形件节段之间所产生的重新连接部进行压接的第二阶段，以形成重新连接部，该重新连接部随后在由压接板59进行高压压接之后被适当地密封。在126处执行压接板59的移动步骤，以提供在128处压接的最后阶段或第三阶段，并紧密密封楔形件节段之间的重新连接部。如果需要，由压接板59施加的压力可以是可控制的和可调节的。此时，在工件12中的楔形件或节段之间形成第一密封连接卷边。

如从第一操作中所注意到的，在对连接卷边进行切割和预成形之后，机器将自动将第一节段旋转180度，并且然后机器将完成连接卷边的成形操作。在完成连接卷边之后，压接板59将施加压力并形成紧密的不可调节的密封。如果需要，机器可以在压接过程中不使用全部压力来制作可调节的管道构件。

然后，在132处将桶状物68移动到形成第二连接卷边的位置，并且在134处将桶状物68逆时针旋转180度。在136处将顶部夹持件63闭合，并且在137处将第二顶部夹持件闭合。在138处执行切割操作，并且在139处打开第二顶部夹持件81。与在第一连接卷边成形操作中一样，在140处将桶状物向上移动诸如0.060英寸的量，并且在142处接合转向头。然后在144处将顶部切割节段顺时针旋转180度，并且在146处使转向头脱开。在148处执行生产提升，并且在150处执行预压接。然后在152处执行第二成形操作，以形成第二连接卷边。成形操作提供了对在楔形件节段之间所产生的重新连接部进行压接的第二阶段，以形成重新连接部，该重新连接部随后在由压接板59进行高压压接之后被适当地密封。在154处操作压接板59，以在156处压接所形成的连接卷边。然后在158处打开顶部夹持件63，并且在楔形件或节段之间形成密封的第二连接卷边。

然后，在160处将桶状物移动到形成第三连接卷边的位置，并且在162处将桶状物顺时针旋转180度。在164处将顶部夹持件63闭合，并且在165处将第二顶部夹持件81闭合。在166处执行切割操作，并且在167处打开第二顶部夹持件81。与在第一连接卷边成形操作和第二连接卷边成形操作中一样，在168处将桶状物向上移动诸如0.060英寸的量，并且在170处接合转向头。然后在172处将顶部切割节段顺时针旋转180度，并且在174处使转向头脱开。在176处执行生产提升，并且在178处执行预压接。然后在180处执行第三成形操作，以形成第三连接卷边。成形操作提供了对在楔形件节段之间所产生的重新连接部进行压接的第二阶段，以形成重新连接部，该重新连接部随后在由压接板59进行高压压接之后被适当地密封。在182处操作压接板，以在184处压接所形成的连接卷边。然后在186处打开顶部夹持件63，并且在楔形件或节段之间形成密封的第三连接卷边。

然后，在188处将桶状物移动到形成第四连接卷边的位置，并且在190处将桶状物逆时针旋转180度。在192处将顶部夹持件63闭合，并且在193处将第二顶部夹持件81闭合。在194处执行第四切割操作，并且在195处打开第二顶部夹持件81。与在先前的连接卷边成形操作中一样，在196处将桶状物向上移动诸如0.060英寸的量，并且在198处接合转向头。然后在200处将顶部切割节段顺时针旋转180度，并且在202处使转向头脱开。在204处执行生产提升，并且在206处执行预压接。然后在208处执行第四成形操作，以在楔形件之间形成第四连接卷边。成形操作提供了对在楔形件节段之间所产生的重新连接部进行压接的第二阶段，以形成重新连接部，该重新连接部随后在由压接板59进行高压压接之后被适当地密封。在210处提升压接板，以在212处压接所形成的连接卷边。然后在214处打开顶部夹持件63，并且形成密封的第四连接卷边，并且现在将零件形成为最终形式的密封90度弯头而无需操作员干预，只不过要定位工件12并取下最终形式的密封弯头管道构件。

在上述操作中，每个步骤可以自动执行。如图24中所示，机器50的控制系统250可以由诸如计算机之类的合适的系统提供，所述合适的系统包括处理器、PLC控制器或任何其它合适的系统。计算机通常包括各种计算机可读介质，并且可以是计算机能够访问的任何可用介质。系统存储器可以包括易失性和/或非易失性存储器形式的计算机存储介质，诸如只读存储器（ROM）和/或随机存取存储器（RAM）。作为示例而非限制，可以提供操作系统、应用程序、其它程序模块和程序数据。用户或操作员可以在计算机中输入命令和信息。在该示例中，控制系统250包括触摸屏，以允许设置和选择机器50的操作，这可以由非熟练的操作员进行。机器50可以在251处启动，并且在252处以自动模式设置。例如，可以相对于期望的管道构件的制作来设置诸如以上示例中概述的制法或预定操作步骤，并且可以在按钮254处调用和自动实现此类制法。以这种方式，不熟练的操作员就可以简单地调出待制作的管道部件类型的特定制法，从而减轻了对熟练操作员的需要并简化了制造过程。在256处可以设置手动模式。如果需要，可以设置机器驱动器重置按钮258以重置机器的开始位置。可以设置零件计数器260，在262处具有重置按钮。可以设置指示器以指示所述的系统的操作，并且可以设置紧急停止按钮264以用于紧急情况。但是，如上所述，管道构件的形成是在插入到通道中的工件10上自动执行的，并且操作者不需要进一步的动作。

控制系统250还提供了对所有机器功能进行控制的途径，诸如266处的顶部夹持件63、268处的底部夹持件61和270处的压接系统，其包括271处的低压压接选项。切割和成形头可以在272处控制，而桶状物的移动在274处是可控制的。桶状物或顶部夹持件的旋转运动在276处是可控制的。可以提供其它功能，诸如在例如278处设置连接卷边的期望位置以形成管道构件的楔形件，或可期望的任何其它要求。

尽管已经以与系统和方法的特定示例的特定关系呈现了以上描述，但是应当理解，要求保护的发明不限于此。以上已经描述了说明性实施例。对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离所要求保护的主题的总体范围的情况下，以上装置和方法可以包括改变和修改。旨在将所有这样的修改和更改包括在所要求保护的主题的范围内。此外，就术语“包括”在详细描述中或在权利要求书中使用的范畴而言，该术语旨在以与术语“包含”在权利要求中被用作过渡词时所解释的相类似的方式进行包含。

Claims (20)

1.一种用于形成在空气处理系统中使用的密封管道构件的设备，包括：

工作站，其适于容纳工件，

切割组件，其与所述工作站相关联，所述切割组件被配置为以预定的方式切割所述工件，以形成第一节段和第二节段，

成形组件，其包括成形构件和至少一个模具构件，以在所述第一节段和所述第二节段中形成连接卷边，所述连接卷边配合以便在预定位置处将所述第一节段和所述第二节段重新连接在一起，

工件移动组件，其用于使所述工件相对于所述切割组件和所述成形组件移动，其包括第一和第二保持系统，以接合所述第一节段和所述第二节段，从而使其相对于彼此移动，以及

旋转组件，所述旋转组件接合所述工件的所述第一节段和所述第二节段中的至少一个并且使其在形成后沿着顺时针和逆时针方向旋转，以及

密封组件，其具有能够沿工件的纵向轴线的方向移动的至少一个压接板，所述密封组件与所述成形组件和所述至少一个模具构件配合，以便在所述第一节段和所述第二节段中将所述连接卷边预压接在一起，并且在所述第一节段和所述第二节段中将所述连接卷边进行最终压接以使其密封在一起，以及

控制系统，其用于控制所述切割组件、成形组件、工件移动组件、旋转组件以及密封组件的操作。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述切割组件包括切割板并且所述成形组件包括成形板，其中至少一个间隔环与所述切割板和所述成形板相关联地安装，以在所述密封组件对连接部进行密封期间维持所述切割板和所述成形板之间的间隔。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述密封组件的至少一个压接板能够在所述工件的轴线的方向上移动，其中，所述至少一个压接板接合所述至少一个模具构件的顶部以迫使所述至少一个模具构件抵靠所述连接卷边，并将所形成的连接卷边密封在一起，以在工件的楔形件节段之间形成平坦且小尺寸的密封联接。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一和第二保持系统包括可滑动板，所述可滑动板能够通过致动器在接合位置和脱离位置之间移动，所述致动器移动成与在相对的板上形成的呈角度的表面接合和脱离，以将相对的板移动成与工件的节段接合，从而独立地操作，以在切割操作和使所述第一节段和所述第二节段相对于彼此旋转期间固定所述第一节段和所述第二节段。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述成形组件和至少一个压接板在所述连接卷边的预压接之后操作成提供成形压接和最终高压压接，以便密封所述第一节段和所述第二节段之间的连接部。

6.根据权利要求4所述的设备，其中，在对所述工件执行切割操作的同时，存在用于固定所述工件的夹持件。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述夹持件将所述工件固定在所述工件上的切割位置上方。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述密封组件能用于在所述第一节段和所述第二节段中密封所述连接卷边之前预压接所述连接卷边。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述切割组件包括第一切割板和第二切割板，并且还包括与所述第一切割板和所述第二切割板中的每一个相关联地定位间隔件，以便在所述连接卷边的节段之间产生预定的间隔，从而对其进行密封。

10.根据权利要求3所述的设备，其中，所述成形组件和至少一个压接板在预压接之后被操作成提供成形压接和最终高压压接，以便密封其间的连接部。

11.一种用于形成在空气处理系统中使用的密封管道构件的设备，包括：

工作站，其包括转向头和模具组件，所述转向头包括至少一个成形轮和至少一个切割轮，所述至少一个成形轮和所述至少一个切割轮与所述模具组件配合，并在其间形成用于接收工件的通道，所述模具组件包括至少一个成形板和至少一个切割板，其中间隔件位于所述模具组件的至少一个成形板和至少一个切割板之间，

工件移动组件，其用于使所述工件相对于所述转向头和模具组件移动，其中，所述移动组件将所述工件相对于所述转向头和模具组件自动地移动到预定位置，以便将所述工件切割成第一节段和第二节段，以及

保持系统，其独立地操作以允许在切割之后牢固地保持第一节段，所述保持系统包括可滑动板，所述可滑动板能够在与第一节段的接合位置和脱离位置之间移动，并且所述移动组件移动第一节段和第二节段，以便通过由所述转向头和模具组件在所述第一节段和所述第二节段中形成的连接卷边重新连接所述第一节段和所述第二节段，以及

旋转组件，所述旋转组件用于接合第一节段和第二节段中的至少一个并使其在形成之后旋转，以及

密封组件，其在形成所述连接卷边之后与所述至少一个成形板配合，以便在所述第一节段和所述第二节段中密封所述连接卷边，以及

控制系统，其用于控制所述转向头、模具组件、工件移动组件、保持系统、旋转组件以及密封组件的操作。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述密封组件包括至少一个压接板，所述至少一个压接板沿着工件的轴线被移动成迫使所述模具组件抵靠所形成的连接卷边，以将所述连接卷边压接在一起。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述压接板在所述工件的轴线的方向上在高压下被迫使抵靠所述模具组件的成形板。

14.根据权利要求11所述的设备，其中，所述工件移动组件包括第一夹持件和第二夹持件以及第三夹持件，所述第一夹持件定位成将所述工件固定在所述工件中的切口下方，所述第二夹持件定位成将所述工件固定在所述工件中的切口上方，所述第三夹持件定位成在切割操作期间固定所述工件。

15.根据权利要求11所述的设备，其中，所述密封组件能用于在所述第一节段和所述第二节段中密封所述连接卷边之前预压接所述连接卷边。

16.一种制造管道构件的方法，包括以下步骤：

a）提供工作站，以及

切割组件，所述切割组件被配置为以预定的方式切割工件，以形成第一节段和第二节段，

成形组件，其在所述第一节段和所述第二节段中形成连接卷边，所述连接卷边配合，以便在预定位置处将所述第一节段和所述第二节段重新连接在一起，

工件移动组件，其用于使所述工件相对于所述切割组件和所述成形组件移动，以及

旋转组件，所述旋转组件接合所述工件的所述第一节段和所述第二节段中的至少一个并且使其在形成后沿着顺时针或逆时针方向旋转，以及

密封组件，其在形成所述连接卷边之后在所述第一节段和所述第二节段中密封所述连接卷边，以及

控制系统，其用于控制所述切割组件、成形组件、工件移动组件、旋转组件以及密封组件的操作；

提供坯料工件，并将所述工件定位在工作站中的起始位置处，

b）开始机器的自动操作，其中所述控制系统操作所述工件移动组件来将所述工件固定在第一预定的初始位置中，并将所述工件移动到待形成第一切口的第一位置，

c）所述移动组件随后自动操作，从而将所述工件固定在所述第一位置上方，

d）所述切割组件随后自动操作，以便在所述第一位置处切割所述工件，从而形成第一节段和第二节段，

e）所述移动组件随后自动操作，以便将所述第一节段朝向所述第二节段移动预定量，

f）所述旋转组件随后自动操作，以便将所述第二节段顺时针旋转180度，

g）所述成形组件随后自动操作，以便在所述第一节段和所述第二节段中的每一个中形成连接卷边以重新连接所述第一节段和所述第二节段，

h）所述密封组件随后自动操作，以便将所形成的连接卷边压接在一起，

i）所述移动组件随后自动操作，以便将所述工件移动到待形成第二切口的位置，并且所述旋转组件随后自动操作，以便将所述工件逆时针旋转180度，

j）所述移动组件随后自动操作，以便将所述工件固定在预定位置中，

k）所述切割组件随后自动操作，以便在所述预定位置处切割所述工件，从而形成第一节段和第二节段，

l）所述移动组件随后自动操作，以便将所述第一节段朝向所述第二节段移动预定量，

m）所述旋转组件随后自动操作，以便将所述第二节段顺时针旋转180度，

n）所述成形组件随后自动操作，以便在所述第一节段和所述第二节段中的每一个中形成连接卷边以重新连接所述第一节段和所述第二节段，

o）所述密封组件随后自动操作，以便将所形成的连接卷边压接在一起，以及

p）所述旋转组件随后自动操作，以便将所述工件顺时针旋转180度，并重复步骤c）至h）。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：

在步骤p）之后，然后q）所述控制系统自动操作移动组件，以便将所述工件移动到待形成第四切口的位置，并且所述旋转组件随后自动操作，以便将所述工件逆时针旋转180度，

r）所述控制系统随后操作所述移动组件，以便将所述工件固定在预定位置中，

s）所述控制系统随后操作切割组件，以便在形成第一节段和第二节段的位置处切割所述工件，

t）所述控制系统随后操作所述移动组件，以便将所述第一节段朝向所述第二节段移动预定量，

u）所述控制系统随后操作旋转组件，以便将所述第二节段相对于所述第一节段顺时针旋转180度，

v）所述控制系统随后操作成形组件，以便在所述第一节段和所述第二节段中的每一个中形成连接卷边以重新连接所述第一节段和所述第二节段，以及

w）所述控制系统随后操作密封组件，以便将所形成的连接卷边密封在一起。

18.根据权利要求16所述的方法，还包括：

所述控制系统随后操作旋转组件，以便在待形成第一切口的位置处将所述工件顺时针旋转180度。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述第一节段和所述第二节段中密封所述连接卷边之前，所述控制系统随后操作所述密封组件，以便对所述连接卷边进行预压接。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，控制系统包括用于自动制造预定管道构件的多个制法，并且操作员选择制法并开始在坯料工件上操作，从而自动制作所述预定管道构件而无需进一步干预。

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