CN111390611A - 一种不锈钢金属软管自动化切割机 - Google Patents

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Abstract

一种不锈钢金属软管自动化切割机，包括机架，所述机架上依序设有送料机构，切割机构，分离机构，及牵引与长度确定机构，切割机构与送料机构之间、切割机构与分离机构之间分别设有压紧机构；切割机构包括设于机架上的安装支架和安装板，安装支架上横向设有用于放置软管的切割导轨，安装板的顶部设有切割电机、底部连接升降气缸，切割电机的驱动轴连接延伸至切割导轨上方的切割刀具。本发明中，通过切割刀具对软管的顶部进行预设深度轴向切割，分离机构对切割后的软管进行旋转分离以形成两段软管，使得切断处不会产生尖锐或锋利切口，不会对后期工序的操作人员的安全造成危害，有利于下一道工序加工的进行。

Description

一种不锈钢金属软管自动化切割机
技术领域
本发明涉及不锈钢金属软管加工技术领域，特别涉及一种不锈钢金属软管自动化切割机。
背景技术
不锈钢金属软管的主要材质为不锈钢SUS301或SUS304，由于具有优良的柔软性和抗拉性，以及具有较好的耐腐蚀和耐磨损性能，使得其在现代工业中用途广泛，如用作电线和电缆的保护管和民用卫浴软管(花洒软管)，是工业与民用产品的重要部件。
在卫浴软管的生产过程中，卫浴软管的切割加工是必不可少的一环。目前，软管切割采用的是人工切割的方式。但是人工进行软管切割劳动强度大、效率低、成本高，而且废品率也比较高，同时，切割时产生的粉尘对工人身体造成危害。此外，现有的切割方式一般都是从径向对卫浴软管进行切割，由于自身的螺旋结构，导致切割后会产生十分锋利的切口，不仅容易危害后期工序的操作人员的安全，而且不利于进行下一道工序的加工。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种不锈钢金属软管自动化切割机，对不锈钢金属软管的轴线方向进行一定深度切割，以切成两段，从而提高生产效率。
一种不锈钢金属软管自动化切割机，包括机架，所述机架上依序设有送料机构，切割机构，分离机构，及牵引与长度确定机构，所述切割机构与送料机构之间、所述切割机构与分离机构之间分别设有压紧机构；
所述切割机构包括设于所述机架上的安装支架和安装板，所述安装支架上横向设有用于放置软管的切割导轨，所述安装板的顶部设有切割电机、底部连接升降气缸，所述切割电机的驱动轴连接延伸至所述切割导轨上方的切割刀具，两个所述压紧机构安装在所述安装支架上且分别位于所述切割刀具的两侧，当进行切割时，两个所述压紧机构将软管压在所述切割导轨上，所述升降气缸带动所述安装板下降，所述切割电机驱动所述切割刀具对软管的顶部进行预设深度轴向切割，所述分离机构对切割后的软管进行旋转分离以形成两段软管。
相较现有技术，本发明所述不锈钢金属软管自动化切割机中，由于通过所述切割刀具对软管的顶部进行预设深度轴向切割，使得切断处不会产生尖锐或锋利切口，不会对后期工序的操作人员的安全造成危害，有利于下一道工序加工的进行。由于在切割完后，虽然软管的螺旋支撑管壁被切断了，但是相邻的螺旋支撑管壁之间的可伸缩连接部位还连接在一起，所以需要通过所述分离机构对切割后的软管进行旋转分离以形成两段软管。此外，整个加工过程自动完成，提高了不锈钢金属软管长度的一致性，提高了产品的质量和效率，改善工作环境降低了操作人员的劳动强度。
进一步地，当所述切割刀具对软管的顶部进行预设深度轴向切割时，沿软管轴向的切割长度不小于软管的螺旋支撑管壁的节距与直径之和。
进一步地，所述分离机构包括固设于所述机架上的下分离支架，和通过两个分离气缸与所述机架连接的上分离支架，所述分离气缸用于带动所述上分离支架进行升降，且两个所述分离气缸分别位于所述下分离支架的两侧；
所述下分离支架上设有两个平行设置的下分离压辊，两个所述下分离压辊之间形成与所述切割导轨位置对应的分离导轨；
所述上分离支架的底部设有与所述下分离压辊平行的上分离压辊、顶部设有分离电机，所述上分离压辊位于两个所述下分离压辊的上方中部，所述分离电机通过分离同步带驱动所述上分离压辊，当所述切割刀具对软管的顶部进行预设深度轴向切割后，靠近所述分离机构的压紧机构向上回退，所述分离气缸带动所述上分离支架下降，所述分离电机驱动所述上分离压辊对切割后的软管进行旋转分离以形成两段软管，且靠近所述送料机构的压紧机构仍压紧软管。
进一步地，所述下分离支架的中间处形成圆弧凹陷，所述圆弧凹陷承接所述分离导轨和切割导轨。
进一步地，所述压紧机构为切割压紧气缸，该切割压紧气缸的活动末端朝向所述切割导轨设置。
进一步地，所述送料机构包括固定在所述机架上的送料支架和送料电机，所述送料支架的底部设有与所述送料电机连接的主动送料滑轮、顶部设有送料压紧气缸，所述送料压紧气缸的活动端穿过所述送料支架顶部与压紧安装架连接，所述压紧安装架中设有压紧送料滑轮，所述主动送料滑轮与所述压紧送料滑轮将软管压住进行送料。
进一步地，所述牵引与长度确定机构包括固定架，设于所述固定架上的牵引驱动电机，与所述牵引驱动电机连接的齿形带机构，及与所述齿形带机构连接的牵引组件；
所述固定架上设有一对滚珠直线导轨，两个滚珠直线导轨分别位于所述齿形带机构的两侧且与所述牵引组件的两端滑动连接；
所述滚珠直线导轨的两端设有位置传感器，所述位置传感器用于限制所述牵引组件的极限位置。
进一步地，所述牵引组件包括与所述滚珠直线导轨滑动连接的牵引安装架，及设于所述牵引安装架上的手指气缸，所述手指气缸位于所述牵引安装架的端部且活动端朝下设置，所述手指气缸上设有用于感应软管的接近感应开关。
进一步地，所述手指气缸靠近所述固定架的侧壁上设有摄像头，所述固定架上设有与所述摄像头位置对应的刻度线，所述摄像头与刻度线用于确定软管的切割长度。
进一步地，所述固定架的一侧设有卸料组件，所述卸料组件包括固定在所述机架上的两个固定板，及连接两个所述固定板侧壁的挡板，每一所述固定板的内侧壁上对应位置设有卸料气缸，两个所述卸料气缸的活动端朝上设置且通过推板连接；
所述推板和挡板位于所述手指气缸的正下方，用于承接切割后的软管；
所述推板包括相连接的侧板和底板，所述底板为倾斜状，且倾斜底部与所述挡板的侧壁抵靠。
附图说明
图1为本发明一实施例中不锈钢金属软管自动化切割机的结构示意图；
图2为图1中送料机构、切割机构和分离机构在机架上的安装示意图；
图3为图1中切割机构在机架上的安装示意图；
图4为图1中送料机构和分离机构在机架上的安装示意图；
图5为图1中A处的放大示意图；
图6为本发明中气压控制回路的示意图。
主要元件符号说明：
机架 10 送料机构 11
送料支架 111 送料电机 112
主动送料滑轮 113 送料压紧气缸 114
压紧安装架 115 压紧送料滑轮 116
切割机构 12 安装支架 121
安装板 122 切割导轨 123
切割电机 124 升降气缸 125
切割刀具 126 分离机构 13
下分离支架 131 分离气缸 132
上分离支架 133 下分离压辊 134
上分离压辊 135 分离电机 136
牵引与长度确定机构 14 固定架 141
牵引驱动电机 142 齿形带机构 143
牵引组件 144 牵引安装架 1441
手指气缸 1442 滚珠直线导轨 145
卸料组件 146 固定板 1461
挡板 1462 卸料气缸 1463
推板 1464 压紧机构 15
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1和图2，本发明一实施例中提供的一种不锈钢金属软管自动化切割机，包括机架10，所述机架10上依序设有送料机构11，切割机构12，分离机构13，及牵引与长度确定机构14，所述切割机构12与送料机构11之间、所述切割机构12与分离机构13之间分别设有压紧机构15。
需要说明的是，本发明中，所述机架10分上中下三层框架结构组成，上层用于安装所述送料机构11、切割机构12、分离机构13、牵引与长度确定机构14和压紧机构15，中层用于放置切割好的软管，并安装控制面板，下层用于安装气压控制部件和电器组件。
请参阅图1至图3，所述切割机构12包括设于所述机架10上的安装支架121和安装板122，所述安装支架121上横向设有用于放置软管的切割导轨123，所述安装板122的顶部设有切割电机124、底部连接升降气缸125，所述切割电机124的驱动轴连接延伸至所述切割导轨123上方的切割刀具126，两个所述压紧机构15安装在所述安装支架121上且分别位于所述切割刀具126的两侧，当进行切割时，两个所述压紧机构15将软管压在所述切割导轨123上，所述升降气缸125带动所述安装板122下降，所述切割电机124驱动所述切割刀具126对软管的顶部进行预设深度轴向切割，所述分离机构13对切割后的软管进行旋转分离以形成两段软管。
需要说明的是，现有技术中采用径向切割方式形成的切口，此种切口易形成锋利的尖刺，容易对后期工序的操作人员的安全造成危害。本发明中，软管的螺旋支撑管壁的中间处为本发明中采用轴向切割方式形成的轴向切口，即通过所述切割刀具126对软管的顶部进行预设深度轴向切割，使得对软管的螺旋支撑管壁进行轴向切割，切断处不会产生尖锐或锋利切口，不会对后期工序的操作人员的安全造成危害，有利于下一道工序加工的进行。
进一步地，由于切割时，所述切割刀具126会对软管施加一定的压力，为了使软管不发生窜动，所以通过两个所述压紧机构15对软管进行压紧。
此外，在切割完后，虽然软管的螺旋支撑管壁被切断了，但是相邻的螺旋支撑管壁之间的可伸缩连接部位还连接在一起，所以需要通过所述分离机构13对切割后的软管进行旋转分离以形成两段软管。
在本发明一优选实施例中，当所述切割刀具126对软管的顶部进行预设深度轴向切割时，沿软管轴向的切割长度不小于软管的螺旋支撑管壁的节距与直径之和，因为该长度尺寸为切断软管的最小尺寸。
请参阅图2和图4，所述分离机构13包括固设于所述机架10上的下分离支架131，和通过两个分离气缸132与所述机架10连接的上分离支架133，所述分离气缸132用于带动所述上分离支架133进行升降，且两个所述分离气缸132分别位于所述下分离支架131的两侧；
所述下分离支架131上设有两个平行设置的下分离压辊134，两个所述下分离压辊134之间形成与所述切割导轨123位置对应的分离导轨；
所述上分离支架133的底部设有与所述下分离压辊134平行的上分离压辊135、顶部设有分离电机136，所述上分离压辊135位于两个所述下分离压辊134的上方中部，所述分离电机136通过分离同步带驱动所述上分离压辊135。
需要明确的是，本发明中，当所述切割刀具126对软管的顶部进行预设深度轴向切割后，靠近所述分离机构13的压紧机构15向上回退，所述分离气缸132带动所述上分离支架133下降，所述分离电机136驱动所述上分离压辊135对切割后的软管进行旋转分离以形成两段软管，且靠近所述送料机构11的压紧机构15仍压紧软管，使得切口的两端均被压紧，以便于切口部位的塑料被分离。
在本发明一优选实施例中，所述下分离支架131的中间处形成圆弧凹陷，所述圆弧凹陷承接所述分离导轨和切割导轨123，以便于软管从所述切割导轨123进入所述分离导轨中。
具体的，本发明中，所述压紧机构15为切割压紧气缸，该切割压紧气缸的活动末端朝向所述切割导轨123设置，以便于在轴向切割时对软管进行压紧。
请参阅图2和图4，所述送料机构11包括固定在所述机架10上的送料支架111和送料电机112，所述送料支架111的底部设有与所述送料电机112连接的主动送料滑轮113、顶部设有送料压紧气缸114，所述送料压紧气缸114的活动端穿过所述送料支架111顶部与压紧安装架115连接，所述压紧安装架115中设有压紧送料滑轮116，所述主动送料滑轮113与所述压紧送料滑轮116将软管压住进行送料。
需要说明的是，由于软管可任意弯曲，所以所述送料机构11采用主动送料滑轮113和压紧送料滑轮116进行搭配送料。同时为了不影响后期软管在切割时，切割长度的确定，在送完一定长度的软管之后，所述送料机构11必须松开软管，使其处于不受力状态。
请参阅图1，所述牵引与长度确定机构14包括固定架141，设于所述固定架141上的牵引驱动电机142，与所述牵引驱动电机142连接的齿形带机构143，及与所述齿形带机构143连接的牵引组件144；
所述固定架141上设有一对滚珠直线导轨145，两个滚珠直线导轨145分别位于所述齿形带机构143的两侧且与所述牵引组件144的两端滑动连接，以确保所述牵引组件144在移动过程中的稳定性，避免所述牵引组件144两端的位置发生偏移，影响长度的确定；
所述滚珠直线导轨145的两端设有位置传感器，所述位置传感器用于限制所述牵引组件144的极限位置。
需要明确的是，本发明中，由于软管存在一定的伸缩性，所以在确定长度时，需要对软管施加一定的牵引力，使软管处于拉伸状态。
请参阅图1，所述牵引组件144包括与所述滚珠直线导轨145滑动连接的牵引安装架1441，及设于所述牵引安装架1441上的手指气缸1442，所述手指气缸1442位于所述牵引安装架1441的端部且活动端朝下设置，所述手指气缸1442上设有用于感应软管的接近感应开关。
具体的，本发明中，开始进行上料时，所述手指气缸1442位于靠近所述分离机构13一侧的极限位置。当软管由所述分离机构13进入所述牵引与长度确定机构14、并被所述接近感应开关感应到时，所述手指气缸1442将软管夹紧并朝向另一侧的极限位置方向进行移动。
进一步地，所述手指气缸1442靠近所述固定架141的侧壁上设有摄像头，所述固定架141上设有与所述摄像头位置对应的刻度线，所述摄像头与刻度线用于确定软管的切割长度。
请参阅图1和图5，所述固定架141的一侧设有卸料组件146，所述卸料组件146包括固定在所述机架10上的两个固定板1461，及连接两个所述固定板1461侧壁的挡板1462，每一所述固定板1461的内侧壁上对应位置设有卸料气缸1463，两个所述卸料气缸1463的活动端朝上设置且通过推板1464连接；
所述推板1464和挡板1462位于所述手指气缸1442的正下方，用于承接切割后的软管。
需要说明的是，本发明中，在切割动作完成后，所述手指气缸1442夹紧软管并移动至左边的极限位置处，使切割出的软管完全处于卸料组件146的上方，所述手指气缸1442松开，切割出的软管掉落至所述推板1464和挡板1462之间。然后，所述卸料气缸1463带动所述推板1464上升，所述推板1464将软管从所述挡板1462的顶部推出。
在本发明一优选实施例中，所述推板1464包括相连接的侧板和底板，所述底板为倾斜状，且倾斜底部与所述挡板1462的侧壁抵靠，这样设置可以使得软管在自身外形结构的作用下，在卸料时，从所述底板中滚落。
请参阅图6，本发明中，为了便于调节气缸动作的速度，每个气缸都安装了调速阀。本发明选用可编程逻辑控制器(PLC)对该系统进行控制。本发明的控制系统需要对三个步进电机进行控制，因此CPU需要具有三路高速脉冲输出。
具体的，本发明选用西门子S7-200 SMART PLC对该设备进行控制。
本发明的控制系统的I/0分配，根据实际控制要求，和西门子S7-200SMART PLC的输出接口的特性，进行I/O分配。I/O分配如表1所示。
表1 I/O分配表
Figure BDA0002472288440000091
本发明工作时流程如下所述：
(1)当人工将软管放入所述主动送料滑轮113与所述压紧送料滑轮116之间后，按下上料按钮，送料压紧气缸114运动，将软管压紧在所述主动送料滑轮113与所述压紧送料滑轮116之间，同时切割电机124启动；
(2)按下开始切割按钮，送料机构11中的送料电机112启动，软管开始向前输送；
(3)当手指气缸1442旁的接近开关感应到软管之后，手指气缸1442的气动手指夹紧，送料电机停止，牵引与长度确定机构14中的牵引驱动电机142启动，使得牵引组件144向左运动至设定长度；
(4)当牵引组件144继续向左运动，使得软管牵引至所设定的长度，两个切割压紧气缸下压对软管进行压紧；
(5)切割压紧气缸动作之后0.5s，升降气缸125带动安装板122下降，切割电机124驱动切割刀具126对软管的顶部进行预设深度轴向切割，并在1s后回退；
(6)完成切割后，左侧的切割压紧气缸回退；
(7)分离电机136启动，同时两个分离气缸132同时动作，使上分离压辊135下压，带动左边的软管旋转，完成软管从切口处分离；
(8)两个分离气缸132回退，右侧的切割压紧气缸回退；
(9)牵引驱动电机142再次启动，使牵引组件144再次向左运动至最大行程，手指气缸1442的气动手指松开，使切割出的软管掉落至推板1464和挡板1462之间；
(10)手指气缸1442的气动手指松开后，牵引驱动电机142反转回原位带动牵引组件144向右移动至原位，同时，卸料气缸1463动作，使切割出的软管整齐下落以便收集；
(11)当整个设备的控制按钮旋转至自动运行状态时，按下启动按钮其按上述(1)-(10)步骤自动循环运行；
(12)按下停止按钮，机构退后原位并停止，按下急停按钮，机构瞬间停止运行。
综上，本发明所述不锈钢金属软管自动化切割机中，由于通过所述切割刀具126对软管的顶部进行预设深度轴向切割，使得切断处不会产生尖锐或锋利切口，不会对后期工序的操作人员的安全造成危害，有利于下一道工序加工的进行。此外，整个加工过程自动完成，提高了不锈钢金属软管长度的一致性，提高了产品的质量和效率，改善工作环境降低了操作人员的劳动强度。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种不锈钢金属软管自动化切割机，包括机架，其特征在于：所述机架上依序设有送料机构，切割机构，分离机构，及牵引与长度确定机构，所述切割机构与送料机构之间、所述切割机构与分离机构之间分别设有压紧机构；
所述切割机构包括设于所述机架上的安装支架和安装板，所述安装支架上横向设有用于放置软管的切割导轨，所述安装板的顶部设有切割电机、底部连接升降气缸，所述切割电机的驱动轴连接延伸至所述切割导轨上方的切割刀具，两个所述压紧机构安装在所述安装支架上且分别位于所述切割刀具的两侧，当进行切割时，两个所述压紧机构将软管压在所述切割导轨上，所述升降气缸带动所述安装板下降，所述切割电机驱动所述切割刀具对软管的顶部进行预设深度轴向切割，所述分离机构对切割后的软管进行旋转分离以形成两段软管。
2.根据权利要求1所述的不锈钢金属软管自动化切割机，其特征在于，当所述切割刀具对软管的顶部进行预设深度轴向切割时，沿软管轴向的切割长度不小于软管的螺旋支撑管壁的节距与直径之和。
3.根据权利要求1所述的不锈钢金属软管自动化切割机，其特征在于，所述分离机构包括固设于所述机架上的下分离支架，和通过两个分离气缸与所述机架连接的上分离支架，所述分离气缸用于带动所述上分离支架进行升降，且两个所述分离气缸分别位于所述下分离支架的两侧；
所述下分离支架上设有两个平行设置的下分离压辊，两个所述下分离压辊之间形成与所述切割导轨位置对应的分离导轨；
所述上分离支架的底部设有与所述下分离压辊平行的上分离压辊、顶部设有分离电机，所述上分离压辊位于两个所述下分离压辊的上方中部，所述分离电机通过分离同步带驱动所述上分离压辊，当所述切割刀具对软管的顶部进行预设深度轴向切割后，靠近所述分离机构的压紧机构向上回退，所述分离气缸带动所述上分离支架下降，所述分离电机驱动所述上分离压辊对切割后的软管进行旋转分离以形成两段软管，且靠近所述送料机构的压紧机构仍压紧软管。
4.根据权利要求3所述的不锈钢金属软管自动化切割机，其特征在于，所述下分离支架的中间处形成圆弧凹陷，所述圆弧凹陷承接所述分离导轨和切割导轨。
5.根据权利要求1所述的不锈钢金属软管自动化切割机，其特征在于，所述压紧机构为切割压紧气缸，所述切割压紧气缸的活动末端朝向所述切割导轨设置。
6.根据权利要求1所述的不锈钢金属软管自动化切割机，其特征在于，所述送料机构包括固定在所述机架上的送料支架和送料电机，所述送料支架的底部设有与所述送料电机连接的主动送料滑轮、顶部设有送料压紧气缸，所述送料压紧气缸的活动端穿过所述送料支架顶部与压紧安装架连接，所述压紧安装架中设有压紧送料滑轮，所述主动送料滑轮与所述压紧送料滑轮将软管压住进行送料。
7.根据权利要求1所述的不锈钢金属软管自动化切割机，其特征在于，所述牵引与长度确定机构包括固定架，设于所述固定架上的牵引驱动电机，与所述牵引驱动电机连接的齿形带机构，及与所述齿形带机构连接的牵引组件；
所述固定架上设有一对滚珠直线导轨，两个滚珠直线导轨分别位于所述齿形带机构的两侧且与所述牵引组件的两端滑动连接；
所述滚珠直线导轨的两端设有位置传感器，所述位置传感器用于限制所述牵引组件的极限位置。
8.根据权利要求7所述的不锈钢金属软管自动化切割机，其特征在于，所述牵引组件包括与所述滚珠直线导轨滑动连接的牵引安装架，及设于所述牵引安装架上的手指气缸，所述手指气缸位于所述牵引安装架的端部且活动端朝下设置，所述手指气缸上设有用于感应软管的接近感应开关。
9.根据权利要求8所述的不锈钢金属软管自动化切割机，其特征在于，所述手指气缸靠近所述固定架的侧壁上设有摄像头，所述固定架上设有与所述摄像头位置对应的刻度线，所述摄像头与刻度线用于确定软管的切割长度。
10.根据权利要求8所述的不锈钢金属软管自动化切割机，其特征在于，所述固定架的一侧设有卸料组件，所述卸料组件包括固定在所述机架上的两个固定板，及连接两个所述固定板侧壁的挡板，每一所述固定板的内侧壁上对应位置设有卸料气缸，两个所述卸料气缸的活动端朝上设置且通过推板连接；
所述推板和挡板位于所述手指气缸的正下方，用于承接切割后的软管；
所述推板包括相连接的侧板和底板，所述底板为倾斜状，且倾斜底部与所述挡板的侧壁抵靠。
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