CN111496894B - 一种切断机构、切断机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切断机构、切断机及其控制方法，所述切断机构与送料机构、夹持机构和下料机构共同构成切断机，切断机构包括内锥板、切刀组件、内锥板驱动组件，切刀组件包括切刀、切刀固定板、切刀底座、直线导轨Ⅱ、直线滑块Ⅱ、复位弹簧及轴承Ⅱ，切刀固定于切刀固定板上，切刀固定板、切刀底座、直线滑块Ⅱ相互连接，直线滑块设于于直线导轨Ⅱ上，切刀底座上还连接有便于其复位的复位弹簧，轴承Ⅱ的外圈靠近内锥板的锥面设置，内锥板在移动的过程中通过挤压轴承Ⅱ进而带动切刀进行伸缩运动。本发明能够实现软质管材断面高平行度切断，同时采用自动控制便于实现自动化切断，降低用工负荷、提高产品质量及工作效率。

Description

一种切断机构、切断机及其控制方法

技术领域

本发明属于机械自动化技术领域，涉及一种切断机，具体是一种可实现切面高度平行的切断机。

背景技术

管材作为常用材料，包括多种材质，例如橡胶管、塑料管、钢管、铝管等等，随着产业升级及技术进步，各应用场景中对管材切断长度及切面平行度均提出了相当高的要求，在管材切断过程中尤其是橡胶管、塑料管等材质偏软的管材，切断过程中极难实现高平行度。而钢、铝、铜等材质硬管实现高平行度裁切只能依靠车床等专用机床，效率较低。随着国内经济的快速发展尤其是汽车工业的快速发展，胶管已经成为日常生活和工业发展中不可缺少的材料。胶管生产过程中，如果能够实现软质管材断面的高平行度切断，将能大大提高后续加工的产品质量。。

发明内容

本发明的目的是是针对上述问题，提供一种切断机及其控制方法，该切断机可实现高平行度裁切橡胶管、塑料管，同时对钢、铜、铝等金属材质硬管也能进行高平行度、高裁切效率的切断。

本发明采取的技术方案是之一是：一种切断机构，其包括内锥板、切刀组件、内锥板驱动组件，所述切刀组件包括切刀、切刀固定板、切刀底座、直线导轨Ⅱ、直线滑块Ⅱ、复位弹簧及轴承Ⅱ，所述切刀固定于切刀固定板上，所述切刀固定板安装于切刀底座上，所述切刀底座安装于直线滑块Ⅱ上，所述直线滑块连接于直线导轨Ⅱ上，所述直线导轨Ⅱ安装于法兰盘上，所述切刀底座的两侧安装有拉伸勾，所述拉伸勾上连接有复位弹簧，所述复位弹簧两端分别连接拉伸勾和固定勾，所述轴承Ⅱ与切刀底座或直线滑块Ⅱ连接，并且轴承Ⅱ的外圈靠近内锥板的锥面设置，所述内锥板通过内锥板驱动组件的带动进行前后移动，并在移动的过程中通过挤压轴承Ⅱ进而带动切刀进行伸缩运动。

进一步的，所述内锥板驱动组件包括滑动底座、伺服电机Ⅱ、滚珠丝杆、丝杆滑块、直线导轨Ⅰ、直线滑块Ⅰ，所述内锥板固定于滑动底座上部，所述滑动底座下部安装有直线滑块Ⅰ，所述直线滑块Ⅰ连接在直线导轨Ⅰ上，所述直线导轨Ⅰ固定于主机架上，同时所述滑动底座下部还固定连接有丝杆滑块，所述丝杆滑块穿过主机架台板上的滑动槽连接在滚珠丝杆上，所述滚珠丝杆安装于伺服电机Ⅱ的转动轴上，所述伺服电机Ⅱ固定于主机架的台板下部。

进一步的，所述法兰盘与法兰中空转动轴连接，所述法兰中空转动轴包括转轴、轴承Ⅰ、皮带轮，所述转轴的一端连接法兰盘，并且其外圆面与轴承Ⅰ内圈配合安装，所述轴承Ⅰ外圈与轴座配合安装，所述皮带轮安装于转轴的另一端，并且皮带轮上设有传动皮带，所述传动皮带两端连接皮带轮与主电机。

本发明采取的技术方案是之二是：一种切断机，其包括上述方案一的切断机构，同时还包括送料机构，夹持机构和下料机构。

进一步的，所述送料机构包括支架Ⅰ、压紧气缸Ⅰ、伺服电机Ⅰ、同步带、同步轮Ⅰ、同步轮Ⅱ，压紧轮Ⅰ和光电开关，所述支架Ⅰ安装于主机架上，所述支架Ⅰ包括上安装架和下安装架，所述压紧气缸Ⅰ固定于上安装架上，并且压紧气缸Ⅰ的气缸轴前端安装有压紧轮，所述伺服电机Ⅰ固定于下安装架上，伺服电机Ⅰ的旋转轴前端安装有同步轮Ⅰ，所述同步轮Ⅰ、同步轮Ⅱ安装在同步轮底座上，所述同步轮底座安装于下安装架上，所述同步带连接同步轮Ⅰ和同步轮Ⅱ，所述光电开关安装在上安装架的立柱上，并且光电开关的探测方向朝向同步轮的轴向一侧。

进一步的，所述夹持机构包括安装板和三爪卡盘组成，所述安装板固定于主机架上，所述三爪卡盘背面固定于安装板上，并且三爪卡盘正面朝向切断机构。

进一步的，所述下料机构包括压紧气缸Ⅱ、支架Ⅱ、压紧轮Ⅱ、安装座Ⅰ、主动拖轮、安装座Ⅱ、下料电机，所述压紧气缸Ⅱ安装于支架Ⅱ上部，并且压紧气缸Ⅱ的气缸轴前端安装有安装座Ⅰ，所述安装座Ⅰ内侧安装有压紧轮Ⅱ，所述主动拖轮安装于安装座Ⅱ内侧，所述安装座Ⅱ固定于支架Ⅱ的下方，所述主动拖轮的轮轴一侧与下料电机的输出轴相连接，所述下料电机安装于支架Ⅱ下方，下料电机驱动主动拖轮进行转动。

本发明采取的技术方案是之三是：一种切断机的控制方法，其包括以下步骤：

步骤1：开机启动后，主电机开机运转，主电机启动后控制器输出显示设备待料；

步骤2：上料后，当物料推进至光电开关处，光电开关检测到物料，然后输入信号给控制器，控制器收到物料到位信号后，输出信号控制压紧气缸Ⅰ压紧，同时伺服电机Ⅰ旋转，将物料送入夹持机构；

步骤3：当伺服电机Ⅰ送入长度达到设定长度后，输入信号给控制器，控制器输出信号控制夹持机构夹紧管材，压紧气缸Ⅰ松开，同时输出信号控制伺服电机Ⅱ旋转，进而带动内锥板向夹持机构一侧运动，运动过程中内锥板锥面一侧同切刀组件的轴承Ⅱ外圈接触，通过锥面带动切刀组件向圆心一侧运动进刀，同时法兰中空转动轴不停旋转，带动切刀转圈并切断管材；

步骤4：伺服电机Ⅱ带动内锥板到设定位置后，输入到位信号给控制器，控制器输出控制伺服电机Ⅱ反转，带动内锥板复位，复位过程中随锥面变化，切刀组件在复位弹簧(39)作用下逐步复位；

步骤5：伺服电机Ⅱ复位完成后，输入信号给控制器，控制器输出信号控制夹紧气缸Ⅱ压紧管材，同时下料电机动作将切断后的管材下料移出。

步骤6：重复步骤2至步骤6

本发明的有益效果是：本发明切断机及控制方法能够实现软质管材断面高平行度切断，同时采用自动控制便于实现自动化切断，降低用工负荷、提高产品质量及工作效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的切断机构是示意图。

图中标记为：1-主机架；2-送料机构；3-夹持机构；4-切断机构；5-下料机构；6-支架Ⅰ；7-压紧气缸Ⅰ；8、伺服电机Ⅰ；9-同步带；10-同步轮；11-压紧轮Ⅰ；12-光电开关；13-上安装架；14-下安装架；15-同步轮固定座；16-安装板；17-三爪卡盘；18-内锥板；19-切刀组件；20-法兰中空转动轴；21-轴座；22-主电机；23-滑动底座；24-伺服电机Ⅱ；25-滚珠丝杆；26-丝杆滑块；27-直线导轨Ⅰ；28-直线滑块Ⅰ；29-法兰盘；30-转轴；31-轴承；32-皮带轮；33-传动皮带；34-切刀；35-固定板；36-切刀底座；37-直线导轨Ⅱ；38-直线滑块Ⅱ；39-弹簧；40-轴承Ⅱ；41-拉伸勾；42-固定勾；43-压紧气缸Ⅱ；44-支架Ⅱ；45-压紧轮Ⅱ；46-安装座Ⅰ；47-主动拖轮；48-安装座Ⅱ；49-下料电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例一。

一种切断机构，其包括内锥板18、切刀组件19、内锥板驱动组件，所述切刀组件19包括切刀34、切刀固定板35、切刀底座36、直线导轨Ⅱ37、直线滑块Ⅱ38、复位弹簧39及轴承Ⅱ40组成，所述切刀34固定于切刀固定板35上，所述切刀固定板35安装于切刀底座36上，所述切刀底座36安装于直线滑块Ⅱ37上，所述直线滑块37连接于直线导轨Ⅱ38上，所述直线导轨Ⅱ38安装于法兰盘29上，所述切刀底座36的两侧安装有拉伸勾41，所述拉伸勾41上连接有复位弹簧39，所述复位弹簧39两端分别连接拉伸勾41和固定勾42，所述轴承Ⅱ40与切刀底座36或直线滑块Ⅱ38连接，并且轴承Ⅱ40的外圈靠近内锥板18的锥面设置，所述内锥板18通过内锥板驱动组件的带动进行前后移动，并在移动的过程中通过挤压轴承Ⅱ40进而带动切刀34进行伸缩运动。

本实施例中，所述内锥板驱动组件包括滑动底座23、伺服电机Ⅱ24、滚珠丝杆25、丝杆滑块26、直线导轨Ⅰ27、直线滑块Ⅰ28，所述内锥板18固定于滑动底座23上部，所述滑动底座23下部安装有直线滑块Ⅰ26，所述直线滑块Ⅰ26连接在直线导轨Ⅰ27上，所述直线导轨Ⅰ27固定于主机架1上，同时所述滑动底座23下部还固定连接有丝杆滑块26，所述丝杆滑块26穿过主机架台板上的滑动槽连接在滚珠丝杆25上，所述滚珠丝杆25安装于伺服电机Ⅱ24的转动轴上，所述伺服电机Ⅱ24固定于主机架1的台板下部。

本实施例中，所述法兰盘29与法兰中空转动轴20连接，所述法兰中空转动轴20包括转轴30、轴承Ⅰ31、皮带轮32，所述转轴30的一端连接法兰盘29，并且其外圆面与轴承Ⅰ31内圈配合安装，所述轴承Ⅰ31外圈与轴座21配合安装，所述皮带轮32安装于转轴30的另一端，并且皮带轮32上设有传动皮带33，所述传动皮带33两端连接皮带轮32与主电机22。

实施例二。

一种切断机，其包括实施例一中的切断机构，同时还包括送料机构，夹持机构和下料机构。

本实施例中，所述送料机构包括支架Ⅰ6、压紧气缸Ⅰ7、伺服电机Ⅰ8、同步带9、同步轮Ⅰ、同步轮Ⅱ，压紧轮Ⅰ11和光电开关12，所述支架Ⅰ6安装于主机架1上，所述支架Ⅰ6包括上安装架13和下安装架14，所述压紧气缸Ⅰ17固定于上安装架13上，并且压紧气缸Ⅰ7的气缸轴前端安装有压紧轮11，所述伺服电机Ⅰ8固定于下安装架14上，伺服电机Ⅰ18的旋转轴前端安装有同步轮Ⅰ，所述同步轮Ⅰ、同步轮Ⅱ安装在同步轮底座15上，所述同步轮底座15安装于下安装架14上，所述同步带9连接同步轮Ⅰ和同步轮Ⅱ，所述光电开关12安装在上安装架13的立柱上，并且光电开关12的探测方向朝向同步轮10的轴向一侧。

本实施例中，所述夹持机构包括安装板16和三爪卡盘17组成，所述安装板16固定于主机架1，所述三爪卡盘17背面固定于安装板16上，并且三爪卡盘17正面朝向切断机构。

本实施例中，所述下料机构包括压紧气缸Ⅱ24、支架Ⅱ44、压紧轮Ⅱ35、安装座Ⅰ46、主动拖轮47、安装座Ⅱ48、下料电机49，所述压紧气缸Ⅱ43安装于支架Ⅱ44上部，并且压紧气缸Ⅱ43的气缸轴前端安装有安装座Ⅰ46，所述安装座Ⅰ46内侧安装有压紧轮Ⅱ45，所述主动拖轮安装47于安装座Ⅱ48内侧，所述安装座Ⅱ48固定于支架Ⅱ44的下方，所述主动拖轮47的轮轴一侧与下料电机49的输出轴相连接，所述下料电机49安装于支架Ⅱ48下方，下料电机49驱动主动拖轮进行转动。

实施例三。

一种切断机的控制方法，其包括以下步骤：

步骤1：开机启动后，主电机开机运转，主电机启动后控制器输出显示设备待料；

步骤2：上料后，当物料推进至光电开关处，光电开关检测到物料，然后输入信号给控制器，控制器收到物料到位信号后，输出信号控制压紧气缸Ⅰ压紧，同时伺服电机Ⅰ旋转，将物料送入夹持机构；

步骤3：当伺服电机Ⅰ送入长度达到设定长度后，输入信号给控制器，控制器输出信号控制夹持机构夹紧管材，压紧气缸Ⅰ松开，同时输出信号控制伺服电机Ⅱ旋转，进而带动内锥板向夹持机构一侧运动，运动过程中内锥板锥面一侧同切刀组件的轴承Ⅱ外圈接触，通过锥面带动切刀组件向圆心一侧运动进刀，同时法兰中空转动轴不停旋转，带动切刀转圈并切断管材；

步骤4：伺服电机Ⅱ带动内锥板到设定位置后，输入到位信号给控制器，控制器输出控制伺服电机Ⅱ反转，带动内锥板复位，复位过程中随锥面变化，切刀组件在复位弹簧(39)作用下逐步复位；

步骤5：伺服电机Ⅱ复位完成后，输入信号给控制器，控制器输出信号控制夹紧气缸Ⅱ压紧管材，同时下料电机动作将切断后的管材下料移出。

步骤6：重复步骤2至步骤6

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种切断机构，其特征在于，包括内锥板、切刀组件、内锥板驱动组件，所述切刀组件包括切刀、切刀固定板、切刀底座、直线导轨Ⅱ、直线滑块Ⅱ、复位弹簧及轴承Ⅱ，所述切刀固定于切刀固定板上，所述切刀固定板安装于切刀底座上，所述切刀底座安装于直线滑块Ⅱ上，所述直线滑块连接于直线导轨Ⅱ上，所述直线导轨Ⅱ安装于法兰盘上，所述切刀底座的两侧安装有拉伸勾，所述拉伸勾上连接有复位弹簧，所述复位弹簧两端分别连接拉伸勾和固定勾，所述轴承Ⅱ与切刀底座或直线滑块Ⅱ连接，并且轴承Ⅱ的外圈靠近内锥板的锥面设置，所述内锥板通过内锥板驱动组件的带动进行前后移动，并在移动的过程中通过挤压轴承Ⅱ进而带动切刀进行伸缩运动；

所述内锥板驱动组件包括滑动底座、伺服电机Ⅱ、滚珠丝杆、丝杆滑块、直线导轨Ⅰ、直线滑块Ⅰ，所述内锥板固定于滑动底座上部，所述滑动底座下部安装有直线滑块Ⅰ，所述直线滑块Ⅰ连接在直线导轨Ⅰ上，所述直线导轨Ⅰ固定于主机架上，同时所述滑动底座下部还固定连接有丝杆滑块，所述丝杆滑块穿过主机架台板上的滑动槽连接在滚珠丝杆上，所述滚珠丝杆安装于伺服电机Ⅱ的转动轴上，所述伺服电机Ⅱ固定于主机架的台板下部；

所述法兰盘与法兰中空转动轴连接，所述法兰中空转动轴包括转轴、轴承Ⅰ、皮带轮，所述转轴的一端连接法兰盘，并且其外圆面与轴承Ⅰ内圈配合安装，轴承Ⅰ外圈与轴座配合安装，所述皮带轮安装于转轴的另一端，并且皮带轮上设有传动皮带，所述传动皮带两端连接皮带轮与主电机。

2.一种切断机，其特征在于，包括权利要求1中所述的切断机构，同时还包括送料机构，夹持机构和下料机构；

所述送料机构包括支架Ⅰ、压紧气缸Ⅰ、伺服电机Ⅰ、同步带、同步轮Ⅰ、同步轮Ⅱ，压紧轮Ⅰ和光电开关，所述支架Ⅰ安装于主机架上，所述支架Ⅰ包括上安装架和下安装架，所述压紧气缸Ⅰ固定于上安装架上，并且压紧气缸Ⅰ的气缸轴前端安装有压紧轮，所述伺服电机Ⅰ固定于下安装架上，伺服电机Ⅰ的旋转轴前端安装有同步轮Ⅰ，所述同步轮Ⅰ、同步轮Ⅱ安装在同步轮底座上，所述同步轮底座安装于下安装架上，所述同步带连接同步轮Ⅰ和同步轮Ⅱ，所述光电开关安装在上安装架的立柱上，并且光电开关的探测方向朝向同步轮的轴向一侧；

所述夹持机构包括安装板和三爪卡盘组成，所述安装板固定于主机架上，所述三爪卡盘背面固定于安装板上，并且三爪卡盘正面朝向切断机构；

所述下料机构包括压紧气缸Ⅱ、支架Ⅱ、压紧轮Ⅱ、安装座Ⅰ、主动拖轮、安装座Ⅱ、下料电机，所述压紧气缸Ⅱ安装于支架Ⅱ上部，并且压紧气缸Ⅱ的气缸轴前端安装有安装座Ⅰ，所述安装座Ⅰ内侧安装有压紧轮Ⅱ，所述主动拖轮安装于安装座Ⅱ内侧，所述安装座Ⅱ固定于支架Ⅱ的下方，所述主动拖轮的轮轴一侧与下料电机的输出轴相连接，所述下料电机安装于支架Ⅱ下方，下料电机驱动主动拖轮进行转动。

3.一种切断机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：开机启动后，主电机开机运转，主电机启动后控制器输出显示设备待料；

步骤2：上料后，当物料推进至光电开关处，光电开关检测到物料，然后输入信号给控制器，控制器收到物料到位信号后，输出信号控制压紧气缸Ⅰ压紧，同时伺服电机Ⅰ旋转，将物料送入夹持机构；

步骤3：当伺服电机Ⅰ送入长度达到设定长度后，输入信号给控制器，控制器输出信号控制夹持机构夹紧管材，压紧气缸Ⅰ松开，同时输出信号控制伺服电机Ⅱ旋转，进而带动内锥板向夹持机构一侧运动，运动过程中内锥板锥面一侧同切刀组件的轴承Ⅱ外圈接触，通过锥面带动切刀组件向圆心一侧运动进刀，同时法兰中空转动轴不停旋转，带动切刀转圈并切断管材；

步骤4：伺服电机Ⅱ带动内锥板到设定位置后，输入到位信号给控制器，控制器输出控制伺服电机Ⅱ反转，带动内锥板复位，复位过程中随锥面变化，切刀组件在复位弹簧（39）作用下逐步复位；

步骤5：伺服电机Ⅱ复位完成后，输入信号给控制器，控制器输出信号控制夹紧气缸Ⅱ压紧管材，同时下料电机动作将切断后的管材下料移出。

步骤6：重复步骤2至步骤6。

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