CN113245612A - 一种管材自动切割设备及管材切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管材自动切割设备及管材切割方法，属于机械切割技术领域。设备包括工作台；切割单元，其设于工作台中部，执行管材切割动作；夹具，其设于工作台中部顶面，夹具位于切割单元前方，夹持待切割管材；上料单元，其设于夹具一侧的工作台顶面，上料单元沿朝向夹具的方向输送待切割管材；送料单元，其设于夹具另一侧的工作台顶面，送料单元沿远离夹具的方向输送切割后管材。本发明将待切割管材放置于上料单元，启动上料，将管材输送至夹具自动夹紧后，切割单元完成切割动作，切割后的管材由送料单元完成送料，整个过程自动化完成，切割加工效率高，由于过程无需人工操作，大大增加了人员安全性。

Description

一种管材自动切割设备及管材切割方法

技术领域

本发明属于机械切割技术领域，更具体地说，涉及一种管材自动切割设备及管材切割方法。

背景技术

管材加工过程中，往往需要将管材先进行切割才能便于后续的焊接、抛光、打磨等工序，而现有技术中管材切割过程往往是依靠切管机进行，其工作过程简单来说是手动将管材的端部伸入机床内，机床上的控制器通过驱动器驱使卡盘夹紧管材，然后机床的驱动电机带动管材旋转，最终通过径向进给的切刀切断管材，完成管材的切割。

现有的切管设备，自动化程度低，管材的上料、送料过程基本都由人工完成，效率低下，对于管材切割长度的测量，人工测量质量参差不齐，误差因素较大，一些生产场景中，通过固定的板条阻挡来进行切割长度的控制，但是切管机一运行，管材和板条之间就会产生剧烈的摩擦，一旦切割管材就有可能造成管材飞出伤人事件，存在安全隐患。

经检索，中国专利公开号：CN 105345128 A；公开日：2016年2月24日；公开了一种自动切管机，包括机架，机架上设有用于切断管件的裁切装置，机架近裁切装置的进料端上设有用于托举管件的导向机构，机架近裁切装置的出料端上设有当裁切装置复位时拉动管件的待切割端沿自身轴向移动至待加工位置的进料机构。该申请案的切管机相比于现有技术的切管机，自动化程度更高，上料下料均可自动进行，但该申请案的切管机结构复杂，设备成本高，对管材切割长度的控制复杂，且准确度不高。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，根据本发明的一方面，提供了一种管材自动切割设备，包括：

工作台；

切割单元，其设于工作台中部，执行管材切割动作；

夹具，其设于工作台中部顶面，夹具位于切割单元前方，夹持待切割管材；

上料单元，其设于夹具一侧的工作台顶面，上料单元沿朝向夹具的方向输送待切割管材；

送料单元，其设于夹具另一侧的工作台顶面，送料单元沿远离夹具的方向输送切割后管材。

根据本发明实施例的管材自动切割设备，可选地，所述工作台中部顶面贯穿开设有让位孔；

所述切割单元包括：

铰接座一，其固定连接于工作台中部顶面边沿处，让位孔位于铰接座一前方；

切割机，其一端底部与铰接座一铰接，另一端为刀片端朝向工作台前方布置；

气缸一，其底部通过铰接座二铰接于让位孔正下方的工作台底部，气缸一顶部伸缩杆从让位孔中伸出并与切割机中部底面铰接。

根据本发明实施例的管材自动切割设备，可选地，所述夹具包括：

底座，其固定连接于工作台中部顶面；

定夹爪，其固定于底座顶面后端；

动夹爪，其活动置于定夹爪前方，动夹爪与定夹爪形状相同且相互对称式布置；

端板，其竖直固定于底座前方的工作台顶面；

气缸二，其固定于端板前端面，气缸二的伸缩端穿过端板并与动夹爪前端面传动连接。

根据本发明实施例的管材自动切割设备，可选地，所述定夹爪和动夹爪相向面的中部，均向内凹陷形成有夹持槽，夹持槽呈侧置的V型；

所述定夹爪和动夹爪顶面对应于切割机刀片端的位置，均向下凹陷形成有切割让位槽。

根据本发明实施例的管材自动切割设备，可选地，所述上料单元包括：

托料板，其水平布置在工作台一端顶面，朝向夹具布置，托料板呈V型；

安装架，其布置于托料板与夹具之间的工作台顶面上；

主动辊，其转动连接于安装架上；

从动辊，其转动连接于安装架上，从动辊位于主动辊下方，从动辊与主动辊之间留有供管材伸出的空隙；

驱动电机，其固定于安装架一侧，驱动电机的输出端与主动辊通过皮带传动组件传动连接。

根据本发明实施例的管材自动切割设备，可选地，所述上料单元还包括张紧组件，其包括：

凹槽一，其水平开设于安装架固定有驱动电机的一侧，凹槽一朝向驱动电机所在方向；

固定块一，其固定于凹槽一槽顶位置处，固定块一中部水平贯穿开设有螺纹孔；

活动块一，其与凹槽一滑动连接；

张紧轮，其转动连接于活动块一一侧，张紧轮与皮带传动组件的皮带内侧面接触；

调节螺杆一，其与固定块一螺纹连接，调节螺杆一一端与活动块一传动连接。

根据本发明实施例的管材自动切割设备，可选地，所述上料单元还包括调整组件，其包括：

凹槽二，其竖直向下开设于安装架两侧的顶部；

固定块二，其固定于凹槽二槽顶位置处，固定块二中部竖置贯穿开设有螺纹孔；

活动块二，其与凹槽二滑动连接，主动辊的两端与活动块二转动连接；

调节螺杆二，其与固定块二螺纹连接，调节螺杆二一端与活动块二传动连接。

根据本发明实施例的管材自动切割设备，可选地，所述送料单元与上料单元结构相同，送料单元与上料单元相对称布置于夹具两侧。

根据本发明实施例的管材自动切割设备，可选地，所述上料单元还包括旋转编码器，其固定于安装架另一侧，旋转编码器的输入轴与从动辊同轴传动连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种管材自动切割方法，步骤如下：

一、适配调节，对上料单元进行调节，调松张紧组件对皮带的张紧度，旋拧调节螺杆二，使主动辊和从动辊的间距与待切割管材管径相匹配，然后旋拧调节螺杆一，张紧皮带，送料单元做相同调节；

二、一次上料，将待切割管材置于上料单元的托料板上，并使主动辊和从动辊之间咬住管端，启动驱动电机，主动辊转动，开始向夹具方向上料，同时旋转编码器开始计数，计数至旋转编码器发出总脉冲为N时停止驱动电机，

N=d×n/L；

其中d为主动辊与从动辊夹持管材处至切割机切割处之间的距离，n为旋转编码器转动一圈发出脉冲数，L为旋转编码器转动一圈管材上料距离；

三、一次切割，一次上料停止驱动电机后，夹具的气缸二启动，动夹爪向定夹爪移动，夹持待切割管材，气缸一启动，同时切割机启动，切割机下降对管材进行一次切割，切割完后动夹爪复位，切割机复位停止；

四、二次上料，再次启动驱动电机，同时旋转编码器重新计数，计数至旋转编码器发出总脉冲为M时停止驱动电机，

M=X×n/L；

其中X为需要切割的管材长度；

五、二次切割，二次上料停止驱动电机后，夹具的气缸二启动，动夹爪向定夹爪移动，夹持待切割管材，气缸一启动，同时切割机启动，切割机下降对管材进行二次切割，切割完后动夹爪复位，切割机复位停止；

六、送料，重复步骤四~五，至当前管材切割完毕或达到需求长度管材数量，对于达到送料单元的主动辊与从动辊之间的管材，送料单元以与上料单元相同的传输速度和频率对管材进行送料。

有益效果

相比于现有技术，本发明的方案至少具备如下有益效果：

（1）本发明的管材自动切割设备，将待切割管材放置于上料单元，启动上料，将管材输送至夹具，夹具自动夹紧后，启动切割单元完成切割动作，管材继续输送至送料单元处时，送料单元的送料速度及启动频率均与上料单元同步，从而对切割后的管材完成送料，整个过程自动化完成，极大的提高了管材切割加工的效率，由于过程无需人工操作，大大增加了人员安全性；

（2）本发明的管材自动切割设备，切割单元的结构紧凑简单，节约了设备占用空间，且能有效完成管材切割动作，效率高；

（3）本发明的管材自动切割设备，夹具的动夹爪向定夹爪合拢夹持后，两者之间形成的空间能对圆形管材形成有效的夹持，并能有效限位管材上下运动的趋势，切割机对管材的切割处位于动夹爪及定夹爪顶面中部位置处，对应切割让位槽的地方，由此，无论是待加工原管材，还是被切割下的管材，均能被有效夹持限位，不会出现管材飞出造成安全隐患的情况；

（4）本发明的管材自动切割设备，上料单元上设有张紧组件，可以及时有效的对皮带传动组件的张紧程度进行调整，确保驱动电机对主动辊的传动效率，确保上料效率；

（5）本发明的管材自动切割设备，上料单元上设有调整组件，可以调整主动辊与从动辊的空隙，从而便于稳定咬入不同管径的管材，提高本切割设备的适用范围，进一步地，调整组件与张紧组件相配合，张紧组件调松皮带后，调整组件调整主动辊高度，然后张紧组件再张紧皮带，在适应不同管径管材调整的同时，能确保皮带最终能有效张紧，且调节方便，上料效率有保障；

（6）本发明的管材自动切割设备，上料单元上旋转编码器的设置能对从动辊的转动圈数进行有效记录，可实时得知管材的上料长度，从而在达到设定长度的同时控制驱动电机停止驱动，由此实现对指定长度管材的切割，长度测量准确；

（7）本发明的管材自动切割方法，操作简单，自动化程度高，在首次使用或首批生产前，确定好各参数及设定值后，即可自动化的对管材进行指定长度的测量切割，还可有效排除误差因素的影响，生产效率高，质量有保证，安全性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图1示出了本发明的管材自动切割设备结构示意图；

图2示出了本发明的管材自动切割设备另一视角结构示意图；

图3示出了本发明的工作台结构示意图；

图4示出了本发明的切割单元结构示意图；

图5示出了本发明的夹具及导料板结构示意图；

图6示出了本发明的定夹爪与动夹爪结构示意图；

图7示出了本发明上料单元的托料板结构示意图；

图8示出了本发明上料单元的传输机构结构示意图；

图9示出了本发明上料单元的传输机构另一视角结构示意图；

图10示出了本发明的管材自动切割设备俯视图；

附图标记：

1、工作台；10、让位孔；11、下料孔；110、集料箱；111、导料板；12、控制单元；

2、切割单元；20、铰接座一；21、切割机；210、刀片端；22、气缸一；23、铰接座二；

3、夹具；30、底座；31、定夹爪；310、夹持槽；311、切割让位槽；32、动夹爪；33、端板；34、气缸二；35、导向块；36、导杆；

4、上料单元；40、托料板；41、安装架；410、凹槽一；411、凹槽二；42、主动辊；420、弧形凹陷；43、从动辊；44、驱动电机；45、皮带传动组件；46、张紧组件；460、固定块一；461、活动块一；462、张紧轮；463、调节螺杆一；47、调整组件；470、固定块二；471、活动块二；472、调节螺杆二；48、旋转编码器；

5、送料单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一”、“二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“前”或者“后”等类似方向限定的词语也不表示绝对的方位限定，而是基于本申请描述的坐标系下，用于区分相对方向的位置描述。

实施例1

本实施例的管材自动切割设备，包括：

工作台1；

切割单元2，其设于工作台1中部，执行管材切割动作；

夹具3，其设于工作台1中部顶面，夹具3位于切割单元2前方，夹持待切割管材；

上料单元4，其设于夹具3一侧的工作台1顶面，上料单元4沿朝向夹具3的方向输送待切割管材；

送料单元5，其设于夹具3另一侧的工作台1顶面，送料单元5沿远离夹具3的方向输送切割后管材。

现有的切割设备主要存在如下弊端，一方面是自动化程度低，上料、切割、送料、测量动作均需要人工逐一完成，会导致管材切割加工效率低下，且切割质量受人为因素影响太大，参差不齐，另一方面人工测量精度难以把握，且测量通常采用的方法致使切割过程中存在安全隐患，本申请的管材自动切割设备，旨在解决上述问题。

如图1和图2所示，本实施例的管材自动切割设备，切割单元2的切割动作，夹具3夹持待切割管材的夹持动作、上料单元4的上料动作以及送料单元5的送料动作均自动控制完成，工作台1上设有控制单元12，用于发出各单元相应动作的控制信号，各单元执行相应动作的机构件均与控制单元12信号连接。

本实施例的管材自动切割设备，使用时，将待切割管材放置于上料单元4，启动上料，将管材输送至夹具3，夹具3自动夹紧后，启动切割单元2完成切割动作，管材继续输送至送料单元5处时，送料单元5的送料速度及启动频率均与上料单元4同步，从而对切割后的管材完成送料，整个过程自动化完成，极大的提高了管材切割加工的效率，由于过程无需人工操作，大大增加了人员安全性。

实施例2

本实施例的管材自动切割设备，在实施例1的基础上做进一步改进，所述工作台1中部顶面贯穿开设有让位孔10；

所述切割单元2包括：

铰接座一20，其固定连接于工作台1中部顶面边沿处，让位孔10位于铰接座一20前方；

切割机21，其一端底部与铰接座一20铰接，另一端为刀片端210朝向工作台1前方布置；

气缸一22，其底部通过铰接座二23铰接于让位孔10正下方的工作台1底部，气缸一22顶部伸缩杆从让位孔10中伸出并与切割机21中部底面铰接。

如图3和图4所示，本实施例的切割单元2切割动作通过本实施例所述的结构实现。

切割机21即为常见的由电机驱动，皮带传动带动刀片转动的切割装置，切割机21的底部有一底盘，底盘的一端与铰接座一20铰接，使得切割机21能绕铰接端转动，底盘的另一端对应切割机21的刀片端210，刀片端210朝向夹具3所在的方向，切割单元2和夹具3均布置在工作台1同一宽度方向上；在切割机21底盘的中部铰接有气缸一22的伸缩端，气缸一22的底部通过铰接座二23铰接于工作台1的底部，工作台1上开设让位孔10供气缸一22的伸缩端穿过，气缸一22启动伸长时，整个切割机21绕铰接座一20上升转动，此时切割机21不启动，不执行切割动作，当需要切割时，夹具3夹持好管材，气缸一22启动收缩，拉动切割机21绕铰接座一20下降转动，同时切割机21启动，刀片转动，切割机21降至夹具3处将夹持好的管材切割，从而完成切割动作。

本实施例的管材自动切割设备，切割单元2的结构紧凑简单，节约了设备占用空间，且能有效完成管材切割动作，效率高。

实施例3

本实施例的管材自动切割设备，在实施例2的基础上做进一步改进，所述夹具3包括：

底座30，其固定连接于工作台1中部顶面；

定夹爪31，其固定于底座30顶面后端；

动夹爪32，其活动置于定夹爪31前方，动夹爪32与定夹爪31形状相同且相互对称式布置；

端板33，其竖直固定于底座30前方的工作台1顶面；

气缸二34，其固定于端板33前端面，气缸二34的伸缩端穿过端板33并与动夹爪32前端面传动连接。

如图1和图5所示，夹具3布置于切割单元2的切割机21下降时刀片所处位置处。

底座30可为长方体钢块，通过焊接或螺接固定在工作台1顶面对应位置处，底座30上开设有若干螺纹孔用于装配定夹爪31等结构件，定夹爪31固定在底座30顶面后端，即底座30顶面靠近切割单元2的一端，动夹爪32位于定夹爪31前方，即远离切割单元2的方向，在底座30的前方固定竖置有一钢板制成的端板33，气缸二34水平固定在端板33上，气缸二34的伸缩端穿过端板33并与动夹爪32远离切割单元2的一端面固定连接，通过气缸二34伸缩端的伸缩来控制动夹爪32靠近或远离定夹爪31，从而实现对管材的夹持固定。

本实施例通过简单的夹具3结构即可有效实现对管材的自动夹持动作。

实施例4

本实施例的管材自动切割设备，在实施例3的基础上做进一步改进，所述定夹爪31和动夹爪32相向面的中部，均向内凹陷形成有夹持槽310，夹持槽310呈侧置的V型；

所述定夹爪31和动夹爪32顶面对应于切割机21刀片端210的位置，均向下凹陷形成有切割让位槽311。

如图5和图6所示，动夹爪32和定夹爪31相向的两端面上分别形成有呈“<”及“>”型的夹持槽310，当动夹爪32向定夹爪31合拢夹持后，两者之间形成的空间能对圆形管材形成有效的夹持，并能有效限位管材上下运动的趋势，切割机21对管材的切割处位于动夹爪32及定夹爪31顶面中部位置处，对应切割让位槽311的地方，由此，无论是待加工原管材，还是被切割下的管材，均能被有效夹持限位，不会出现管材飞出造成安全隐患的情况。

进一步地，本实施例中，在底座30前端顶面固定有导向块35，导向块35沿朝向动夹爪32的方向贯穿开设通孔，设有导杆36活动置于通孔中，导杆36的一端与动夹爪32前端面固定连接，当气缸二34驱动动夹爪32运动时，导杆36可在导向块35的限位下辅助引导动夹爪32沿导杆36长度方向的轨迹运动，从而确保气缸二34驱动下的动夹爪32运动轨迹的稳定，提高夹持效果。

实施例5

本实施例的管材自动切割设备，在实施例4的基础上做进一步改进，所述上料单元4包括：

托料板40，其水平布置在工作台1一端顶面，朝向夹具3布置，托料板40呈V型；

安装架41，其布置于托料板40与夹具3之间的工作台1顶面上；

主动辊42，其转动连接于安装架41上；

从动辊43，其转动连接于安装架41上，从动辊43位于主动辊42下方，从动辊43与主动辊42之间留有供管材伸出的空隙；

驱动电机44，其固定于安装架41一侧，驱动电机44的输出端与主动辊42通过皮带传动组件45传动连接。

托料板40结构如图7所示，托料板40板体纵截面呈V型，可以有效限位待切割管材在托料板40上表面最低处，不会从旁侧滚落，托料板40长度方向沿朝向夹具3的方向布置。

如图8所示，安装架41为竖直的两块竖板构成，两块竖板底部均通过螺栓固定在工作台1上，主动辊42位于两块竖板之间，主动辊42的两轴端分别转动连接在两块竖板上，主动辊42轴线平行于水平面，且主动辊42轴线方向与托料板40长度方向垂直，从动辊43设于主动辊42正下方，从动辊43的两轴端也分别转动连接在安装架41的两块竖板上；本实施例中驱动电机44固定安装于安装架41前侧竖板外侧，皮带传动组件45包括传动连接于驱动电机44输出轴的主动轮、传动连接于主动辊42一轴端的从动轮、若干转动连接于前侧竖板外侧的传动轮，以及张紧环绕于各轮的皮带，驱动电机44启动后，通过皮带的传动，驱动从动轮带动主动辊42转动；主动辊42与从动辊43之间留出恰好供待切割管材通过的空隙，待切割管材咬入空隙中后，主动辊42转动，带动待切割管材向夹具3方向运动，并带动从动辊43转动。

实施例6

本实施例的管材自动切割设备，在实施例5的基础上做进一步改进，所述上料单元4还包括张紧组件46，其包括：

凹槽一410，其水平开设于安装架41固定有驱动电机44的一侧，凹槽一410朝向驱动电机44所在方向；

固定块一460，其固定于凹槽一410槽顶位置处，固定块一460中部水平贯穿开设有螺纹孔；

活动块一461，其与凹槽一410滑动连接；

张紧轮462，其转动连接于活动块一461一侧，张紧轮462与皮带传动组件45的皮带内侧面接触；

调节螺杆一463，其与固定块一460螺纹连接，调节螺杆一463一端与活动块一461传动连接。

如图8所示，张紧组件46用于对皮带传动组件45的皮带进行张紧调节，本实施例中，张紧组件46布置于安装架41前侧竖板靠近夹具3一端，在竖板端部水平开设凹槽一410，凹槽一410长度方向朝向驱动电机44所在方向，固定块一460通过焊接等方式固定连接在凹槽一410槽顶，即竖板的端面处，活动块一461滑动连接于凹槽一410中，可沿凹槽一410长度方向滑动，活动块一461前侧，即同侧于皮带传动组件45所在侧面，转动连接有张紧轮462，皮带传动组件45的皮带环绕于张紧轮462上，调节螺杆一463与固定块一460螺接，调节螺杆一463端部与活动块一461传动连接，通过旋拧调节螺杆一463，可调整调节螺杆一463旋入固定块一460的长度，从而带动活动块一461运动，调整活动块一461靠近或远离驱动电机44的距离，进而实现对皮带的松紧调节。

通过本实施例张紧组件46的设置，可以及时有效的对皮带传动组件45的张紧程度进行调整，确保驱动电机44对主动辊42的传动效率，确保上料效率。

实施例7

本实施例的管材自动切割设备，在实施例6的基础上做进一步改进，所述上料单元4还包括调整组件47，其包括：

凹槽二411，其竖直向下开设于安装架41两侧的顶部；

固定块二470，其固定于凹槽二411槽顶位置处，固定块二470中部竖置贯穿开设有螺纹孔；

活动块二471，其与凹槽二411滑动连接，主动辊42的两端与活动块二471转动连接；

调节螺杆二472，其与固定块二470螺纹连接，调节螺杆二472一端与活动块二471传动连接。

如图8所示，本实施例中调整组件47有两组，安装架41的两块竖板顶部各布置一组，每个竖板顶部均竖直向下开设有凹槽二411，固定块二470固定于凹槽二411槽顶即竖板顶面处，活动块二471可在凹槽二411中滑动，主动辊42的两轴端分别与两组调整组件47的活动块二471转动连接，通过旋拧调节螺杆二472，调节调节螺杆二472旋入固定块二470的长度，进而调整活动块二471的高度，从而调整主动辊42的位置，改变主动辊42与从动辊43之间的空隙大小，以便于不同管径的管材能稳定咬入空隙中。

本实施例的上料单元4设置有调整组件47，可以调整主动辊42与从动辊43的空隙，从而便于稳定咬入不同管径的管材，提高本切割设备的适用范围，进一步地，调整组件47与张紧组件46相配合，张紧组件46调松皮带后，调整组件47调整主动辊42高度，然后张紧组件46再张紧皮带，在适应不同管径管材调整的同时，能确保皮带最终能有效张紧，且调节方便，上料效率有保障。

进一步地，本实施例的主动辊42与从动辊43形状大小均相同，且在主动辊42和从动辊43的中部均沿周向形成弧形凹陷420，由此在对咬入管材进行上料时，能增大与圆形管材的接触面积，有效避免上料过程中待切割管材相对发生窜动影响切割长度的准确性。

实施例8

本实施例的管材自动切割设备，在实施例7的基础上做进一步改进，所述送料单元5与上料单元4结构相同，送料单元5与上料单元4相对称布置于夹具3两侧。

如图1和图2所示，本实施例的送料单元5与上料单元4结构相同，相互之间对称式布置，且送料单元5与上料单元4分别布置于夹具3两侧，管材切割过程中，经过夹具3到达送料单元5的主动辊42与从动辊43间的管材，会被送料单元5以与上料单元4相同的方式，通过驱动电机44驱动主动辊42转动，带动管材送料至送料单元5的托料板40上，由此完成对切割好管材的送料。

进一步地，由于夹具3与送料单元5间存在间距，根据管材需求不同，切割后的管材长度可能小于此间距，本实施例在夹具3与送料单元5之间的工作台1顶面开设了下料孔11，下料孔11前后两侧面设有导料板111，两导料板111自上而下呈收口式，下料孔11正下方布置有集料箱110，对于长度较短的管材，切割完毕后，夹具3松开夹持，切割后的管材即落入集料箱110中，而对于长度足够的管材，在切割前，管材的另一端即已咬入送料单元5的主动辊42与从动辊43间隙中。

通过本实施例的设置，无论是大长度管材的切割，还是小长度管材的切割，切割后的管材均有定向的去处，不会积聚在夹具3处，不会影响后续管材的切割，在切割过程中无需人工频繁取下切割料。

实施例9

本实施例的管材自动切割设备，在实施例8的基础上做进一步改进，所述上料单元4还包括旋转编码器48，其固定于安装架41另一侧，旋转编码器48的输入轴与从动辊43同轴传动连接。

如图9所示，驱动电机44及皮带传动组件45安装于安装架41前侧竖板上，旋转编码器48安装于安装架41后侧竖板上，避免结构发生干涉，本实施例的旋转编码器48为增量式编码器，与从动辊43同轴传动连接，能对从动辊43的转动圈数进行有效记录，而从动辊43转动一圈会对管材上料定量的长度，进而通过旋转编码器48的计数即可实时得知管材的上料长度，从而在达到设定长度的同时，发出信号给控制单元12，控制单元12即控制上料单元4的驱动电机44停止驱动，由此实现对指定长度管材的切割，长度测量准确。

实施例10

本实施例的管材自动切割方法，基于实施例1~9的管材自动切割设备，步骤如下：

一、适配调节，对上料单元4进行调节，调松张紧组件46对皮带的张紧度，旋拧调节螺杆二472，使主动辊42和从动辊43的间距与待切割管材管径相匹配，然后旋拧调节螺杆一463，张紧皮带，送料单元5做相同调节；

二、一次上料，将待切割管材置于上料单元4的托料板40上，并使主动辊42和从动辊43之间咬住管端，启动驱动电机44，主动辊42转动，开始向夹具3方向上料，同时旋转编码器48开始计数，计数至旋转编码器48发出总脉冲为N时停止驱动电机44，

N=d×n/L；

其中d为主动辊42与从动辊43夹持管材处至切割机21切割处之间的距离，如图10所示，n为旋转编码器48转动一圈发出脉冲数，L为旋转编码器48转动一圈管材上料距离，本实施例中，d、n及L均为能预先测量或确定的设备参数，这些参数在初次使用前确定后，后续即不会改变，因此同一切割设备的N为定值，在控制单元12提前设置N值响应值，当旋转编码器48计数传出的总脉冲数达到此值时，控制单元12即发出信号控制上料单元4的驱动电机44停止，此时管材经过夹具3后的管端至夹具3切割位的距离为管材咬入上料单元4后，管端从主动辊42与从动辊43间伸出的距离；

三、一次切割，一次上料停止驱动电机44后，夹具3的气缸二34启动，动夹爪32向定夹爪31移动，夹持待切割管材，气缸一22启动，同时切割机21启动，切割机21下降对管材进行一次切割，切割完后动夹爪32复位，切割机21复位停止，由于每次控制管材咬入上料单元4时，管端伸出主动辊42与从动辊43间的距离均不一定相同，因此通过一次上料和一次切割，可以将会产生测量误差的管端伸出部分切掉，从而确保后续测量的准确性；

四、二次上料，再次启动驱动电机44，同时旋转编码器48重新计数，计数至旋转编码器48发出总脉冲为M时停止驱动电机44，

M=X×n/L；

其中X为需要切割的管材长度，X根据生产的需求确定，X确定后即M值也为定值，在同一批次的生产中，可以在控制单元12设置M值的响应值，当旋转编码器48计数传出的总脉冲数达到此值时，控制单元12即发出信号控制上料单元4的驱动电机44停止，此时管材经过夹具3后的管端至夹具3切割位的距离即为X；

五、二次切割，二次上料停止驱动电机44后，夹具3的气缸二34启动，动夹爪32向定夹爪31移动，夹持待切割管材，气缸一22启动，同时切割机21启动，切割机21下降对管材进行二次切割，切割完后动夹爪32复位，切割机21复位停止；

六、送料，重复步骤四~五，至当前管材切割完毕或达到需求长度管材数量，对于达到送料单元5的主动辊42与从动辊43之间的管材，送料单元5以与上料单元4相同的传输速度和频率对管材进行送料。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种管材自动切割设备，其特征在于，包括：

工作台；

切割单元，其设于工作台中部，执行管材切割动作；

夹具，其设于工作台中部顶面，夹具位于切割单元前方，夹持待切割管材；

上料单元，其设于夹具一侧的工作台顶面，上料单元沿朝向夹具的方向输送待切割管材；

送料单元，其设于夹具另一侧的工作台顶面，送料单元沿远离夹具的方向输送切割后管材。

2.根据权利要求1所述的一种管材自动切割设备，其特征在于，所述工作台中部顶面贯穿开设有让位孔；

所述切割单元包括：

铰接座一，其固定连接于工作台中部顶面边沿处，让位孔位于铰接座一前方；

切割机，其一端底部与铰接座一铰接，另一端为刀片端朝向工作台前方布置；

气缸一，其底部通过铰接座二铰接于让位孔正下方的工作台底部，气缸一顶部伸缩杆从让位孔中伸出并与切割机中部底面铰接。

3.根据权利要求2所述的一种管材自动切割设备，其特征在于，所述夹具包括：

底座，其固定连接于工作台中部顶面；

定夹爪，其固定于底座顶面后端；

动夹爪，其活动置于定夹爪前方，动夹爪与定夹爪形状相同且相互对称式布置；

端板，其竖直固定于底座前方的工作台顶面；

气缸二，其固定于端板前端面，气缸二的伸缩端穿过端板并与动夹爪前端面传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种管材自动切割设备，其特征在于：

所述定夹爪和动夹爪相向面的中部，均向内凹陷形成有夹持槽，夹持槽呈侧置的V型；

所述定夹爪和动夹爪顶面对应于切割机刀片端的位置，均向下凹陷形成有切割让位槽。

5.根据权利要求1~4任意一条所述的一种管材自动切割设备，其特征在于，所述上料单元包括：

托料板，其水平布置在工作台一端顶面，朝向夹具布置，托料板呈V型；

安装架，其布置于托料板与夹具之间的工作台顶面上；

主动辊，其转动连接于安装架上；

从动辊，其转动连接于安装架上，从动辊位于主动辊下方，从动辊与主动辊之间留有供管材伸出的空隙；

驱动电机，其固定于安装架一侧，驱动电机的输出端与主动辊通过皮带传动组件传动连接。

6.根据权利要求5所述的一种管材自动切割设备，其特征在于，所述上料单元还包括张紧组件，其包括：

凹槽一，其水平开设于安装架固定有驱动电机的一侧，凹槽一朝向驱动电机所在方向；

固定块一，其固定于凹槽一槽顶位置处，固定块一中部水平贯穿开设有螺纹孔；

活动块一，其与凹槽一滑动连接；

张紧轮，其转动连接于活动块一一侧，张紧轮与皮带传动组件的皮带内侧面接触；

调节螺杆一，其与固定块一螺纹连接，调节螺杆一一端与活动块一传动连接。

7.根据权利要求6所述的一种管材自动切割设备，其特征在于，所述上料单元还包括调整组件，其包括：

凹槽二，其竖直向下开设于安装架两侧的顶部；

固定块二，其固定于凹槽二槽顶位置处，固定块二中部竖置贯穿开设有螺纹孔；

活动块二，其与凹槽二滑动连接，主动辊的两端与活动块二转动连接；

调节螺杆二，其与固定块二螺纹连接，调节螺杆二一端与活动块二传动连接。

8.根据权利要求7所述的一种管材自动切割设备，其特征在于：所述送料单元与上料单元结构相同，送料单元与上料单元相对称布置于夹具两侧。

9.根据权利要求7所述的一种管材自动切割设备，其特征在于：所述上料单元还包括旋转编码器，其固定于安装架另一侧，旋转编码器的输入轴与从动辊同轴传动连接。

10.一种管材自动切割方法，其特征在于，步骤如下：

一、适配调节，对上料单元进行调节，调松张紧组件对皮带的张紧度，旋拧调节螺杆二，使主动辊和从动辊的间距与待切割管材管径相匹配，然后旋拧调节螺杆一，张紧皮带，送料单元做相同调节；

二、一次上料，将待切割管材置于上料单元的托料板上，并使主动辊和从动辊之间咬住管端，启动驱动电机，主动辊转动，开始向夹具方向上料，同时旋转编码器开始计数，计数至旋转编码器发出总脉冲为N时停止驱动电机，

N=d×n/L；

其中d为主动辊与从动辊夹持管材处至切割机切割处之间的距离，n为旋转编码器转动一圈发出脉冲数，L为旋转编码器转动一圈管材上料距离；

三、一次切割，一次上料停止驱动电机后，夹具的气缸二启动，动夹爪向定夹爪移动，夹持待切割管材，气缸一启动，同时切割机启动，切割机下降对管材进行一次切割，切割完后动夹爪复位，切割机复位停止；

四、二次上料，再次启动驱动电机，同时旋转编码器重新计数，计数至旋转编码器发出总脉冲为M时停止驱动电机，

M=X×n/L；

其中X为需要切割的管材长度；

五、二次切割，二次上料停止驱动电机后，夹具的气缸二启动，动夹爪向定夹爪移动，夹持待切割管材，气缸一启动，同时切割机启动，切割机下降对管材进行二次切割，切割完后动夹爪复位，切割机复位停止；

六、送料，重复步骤四~五，至当前管材切割完毕或达到需求长度管材数量，对于达到送料单元的主动辊与从动辊之间的管材，送料单元以与上料单元相同的传输速度和频率对管材进行送料。

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