CN114178605A - 基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置，包括冲击共振处理机构、自调整感应截断机构、自动校准运管机构、自适应管材上料机构和控制模块。本发明属于管材加工领域，具体是指基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置；本发明通过利用超声波发生器和射流泵，产生高强度带有空穴的液体轰击金属管壁，利用空穴闭合时产生冲击波去除毛刺，并利用超声波的穿透性，以特定的频率让金属管材共振来消除剪切应力，解决了金属管材截断后残留毛刺和剪切应力的技术难题；利用自调整感应截断机构，通过上行伸缩臂、下行伸缩臂和定位感应器控制不同模具的更换，解决了频繁更换截断模具而影响到工作效率的技术性难题。

Description

基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置

技术领域

本发明属于管材加工技术领域，具体是指基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置。

背景技术

管材就是用于做管件的材料；不同的管件要用不同的管材，管材的好坏直接决定了管件的质量；建筑工程、电厂、化工厂等多用此类管材，管材的常见材质有合金、碳钢、不锈钢等；管材是建筑工程必需的材料，常用的有给水管、排水管、煤气管、暖气管、电线导管、雨水管等；随着科学技术的发展，家庭装修使用的管材也经历了普通铸铁管，水泥管，钢筋混凝土管，石棉水泥管，球墨铸铁管，镀锌钢管，塑料管及铝塑复合管的发展历程；在管材生产、使用等的过程中，管材截断是一道非常关键的工序，直接影响着管材截断质量的好坏及生产效率，常用的管材截断机为水磨截断设备、砂轮截断设备等，这种设备是切断、模具配合冲床直接裁断管材。

管材加工过程中需要对其进行截断，现在对管材的切断大多分两个工序进行，先把管材切断成合格长度，然后再在切断的管材上冲孔，切断和过程中大多是人工手动送料，操作人员需频繁进入冲床内，将金属原料送入冲床加料槽内，并取走处理好的管材，导致生产过程不连续，生产效率较低，且操作人员需进入冲床内工作，存在较大的安全隐患；工作效率低，加工精度低，设备投入成本高，工人劳动量大；通常，进行截断时会用截断模具进行截断，但是截断不同型号和尺寸的管材，需要更换不同的模具，操作繁琐，工作效率低，有些异性管还需要定制模具，导致截断成本提高；在管材截面处残留的金属毛刺，一般采用人工打磨的方式去除，但人工打磨操作效率过低，打磨速度慢，而且金属毛刺容易划伤手指，同时截断后的管材上会残留剪切应力，如果没有及时消除，会导致管材发生形变而造成事故，因此，针对以上现状，迫切需要开发一种管材截断装置，以克服当前实际应用中的不足。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置，根据管材在截断后，截面会残留金属毛刺同时截断位置因为截断方式残留剪切应力而影响到管材的使用，采用超声波发生器和射流泵相结合的方式，产生高强度带有空穴的液体轰击金属管壁，利用空穴闭合时产生冲击波将毛刺去除，同时利用超声波的穿透性，以特定的频率让金属管材发生共振并消除剪切应力，实现了既能清除管材毛刺的同时又能消除剪切应力的技术效果，解决了金属管材截断后残留毛刺和因剪切应力发生形变的技术难题；根据处理不同管材时需要频繁更换模具的特性，利用自调整感应截断机构，通过上行伸缩臂、下行伸缩臂和定位感应器控制不同模具的更换，实现了智能更换截断模具的技术效果，解决了频繁更换截断模具而影响到工作效率的技术性难题；根据现有截断管材时手工送料费时费力的特性，利用自适应管材上料机构自动上料，实现了管材的暂存和自动送管的技术效果，解决了手工上料安全隐患问题，提高生产效率，实现自动化生产。

本发明采取的技术方案如下：本发明提供基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置，包括冲击共振处理机构、自调整感应截断机构、自动校准运管机构、自适应管材上料机构和控制模块，所述自调整感应截断机构设于冲击共振处理机构一侧，所述自动校准运管机构设于自调整感应截断机构一侧，所述控制模块设于自调整感应截断机构上，所述自适应管材上料机构设于自动校准运管机构一侧。

进一步地，所述冲击共振处理机构包括管材运输装置和处理装置，所述管材运输装置设于自调整感应截断机构一侧，所述处理装置设于管材运输装置上；所述管材运输装置包括管材处理通道、网栅支撑架、处理外壳、处理底座、输管轨道、输送滚轮和轨道支撑柱，所述处理底座设于处理外壳底部，所述网栅支撑架设于处理外壳顶部，所述管材处理通道设于网栅支撑架上方，所述轨道支撑柱设于管材处理通道上，所述输管轨道设于轨道支撑柱上，所述输送滚轮转动设于输管轨道上。

其中，所述处理装置包括射流管道、射流泵、注水口、加压泵、超声波换能器、超声波发生器、排水口、排水管、磁控开关、金属过滤系统、液体收集管、分流管和震荡管，所述排水口设于处理外壳上，所述注水口设于处理外壳上，所述加压泵的进水端设于注水口上，所述分流管的单管端设于加压泵的出水端上，所述射流泵的进水端设于分流管的双管端的一端上，所述射流管道设于射流泵的出水端上，所述震荡管的一端设于分流管的双管的另一端上，所述震荡管的另一端设于射流泵的吸入端上，所述超声波发生器设于处理外壳内部，所述超声波换能器与超声波发生器相连，所述排水管的一端设于排水口上，所述金属过滤系统设于排水管的另一端上，所述磁控开关设于金属过滤系统一侧，所述液体收集管的单管端设于金属过滤系统上，所述液体收集管的双管端设于管材处理通道上，超声波换能器将超声波发生器发出的信号转换成超声波传递到震荡管中也水中，水分子发生空化效应，利用空化效应产生的气穴在接触金属管壁后，气穴突然闭合并产生冲击波轰击管材外壁，同时射流泵将带有气穴的的液体以高速射出，将毛刺冲入液体收集管，由金属过滤系统对废液中的金属过滤，同时利用超声波的强穿透性，以特定的频率让金属管材发生共振，通过让金属管材共振消除剪切应力。

进一步地，所述金属过滤系统包括电磁铁、收集盒、疏水孔、引导板和过滤桶外壳，所述过滤桶外壳设于排水管上，所述过滤桶外壳侧壁上设有疏水孔，疏水孔由阵列的细孔组成，可以让过滤后的水流通过，所述引导板设于过滤桶外壳内部，引导板以一定角度倾斜设于过滤桶外壳内部，可以将废液引导至收集盒内，所述电磁铁设于收集盒上，磁控开关控制电磁铁将金属毛刺吸附在收集盒内，完成对金属毛刺的过滤。

进一步地，所述自调整感应截断机构包括感应磁控替换装置和感应联动磁控截断装置，所述感应联动磁控截断装置设于冲击共振处理机构一侧，所述感应磁控替换装置设于感应联动磁控截断装置上。

其中，所述感应联动磁控截断装置包括磁控支撑底柱、定位感应器、滑动轨道支撑臂、上行伸缩臂、截断液压刀头、截断液压臂、下行伸缩臂、截断框架、截断支撑脚座、上行固定爪、垂直分量力学支撑柱、管材运输台、下行固定爪、电磁控制器、电磁吸附条和模具组滑动轨道，所述截断框架设于冲击共振处理机构一侧，所述截断支撑脚座设于截断框架底部，所述垂直分量力学支撑柱设于截断框架上，所述磁控支撑底柱的一端设于截断框架上，所述磁控支撑底柱的另一端设于垂直分量力学支撑柱上，所述电磁吸附条设于磁控支撑底柱上，所述电磁控制器设于磁控支撑底柱上，所述滑动轨道支撑臂设于截断框架上，所述模具组滑动轨道设于滑动轨道支撑臂上，所述定位感应器设于滑动轨道支撑臂上，所述管材运输台设于滑动轨道支撑臂上，所述上行伸缩臂的固定端设于截断框架上，所述上行固定爪设于上行伸缩臂的活动端上，所述下行伸缩臂的固定端设于截断框架上，所述下行固定爪设于下行伸缩臂的活动端上，所述截断液压臂设于截断框架上，所述截断液压刀头设于截断框架上。

进一步地，所述感应磁控替换装置包括磁吸式模具滑动感应固定系统和管材截断模具，所述磁吸式模具滑动感应系统设于模具组滑动轨道上，所述管材截断模具设于磁吸式模具滑动感应系统上，通过控制上行伸缩臂和下行伸缩臂调整感应磁控替换装置的位置，让磁吸式模具滑动感应固定系统与定位感应器对应来更换不同的模具，实现智能更换模具。

其中，所述磁吸式模具滑动感应固定系统包括滑动锁定条A、感应信号发射器、固定螺丝A、模具锁定条A、滑动锁定条B、模具锁定条B、磁吸金属条A、固定螺丝B和磁吸金属条B，所述滑动锁定条A滑动设于模具组滑动轨道上，所述感应信号发射器设于滑动锁定条A滑动上，所述模具锁定条A的一端通过固定螺丝A设于滑动锁定条A滑动的一端上，所述滑动锁定条B的一端转动设于模具锁定条A的另一端上，所述模具锁定条B的一端转动设于滑动锁定条B的另一端上，所述模具锁定条B的另一端通过固定螺丝B设于模具锁定条A的另一端上，所述磁吸金属条A设于模具锁定条A上，所述磁吸金属条B设于模具锁定条B上，通过感应信号发射器和定位感应器相互感应，来控制上行伸缩臂和下行伸缩臂，来调整管材截断模具的位置。

其中，所述感应信号发射器和定位感应器的型号为LJ12A3型电感式接近开关。

进一步地，所述自动校准运管机构包括自校准运送装置和运输搭载装置，所述运输搭载装置设于自调整感应截断机构一侧，所述自校准运送装置设于运输搭载装置上；所述运输搭载装置包括运输防护外壳、管材承接板、校准运输台、阵列轨道、中部滑动轴、顶部滑动轴和校准底座，所述管材承接板设于自适应管材上料机构一侧上，所述校准运输台设于管材承接板底部，所述阵列轨道设于校准运输台上，所述运输防护外壳设于校准运输台上，所述校准底座设于校准运输台底部，所述中部滑动轴设于运输防护外壳上，所述顶部滑动轴设于运输防护外壳上。

其中，所述自校准运送装置包括校准支撑框架、顶部滑动槽、下行校准系统、上行校准系统、支撑柱、运输系统、上行螺纹轴、上行传动齿轮、校准锥形轮、校准传动齿轮、校准电机、下行传动齿轮、下行螺纹轴和中部滑动槽，所述运输系统设于阵列轨道上，所述校准电机设于运输系统上方，所述校准传动齿轮设于校准电机的输出端上，所述支撑柱设于运输系统上方，所述校准支撑框架设于支撑柱上方，所述上行螺纹轴转动设于校准支撑框架上，所述上行传动齿轮设于上行螺纹轴顶端，所述上行校准系统转动设于上行螺纹轴上，所述下行螺纹轴转动设于校准支撑框架上，所述下行传动齿轮设于下行螺纹轴顶端，所述下行校准系统转动设于下行螺纹轴上，所述校准锥形轮设于下行螺纹轴底端，所述下行传动齿轮与上行传动齿轮啮合相连，所述校准传动齿轮与校准锥形轮啮合相连，所述中部滑动槽设于校准支撑框架中部，所述顶部滑动槽设于校准支撑框架顶部。

进一步地，所述下行校准系统包括下行辅助轮、刚性支撑条、下行框架，固定柱、回正弹簧、滑动定位条和Y型固定臂，所述下行框架转动设于下行螺纹轴上，所述刚性支撑条设于下行框架顶面，所述固定柱设于下行框架底面，所述Y型固定臂设于固定柱上，所述滑动定位条滑动设于固定柱上，所述回正弹簧滑动设于Y型固定臂上，所述回正弹簧的一端设于下行框架上，所述回正弹簧的另一端设于滑动定位条上，当管材与Y型固定臂接触后，滑动定位条根据不同管材的形状在固定柱上滑动，在下行校准系统不断向中轴的位置移动时，通过挤压完成对管材的校准。

进一步地，所述自适应管材上料机构包括固定式阶梯送管装置、移动式阶梯送管装置和存取一体化装置，所述存取一体化装置设于自动校准运管机构一侧，所述固定式阶梯送管装置设于存取一体化装置上，所述移动式阶梯送管装置设于存取一体化装置上。

其中，所述存取一体化装置包括连接架、承重框架、送管装置底座、固定挡板、固定承重底座、管距调整伸缩臂、送管滑动轨道、滑动承重底座、管材暂存板、阻断伸缩臂和刚性阻断块，所述承重框架设于运输搭载装置一侧，所述固定挡板设于承重框架一侧，所述连接架设于承重框架上，所述管材暂存板设于连接架上，所述运输底座设于承重框架底部，所述送管滑动轨道设于承重框架上，所述固定承重底座设于送管滑动轨道上，所述固定承重底座设于送管滑动轨道上，所述管距调整伸缩臂的固定端设于固定承重底座上，所述管距调整伸缩臂的活动端设于固定承重底座上，所述阻断伸缩臂的固定端设于承重框架内部，所述刚性阻断块设阻断伸缩臂的活动端上，通过调整管距调整伸缩臂可以让不同长度的管材被送入固定式阶梯送管装置和移动式阶梯送管装置，通过控制阻断伸缩臂实现管材从暂存板中下料。

进一步地，所述固定式阶梯送管装置包括送管外壳、主级伸缩臂、次级伸缩臂、升降支撑臂、升降滑道、固定滑道和滑动滚轮，所述送管外壳设于固定承重底座上，所述主级伸缩臂的固定端设于送管外壳上，所述升降支撑臂设于主级伸缩臂的活动端上，所述次级伸缩臂的固定端设于送管外壳上，所述升降支撑臂设于次级伸缩臂的活动端上，所述升降滑道设于升降支撑臂上，所述滑动滚轮转动设于升降滑道上，所述固定滑道设于送管外壳上，所述固定式阶梯送管装置和移动式阶梯送管装置结构相同。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案提供一种高效去除管材毛刺、消除管材剪切应力、自动上料和自动替换截断模具的基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置的有益效果如下：

（1）根据管材在截断后截面会残留金属毛刺同时因为截断残留剪切应力而影响到管材使用的特性，采用射流冲击空穴液体和超声波穿透共振相互配合的方式，设置了冲击共振处理机构，实现了既能清除管材毛刺同时又能消除剪切应力的技术效果，解决了管材截断后残留毛刺和剪切应力从而影响到正常使用的技术难题。

（2）其中金属过滤系统可以将用于射流冲击的液体冲击出的金属毛刺回收过滤，实现节约成本同时绿色排放的技术效果。

（3）根据处理不同管材时需要频繁更换模具，采用智能感应和上下行自动调整的方式，设置了自调整感应截断机构，实现了根据不同管材的形状自动更换模具的技术效果，解决截断不同管材时需要手动安装和拆卸不同模具的技术难题。

（4）其中，定位感应器和感应信号发射器相互感应，可以将不同截断模具移送到截断位置，实现截断模具自动更换的技术效果。

（5）为解决截断模具在更替时操作繁复的问题，采用磁吸式模具滑动感应固定系统，将不同的截断模具设置在磁吸式模具滑动感应固定系统上，借助电磁控制器和定位感应器，实现不同模具的磁吸固定和自动更换的技术效果。

（6）根据金属管材在截断时需要手动送料且需要一根一根送料的性，采用管材批量暂存和自动上管相结合，设置了自适应管材上料机构，实现了一次性将保存管材同时可以自动送管的技术效果，解决了管材送料需要人工操作效率低下的技术难题。

（7）其中，固定式阶梯送管装置和移动式阶梯送管装置的设置，不仅可以管材自动送料，而且可以输送不同形状的管材，并对管材进行滚动运输，实现无损运输的技术效果，同时固定式阶梯送管装置和移动式阶梯送管装置之间的间距可以调整，实现了可以对不同长度的管材运输上料的技术效果，提高了管材的截断效率。

（8）自校准运送装置的设置，不仅可以对管材起支撑的作用，而且可以将管材移送至自调整感应截断机构，对管材进行自动运输，同时加紧式固定方式有利于管材的快速更替，提高阶段工作的连续性。

（9）采用下行校准系统和上行校准系统相互对接的的方式，将管材移动到要截断模具所对应的中轴线上，实现了管材的在截断前自动调平的技术效果。

（10）管材处理通道的设置，进一步保证操作环境安全赶紧，防止冲击时射流冲击带出的金属喷溅的情况。

附图说明

图1为本发明提出的基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置的结构示意图；

图2为冲击共振处理机构的部分结构示意图；

图3为处理装置的结构示意图；

图4为金属过滤系统的剖视图；

图5为自调整感应截断机构的结构示意图；

图6为自调整感应截断机构的部分结构示意图1；

图7为自调整感应截断机构的部分结构示意图2；

图8为磁吸式模具滑动感应固定系统的结构示意图；

图9为自适应管材上料机构的结构示意图；

图10为存取一体化装置的结构示意图；

图11为存取一体化装置的部分结构剖视图；

图12为固定式阶梯送管装置的部分结构剖视图；

图13为自动校准运管机构的结构示意图；

图14为自动校准运管机构的的部分结构示意图；

图15为自校准运送装置的传动结构示意图；

图16为下行校准系统的部分结构剖视图；

图17控制模块关系图；

图18为电磁控制器的电路图；

图19为超声波发生器电路图；

图20为控制模块电路关系图。

其中，1、冲击共振处理机构，2、自调整感应截断机构，3、自动校准运管机构，4、自适应管材上料机构，5、控制模块，101、管材运输装置，102、处理装置，103、管材处理通道，104、网栅支撑架，105、处理外壳，106、处理底座，107、输管轨道，108、输送滚轮，109、轨道支撑柱，111、射流管道，112、射流泵，113、注水口，114、加压泵，115、超声波换能器，116、超声波发生器，117、排水口，118、排水管，119、磁控开关，120、金属过滤系统，121、液体收集管，122、分流管，123、电磁铁，124、收集盒，125、疏水孔，126、引导板，127、过滤桶外壳，128、震荡管，201、感应磁控替换装置，202、感应联动磁控截断装置，203、磁控支撑底柱，204、定位感应器，205、滑动轨道支撑臂，206、上行伸缩臂，207、截断液压刀头，208、截断液压臂，209、下行伸缩臂，210、截断框架，211、截断支撑脚座，212、上行固定爪，213、垂直分量力学支撑柱，214、管材运输台，215、下行固定爪，216、电磁控制器，217、电磁吸附条，218、模具组滑动轨道，219、磁吸式模具滑动感应固定系统，220、管材截断模具，221、滑动锁定条A，222、感应信号发射器，223、固定螺丝A，224、模具锁定条A，225、滑动锁定条B，226、模具锁定条B，227、磁吸金属条B，228、固定螺丝B，229、磁吸金属条A，301、自校准运送装置，302、运输搭载装置，303、运输防护外壳，304、管材承接板，305、校准运输台，306、中部滑动轴，307、顶部滑动轴，308、校准支撑框架，309、顶部滑动槽，310、下行校准系统，311、上行校准系统，312、支撑柱，313、运输系统，315、阵列轨道，316、上行螺纹轴，317、上行传动齿轮，318、校准锥形轮，319、校准传动齿轮，320、校准电机，321、下行传动齿轮，322、下行螺纹轴，323、下行辅助轮，324、刚性支撑条，325、下行框架，326、固定柱，327、回正弹簧，328、滑动定位条，329、Y型固定臂，330、校准底座，331、中部滑动槽，401、固定式阶梯送管装置，402、移动式阶梯送管装置，403、存取一体化装置，404、送管外壳，405、主级伸缩臂，406、次级伸缩臂，407、升降支撑臂，408、升降滑道，409、固定滑道，410、滑动滚轮，412、连接架，413、承重框架，414、送管装置底座，415、固定挡板，416、固定承重底座，417、管距调整伸缩臂，418、送管滑动轨道，419、滑动承重底座，420、管材暂存板，421、阻断伸缩臂，422、刚性阻断块。

在超声波发生器的电路图中，C1、C2、C3和C4表示电容，D1、D2和D3表示二极管，K1和K2表示继电器；在电流控制器的电路图中A1表示电流表，Q1表示晶体三极管，Z1表示稳压二极管，AC表示交流电，R1、R2、R3、R4和R6表示电阻，W1表示，D1、D2和D3表示二极管，C1、C2、C3、C4、C5和C6表示电容；在控制模块的控制电路图中，+5V为电路的供电电源，GND为接地端，XTAL1为晶振，C1、C2为晶振的起振电容，P1-P8分别为阻断伸缩臂、校准电机、截断液压臂、磁控开关、加压泵、超声波发生器、定位感应器和电流控制器与控制模块的连接口，P9为主级升缩臂和次级伸缩臂与控制模块的连接口，P10为上行伸缩臂和下行伸缩臂与控制模块的连接口，S1-S6分别为上料开关、校准开关、截断开关、处理开关和感应开关。

其中，所述控制模块型号为SCT12C6082单片机。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明提供基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置，包括冲击共振处理机构1、自调整感应截断机构2、自动校准运管机构3、自适应管材上料机构4和控制模块5，自调整感应截断机构2设于冲击共振处理机构1一侧，自动校准运管机构3设于自调整感应截断机构2一侧，自适应管材上料机构4设于自动校准运管机构3一侧，控制模块5设于自调整感应截断机构2上。

如图2和图3所示，冲击共振处理机构1包括管材运输装置101和处理装置102，管材运输装置101设于自调整感应截断机构2一侧，处理装置102设于管材运输装置101上；管材运输装置101包括管材处理通道103、网栅支撑架104、处理外壳105、处理底座106、输管轨道107、输送滚轮108和轨道支撑柱109，网栅支撑架104设于处理外壳105顶部，管材处理通道103设于网栅支撑架104上方，轨道支撑柱109设于管材处理通道103上，输管轨道107设于轨道支撑柱109上，输送滚轮108设于输管轨道107上，处理底座106设于处理外壳105底部。

如图3所示，处理装置102包括射流管道111、射流泵112、注水口113、加压泵114、超声波换能器115、超声波发生器116、排水口117、排水管118、磁控开关119、金属过滤系统120、液体收集管121、分流管122和震荡管128，排水口117设于处理外壳105上，排水管118的一端设于排水口117上，金属过滤系统120设于排水管118的另一端上，液体收集管121的单管端的设于金属过滤系统120上，液体收集管121的双管端设于管材处理通道103上，磁控开关119设于金属过滤系统120一侧，注水口113设于处理外壳105上，加压泵114的进水端设于注水口113上，分流管122的单管端设于加压泵114的出水端上，射流泵112的进水端设于分流管122的双管端的一端上，射流管道111设于射流泵112的出水端上，震荡管128的一端设于分流管122的双管的另一端上，震荡管128的另一端设于射流泵112的吸入端上，超声波发生器116设于处理外壳105内部，超声波换能器115设于超声波发生器116上。

如图4所示，金属过滤系统120包括电磁铁123、收集盒124、疏水孔125、引导板126和过滤桶外壳127，所述过滤桶外壳127设于排水管118上，引导板126设于过滤桶外壳127内部，收集盒124设于过滤桶外壳127侧壁上，过滤桶外壳127侧壁上设有疏水孔125，电磁铁123设于收集盒124上。

如图5、图6和图7所示，自调整感应截断机构2包括感应磁控替换装置201和感应联动磁控截断装置202，感应联动磁控截断装置202设于冲击共振处理机构1一侧，感应磁控替换装置201设于感应联动磁控截断装置202上；感应联动磁控截断装置202包括磁控支撑底柱203、定位感应器204、滑动轨道支撑臂205、上行伸缩臂206、截断液压刀头207、截断液压臂208、下行伸缩臂209、截断框架210、截断支撑脚座211、上行固定爪212、垂直分量力学支撑柱213、管材运输台214、下行固定爪215、电磁控制器216、电磁吸附条217和模具组滑动轨道218，截断框架210设于冲击共振处理机构1一侧，截断支撑脚座211设于截断框架210底部，垂直分量力学支撑柱213设于截断框架210上，磁控支撑底柱203的一端设于截断框架210上，磁控支撑底柱203的另一端设于垂直分量力学支撑柱213上，滑动轨道支撑臂205设于截断框架210上，模具组滑动轨道218设于滑动轨道支撑臂205上，定位感应器204设于滑动轨道支撑臂205上，管材运输台214设于滑动轨道支撑臂205上，电磁吸附条217设于磁控支撑底柱203上，电磁控制器216设于磁控支撑底柱203上，截断液压臂208设于截断框架210上，截断液压刀头207设于截断框架210上，上行伸缩臂206的固定端设于截断框架210上，上行固定爪212设于上行伸缩臂206的活动端上，下行伸缩臂209的固定端设于截断框架210上，下行固定爪215设于下行伸缩臂209的活动端上。

如图7和图8所示，感应磁控替换装置201包括磁吸式模具滑动感应固定系统219和管材截断模具220，磁吸式模具滑动感应系统设于模具组滑动轨道218上，管材截断模具220设于磁吸式模具滑动感应系统上；磁吸式模具滑动感应固定系统219包括滑动锁定条A221、感应信号发射器222、固定螺丝A223、模具锁定条A224、滑动锁定条B225、模具锁定条B226、磁吸金属条A229、固定螺丝B228和磁吸金属条B227，滑动锁定条A221滑动设于模具组滑动轨道218上，磁吸金属条A229设于滑动锁定条A221上，感应信号发射器222设于滑动锁定条A221滑动上，模具锁定条A224的一端通过固定螺丝A223设于滑动锁定条A221滑动的一端上，滑动锁定条B225的一端转动设于模具锁定条A224的另一端上，磁吸金属条B227设于滑动锁定条B225上，模具锁定条B226的一端转动设于滑动锁定条B225的另一端上，模具锁定条B226的另一端通过固定螺丝B228设于模具锁定条A224的另一端上。

如图9所示，自适应管材上料机构4包括固定式阶梯送管装置401、移动式阶梯送管装置402和存取一体化装置403，存取一体化装置403设于自动校准运管机构3一侧，固定式阶梯送管装置401设于存取一体化装置403上，移动式阶梯送管装置402设于存取一体化装置403上。

如图10和图11所示，存取一体化装置403包括连接架412、承重框架413、送管装置底座414、固定挡板415、固定承重底座416、管距调整伸缩臂417、送管滑动轨道418、滑动承重底座419、管材暂存板420、阻断伸缩臂421和刚性阻断块422，承重框架413设于运输搭载装置302一侧，固定挡板415设于承重框架413一侧，运输底座设于承重框架413底部，阻断伸缩臂421的固定端设于承重框架413内部，刚性阻断块422设阻断伸缩臂421的活动端上，送管滑动轨道418设于承重框架413上，固定承重底座416设于送管滑动轨道418上，固定承重底座416设于送管滑动轨道418上，管距调整伸缩臂417的固定端设于固定承重底座416上，管距调整伸缩臂417的活动端设于固定承重底座416上，连接架412设于承重框架413上，管材暂存板420设于连接架412上。

如图12所示，固定式阶梯送管装置401包括送管外壳404、主级伸缩臂405、次级伸缩臂406、升降支撑臂407、升降滑道408、固定滑道409和滑动滚轮410，送管外壳404设于固定承重底座416上，次级伸缩臂406的固定端设于送管外壳404上，升降支撑臂407设于次级伸缩臂406的活动端上，主级伸缩臂405的固定端设于送管外壳404上，升降支撑臂407设于主级伸缩臂405的活动端上，升降滑道408设于升降支撑臂407上，滑动滚轮410转动设于升降滑道408上，固定滑道409设于送管外壳404上。

如图13和图14所示，自动校准运管机构3包括校准运送装置和运输搭载装置302，运输搭载装置302设于自调整感应截断机构2一侧，自校准运送装置301设于运输搭载装置302上。

如图14所示，运输搭载装置302包括运输防护外壳303、管材承接板304校准运输台305、阵列轨道315、中部滑动轴306、顶部滑动轴307和校准底座330，管材承接板304设于自适应管材上料机构4一侧上，校准运输台305设于管材承接板304底部，阵列轨道315设于校准运输台305上，运输防护外壳303设于校准运输台305上，顶部滑动轴307设于运输防护外壳303上，中部滑动轴306设于运输防护外壳303上，校准底座330设于校准运输台305底部。

如图14和图15所示，自校准运送装置301包括校准支撑框架308、顶部滑动槽309、下行校准系统310、上行校准系统311、支撑柱312、运输系统313、上行螺纹轴316、上行传动齿轮317、校准锥形轮318、校准传动齿轮319、校准电机320、下行传动齿轮321、下行螺纹轴322和中部滑动槽331，运输系统313设于阵列轨道315上，校准电机320设于运输系统313上方，校准传动齿轮319设于校准电机320的输出端上，支撑柱312设于运输系统313上方，校准支撑框架308设于支撑柱312上方，中部滑动槽331设于校准支撑框架308中部，顶部滑动槽309设于校准支撑框架308顶部，上行螺纹轴316转动设于校准支撑框架308上，下行螺纹轴322转动设于校准支撑框架308上，上行传动齿轮317设于上行螺纹轴316顶端，下行传动齿轮321设于下行螺纹轴322顶端，下行传动齿轮321与上行传动齿轮317啮合相连，上行校准系统311转动设于上行螺纹轴316上，下行校准系统310转动设于下行螺纹轴322上，校准锥形轮318设于下行螺纹轴322底端，校准传动齿轮319与校准锥形轮318啮合相连。

如图16所示，下行校准系统310包括下行辅助轮323、刚性支撑条324、下行框架325，固定柱326、回正弹簧327、滑动定位条328、Y型固定臂329，下行框架325转动设于下行螺纹轴322上，刚性支撑条324设于下行框架325顶面，固定柱326设于下行框架325底面，滑动定位条328滑动设于固定柱326上，Y型固定

如图16所示，下行校准系统310包括下行辅助轮323、刚性支撑条324、下行框架325，固定柱326、回正弹簧327、滑动定位条328、Y型固定臂329，下行框架325转动设于下行螺纹轴322上，刚性支撑条324设于下行框架325顶面，固定柱326设于下行框架325底面，滑动定位条328滑动设于固定柱326上，Y型固定设于固定柱326上，滑动定位条328与Y型固定臂329之间设有回正弹簧327。

具体使用时，首先将所需要截断的管材放置在自适应管材上料机构4的管材暂存板420上，在注水口113和排水口117安装水管，此时调整管距调整伸缩臂417的长度来控制固定式阶梯送管装置401和移动式阶梯送管装置402的距离，控制阻断伸缩臂421伸缩带动刚性阻断块422伸缩来让管材暂存板420和承重框架413之间的管材下滑落入固定式阶梯送管装置401和移动式阶梯送管装置402上，固定式阶梯送管装置401和移动式阶梯送管装置402的工作方式相同，主级伸缩臂405和次级伸缩臂406同时升降带动升降支撑臂407升降，升降支撑臂407升降带动升降滑道408升降，管材在升降滑道408和固定滑道409之间交替滚动，升降支撑臂407每升降一次，就可以将一根管材送至自动校准运管机构3，管材被送入自动校准运管机构3后通过管材承接板304滑入自校准运送装置301内，管材先落入上行校准系统311中，校准电机320开始运行带动校准传动齿轮319转动，校准传动齿轮319转动带动校准锥形轮318转动，校准锥形轮318转动带动上行螺纹轴316转动，上行螺纹轴316转动带动上行传动齿轮317转动，上行传动齿轮317转动带动下行传动齿轮321转动，下行传动齿轮321转动带动下行螺纹轴322转动，下行螺纹轴322转动带动下行校准系统310向下移动，上行螺纹轴316转动带动上行校准系统311向下移动，当下行校准系统310和上行校准系统311接触后，滑动定位条328在固定柱326上滑动，让管材处于Y型固定臂329中部，此时运输系统313 带动校准支撑框架308在阵列轨道315上移动，将管材的一端送至自调整感应截断机构2上，通过调整上行伸缩臂206和下行伸缩臂209，让装有不同型号管材截断模具220的磁吸式模具滑动感应固定系统219在模具组滑动轨道218上滑动，通过设于磁吸式模具滑动感应固定系统219在上的感应信号发射器222和设于滑动轨道支撑臂205上的定位感应器204之间相互定位感应，当感应信号发射器222和定位感应器204处于同一水平线时，电磁控制器216启动控制电磁吸附条217吸附磁吸式模具滑动感应固定系统219在上的磁吸金属条B227和磁吸金属条A229，此时截断液压臂208启动并带动截断液压刀头207伸缩，将管材截断，被截断的管材滑入冲击共振处理机构1的输管轨道107上，此时加压泵114和超声波发生器116开始工作，加压泵114将水泵入分流管122，一部分水被送入射流泵112，另一部分水被送入震荡管128，超声波换能器115将超声波发生器116发出的信号转换成超声波传递到震荡管128中的水中，这一部分水被吸入射流泵112后，混合后的水从射流泵112泵入射流管道111，混合后的水从射流管道111射出冲击管材去除毛刺，同时超声波换能器115发出的超声波让管材以一定频率共振可以消除管材残留的剪切应力，之后废液带着金属碎屑流入金属过滤系统120，废液通过引导板126流入收集盒124，磁控开关119控制电磁铁123将铁屑吸附在收集盒124内，之后液体从疏水孔125流出，最后从排水管118通过排水口117排出。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置，其特征在于：包括冲击共振处理机构（1）、自调整感应截断机构（2）、自动校准运管机构（3）、自适应管材上料机构（4）和控制模块（5），所述自调整感应截断机构（2）设于冲击共振处理机构（1）一侧，所述自动校准运管机构（3）设于自调整感应截断机构（2）一侧，所述控制模块（5）设于自调整感应截断机构（2）上，所述自适应管材上料机构（4）设于自动校准运管机构（3）一侧；所述冲击共振处理机构（1）包括管材运输装置（101）和处理装置（102），所述管材运输装置（101）设于自调整感应截断机构（2）一侧，所述处理装置（102）设于管材运输装置（101）上；所述自调整感应截断机构（2）包括感应磁控替换装置（201）和感应联动磁控截断装置（202），所述感应联动磁控截断装置（202）设于冲击共振处理机构（1）一侧，所述感应磁控替换装置（201）设于感应联动磁控截断装置（202）上；所述自适应管材上料机构（4）包括固定式阶梯送管装置（401）、移动式阶梯送管装置（402）和存取一体化装置（403），所述存取一体化装置（403）设于自动校准运管机构（3）一侧，所述固定式阶梯送管装置（401）设于存取一体化装置（403）上，所述移动式阶梯送管装置（402）设于存取一体化装置（403）上。

2.根据权利要求1所述的基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置，其特征在于：所述处理装置（102）包括射流管道（111）、射流泵（112）、注水口（113）、加压泵（114）、超声波换能器（115）、超声波发生器（116）、排水口（117）、排水管（118）、磁控开关（119）、金属过滤系统（120）、液体收集管（121）、分流管（122）和震荡管（128），所述排水口（117）设于处理外壳（105）上，所述注水口（113）设于处理外壳（105）上，所述加压泵（114）的进水端设于注水口（113）上，所述分流管（122）的单管端设于加压泵（114）的出水端上，所述射流泵（112）的进水端设于分流管（122）的双管端的一端上，所述射流管道（111）设于射流泵（112）的出水端上，所述震荡管（128）的一端设于分流管（122）的双管的另一端上，所述震荡管（128）的另一端设于射流泵（112）的吸入端上，所述超声波发生器（116）设于处理外壳（105）内部，所述超声波换能器（115）设于超声波发生器（116）上，所述排水管（118）的一端设于排水口（117）上，所述金属过滤系统（120）设于排水管（118）的另一端上，所述磁控开关（119）设于金属过滤系统（120）一侧所述液体收集管（121）的单管端的设于金属过滤系统（120）上，所述液体收集管（121）的双管端设于管材处理通道（103）上；所述管材运输装置（101）包括管材处理通道（103）、网栅支撑架（104）、处理外壳（105）、处理底座（106）、输管轨道（107）、输送滚轮（108）和轨道支撑柱（109）所述处理底座（106）设于处理外壳（105）底部，所述网栅支撑架（104）设于处理外壳（105）顶部，所述管材处理通道（103）设于网栅支撑架（104）上方，所述轨道支撑柱（109）设于管材处理通道（103）上，所述输管轨道（107）设于轨道支撑柱（109）上，所述输送滚轮（108）设于输管轨道（107）上。

3.根据权利要求1所述的基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置，其特征在于：所述感应联动磁控截断装置（202）包括磁控支撑底柱（203）、定位感应器（204）、滑动轨道支撑臂（205）、上行伸缩臂（206）、截断液压刀头（207）、截断液压臂（208）、下行伸缩臂（209）、截断框架（210）、截断支撑脚座（211）、上行固定爪（212）、垂直分量力学支撑柱（213）、管材运输台（214）、下行固定爪（215）、电磁控制器（216）、电磁吸附条（217）和模具组滑动轨道（218），所述截断框架（210）设于冲击共振处理机构（1）一侧，所述截断支撑脚座（211）设于截断框架（210）底部，所述垂直分量力学支撑柱（213）设于截断框架（210）上，所述磁控支撑底柱（203）的一端设于截断框架（210）上，所述磁控支撑底柱（203）的另一端设于垂直分量力学支撑柱（213）上，所述电磁吸附条（217）设于磁控支撑底柱（203）上，所述电磁控制器（216）设于磁控支撑底柱（203）上，所述滑动轨道支撑臂（205）设于截断框架（210）上，所述模具组滑动轨道（218）设于滑动轨道支撑臂（205）上，所述定位感应器（204）设于滑动轨道支撑臂（205）上，所述管材运输台（214）设于滑动轨道支撑臂（205）上，所述上行伸缩臂（206）的固定端设于截断框架（210）上，所述上行固定爪（212）设于上行伸缩臂（206）的活动端上，所述下行伸缩臂（209）的固定端设于截断框架（210）上，所述下行固定爪（215）设于下行伸缩臂（209）的活动端上，所述截断液压臂（208）设于截断框架（210）上，所述截断液压刀头（207）设于截断框架（210）上。

4.根据权利要求3所述的基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置，其特征在于：所述金属过滤系统（120）包括电磁铁（123）、收集盒（124）、疏水孔（125）、引导板（126）和过滤桶外壳（127），所述过滤桶外壳（127）设于排水管（118）上，所述过滤桶外壳（127）侧壁上设有疏水孔（125），所述引导板（126）设于过滤桶外壳（127）内部，所述收集盒（124）设于过滤桶外壳（127）侧壁上，所述电磁铁（123）设于收集盒（124）上。

5.根据权利要求1所述的基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置，其特征在于：所述自动校准运管机构（3）包括自校准运送装置（301）和运输搭载装置（302），所述运输搭载装置（302）设于自调整感应截断机构（2）一侧，所述自校准运送装置（301）设于运输搭载装置（302）上；所述运输搭载装置（302）包括运输防护外壳（303）、管材承接板（304）、校准运输台（305）、阵列轨道（315）、中部滑动轴（306）、顶部滑动轴（307）和校准底座（330），所述管材承接板（304）设于自适应管材上料机构（4）一侧上，所述校准运输台（305）设于管材承接板（304）底部，所述阵列轨道（315）设于校准运输台（305）上，所述运输防护外壳（303）设于校准运输台（305）上，所述校准底座（330）设于校准运输台（305）底部，所述中部滑动轴（306）设于运输防护外壳（303）上，所述顶部滑动轴（307）设于运输防护外壳（303）上。

6.根据权利要求5所述的基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置，其特征在于：自校准运送装置（301）包括校准支撑框架（308）、顶部滑动槽（309）、下行校准系统（310）、上行校准系统（311）、支撑柱（312）、运输系统（313）、上行螺纹轴（316）、上行传动齿轮（317）、校准锥形轮（318）、校准传动齿轮（319）、校准电机（320）、下行传动齿轮（321）、下行螺纹轴（322）和中部滑动槽（331），所述运输系统（313）设于阵列轨道（315）上，所述校准电机（320）设于运输系统（313）上方，所述校准传动齿轮（319）设于校准电机（320）的输出端上，所述支撑柱（312）设于运输系统（313）上方，所述校准支撑框架（308）设于支撑柱（312）上方，所述上行螺纹轴（316）转动设于校准支撑框架（308）上，所述上行传动齿轮（317）设于上行螺纹轴（316）顶端，所述上行校准系统（311）转动设于上行螺纹轴（316）上，所述下行螺纹轴（322）转动设于校准支撑框架（308）上，所述下行传动齿轮（321）设于下行螺纹轴（322）顶端，所述下行校准系统（310）转动设于下行螺纹轴（322）上，所述校准锥形轮（318）设于下行螺纹轴（322）底端，所述下行传动齿轮（321）与上行传动齿轮（317）啮合相连，所述校准传动齿轮（319）与校准锥形轮（318）啮合相连，所述中部滑动槽（331）设于校准支撑框架（308）中部，所述顶部滑动槽（309）设于校准支撑框架（308）顶部。

7.根据权利要求6所述的基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置，其特征在于：所述下行校准系统（310）包括下行辅助轮（323）、刚性支撑条（324）、下行框架（325），固定柱（326）、回正弹簧（327）、滑动定位条（328）和Y型固定臂（329），所述下行框架（325）转动设于下行螺纹轴（322）上，所述刚性支撑条（324）设于下行框架（325）顶面，所述固定柱（326）设于下行框架（325）底面，所述Y型固定臂（329）设于固定柱（326）上，所述滑动定位条（328）滑动设于固定柱（326）上，所述滑动定位条（328）与Y型固定臂（329）之间设有回正弹簧（327）。

8.根据权利要求7所述的基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置，其特征在于：所述存取一体化装置（403）包括连接架（412）、承重框架（413）、送管装置底座（414）、固定挡板（415）、固定承重底座（416）、管距调整伸缩臂（417）、送管滑动轨道（418）、滑动承重底座（419）、管材暂存板（420）、阻断伸缩臂（421）和刚性阻断块（422），所述承重框架（413）设于运输搭载装置（302）一侧，所述固定挡板（415）设于承重框架（413）一侧，所述连接架（412）设于承重框架（413）上，所述管材暂存板（420）设于连接架（412）上，所述运输底座设于承重框架（413）底部，所述送管滑动轨道（418）设于承重框架（413）上，所述固定承重底座（416）设于送管滑动轨道（418）上，所述固定承重底座（416）设于送管滑动轨道（418）上，所述管距调整伸缩臂（417）的固定端设于固定承重底座（416）上，所述管距调整伸缩臂（417）的活动端设于固定承重底座（416）上，所述阻断伸缩臂（421）的固定端设于承重框架（413）内部，所述刚性阻断块（422）设阻断伸缩臂（421）的活动端上。

9.根据权利要求8所述的基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置，其特征在于：所述固定式阶梯送管装置（401）包括送管外壳（404）、主级伸缩臂（405）、次级伸缩臂（406）、升降支撑臂（407）、升降滑道（408）、固定滑道（409）和滑动滚轮（410），所述送管外壳（404）设于固定承重底座（416）上，所述主级伸缩臂（405）的固定端设于送管外壳（404）上，所述升降支撑臂（407）设于主级伸缩臂（405）的活动端上，所述次级伸缩臂（406）的固定端设于送管外壳（404）上，所述升降支撑臂（407）设于次级伸缩臂（406）的活动端上，所述升降滑道（408）设于升降支撑臂（407）上，所述滑动滚轮（410）转动设于升降滑道（408）上，所述固定滑道（409）设于送管外壳（404）上，所述固定式阶梯送管装置（401）和移动式阶梯送管装置（402）结构相同。

10.根据权利要求9所述的基于射流冲击与超声波共振的金属管材截断式加工装置，其特征在于：所述超声波发生器（116）、加压泵（114）、磁控开关（119）、定位感应器（204）、电磁控制器（216）下行伸缩臂（209）、上行伸缩臂（206）、截断液压臂（208）、主级伸缩臂（405）、次级伸缩臂（406）、阻断伸缩臂（421）和校准电机（320）与控制模块（5）电性连接。

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