CN116079144A - 旋转式切管装置和切管加工中心及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了旋转式切管装置和切管加工中心及加工方法，旋转式切管装置，包括切割组件，所述切割组件包括壳体、安装于壳体外的圆盘锯片及可转动设置于壳体上的皮带，皮带从壳体的顶部绕过，圆盘锯片边缘是凸出于壳体；管材支撑组件，包括沿管材径向间隔设置的支撑盘及星状分布式固定于支撑盘外侧的支架，支架为可伸缩的，支架的末端具有容纳管材的V形卡爪；管材收紧组件，沿管材径向间隔设置，管材收紧组件包括门式框架、设置于门式框架内侧的链式柔性条，连接在门式框架与链式柔性条之间的悬吊件，链式柔性条具有至少一个活动端，悬吊件产生使链式柔性条远离管材的牵拉力，链式柔性条在管材外呈包围状。

Description

旋转式切管装置和切管加工中心及加工方法

技术领域

本发明属于管材加工技术领域，尤其涉及旋转式切管装置和切管加工中心及加工方法。

背景技术

管材切割是工业制造中十分普遍的工艺，较为常见的是手持式切割刀，也有工业上常用的固定式的切割装置。但是普遍适用的是用于单根管材切割的切割装置，这无法满足批量化的切割需求。一种实现管材批量化切割的方式是将所有管材固定后，通过移动切割刀来切割所有管材，但是这种切割方式只适用于管材的管径比较小的情况，切割刀能完全切割管材，在管材管径较大的情况下，切割刀的切割深度无法贯穿管材，也就无法实现批量化连续切割。

发明内容

本发明针对现有技术中的问题，提出如下技术方案：

本发明的目的在于提供旋转式切管装置，包括：

切割组件，所述切割组件包括壳体、安装于壳体外的圆盘锯片及可转动设置于壳体上的皮带，所述皮带从壳体的顶部绕过，所述圆盘锯片边缘是凸出于壳体；

管材支撑组件，包括沿管材径向间隔设置的支撑盘及星状分布式固定于支撑盘外侧的支架，所述支架为可伸缩的，所述支架的末端具有容纳管材的V形卡爪；

管材收紧组件，沿管材径向间隔设置，所述管材收紧组件包括门式框架、设置于门式框架内侧的链式柔性条，连接在门式框架与链式柔性条之间的悬吊件，所述链式柔性条具有至少一个活动端，所述悬吊件产生使链式柔性条远离管材的牵拉力，所述链式柔性条在管材外呈包围状；

所述链式柔性条的活动端向远端运动将管材压紧至接触皮带使管材旋转。

优选的，所述圆盘锯片向壳体内依次连接第一锥齿轮、减速箱和驱动轮，所述减速箱的输入端与第一锥齿轮连接，所述减速箱的输出端与驱动轮连接，所述驱动轮与皮带接触，所述第一锥齿轮啮合第二锥齿轮，所述第二锥齿轮安装在驱动电机的输出轴上。

优选的，所述驱动轮两侧设置有压紧轮，所述皮带呈“几”字行绕过驱动轮和压紧轮。

优选的，所述V形卡爪及链式柔性条均具有接触管材的转辊。

优选的，所述支架包括依次连接的V形卡爪、第一伸缩杆、第二伸缩杆和调节杆，所述第一伸缩杆、第二伸缩杆可伸缩地连接，所述第一伸缩杆、第二伸缩杆之间设置有抵抗V形卡爪缩进地弹簧。

优选的，所述支撑盘包括盘体和支架，所述调节杆连接在盘体上，所述调节杆远离V形卡爪的一端具有嵌合部，所述调节杆上具有限位孔；所述盘体设置有弧形的调节孔，所述调节孔内设置有若干个对应嵌合部的嵌槽，所述盘体上还设有可调节的销钉，所述嵌合部嵌入嵌槽内时，所述销钉可插入限位孔固定所述调节杆。

优选的，所述管材收紧组件还包括可转动的卷绕轴，所述卷绕轴沿管材的轴向延伸至两端超过管材收紧组件，所述链式柔性条活动端连接在卷绕轴上。

本发明的另一目的在于提供切管加工中心，包括上述任一所述的旋转式切管装置。

本发明的再一目的在于提供加工方法，所述加工方法应用于上述任一所述的旋转式切管装置，所述加工方法为：

将待切割的管材放置在管材支撑组件上，控制链式柔性条收紧对管材进行预固定；

调节管材的位置确定切割长度；

启动圆盘锯片，控制链式柔性条收紧对管材压紧，使管材接触皮带，通过皮带带动管材旋转，完成所有管材的切割。

本发明的有益效果为：

（1）批量切割管材，且适用管材的管径范围大，通过设置居中的圆盘锯片，将管材通过带有V形卡爪的管材支撑组件固定在圆盘锯片的外侧，并进一步配合管材收紧组件将管材压紧靠近圆盘锯片完成切割；另外通过切割组件上的皮带使管材接触后发生旋转，可以解决管材管径较大导致圆盘锯片切割深度无法贯穿管材实现连续切割问题；

（2）切割管材的数量可以调节，通过在盘体上设置调节孔、嵌槽和销钉，配合支架上的嵌合部及限位孔，可以实现支架位置和数量的调节。

附图说明

图1示出的是计算机图像采集装置的结构示意图；

图2示出的是切割组件的内部结构示意图；

图3示出的是图2中A-A的剖视图；

图4示出的是管材支撑组件的结构示意图；

图5示出的是支撑盘的结构示意图；

图6示出的是支架的结构示意图；

图7示出的是第一伸缩杆、第二伸缩杆之间的连接关系示意图；

图8示出的是图6中A处的局部放大图；

图9示出的是盘体的结构示意图；

图10示出的是管材收紧组件的结构示意图；

图11示出的是链式柔性条的结构示意图。

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，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例

图1示出的是旋转式切管装置的结构示意图，该旋转式切管装置包括底座10、切割组件20、管材支撑组件30和管材收紧组件40，切割组件20、管材支撑组件30和管材收紧组件40均通过常规方式（如焊接、螺纹紧固）固定安装在底座10上，管材支撑组件30和管材收紧组件40相互配合可同时固定多根管材1，并通过切割组件20对多根管材1同步切割。

上述的底座10主要用于保证切割组件20、管材支撑组件30和管材收紧组件40的水平一致性，也可以将底座10去掉，将上述切割组件20、管材支撑组件30和管材收紧组件40安装于具有安装条件的地基上。

图2和图3示出的是切割组件20的结构示意图，其中图2示出的是切割组件20的内部结构示意图，图3示出的是图2中A-A的剖视图；切割组件20包括壳体201、安装于壳体201外的圆盘锯片202、安装于壳体201内的驱动电机203、减速箱206和皮带205，驱动电机203通过传动组件驱动圆盘锯片202做高速转动实现切割目的，圆盘锯片202的安装轴延伸至壳体201内与减速箱206的输入轴相连接，减速箱206的输出轴连接驱动轮208，驱动轮208与皮带205接触通过摩檫力驱动皮带205运动，驱动电机203、减速箱206、驱动轮208均通过现有技术中常用的直接固定在壳体201的内腔中。

皮带205的表面优选设置为摩擦力大的材料，如设置树脂层、纹路层等。

驱动电机203驱动圆盘锯片202转动的传动组件可以采用图2中记载的方式，具体的，圆盘锯片202的安装轴延伸至壳体201内并固定安装同轴的第一锥齿轮204，驱动电机203的输出轴上固定安装第二锥齿轮207，第一锥齿轮204与第二锥齿轮207相互啮合，从而可以实现利用驱动电机203驱动圆盘锯片202做高速转动；另外，传动组件仅限于上述实现方式，还可以采用皮带传动、链条传动、蜗轮蜗杆传动等任何可实现的结构。

参见图2，圆盘锯片202的边缘是凸出于壳体201的，以便于当管材1靠近壳体201时可以完成切割。

参见图2和图3，皮带205是柔性封闭的环状，皮带205的一部分绕在壳体201的外部，设置在壳体201外部的皮带205的从壳体201的顶部绕过，皮带205的一部分设置在壳体201的内部，壳体201的的两侧具有供皮带205传出的孔210，设置在壳体201内部的皮带205与驱动轮208部分接触，当驱动电机203工作时，通过第一锥齿轮204、第二锥齿轮207、圆盘锯片202的安装轴、减速箱206的传动关系，将驱动电机203的高转速转变为驱动轮208的低转速，从而进一步通过驱动轮208驱动皮带205做缓速转动。

参见图3，为了提高驱动轮208与皮带205的之间的驱动效率，在驱动轮208的两侧设置压紧轮209，压紧轮209将皮带205压紧在驱动轮208上且进一步提高压紧轮209与皮带205的接触面积，从而减少压紧轮209与皮带205之间的打滑现象。

图4示出的是管材支撑组件30的结构示意图，该管材支撑组件30包括固定架31和支撑盘32，支撑盘32间隔性安装在固定架31的顶部，支撑盘32上具有若干个呈星状分布的V型开口321，每个支撑盘32上的V型开口321位置是对应的，从而可以将管材1放置在V型开口321内对其起到支撑作用；相邻的支撑盘32之间设置连杆33，连杆33的两端分别固定在支撑盘32上，其起到对管材支撑组件30整体的稳固作用。

图5示出的是支撑盘32的结构示意图，该支撑盘32通过螺栓固定安装在固定架31上，支撑盘32包括盘体322和支架323，支架323呈辐射状分布在盘体322圆周上，支架323的末端为V形卡爪324，V型开口321形成于V形卡爪324的内侧，V形卡爪324在不同的深度具有不同的卡合尺寸，从而可以匹配更多尺寸的管材1，且通过在盘体322的圆周上布置若干个支架323用于放置管材1，使管材支撑组件30可以一次性放置固定多根管材1，从而可以一次切割多根管材1，大大提高加工效率。

图6示出的是支架323的结构示意图，该支架323依次包括V形卡爪324、第一伸缩杆325、第二伸缩杆326和调节杆327，V形卡爪324固定在第一伸缩杆325的一端，第一伸缩杆325的另一端与第二伸缩杆326可伸缩地连接，第二伸缩杆326的另一端与调节杆327固定。

图7示出的是第一伸缩杆325、第二伸缩杆326之间的连接关系示意图，第一伸缩杆325、第二伸缩杆326的可伸缩连接关系可以采用现有技术中的常规性设置，如第一伸缩杆325套设在第二伸缩杆326外部，或者第二伸缩杆326套设在第一伸缩杆325外部，第一伸缩杆325、第二伸缩杆326的可伸缩连接关系可以采用现有技术中的常规性设置；但是第一伸缩杆325、第二伸缩杆326之间需要设置弹簧329，以使支架323具有缩进后可复位的功能以及抵抗V形卡爪324缩进的作用。

图8示出的是图6中A处的局部放大图，V形卡爪324的上设置有若干个间隔设置的滚轴328，滚轴328是可转动的，且滚轴328的轴面是凸出于V形卡爪324的内表面的，当管材1放置在V形卡爪324内是直接接触滚轴328，从而使管材1与滚轴328间可形成滚动摩擦的关系，大大降低管材1转动过程需要克服的摩擦力。

再参见图6，调节杆327使与盘体322相连接的，调节杆327的主体为间隔的双杆型，以便于将盘体322夹在中间，调节杆327远离V形卡爪324的一端具有连接双杆使其成为一体的嵌合部330，调节杆327上设置有限位孔331。

图9示出的是盘体322的结构示意图，盘体322上设置有可调节的销钉332，盘体322还设置有弧形的调节孔333，调节孔333设置在销钉332的内侧，结合图5，调节杆327的嵌合部330可活动的设置在调节孔333内，且调节孔333内设置有若干个对应嵌合部330的嵌槽334，嵌槽334用于嵌入嵌合部330。

结合图5、图6和图9，支撑盘32具有如下作用：

（1）多工位固定管材1，在支撑盘32的圆周上设置若干个呈星状分布的支架323，每个之间上均可以放置一根管材1，且通过圆周进行分布支架323，增加V形卡爪324之间的距离，降低相邻V形卡爪324之间阻碍；

（2）管材1的固定数量可调，支架323是通过调节杆327与盘体322实现固定的，当嵌合部330嵌入嵌槽334中后，利用销钉332与限位孔331插入配合将支架323与盘体322完全固定；当销钉332从限位孔331中脱离后，嵌合部330便也可以从嵌槽334中脱离，从而可以在调节孔333中调整位置；基于此，可以根据实际需要将一定数量的支架323固定在盘体322上的相应位置。

盘体322上销钉332的可调节有不同的实现方式，其中一种是将销钉332设置为可插拔的，即在盘体322设置对应的插孔，销钉332可同时通过限位孔331与插孔完成插接；另一种是将销钉332设置为可压入的，即在盘体322上开孔，孔内放置弹簧，弹簧上压入销钉332，通过对销钉332施加压入的力使销钉332脱离限位孔331；盘体322上销钉332的可调节的实现方式包括但不限于上述记载的两种。

图10示出的是管材收紧组件40的结构示意图，管材收紧组件40在管材1的轴向上与支撑盘32是错位设置的，以避免彼此工作时发生阻碍，该管材收紧组件40包括门式框架41、链式柔性条42、悬吊件43、卷绕轴44，链式柔性条42通过悬吊件43悬吊在框架41的内侧、管材1的外侧，悬吊件43的一端与门式框架41连接，另一端与链式柔性条42连接，链式柔性条42通过悬吊件43在管材1外呈包围状，链式柔性条42至少具有一个活动端M，活动端M与卷绕轴44连接，当卷绕轴44转动的时候会牵拉链式柔性条42的活动端M使链式柔性条42向管材1靠近直接接触管材1并进一步将管材1压向圆盘锯片202，当管材1接触皮带205后，便会通过皮带205的摩擦力发生转动，使圆盘锯片202在切割管材1的同时，周侧的管材1会同步发生旋转直至被切断，从而可以同时完成多根管材1的切割。

参见图10，门式框架41是指设置为门一样的形状，中间是空的以容纳切割组件20、管材支撑组件30及管材1，具体形状并不限定为图10中的方形，还可以是圆形、六边形等。

图11示出的是链式柔性条42的结构示意图，链式柔性条42由若干链节421首尾相接形成的非封闭的条状部件，链节421内部为可转动的转辊422，当链节421将管材1压至接触皮带205时，仅皮带205与管材1之间具有滑动甚至是静摩擦力，链节421与管材1之间、V形卡爪324与管材1之间均为滚动摩擦，从而降低摩擦力，提高管材1受皮带205驱动发生旋转的顺畅性，进而提高切割的流畅性。

参见图10，链式柔性条42的具有一个活动端M和一个固定端N，其中，固定端N通过固定件46与底座10固定，固定件46可以是刚性的杆，也可以是柔性的钢索等；活动端M通过柔性件45连接至卷绕轴44上，柔性件45可以设置为钢索、尼龙绳等具有足够强度的绳索类部件。当然也可以将链式柔性条42两端均设置为活动端M。

参见图1和图10，管材收紧组件40设置由若干组，沿管材1的轴向间隔分布，卷绕轴44也沿管材1的轴向延伸至两端超过管材收紧组件40，使链式柔性条42的活动端M均固定在卷绕轴44上，卷绕轴44通过电机47驱动转动，使所有的链式柔性条42被同步收紧，进而对管材1产生较为均衡的压紧力。

悬吊件43是作用在链式柔性条42上，当卷绕轴44将柔性件45松开的时候，悬吊件43对链式柔性条42产生牵拉的作用，从而将链式柔性条42牵动远离管材1，便于取出管材1。

悬吊件43的一种可选的实施方式为：用弹簧作为悬吊件43，弹簧本身是可伸缩件，当卷绕轴44将柔性件45卷起的时候，链式柔性条42会对弹簧产生牵引力使弹簧伸长并储存弹性势能，当卷绕轴44将柔性件45松开的时候，弹簧的弹性势能释放将链式柔性条42再次悬吊起来。

悬吊件43的另一种可选的实施方式为：用卷尺结构作为悬吊件43，用绳索类部件替代卷尺的齿条，绳索类部件的一端连接尺簧，另一端固定在链式柔性条42的链节421上，利用尺簧作为能量储存和释放的部件，当卷绕轴44将柔性件45卷起的时候，链式柔性条42会对通过绳索类部件对尺簧产生牵引力使尺簧并储存弹性势能，当卷绕轴44将柔性件45松开的时候，尺簧的弹性势能释放将链式柔性条42再次悬吊起来。

参见图1和图10，悬吊件43可以根据具体的设计要求在链式柔性条42的外侧设置不同的数量、不同的位置，以保证链式柔性条42能较好地包围在管材1外侧，在不切割地时候不与管材1接触。

另外，管材支撑组件30可以设置为在底座10上滑动连接，以便于调节管材1伸出圆盘锯片202地长度，更便于切割。

本实施例的旋转式切管装置加工方法为：

将待切割的管材1放置在管材支撑组件30上，控制卷绕轴44收紧链式柔性条42对管材1进行预固定；

调节管材1的位置确定切割长度；

启动驱动电机203，圆盘锯片202工作，控制卷绕轴44收紧链式柔性条42对管材1压紧，使管材1接触皮带205，通过皮带205带动管材1旋转，完成所有管材1的切割。

本实施例记载的旋转式切管装置也可以在外部设置防护仓及相应的PLC控制系统，形成切管加工中心。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。

Claims (9)

1.旋转式切管装置，其特征在于，包括：

切割组件，所述切割组件包括壳体、安装于壳体外的圆盘锯片及可转动设置于壳体上的皮带，所述皮带从壳体的顶部绕过，所述圆盘锯片边缘是凸出于壳体；

管材支撑组件，包括沿管材径向间隔设置的支撑盘及星状分布式固定于支撑盘外侧的支架，所述支架为可伸缩的，所述支架的末端具有容纳管材的V形卡爪；

管材收紧组件，沿管材径向间隔设置，所述管材收紧组件包括门式框架、设置于门式框架内侧的链式柔性条，连接在门式框架与链式柔性条之间的悬吊件，所述链式柔性条具有至少一个活动端，所述悬吊件产生使链式柔性条远离管材的牵拉力，所述链式柔性条在管材外呈包围状；

所述链式柔性条的活动端向远端运动将管材压紧至接触皮带使管材旋转。

2.根据权利要求1所述的旋转式切管装置，其特征在于，所述圆盘锯片向壳体内依次连接第一锥齿轮、减速箱和驱动轮，所述减速箱的输入端与第一锥齿轮连接，所述减速箱的输出端与驱动轮连接，所述驱动轮与皮带接触，所述第一锥齿轮啮合第二锥齿轮，所述第二锥齿轮安装在驱动电机的输出轴上。

3.根据权利要求2所述的旋转式切管装置，其特征在于，所述驱动轮两侧设置有压紧轮，所述皮带呈“几”字行绕过驱动轮和压紧轮。

4.根据权利要求1所述的旋转式切管装置，其特征在于，所述V形卡爪及链式柔性条均具有接触管材的转辊。

5.根据权利要求1所述的旋转式切管装置，其特征在于，所述支架包括依次连接的V形卡爪、第一伸缩杆、第二伸缩杆和调节杆，所述第一伸缩杆、第二伸缩杆可伸缩地连接，所述第一伸缩杆、第二伸缩杆之间设置有抵抗V形卡爪缩进地弹簧。

6.根据权利要求5所述的旋转式切管装置，其特征在于，所述支撑盘包括盘体和支架，所述调节杆连接在盘体上，所述调节杆远离V形卡爪的一端具有嵌合部，所述调节杆上具有限位孔；所述盘体设置有弧形的调节孔，所述调节孔内设置有若干个对应嵌合部的嵌槽，所述盘体上还设有可调节的销钉，所述嵌合部嵌入嵌槽内时，所述销钉可插入限位孔固定所述调节杆。

7.根据权利要求1所述的旋转式切管装置，其特征在于，所述管材收紧组件还包括可转动的卷绕轴，所述卷绕轴沿管材的轴向延伸至两端超过管材收紧组件，所述链式柔性条活动端连接在卷绕轴上。

8.切管加工中心，其特征在于，包括权利要求1~7中任一所述的旋转式切管装置。

9.加工方法，其特征在于，所述加工方法应用于权利要求1~7中任一所述的旋转式切管装置，所述加工方法为：

将待切割的管材放置在管材支撑组件上，控制链式柔性条收紧对管材进行预固定；

调节管材的位置确定切割长度；

启动圆盘锯片，控制链式柔性条收紧对管材压紧，使管材接触皮带，通过皮带带动管材旋转，完成所有管材的切割。

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