钢管在线自动切割装置的制作方法

本实用新型涉及钢管切割装置技术领域，尤其是一种钢管在线自动切割装置。

背景技术：

在国内钢管生产线中，对于管体上有缺陷需要切割的钢管或钢管两端需要切割取样的钢管，大多数还是采用离线人工火焰切割的方法。人工火焰切割存在切割速度慢，切割时热变形大，飞溅大、切割端口残留的浮渣较多且不易铲掉、切割时产生的烟气对环境有污染。

技术实现要素：

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的钢管在线自动切割装置，从而能够加快切割时的速度，降低切割时的热变形，减少飞溅，切割端面质量好，避免产生烟气，减少污染。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种钢管在线自动切割装置，包括切割装置，所述切

割装置的一侧依次衔接安装有第一管头翻出台架、第二管头翻出台架和多个间隔的输送辊道，所述切割装置另一侧依次衔接安装有管尾翻出台架、输送辊道和升降旋转辊。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述切割装置的结构为：包括底座，所述底座的上端面左右两侧各安装带有第三精密形直线导柱的左立柱和带有第四精密形直线导柱的右立柱，所述左立柱和右立柱顶部安装上横梁，所述左立柱和右立柱之间安装呈八边形的升降框架，升降框架的两侧通过紧固件与直线导柱连接，所述升降框架中心开有圆孔，升降框架中间还安装有旋转框架，所述旋转框架的外圈通过多个定位轮支撑，所述定位轮安装在升降框架上；所述升降框架顶部的右端安装有旋转驱动组件；所述左立柱外侧安装有环形拖链组件，所述环形拖链组件通过拖链与旋转框架连接，所述上横梁的顶部还安装有升降驱动组件，所述旋转框架上部安装有延环形方向行走的喷嘴定位组件；在喷嘴定位组件一旁还安装有压紧块组件，所述升降框架中间设置有与左立柱和右立柱通过钢筋连接的传送辊组件。

所述环形拖链组件的结构为：包括与左立柱连接的折弯状杆件，杆件上安装有滚轮，滚轮的外部连接有拖链。

所述旋转驱动组件的安装结构为：包括贴合安装在旋转框架右端外圆上的环形齿轮，贴合安装在旋转框架左端外圆上的环形导轨，旋转驱动电机安装在升降框架的右端顶部，所述旋转驱动电机的输出端安装有小齿轮，通过小齿轮带动安装有环形齿轮的旋转框架进行圆周旋转，旋转时由安装在升降框架上的数个定位轮对安装在旋转框架左端外圆上的环形导轨进行旋转支撑和导向，保证旋转框架的运行平稳可靠；所述升降驱动组件的安装结构为：包括安装在上横梁顶部的升降驱动电机和升降机，升降机前端法兰与升降框架顶部相连，升降时由安装在左立柱上的第三精密形直线导柱和安装在右立柱上的第四精密形直线导柱进行垂直导向，保证升降框架的运行平稳可靠。

所述喷嘴定位组件的结构为：包括固定在旋转框架左端顶部的第一精密形直线导柱，所述第一精密形直线导柱上通过滑块安装有第一气缸，所述第一气缸的上部通过第一连接块安装有喷嘴，所述第一气缸的底部通过第二连接块安装有导向轮，所述导向轮与喷嘴平行间隔设置，所述导向轮底面与喷嘴底面之间的间距为3-5mm。

所述压紧块组件的结构为：包括设置在升降框架一旁的第二精密形直线导柱，所述第二精密形直线导柱的上安装有第三气缸，所述第三气缸的输出端安装有压紧块，所述压紧块与钢管对接。

所述第一管头翻出台架的结构为：包括翻出底座，所述翻出底座上表面两侧分别安装有第一立柱和第二立柱，所述第一立柱和第二立柱的上端面安装有翻出输送辊道，所述翻出底座的上表面中间安装有第二气缸，所述第二气缸的输出端与翻出输送辊道底部连接；所述管尾翻出台架和第二管头翻出台架的结构与第一管头翻出台架的结构相同。

所述升降旋转辊的结构为：包括升降底座，所述升降底座上表面两侧分别安装有升降支柱，所述升降底座上表面中部安装有升降驱动连杆机构，所述升降驱动连杆机构顶部安装有两个旋转滚轮；两个旋转滚轮通过链轮链条连接，所述旋转滚轮一旁还安装有旋转电机，所述旋转电机的输出端与旋转滚轮的轴端相连，控制旋转滚轮转动。

所述输送辊道的结构为：包括输送底座，所述输送底座上表面安装有输送柱，所述输送柱上部一侧固定有支撑架，所述支撑架上安装有输送电机，所述输送电机的输出端安装输送辊轮。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过采用等离子切割方式，及电气控制系统完成切割工作，从而能够加快切割时的速度，降低切割时的热变形，减少飞溅，切割端面质量好，避免产生烟气，减少污染。

本实用新型所述的等离子切割系统等离子切割系统采用美国LINCOLN-FLEXCUT 125，拥有运营成本低、保持更快的切割速度、几乎没有残渣，减少加工的需要、最好的边缘质量、可靠的无高频启弧的优点。

本实用新型所述的电控系统采用西门子变频器+编码器的控制方式，实现了闭环控制，提高变频器的控制精度，从而实现了切割钢管的高效性。

本实用新型所述的喷嘴安装在定位轮上方3～5mm的位置，旋转切割时通过导向轮的导向，喷嘴相对管体的位置始终不变，从而保证了切割的质量。

本实用新型在最大限度的降低生产成本的情况下，能够实现自动化控制，并保证切割精度，切割面的平面度≤1mm，切割面与管体的垂直度≤1mm，切割面的粗糙度Ra50～Ra25μm，保证了切割面的质量。

本实用新型采用电控系统，大大地提高了生产效率。

本实用新型所述的等离子切割采用气体是压缩空气，能够减少污染。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型切割装置的主视图。

图3为图2的侧视图。

图4为图3中沿A-A截面的全剖视图。

图5为图3中沿B-B截面的全剖视图。

图6为图2的C部的放大视图。

图7为本实用新型第一管头翻出台架的主视图。

图8为图5的侧视图。

图9为本实用新型输送辊道的结构示意图。

图10为本实用新型升降旋转辊的结构示意图。

图11为本实用新型压紧块组件的结构示意图。

其中：1、切割装置；101、底座；102、左立柱；103、右立柱；104、上横梁；105、升降框架；106、环形拖链组件；107、拖链；108、旋转驱动组件；109、喷嘴定位组件；110、压紧块组件；111、传送辊组件；112、杆件；113、滚轮；114、环形齿轮；115、升降驱动组件；116、环形导轨；117、第一精密形直线导柱；118、第一气缸；119、喷嘴；120、第一连接块；121、第二连接块；122、导向轮；123、第三气缸；124、第三精密形直线导柱；125、第四精密形直线导柱；126、压紧块；127、旋转框架；128、定位轮；129、旋转驱动电机；130、小齿轮；131、升降驱动电机；132、升降机；133、第二精密形直线导柱；2、第一管头翻出台架；201、翻出底座；202、第一立柱；203、第二立柱；204、翻出输送辊道；205、第二气缸；3、第二管头翻出台架；4、输送辊道；401、输送底座；402、输送柱；403、输送辊轮；404、输送电机；405、支撑架；5、管尾翻出台架；6、升降旋转辊；601、升降底座；602、升降支柱；603、升降驱动连杆机构；604、旋转滚轮。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实施例的钢管在线自动切割装置，包括切割装置1，切割装置1的一侧依次衔接安装有第一管头翻出台架2、第二管头翻出台架3和多个间隔的输送辊道4，切割装置1另一侧依次衔接安装有管尾翻出台架5、输送辊道4和升降旋转辊6。

如图2、图3、图4、图5和图6所示，切割装置1的结构为：包括底座101，底座101的上端面左右两侧各安装带有第三精密形直线导柱124的左立柱102和带有第四精密形直线导柱125的右立柱103，左立柱102和右立柱103顶部安装上横梁104，左立柱102和右立柱103之间安装呈八边形的升降框架105，升降框架105的两侧通过紧固件与直线导柱连接，升降框架105中心开有圆孔，升降框架105中间还安装有旋转框架127，旋转框架127的外圈通过多个定位轮128支撑，定位轮128安装在升降框架105上；升降框架105顶部的右端安装有旋转驱动组件108；左立柱102外侧安装有环形拖链组件106，环形拖链组件106通过拖链107与旋转框架127连接，上横梁104的顶部还安装有升降驱动组件115，旋转框架127上部安装有延环形方向行走的喷嘴定位组件109；在喷嘴定位组件109一旁还安装有压紧块组件110，升降框架105中间设置有与左立柱102和右立柱103通过钢筋连接的传送辊组件111。

环形拖链组件106的结构为：包括与左立柱102连接的折弯状杆件112，杆件112上安装有滚轮113，滚轮113的外部连接有拖链107。

旋转驱动组件108的安装结构为：包括贴合安装在旋转框架127右端外圆上的环形齿轮114，贴合安装在旋转框架127左端外圆上的环形导轨116，旋转驱动电机129安装在升降框架105的右端顶部，旋转驱动电机129的输出端安装有小齿轮130，通过小齿轮130带动安装有环形齿轮114的旋转框架127进行圆周旋转，旋转时由安装在升降框架105上的数个定位轮128对安装在旋转框架127左端外圆上的环形导轨116进行旋转支撑和导向，保证旋转框架127的运行平稳可靠；升降驱动组件115的安装结构为：包括安装在上横梁104顶部的升降驱动电机131和升降机132，升降机132前端法兰与升降框架105顶部相连，升降时由安装在左立柱102上的第三精密形直线导柱124和安装在右立柱103上的第四精密形直线导柱125进行垂直导向，保证升降框架105的运行平稳可靠。

喷嘴定位组件109的结构为：包括固定在旋转框架127左端顶部的第一精密形直线导柱117，第一精密形直线导柱117上通过滑块安装有第一气缸118，第一气缸118的上部通过第一连接块120安装有喷嘴119，第一气缸118的底部通过第二连接块121安装有导向轮122，导向轮122与喷嘴119平行间隔设置，导向轮122底面与喷嘴119底面之间的间距为3-5mm。

如图11所示，压紧块组件110的结构为：包括设置在升降框架105一旁的第二精密形直线导柱133，第二精密形直线导柱133的上安装有第三气缸123，第三气缸123的输出端安装有压紧块126，压紧块126与钢管对接。

如图7和图8所示，第一管头翻出台架2的结构为：包括翻出底座201，翻出底座201上表面两侧分别安装有第一立柱202和第二立柱203，第一立柱202和第二立柱203的上端面安装有翻出输送辊道204，翻出底座201的上表面中间安装有第二气缸205，第二气缸205的输出端与翻出输送辊道204底部连接；管尾翻出台架5和第二管头翻出台架3的结构与第一管头翻出台架2的结构相同。

如图10所示，升降旋转辊6的结构为：所述升降旋转辊6的结构为：包括升降底座601，所述升降底座601上表面两侧分别安装有升降支柱602，所述升降底座601上表面中部安装有升降驱动连杆机构603，所述升降驱动连杆机构603顶部安装有两个旋转滚轮604；两个旋转滚轮604通过链轮链条连接，所述旋转滚轮604一旁还安装有旋转电机，所述旋转电机的输出端与旋转滚轮604的轴端相连，控制旋转滚轮604转动。

如图9所示，输送辊道4的结构为：包括输送底座401，输送底座401上表面安装有输送柱402，输送柱402上部一侧固定有支撑架405，支撑架405上安装有输送电机404，输送电机404的输出端安装输送辊轮403。

本实施例的钢管在线自动切割装置的切割方法，包含如下操作步骤：

第一步：启动操作台，在操作台触摸屏中输入钢管直径、壁厚、长度参数建立配方；

第二步：根据钢管直径，升降框架105自动升降到相应高度与钢管同心，其它执行单元均在原位状态；

第三步：将钢管传送到输送辊道4上，通过升降旋转辊6中的升降驱动连杆机构603升起将钢管托起并顺时针旋转到指定位置后，使钢管上焊缝不在最上方，完成后，升降驱动连杆机构603下降，将钢管平稳地落在输送辊道4上；

第四步：通过建立的配方，使钢管通过输送辊道4和传送辊组件111的传送，将钢管自动停到要切割的位置；

第五步：压紧块组件110中的压紧块126落下，将钢管压紧；

第六步：通过压紧块126到位信号的反馈，喷嘴定位组件109中的导向轮122下降落在管体上；

第七步：启动割炬，引燃等离子弧，将钢管切透后，旋转驱动组件108带动喷嘴119开始环形切割360度，切割时喷嘴119内喷出的压缩空气将钢管本体融化而成的浮渣及时吹掉；

第八步：切割完毕后，关闭割炬和等离子弧熄灭，而压缩空气延时数秒后再关闭，旋转驱动组件108、喷嘴定位组件109和压紧块组件110均恢复到原位；

第九步：若管头切割的长度在1米以内，切割的管头通过传送辊组件111传送到第一管头翻出台架2处，由第一管头翻出台架2翻出至收集框；

第十步：若管头切割的长度在1～2米，切割的管头通过传送辊组件111传送到第一管头翻出台架2和第二管头翻出台架3处，由第一管头翻出台架2和第二管头翻出台架3翻出至收集框；

第十一步：若管头切割或切割后余下的管体长度在2米以上，通过传送辊组件111输送到输送辊道4上，传送到下一工位；

第十二步：若管尾切割的长度在0.5米以内，则由传送辊组件111传送至管尾翻出台架5，由管尾翻出台架5翻出至收集框。

实际操作过程中，如图1所示，首先对钢管在线自动切割装置进行组装。将切割装置1安装在车间地面，在切割装置1的左侧安装第一管头翻出台架2，在第一管头翻出台架2的左侧安装第二管头翻出台架3，在第二管头翻出台架3的左侧间隔安装数个输送辊道4，将管尾翻出台架5安装在切割装置1的右侧，在管尾翻出台架5的右侧间隔安装数个由输送辊道4和升降旋转辊6组成的装置。即完成了对钢管在线自动切割装置的组装。

实际使用过程中，在操作台触摸屏中输入钢管直径、壁厚、长度参数建立配方。升降框架105根据钢管直径自动升降到相应高度与钢管同心，其它执行单元均在原位状态。钢管由上序传送到入口输送辊道4上，传感器检测到有料信号，升降旋转辊6中升降驱动连杆机构603升起将钢管托起并顺时针旋转数度后，使钢管上焊缝不在最上方，升降驱动连杆机构603下降将钢管平稳的落在输送辊道4上。根据要切割的长度，通过输送辊道4、传送辊组件111的传送，将钢管自动停到要切割的位置。通过钢管到位信号的反馈，压紧块组件110中的压紧块126落下，将钢管压紧。通过压紧块126到位信号的反馈，喷嘴定位组件109中的导向轮122下降落在管体上。通过导向轮122到位信号的反馈，割炬启动，引燃等离子弧，切透钢管后，旋转驱动组件108带动喷嘴119开始环形切割360度，切割时喷嘴119内喷出的压缩空气将钢管本体融化而成的浮渣及时吹掉，切割完毕，关闭割炬，等离子弧熄灭，而压缩空气延时数秒后再关闭，用来冷却喷嘴119。旋转驱动组件108、喷嘴定位组件109、压紧块组件110均回到原位。操作方便，工作效率高。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。