一种管材出料时的同步切割方法与流程

本发明涉及管材加工技术领域，具体为一种管材出料时的同步切割方法。

背景技术：

现有的管材生产过程，成型与切割分别独立开，采用不同的机器进行加工；一般是先用管材挤出程序装置加工出管材并下料，然后运输至切割工位的切割机中上，用送料装置将管材上料至切割机中进行切割，以加工成所需长度的管材。在这过程中，管材成型后需要下料、运输、上料才能被切割机切割，因此需要消耗更多的人力物力，且生产效率低下。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种管材出料时的同步切割方法，旨在解决现有技术中管材挤出成型出料与切割分别独立开，需消耗较多的人力物力，且生产效率低下的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种管材出料时的同步切割方法，包括以下步骤：

s1，将管材输送至切割机中并伸入至切割装置中，管材伸入的速度为v1；

s2，所需切断的管材的长度为l1，当管材伸入的长度达到l2时，其中l2＜l1，控制系统控制切割装置开始移动并加速，使切割装置移动距离d时，切割装置的速度v2等于管材伸入的速度v1，其中l2＝l1-d，d＝控制系统控制切割装置(1)开始移动并加速到速度为v1的移动距离；

s3，当v2＝v1时，控制切割装置和管材以相同的速度移动，控制系统同时控制切割装置上的切割头旋转以切割出长度为l1的管材。出料与切割同步进行，避免了管材下料、运输、上料过程中对人力物力的消耗，提高了生产效率。

优选地，步骤s3之后还包括步骤s4：切割完第一段管材后，切割装置复位，当管材伸入的长度达到l2时，重复步骤s2至s3。切割过程完整循环，以对不断出料的管材不断切割，保证加工效率。

优选地，切割头相邻两次切割管材时的旋转方向相反。避免电线缠绕，影响正常工作。

优选地，当切割头将管材切断后，控制系统控制下料装置中的挡板打开，使掉落在下料装置中的管材继续下料。可直接下料至下一加工工序中，提高加工效率。

优选地，下料装置与切割装置初始位置之间的距离可调。适应需要切割不同长度管材的情况以及管材的伸入速度不同的情况。

优选地，步骤s3中，切割头的旋转速度大于管材伸入的速度v1。减少切割装置移动的距离，提高加工效率。

优选地，步骤s2中，通过编码器检测管材伸入的长度。编码器体积小，方便安装，且检测精密，可提高加工精度。

优选地，在管材伸入过程中，切割装置中的限位机构对管材进行径向限位，以使管材与切割装置保持同轴心移动。避免管材在伸入过程中径向移动偏差较大，影响切割精度。

优选地，限位机构可收紧或张开以调整限位机构与管材的中心之间的距离。适应不同直径的管材。

优选地，步骤s3中，电机启动，带动安装在电机输出端的主动齿轮转动，主动齿轮带动与其啮合的从动齿轮转动，安装在从动齿轮上的切割头随从动齿轮转动。方便安装，传动稳定，方便调整切割头的旋转方向。

本发明一种管材出料时的同步切割方法，至少具有以下有益效果：管材挤出成型在出料过程中，切割装置跟随管材移动以对管材进行切割，管材无需停止即可实现被切割，因此可将切割机设置在管材挤出成型装置的出料端，直接对正在出料的管材进行切割，实现出料与切割同步进行，避免了管材下料、运输、上料过程中对人力物力的消耗，提高了生产效率。另一方面，管材挤出成型后直接切割成所需长度，减少了切割过程中余料的产生，因此减少了管材的损耗；管材在切割过程中无需夹紧，避免了夹紧过程带来的误差，提高了加工精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明同步切割方法流程示意图；

图2为本发明切割机的结构示意图；

图3为本发明切割机的主视图；

图4为本发明切割机的侧视图。

附图中：1-切割装置、11-切割头、12-卡盘、13-电机、14-主动齿轮、15-从动齿轮、2-下料装置、21-挡板、3-限位机构。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1至图4所示，一种管材出料时的同步切割方法，包括以下步骤：

s1，将管材输送至切割机中并伸入至切割装置1中，管材伸入的速度为v1；

s2，所需切断的管材的长度为l1，当管材伸入的长度达到l2时，其中l2＜l1，控制系统控制切割装置1开始移动并加速，使切割装置1移动距离d时，切割装置1的速度v2等于管材伸入的速度v1，其中l2＝l1-d，d＝控制系统控制切割装置(1)开始移动并加速到速度为v1的移动距离，d由控制系统自动算出；

s3，当v2＝v1时，控制切割装置1和管材以相同的速度移动，控制系统同时控制切割装置1上的切割头11旋转以切割出长度为l1的管材。

切割装置1用于对管材进行切割，具体切割方式为激光切割；切割机设置在管材挤出成型装置的输出端，在管材挤出成型并向外输出后，管材直接伸入至切割装置1中，然后用本切割方法对管材进行切割。切割装置1包括卡盘12和切割头11，卡盘12开有供管材穿过的通孔，切割头11安装在卡盘12上，且位于通孔的一侧，管材伸入至通孔中，切割头11对管材进行切割。整个切割过程具体如下：管材从管材挤出成型装置的输出端匀速输出，直接伸入到切割中，管材的伸入速度为v1；以切割头11的位置为零点，当管材伸入的长度l2＝l1-d(l2小于所需要切断的管材的长度l1，即从原材料管材中切割下来的管材产品的长度为l1)时，控制系统控制切割装置1开始移动并加速，切割装置1的移动方向与管材伸入的方向相同；当切割装置1移动距离d(d＝l1-l2)时，切割装置1的速度达到v2(v2＝v1)，即切割装置1的速度从零到v2，所移动的距离为d，因此当v2＝v1时，切割头11的位置与管材切割点平齐；当v2＝v1时，管材和切割装置1以相同的速度移动，速度保持不变，控制系统控制切割头11旋转以切断管材，所切割的管材的长度为所需的l1。

本技术方案，管材挤出成型在出料过程中，切割装置1跟随管材移动以对管材进行切割，管材无需停止即可实现被切割，因此可将切割机设置在管材挤出成型装置的出料端，直接对正在出料的管材进行切割，实现出料与切割同步进行，避免了管材下料、运输、上料过程中对人力物力的消耗，提高了生产效率。另一方面，管材挤出成型后直接切割成所需长度，减少了切割过程中余料的产生，因此减少了管材的损耗；管材在切割过程中无需夹紧，避免了夹紧过程带来的误差，提高了加工精度。

进一步地，步骤s3之后还包括步骤s4：切割完第一段管材后，切割装置1复位，当管材伸入的长度达到l2时，重复步骤s2至s3。

执行完步骤s1至s3后，切割装置1切割出第一段管材；切割完成后，切割装置1复位，即退回到步骤s2移动前的初始位置。切割装置1在复位过程中，管材持续伸入；一般情况，所需要切下的管材的长度l1较长，且管材伸入的长度的l2较为接近l1，因此管材伸入的长度达到l2所需的时间大于切割装置1复位所需的时间。切割装置1复位后，当管材伸入的长度再次达到l2时，控制系统控制切割装置1开始移动并加速，执行步骤s2和s3，以切割出第二段管材；重复步骤s2至s4，以不断对管材进行切割。步骤s4使整个切割过程完整循环，以对不断出料的管材不断切割，保证加工效率。

d和l2的数值通过控制系统进行计算，即先得出管材的伸入速度v1(该速度可通过管材挤出成型装置中管材的挤出速度得出，也可通过设置测速装置测出)，控制装置控制切割装置1移动，因此切割装置1的加速度可知，计算切割装置1的速度从零到v1所需移动的距离d，然后用需要切下的管材的长度l1减去d即可得出l2。因此，当管材伸入的长度达到l2时，则控制切割装置1移动；当切割装置1的速度达到v2(v2＝v1)时，切割头11与管材上的切割点平齐，即切割头11与管材端面的距离为l1；因此切断的管材的长度则为l1。

当v1的具体数值确定，则d的具体数值可确定，在这基础上，若l1的具体数值不同，则l2的具体数值也不相同；即，在相同的v1下，如果需要切出不同长度的管材，则根据l1和d的具体数值系统自动算出l2，以满足切出不同长度管材的需求。当v1不同时，则系统会重新确定d，因此在l1的数值不变的情况下，l2需随v1和d改变。

通过步骤s2，不仅可实现管材出料时同步切割，而且还能对不同的管材伸入速度v1和所需要切断的管材的长度l1准确计算出l2和d，确保控制系统能准确控制切割装置1的移动，保证所切出的管材的长度精度。

进一步地，切割头11相邻两次切割管材时的旋转方向相反。比如，切割头11在切出第一段管材时，旋转方向为顺时针；则在切出第二段管材时，旋转方向为逆时针；在切出第三段管材时，旋转方向为顺时针，以此类推。切割装置1以及切割头11在实际运行中，需要连接较多的电线，如果切割头11一直保持同一个方向旋转，则容易将电线缠绕起来；因此将切割头11相连两次切割管材时的旋转方向设置为相反方向，可避免电线缠绕，影响正常工作。

进一步地，当切割头11将管材切断后，控制系统控制下料装置2中的挡板21打开，使掉落在下料装置2中的管材继续下料，接着再将挡板21收起，以承接下一段管材。

下料装置2用于对切割后的管材进行下料，其设置在切割装置1远离管材上料的一端；管材切断后掉落至下料装置2中，下料装置2的挡板21先打开，使管材继续下料，具体可下料至储料装置中，亦可下料至下一加工工序中；下料后再将挡板21收起。当切割头11切割完成后，管材掉落到下料装置2中，在这过程中，所消耗的时间较短，因此可设置切割头11完成切割后等待一秒，控制系统再控制下料装置2的挡板21打开；挡板21打开后，管材马上下料至储料装置或下一加工工序中，这里所花的时间较少，因此可设置挡板21打开一秒，再将挡板21收起，以承接下一段管材。切断管材后，通过控制下料装置2一段一段将管材下料，可避免管材直接下料至储料装置中，造成摆放凌乱；管材一段一段下料，可直接下料至下一加工工序中，提高了加工效率，减少了管材运输的人力物力成本。

进一步地，下料装置2与切割装置1初始位置之间的距离可调。下料装置2需承接切断后掉落的管材，因此下料装置2应尽可能稳定地承托住管材，具体是使下料装置2的中心尽量靠近管材的中心；因此，针对不同长度的管材，下料装置2应设置在不同位置。下料装置2与切割装置1初始位置之间还应保持一定距离(该距离应大于或等于d)，使切割装置1可在一定范围内往复运动；如前面所述，v1不同时，d也不同(具体是v1越大，d越大)，因此下料装置2和切割装置1初始位置之间的距离可调，可适应不同大小的v1，保证切割装置1在移动过程中不会发生干涉，影响移动。

进一步地，步骤s3中，切割头11的旋转速度大于管材伸入的速度v1。

将管材切断，一般需控制切割头11旋转360°，使切割线形成闭环。切割头11在旋转、切割过程中，切割装置1和管材保持移动，因此切割头11的切断速度直接影响着切割装置1移动的距离，即切割头11的旋转速度越慢，切割装置1要移动的距离越长，切割效率更低，切割机的长度更长。将切割头11的旋转速度设定为大于管材伸入的速度v1，可减少切割装置1移动的距离，提高加工效率，同时减少切割机的总长度，减少设备的占地面积。

进一步地，步骤s2中，通过编码器检测管材伸入的长度。编码器可测量直线位移，在步骤s2中，可通过管材伸入的速度和时间可计算出管材伸入的长度，也可通过编码器测量出管材伸入的长度；编码器体积小，方便安装，且检测精密，可提高加工精度。

进一步地，在管材伸入过程中，切割装置1中的限位机构3对管材进行径向限位，以使管材与切割装置1保持同轴心移动。限位机构3用于对管材进行径向限位，限位机构3具体由多个限位组件围设而成，多个限位组件围设形成可供管材穿过的空腔，该空腔的中心与卡盘12上通孔的中心共线，管材依次穿过空腔和通孔伸入至切割装置1中。管材在伸入过程中，限位机构3承托住管材并对管材在径向方向上有一定的限位作用，避免管材在伸入过程中径向移动偏差较大，影响切割精度。

进一步地，限位机构3可收紧或张开以调整限位机构3与管材的中心之间的距离。如前面所述，限位机构3由多个限位组件围设而成，当限位组件靠近管材时，限位机构3收缩，空腔变小，适应直径或宽度较小的管材；当限位组件远离管材时，限位机构3张开，空腔变大，适应直径或宽度较大的管材。

进一步地，步骤s3中，电机13启动，带动安装在电机13输出端的主动齿轮14转动，主动齿轮14带动与其啮合的从动齿轮15转动，安装在从动齿轮15上的切割头11随从动齿轮15转动。具体是在卡盘12上安装电机13，电机13的输出端安装主动齿轮14，切割头11安装在从动齿轮15上，主动齿轮14与从动齿轮15啮合，电机13启动时可驱动切割头11旋转。电机13和从动齿轮15可方便安装在卡盘12上，且传动稳定，切割头11的旋转方向方便调整。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。