金属空心体的非接触式动停修边装置的制作方法

本实用新型涉及金属空心体的加工设备领域，具体涉及一种金属空心体的非接触式动停修边装置。

背景技术：

金属空心体是一种一端开口的金属筒状体，常见的如金属罐和动力电池壳等。以金属罐（铁、铝等材质的两片罐）为例，通常金属罐由罐盖和罐身构成，在罐身拉伸成型后其高度方向上要进行裁切，以使罐身高度一致和去除罐口处的毛刺，故要使用到罐口修边装置。

目前金属罐的修边装置大多为机械修边装置，该机械装置存在的不足包括：结构复杂、精度要求高、刀具需要频繁更换、维护成本高、对维护人员要求高（尤其是刀头的调整）。

具体地，现有修边机由于采用机械切割装置因此存在以下问题：

一、为了连续、可靠地进行生产，制罐厂需要对一些易损件（如刀具）进行定期更换，并且根据易损件交期的长短和更换周期，需要库存一定的数量，从而导致维护成本高；

二、由于机械装置的结构限制，修边后产生的废料环宽度通常不低于3mm，一定程度上造成了原材料的浪费，并且修边后罐口存在一定程度的外翻或内翻；另外还存在瘪罐、卡罐等典型问题；

三、为了保证机械修边机能够稳定进罐，需要在拉伸机与修边机之间累积一定数量的罐子，因此徒增了拉伸机与机械修边机的距离；另外还需要对机械修边机的速度进行调控，以保证罐子累积的数量相对固定，这就需要机械修边机频繁地在高速与低速之间切换；

四、多罐型共线生产是现在一种发展趋势，现有修边机换型过程复杂，工时长，换型完成后还要根据实际情况进行不同程度的调试才能达到顺畅生产，因此不符合快速换型的要求，影响工厂的生产效率。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本实用新型所要研究解决的课题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种金属空心体的非接触式动停修边装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种金属空心体的非接触式动停修边装置，包括一闭环传送机构，该闭环传送机构上定位有数个旋转定位结构，并驱动各所述旋转定位结构沿直线或/和曲线在一闭环路径上位移；

所述旋转定位结构位移时依次对位所述装置的上料工位、切割工位以及下料工位；

当所述旋转定位结构位移至与所述上料工位对位配合时，待修边的金属空心体经由该上料工位进入所述旋转定位结构中；所述旋转定位结构用于对金属空心体进行定位并驱动金属空心体以其纵向中心线为轴自转；

其中，所述装置还包括一激光切割器，该激光切割器对应所述切割工位设置，其前端设有光束发射头部；

当所述旋转定位结构被驱动位移至与所述切割工位对位配合时，所述闭环传送机构停止运行，同时所述激光切割器的光束发射头部朝向旋转定位结构中被定位且自转的所述金属空心体发射切割光束，该切割光束作用于金属空心体的表面，构成当所述金属空心体至少自转一圈后，所述激光切割器完成对该金属空心体的修边，所述闭环传送机构恢复运行；

经修边后的所述金属空心体随所述旋转定位结构继续位移至与所述下料工位对位配合，并在该下料工位完成下料。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，本案中涉及的“修边”即制罐行业中通过切边对金属空心体进行口部的修整。

2．上述方案中，所述激光切割器位于被定位的所述金属空心体的侧部，切割光束以垂直于金属空心体外表面为佳。

3．上述方案中，所述旋转定位结构包括定位芯棒以及定位座，两者同轴设置且同步绕轴旋转；所述定位芯棒伸入所述金属空心体中，从内部对金属空心体进行支撑，所述定位座对金属空心体的底部进行真空吸附定位。所述定位芯棒以及所述定位座均可通过电机驱动旋转。

4．上述方案中，所述定位芯棒中还设有吹气口，该吹气口用于向被定位支撑的所述金属空心体的内腔吹入气体。

借此设计，有助于膨胀金属空心体的表面，使得金属空心体在进行激光切割时，罐体的表面不会因为凹陷等不平整导致切割效果不稳定甚至发生不完全切割的情况，吹气后的罐体横截面接近或达到标准的圆形；所述气体优先选择高压惰性气体；

另外，吹气还有一个作用，即，将切割时产生的熔渣吹出，防止熔渣附着在金属空心体的内壁，减少对内壁的污染。

5．上述方案中，所述定位芯棒还通过一驱动机构驱动沿轴向做直线位移；修边装置还包括一脱模组件，当所述金属空心体完成修边后，所述定位芯棒带着废料环轴向位移至所述脱模组件处，通过脱模组件的端面对所述废料环进行阻挡并脱离所述定位芯棒。

6．上述方案中，还包括一位置传感器，该位置传感器对应所述旋转定位结构设置；当位置传感器检测到旋转定位结构中没有金属空心体时，将发出检测信号至一控制电路，所述控制电路不启动所述激光切割器工作。通过所述位置传感器以及所述控制电路的设置，使得每一个金属空心体在修边前将先经过到位确认，只有确认金属空心体确实已经进入旋转定位结构时，才可以按照正常时序激活激光切割器工作。

本实用新型的工作原理如下：

一、由于采用非接触式切割，切割过程中不接触金属空心体的罐体，因此不存在刀具磨损导致的罐口毛刺问题，同时避免了刀具的频繁更换以及精度复杂地调整；

二、由于采用非接触式切割，其切缝能够做到很窄，因此可减小废料环的宽度，从而减小前道工序的落料尺寸，节约原材料；

三、由于采用非接触式切割，罐型的切换过程只需调整修边机构位置，然后更换少量换型件即可完成换型过程，降低了对维护人员能力要求；

四、由于采用非接触式切割，因此在设备的运行过程中不需要变速，可以以固定速度运行，不需要进行金属空心体的累积，减小了与拉伸机的间距。

综上所述，本实用新型具有如下优点：

1、节省原材料，降低原材料成本；2、可快速简单换型，节约换型时间，适应目前罐厂多罐型共线生产的要求；3、切割质量稳定，无毛刺、螺旋罐、瘪罐等缺陷；4、维护简单，维护成本低；5、占地空间小，降低设备间距，减少工人走动强度。

附图说明

附图1为本实用新型实施例结构示意图；

附图2为图1的俯视角度示意图；

附图3为图2的A-A向剖视示意图；

附图4为本实用新型实施例金属罐的结构示意图。

以上附图中：1．金属罐；1a．修边后的金属罐；1b．废料环；1c．切割位置；1d．金属罐的纵向中心线；2．闭环传送机构；3．旋转定位结构；4．上料工位；5．切割工位；6．下料工位；7．激光切割器；8．光束发射头部；9．定位芯棒；10．定位座；11．脱模组件；11a．脱模组件的端面；12．排料通道。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：参见附图1~4所示，一种金属空心体的非接触式动停修边装置，所述金属空心体以金属罐1为例。

所述修边装置包括一闭环传送机构2，该闭环传送机构2上定位有数个旋转定位结构3，并驱动各所述旋转定位结构3沿直线或/和曲线在一闭环路径上位移。除图中所示的经典长圆形闭环路径而外，该闭环路径亦可为由直线或曲线以任意排列形式按工厂需要组合而成的特殊形状路径。

所述旋转定位结构3位移时依次对位所述装置的上料工位4、切割工位5以及下料工位6。

当所述旋转定位结构3位移至与所述上料工位4对位配合时，待修边的金属空心体1经由该上料工位4进入所述旋转定位结构3中；所述旋转定位结构3用于对金属空心体1进行定位并驱动金属空心体1以其纵向中心线1d为轴自转。

其中，所述装置还包括一激光切割器7，该激光切割器7对应所述切割工位5设置，其前端设有光束发射头部8；当所述旋转定位结构3被驱动位移至与所述切割工位5对位配合时，所述闭环传送机构2停止运行，同时所述激光切割器7的光束发射头部8朝向旋转定位结构3中被定位且自转的所述金属罐1发射切割光束，该切割光束作用于金属罐1的表面，构成当所述金属罐1至少自转一圈后，所述激光切割器7完成对该金属罐1的修边；所述激光切割器7位于被定位的所述金属罐1的侧部，切割光束以垂直于金属罐1外表面为佳。

经修边后的所述金属空心体1a随所述旋转定位结构3继续位移至与所述下料工位6对位配合，并在该下料工位6完成下料。

其中，所述旋转定位结构3包括定位芯棒9以及定位座10，两者同轴设置且同步绕轴旋转；所述定位芯棒9伸入所述金属罐1中，从内部对金属罐1进行支撑，所述定位座10对金属罐1的底部进行真空吸附定位。所述定位芯棒9以及所述定位座10均可通过电机驱动旋转。

所述定位芯棒9中还设有吹气口（图中未绘出），该吹气口用于向被定位支撑的所述金属罐1的内腔吹入气体。借此设计，有助于膨胀金属罐1的表面，使得金属罐1在进行激光切割时，罐体的表面不会因为凹陷等不平整导致切割效果不稳定甚至发生不完全切割的情况，吹气后的罐体横截面接近或达到标准的圆形；所述气体优先选择高压惰性气体。

其中，所述定位芯棒9还通过一驱动机构（图中未绘出）驱动沿轴向做直线位移；修边装置还包括一脱模组件11，当所述金属罐1完成修边后，所述定位芯棒9带着废料环1b轴向位移至所述脱模组件11处，通过脱模组件的端面11a对所述废料环1b进行阻挡并脱离所述定位芯棒9。所述定位芯棒9和所述脱模组件11可设于一支架上，该支架相对所述闭环传送机构2固定。

其中，还包括一位置传感器（图中未绘出），该位置传感器对应所述旋转定位结构3设置；当位置传感器检测到旋转定位结构3中没有金属罐1时，将发出检测信号至一控制电路，所述控制电路不启动所述激光切割器7工作。通过所述位置传感器以及所述控制电路的设置，使得每一个金属罐1在修边前将先经过到位确认，只有确认金属罐1确实已经进入旋转定位结构3时，才可以按照正常时序激活激光切割器7工作。

现就本实用新型的工作原理说明如下：

待修边的各金属罐1逐个在上料工位4处进入所述闭环传送机构2上的各旋转定位结构3中；

当金属罐1落入旋转定位结构3后，金属罐1的底部被真空吸附在所述定位座10上，同时所述定位芯棒9从轴向进入金属罐1的内部；待定位芯棒9伸入金属罐1且越过切割位置1c后，定位芯棒9与金属罐1达成支撑定位并开始朝向金属罐1的内部吹入高压气体；

随后，所述定位芯棒9与所述定位座10以相同的转速和方向进行旋转；闭环传送机构2通过转动将该金属罐1移动至切割工位5，随后闭环传送机构2停止，以保持定位有该金属罐1的旋转定位结构3对位切割工位5且处于静止的待切割状态；此时激光切割器7打开，切割光束射向正在自转的金属罐1的表面，开始切割作业；

当完成切割后，激光切割器7关闭，定位芯棒9开始带着废料环1b移出金属罐1a的罐口，定位芯棒9带着废料环1b朝向所述脱模组件11处继续轴向位移，通过脱模组件的端面11a将废料环1b从定位芯棒9上脱下；

于此同时，所述闭环传送机构2继续运动，将修边完成后的金属罐1a移动至下料工位6；此时所述定位座10释放对金属罐1a底部的真空吸附，金属罐1a借助自身旋转或通过其他动力源（如高压气体）推送离开旋转定位结构3，并通过一排料通道12下料；至此，修边装置完成一个工作周期。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。