一種自動切管機(jī)的設(shè)計

張燕青 王騰飛 于云程

（1.常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 常州市大型塑料件智能化制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，常州 213164；2.江蘇華本環(huán)境科技有限公司，常州 213164）

管件一般都是通過人工進(jìn)行手工切割，手工切割存在很多弊端：危險系數(shù)高，長時間操作導(dǎo)致意外頻頻發(fā)生；效率低下，人工切割速度較慢；精準(zhǔn)度不佳，人工切割通過事先測量切割距離做下標(biāo)記再進(jìn)行切割。因此，筆者設(shè)計出一種自動切管機(jī)，它可將直徑在3～20mm范圍的管材按要求切成不同長度。

1 自動切管機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

自動切管機(jī)，包括機(jī)械手移動機(jī)構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)和機(jī)架；機(jī)械手移動機(jī)構(gòu)設(shè)于機(jī)架的頂面上；機(jī)械手移動機(jī)構(gòu)包括縱移軌道組件、橫移軌道組件和夾爪；橫移軌道組件與縱移軌道組件上的縱向滑軌滑動連接；縱移軌道組件上設(shè)有驅(qū)動橫移軌道組件在縱移軌道組件上滑動的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)；夾爪設(shè)有兩組；兩組夾爪與橫移軌道組件上的橫向滑軌滑動連接；橫移軌道組件的兩側(cè)各設(shè)有一組第二驅(qū)動裝置，兩組第二驅(qū)動裝置分別驅(qū)動兩組夾爪在橫移軌道組件的橫向滑軌上滑動；切割機(jī)構(gòu)固定在機(jī)架上。

2 實(shí)施切割的工作步驟

2.1 步驟一

將待加工管件放置在機(jī)械手移動機(jī)構(gòu)的兩個平行氣動手指1-3-3上。調(diào)節(jié)支撐架1-3-2至合適高度，確保管材受力平衡。將需要切割的長度、需要的段數(shù)等參數(shù)手動輸入電控觸摸屏（選裝機(jī)構(gòu)，若無則為半自動切管機(jī)，各步驟需按鈕操作），按下啟動按鈕，切割機(jī)構(gòu)2的三相電機(jī)2-1通過皮帶2-4驅(qū)動轉(zhuǎn)軸2-6使切割盤2-7旋轉(zhuǎn)。

2.2 步驟二

橫移軌道組件1-2右側(cè)的電機(jī)1-2-1通過右側(cè)的絲桿1-2-2驅(qū)動右側(cè)托板1-3-1向左側(cè)移動到指定位置（因不同規(guī)格管材的剛度不同，右側(cè)平行氣動手指夾緊位置會影響切割斷面），夾緊待加工管件（第一次切割不需夾緊）。

2.3 步驟三

橫移軌道組件1-2左側(cè)的平行氣動手指1-3-3夾住待加工管件，同時右側(cè)的平行氣動手指1-3-3松開待加工管件。橫移軌道組件1-2左側(cè)的第二電機(jī)1-2-1通過第二絲桿1-2-2驅(qū)動托板1-3-1向左側(cè)移動，拖動管材，直至左右兩側(cè)平行氣動手指的中心位置對齊切割盤。右側(cè)平行氣動手指夾緊待加工管件。

2.4 步驟四

縱移軌道組件1-1上的第一電機(jī)1-1-1通過第一絲桿1-1-2驅(qū)動橫移軌道組件1-2在縱移軌道組件1-1上向后移動，將待加工管件在兩個平行氣動手指1-3-3之間的切割位置推送至切割盤2-7切割。切割結(jié)束后，橫移軌道組件1-2左側(cè)的平行氣動手指1-3-3松開短管，短管自然掉落至落料槽。

圖1 自動切管機(jī)結(jié)構(gòu)

2.5 步驟五

橫移軌道組件1-2左側(cè)的第二電機(jī)1-2-1通過第二絲桿1-2-2驅(qū)動托板1-3-1向右側(cè)移動至左側(cè)的平行氣動手指1-3-3，接觸下一段待加工管件。

2.6 步驟六

重復(fù)步驟三至步驟五，直至切割工作完畢。

3 結(jié)語

該自動切管機(jī)的機(jī)械手移動機(jī)構(gòu)配合切割機(jī)構(gòu)能夠精準(zhǔn)地切割管材，免去人工親手操作，操作方便、安全，大大提高了切割速度。該設(shè)備通過調(diào)節(jié)程序控制切割長度，參數(shù)調(diào)節(jié)方便，切割精度高，且最大限度減小切割處飛邊毛刺的產(chǎn)生，提高產(chǎn)品品質(zhì)。此外，機(jī)架的頂部在機(jī)械手移動機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)之間設(shè)有落料槽，已切割的管材經(jīng)落料槽自然滑落收集，效率更高。切割機(jī)構(gòu)的切割盤上安裝有切割盤防護(hù)罩，大大提高了安全系數(shù)。機(jī)架的前部設(shè)有柜體，能夠存儲工具。

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[2]姚福來，田英輝，孫鶴旭.自動化設(shè)備和工程的設(shè)計安裝調(diào)試故障診斷[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013：65-66.