一种无缝钢管定长切断装置的制作方法

本发明涉及无缝钢管加工，尤其涉及一种无缝钢管定长切断装置。

背景技术：

1、无缝钢管是一种具有中空截面、周边无任何接缝的长条钢材，属于经济截面钢材，在工业领域应用十分广泛。无缝钢管的激光定长切断是当前工业领域精度、效率双优的加工方案。

2、经检索，中国专利申请号为202521920179.2的专利，公开了一种金属管件定位裁切设备，通过滑动设置的移动板，使得能够调节移动板与切割片之间的距离，即调节切割段的长度，能够对金属管进行定量切割，而通过定位架的设置，使得在对金属管切割时，能够对位于切割段上的金属管进行下压定位，再配合主动轮和从动轮的输送定位，能够对金属管进行牢固的限位固定，避免了在切割时金属管发生偏移，而通过切割台面的倾斜设置，使得在解除定位架的下压固定后，被切割的金属管能够从切割台上滚落，实现了自动下料。

3、上述专利中的金属管件定位裁切设备存在以下不足：该装置通过切割片进行无缝钢管切割，在实际切割过程中，主要通过移动板进行钢管切割长度的确定，这种简单的机械结构在钢管长度的确定过程中，存在相对较大的偏差，影响钢管切割长度的精度。

技术实现思路

1、本发明提出的一种无缝钢管定长切断装置，用于解决现有金属管件定位裁切设备依靠移动板机械限位确定钢管切割长度、定长偏差较大，采用切割片接触式切割易使钢管受切削力推挤发生偏移且刀具磨损导致尺寸漂移，不同外径钢管上料时缺乏自动定心结构易造成偏心回转与切口偏斜，切割过程中钢管定长段缺少随动支撑易下垂抖动，以及激光切割器在更换钢管规格时需重新调整聚焦点、整体自动化程度不足的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种无缝钢管定长切断装置，包括安装有三爪卡盘的驱动主轴箱，三爪卡盘自动夹持无缝钢管，其一侧设置有根据无缝钢管外径自动调节高度的激光切割器，激光切割器的一侧设置有钢管定长组件，所述激光切割器的一侧固定安装有安装连接座，所述安装连接座的顶端固定安装有升降气缸，且所述安装连接座的一侧固定安装有用于计量激光切割器下降高度的测距传感器一；所述钢管定长组件的主体设置为限位座架，所述限位座架的一侧上部固定安装有与三爪卡盘同轴的调节气缸，所述调节气缸的伸缩端端部固定安装有安装座筒，所述安装座筒的内部固定安装有对无缝钢管端部进行限位的限位挡板，所述限位挡板的一侧设置有检测无缝钢管对限位挡板作用力的压力检测传感器，且所述安装座筒的一侧设置有跟随安装座筒同步移动的测距传感器二。

4、作为本发明一种优选的：所述激光切割器的激光路径与三爪卡盘的轴线相互垂直，且所述激光切割器沿激光路径直线运动，激光切割器的激光射出点与无缝钢管外壁之间的距离固定。

5、作为本发明一种优选的：所述三爪卡盘的一侧设置有切割支架，所述升降气缸固定安装于切割支架的上部，所述切割支架靠近三爪卡盘的一侧固定安装有抱架导轨，所述抱架导轨上滑动卡接有稳定抱架，所述稳定抱架固定安装于安装连接座的底端。

6、在前述方案的基础上：所述切割支架的一侧固定安装有安装架臂，所述安装架臂分为一体成型的上下两部分，上部设置为水平段，水平段的顶端固定安装有与测距传感器一配合的反光片一，下部设置为竖直段，竖直段的一侧固定安装有与测距传感器二配合的反光片二。

7、作为本发明一种优选的：所述限位挡板靠近三爪卡盘的一侧开设有转动凹槽，所述转动凹槽的内部固定安装有配合轴承，所述配合轴承的内部固定安装有转动挡板，所述安装座筒的一侧等距固定安装有多根与限位座架滑动连接的稳定滑杆。

8、作为本发明一种优选的：所述激光切割器和安装座筒之间设置有承载液压缸，所述承载液压缸的伸缩端顶部固定安装有承载座板，所述承载座板的上表面转动安装有两根平行设置的承载座辊，所述承载座辊的轴线与三爪卡盘的轴线平行。

9、作为本发明一种优选的：所述驱动主轴箱的另一侧设置有钢管上料组件，所述钢管上料组件包括两个上料单元，所述上料单元的主体设置为多根等距设置的转动承载辊，两组所述转动承载辊交错设置，且倾斜方向相反，形成的夹角根据无缝钢管的外径进行调节，使两组所述转动承载辊承载的无缝钢管与三爪卡盘同轴。

10、在前述方案的基础上：同一组所述转动承载辊的底端转动连接有转动连接臂，所述转动连接臂转动连接有固定的转动连接座。

11、在前述方案的基础上：同一组所述转动承载辊的顶端转动连接有调节连接臂，所述调节连接臂的一端固定安装有伺服电机，所述伺服电机驱动位于调节连接臂端部的转动承载辊，两个所述伺服电机分设于钢管上料组件的两端。

12、在前述方案的基础上：所述调节连接臂的一侧等距固定连接有多个调节连接座，所述调节连接座的内部转动安装有调节连接头，所述调节连接头固定连接有调节液压缸，所述调节液压缸的底端转动连接有液压缸转动座；两组所述调节液压缸的联动，同步伸缩，使两组转动承载辊同步偏转。

13、本发明的有益效果为：

14、1.该无缝钢管定长切断装置，在定长精度方面，调节气缸由工业计算机直接给定行程，使定长值数字化设定；测距传感器二随安装座筒同步移动，实时反馈限位挡板实际位移并由工业计算机修正；压力检测传感器在钢管端部抵紧转动挡板、压力达到预设值后才判定到位并控制三爪卡盘夹持；设定、反馈、判定三环节形成闭环，显著提高无缝钢管的定长精度与切断精度。

15、2.该无缝钢管定长切断装置，在规格适应性方面，升降气缸驱动激光切割器沿激光路径移动，使激光射出点与不同外径钢管外壁距离恒定，换规格时只需按壁厚调节功率，无需重新对焦；测距传感器一与反光片一监测下降高度，出现偏差时由工业计算机控制升降气缸补偿；稳定抱架与抱架导轨保证升降过程不偏移，激光路径始终与三爪卡盘轴线垂直交汇。

16、3.该无缝钢管定长切断装置，在上料定心方面，两组交错且倾斜方向相反的转动承载辊由调节液压缸同步驱动偏转以调节夹角，使不同外径钢管的轴线与三爪卡盘轴线自动重合，避免偏心回转造成的切口偏斜；两个伺服电机分设于两端同步驱动上料，过程平稳；厚壁筒轴端部同轴安装三爪卡盘，便于钢管直接导入。

17、4.该无缝钢管定长切断装置，在切割稳定性方面，承载液压缸按钢管外径抬升承载座板，两根承载座辊支撑钢管定长段，防止切割时下垂抖动；承载组件与定长组件互不干涉，可独立布置；限位挡板经配合轴承设置转动挡板，随钢管同步转动，既不影响压力检测，也避免端面摩擦及附加轴向力干扰定长基准。

18、5.该无缝钢管定长切断装置，在自动化程度方面，工业计算机依据输入的钢管内径、外径、总长度和定长切割长度，统一控制定长设定、切割器调高、上料定心、到位判定、卡盘夹持、承载支撑及旋转切割的全过程，无需人工操作，消除了人为操作差异，提高了加工效率与产品一致性。

1.一种无缝钢管定长切断装置，包括安装有三爪卡盘（3）的驱动主轴箱（2），三爪卡盘（3）自动夹持无缝钢管，其一侧设置有根据无缝钢管外径自动调节高度的激光切割器（7），激光切割器（7）的一侧设置有钢管定长组件，其特征在于：所述激光切割器（7）的一侧固定安装有安装连接座（6），所述安装连接座（6）的顶端固定安装有升降气缸（5），且所述安装连接座（6）的一侧固定安装有用于计量激光切割器（7）下降高度的测距传感器一（8）；所述钢管定长组件的主体设置为限位座架（17），所述限位座架（17）的一侧上部固定安装有与三爪卡盘（3）同轴的调节气缸（18），所述调节气缸（18）的伸缩端端部固定安装有安装座筒（19），所述安装座筒（19）的内部固定安装有对无缝钢管端部进行限位的限位挡板（33），所述限位挡板（33）的一侧设置有检测无缝钢管对限位挡板（33）作用力的压力检测传感器（36），且所述安装座筒（19）的一侧设置有跟随安装座筒（19）同步移动的测距传感器二（32）。

2.根据权利要求1所述的一种无缝钢管定长切断装置，其特征在于：所述激光切割器（7）的激光路径与三爪卡盘（3）的轴线相互垂直，且所述激光切割器（7）沿激光路径直线运动，激光切割器（7）的激光射出点与无缝钢管外壁之间的距离固定。

3.根据权利要求1所述的一种无缝钢管定长切断装置，其特征在于：所述三爪卡盘（3）的一侧设置有切割支架（4），所述升降气缸（5）固定安装于切割支架（4）的上部，所述切割支架（4）靠近三爪卡盘（3）的一侧固定安装有抱架导轨（10），所述抱架导轨（10）上滑动卡接有稳定抱架（9），所述稳定抱架（9）固定安装于安装连接座（6）的底端。

4.根据权利要求3所述的一种无缝钢管定长切断装置，其特征在于：所述切割支架（4）的一侧固定安装有安装架臂（11），所述安装架臂（11）分为一体成型的上下两部分，上部设置为水平段，水平段的顶端固定安装有与测距传感器一（8）配合的反光片一（12），下部设置为竖直段，竖直段的一侧固定安装有与测距传感器二（32）配合的反光片二（13）。

5.根据权利要求1所述的一种无缝钢管定长切断装置，其特征在于：所述限位挡板（33）靠近三爪卡盘（3）的一侧开设有转动凹槽，所述转动凹槽的内部固定安装有配合轴承（34），所述配合轴承（34）的内部固定安装有转动挡板（35），所述安装座筒（19）的一侧等距固定安装有多根与限位座架（17）滑动连接的稳定滑杆（20）。

6.根据权利要求1所述的一种无缝钢管定长切断装置，其特征在于：所述激光切割器（7）和安装座筒（19）之间设置有承载液压缸（14），所述承载液压缸（14）的伸缩端顶部固定安装有承载座板（15），所述承载座板（15）的上表面转动安装有两根平行设置的承载座辊（16），所述承载座辊（16）的轴线与三爪卡盘（3）的轴线平行。

7.根据权利要求1所述的一种无缝钢管定长切断装置，其特征在于：所述驱动主轴箱（2）的另一侧设置有钢管上料组件，所述钢管上料组件包括两个上料单元，所述上料单元的主体设置为多根等距设置的转动承载辊（23），两组所述转动承载辊（23）交错设置，且倾斜方向相反，形成的夹角根据无缝钢管的外径进行调节，使两组所述转动承载辊（23）承载的无缝钢管与三爪卡盘（3）同轴。

8.根据权利要求7所述的一种无缝钢管定长切断装置，其特征在于：同一组所述转动承载辊（23）的底端转动连接有转动连接臂（22），所述转动连接臂（22）转动连接有固定的转动连接座（21）。

9.根据权利要求7所述的一种无缝钢管定长切断装置，其特征在于：同一组所述转动承载辊（23）的顶端转动连接有调节连接臂（24），所述调节连接臂（24）的一端固定安装有伺服电机（25），所述伺服电机（25）驱动位于调节连接臂（24）端部的转动承载辊（23），两个所述伺服电机（25）分设于钢管上料组件的两端。

10.根据权利要求9所述的一种无缝钢管定长切断装置，其特征在于：所述调节连接臂（24）的一侧等距固定连接有多个调节连接座（27），所述调节连接座（27）的内部转动安装有调节连接头（28），所述调节连接头（28）固定连接有调节液压缸（29），所述调节液压缸（29）的底端转动连接有液压缸转动座（30）；两组所述调节液压缸（29）的联动，同步伸缩，使两组转动承载辊（23）同步偏转。