新型可调控式PVP波纹管自动切割机的研制

张皓

摘  要： pvp波纹管广泛应用于汽车线束领域，现有的pvp波纹管切割机由于成本高，体积庞大以及无法精准切割波纹管波峰等问题，在一定程度上影响了汽车线束厂的工作质量及效率。本文详细介绍了一种新型可调控式pvp波纹管自动切割机的工作原理和总体结构。

关键词：pvp波纹管;波峰切割;红外检测控制装置;气动刀头架

1.研究背景

pvp波纹管广泛应用于汽车线束、机械线束等领域，取代了原来的PVC及金属护套，成为应用最广泛的线束护套产品。线束与发动机等器件接触较近，易受高温，划损等因素影响，而pvp波纹管很好地起到了防护的效果。

目前，国内各大装配厂所使用的pvp波纹管切割机大多是通过编码器测量成型机的模块电机转速，根据电机转速和管材成型的速度比例计算出pvp波纹管的切段长度。但实际上计算出的数据和pvp波纹管的实际长度是有偏差的，而且现有机器不能有效控制刀头切割位置，无法在波纹管波峰处精准下刀，从而划损电线的绝缘皮，存在安全隐患。另外，现有的切割机在刀头处没有其它辅助机构固定波纹管，容易出现切口位置不稳定的现象，导致波纹管材的切口不整齐，同时也无法满足切割多种规格pvp波纹管的要求。

针对这些问题，设计了一种新型可调控式pvp波纹管自动切割机。与原有pvp波纹管切割机相比该机器具有以下优点：能够精准识别波纹管波峰，切割迅速，适用于多种规格，任意长度的pvp波纹管加工。该机器结构轻巧，操作方便，实用性强，可大大提高切割效率，适用于各大汽车线束生产装配厂。

2.工作原理

机体底部的步进电机控制电机轮，双面齿形带带动主动齿轮，同时张紧轮使齿形带张紧，主动齿轮通过机体上部的传送带带动主传动轮，从动轮带动两条传送带同步传送，实现对波纹管材的输送。气动控制刀架和切割固定卡槽由气动装置控制，上下两半圆形切割卡槽旋转合并，切割时气动装置带动上下卡槽固定管材，上下刀头切割管材。红外信号接收放大器接收来自红外传感器的信号实现精确检测波纹管波峰，保证切割精准度。当切割位置与波峰位置不一致时，红外传感器将信号反馈给微型电脑控制器，进而控制步进电机进行微调，实现精准识别波峰。红外传感检测控制装置和步进电机分别与微型电脑控制器相连，可通过输入切断数量和切段长度，实现高效自动化加工。

3.总体结构

该切割机整体上可分为传送装置和切割装置两大部分，主要的组成部件为：机架，传动机构，微型电脑控制器，红外传感检测控制装置，步进电机，气动切割装置。如图1所示

1 固定卡槽;2 切割刀头;3 主传动轮;4 齿形传送带;5 微型电脑控制器;6 步进电机

图1  整体结构示意图

3.1 重要结构

3.1.1 红外传感检测控制装置

红外传感检测控制装置包括红外传感器和红外信号接收放大器两部分， 并分别与微型电脑控制器相连。通过红外传感器发出红外线信号以及红外信号接收放大器接收，实现精准检测波纹管波峰，保证切割精准度。当切割位置与波峰位置不一致时，红外传感器将信号反馈给微型电脑控制器，进而控制步进电机进行微调，使波纹管处于最佳切割位置。微型电脑控制器可通过输入切断数量和切段长度，控制步进电机和红外线传感检测控制装置良好配合，实现高效自动化加工。如图2所示

8 红外传感器;13 红外信号接收放大器

图2  红外传感检测控制装置

3.1.2 气动切割装置

气动切割装置包括气动刀头架和外接气缸两部分，其中气动刀头架由缓冲弹簧、固定卡槽架、切割刀架、切割刀等组成。切割时，外接气缸控制刀头架上下两半圆形切割卡槽旋转合并，同时带动上下卡槽固定管材，进而刀头切割管材波峰。切割固定卡槽安装在切割刀的前方，通过缓冲弹簧与带动机构连接，切割固定卡槽的齿形定位段与pvp波纹管波形完全一致，具有上下两片;切割固定卡槽与切割刀通过气动装置控制进行同步切割运动，切割开始前，上下两片切割卡槽压在波纹管上，保证切割刀头能够精准的切到pvp波纹管的波峰处。如图3图4所示

2 切割刀头;20 切割刀架

图3  气动切割装置

1  固定卡槽;15 缓冲弹簧;21 固定卡槽架

图4  气动切割装置

3.1.3 传送装置

传送装置主要由齿形传送带、传送齿轮、左右螺旋杆、光轴、缓冲弹簧、拨叉等组成。两条传送带分别由两个主传动轮和六个从动轮传动，主、從传动轮固定于两块方铁之上，左右螺旋杆通过拨叉横置于方铁底部，调控传送带间距离。光轴穿入方铁前后两端，其上套有缓冲弹簧，调节传送带间距时起到缓冲作用。两主动轮分别与步进电机相连，从而控制传送速度。如图5所示

3 主传动轮;6 步进电机;7 从动轮

图5  传送装置

4.结论

随着汽车行业的飞速发展，线束装配领域也引起了人们的关注，对相关产品的质量要求也越来越高。现有的pvp波纹管切割机由于自身的局限与不足，已不能满足相关行业对高标准的要求。

本文针对现有pvp波纹管切割机的缺陷，设计了一种新型可调控式pvp波纹管切割机，并详细介绍了机器的工作原理及组成结构。相对于现有切割机，它具有：切割精度更高，能够精准识别并切割pvp波纹管波峰，能够切割多种规格管材，调控切断长度数量的优点，可大大提高加工效率和产品质量，涵盖了巨大的经济和社会意义，具有很好的应用推广前景。

参考文献：

[1]何克明.《波纹管切口机的研制》