曲振华
（淄博职业学院，机电工程学院，山东 淄博 255314）
摘要：自动环保纸管切割机主要用于工业纸管切割领域。该机械采用PLC编程控制，由步进电机带动气动卡爪进行纸管抓取动作，通过高精度丝钢精确定位纸管切割尺寸。然后由气缸带动橡胶轮固定纸管，启动锯片进行切割。在进行切割的同时吸尘装置启动，可减少大量粉尘污染。该设备可实现自动化生产，大幅度降低人工成本和人工劳动强度。从而达到提升机械生产切割效率，降低生产成本的效果。自动环保纸管切割机设计新颖,性能可靠，在纸管切割过程中能够大幅度提升切割的稳定性和可靠性，提高纸管卷纸的切割质量。与仿车床构造切割设备相比体积小，调试安装更加便捷。应用前景更加广泛。
关键词：纸管切割；切割机；自动切割
1.引言
在相关行业的应用中，纸筒的应用非常广泛，比如化纤工业用管、薄膜工业用管、印刷工业用管、造纸工业用管、冶金工业用管、包装用管等。现在各行业对纸筒的精度要求越来越高，纸筒制造厂的制造压力也与日俱增，由于纸筒切割有着严格的制造规格要求，但是人工切割效率低下，且无法有效保证纸筒的精度，因此产生了一系列的问题，如纸筒长度过长或者过短、切割斜口不整齐、切割毛刺较多、切口易磨损等现象。
现在国内使用的割管机，多为比较笨重的仿车床构造。切割动力单一，不能实现连续上料。生产成本高，生产效率相对较低。需要使用大量的人工看管，生产成本过高。研发的新型自动环保纸管切割机纸管切割质量高，故障率低，操作人员少。同时考虑了材料、工艺、成本等诸多因素，降低了生产成本，提升了企业效益。
2.整机设计
2.1工作原理
自动环保纸管切割机的水平方向工作台采用切割机构和传动装置配合，由步进电机带动气动卡爪的相向移动配合高精度丝钢，精准定位纸管切割位置；由固定橡胶轮实现纸管的固定和旋转动作，当纸管到达设定位置后切割机开始工作下移完成切割动作，同时启动吸尘装置将切割过程中产生的大量粉尘抽到吸尘器中进行处理。当上述动作全部完成后根据设定的程序各机构自动复位到达初始位置，进行下一次接管作业，如此循环形成自动化作业。全自动割管机整机图如图1所示。
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图1全自动割管机整机图
该设备拟解决的关键问题是：
1.在加工中存在纸管变形、毛刺、切割倾斜现象。
2．不能实现自动化生产、生产效率较低，人工成本高等情况。
3．解决了现有机械占地面积大、制造成本高的问题。
2.2主要机构
进料装置（微型)：由轻型型材和塑料支架以及半裁切纸筒构成，结构设计简单，耐磨程度高，具有较强的使用寿命，并且便于更换调节尺寸来适应不同型号的纸管进料切割，便于设备调试。
夹紧机构：主要由三个轴承橡胶轮构成，当PLC输送指令后，橡胶轮同时向中间移动完成夹紧动作。橡胶轮采用三角形结构安置，稳定性强，橡胶轮表面粗糙，摩檫力强，夹紧后不易松动，且成本低廉，方便后期维护。
切割装置:采用LS1030N型切割电锯，乌金锯片使用寿命高，具备精准切割、安全性高等多种特点，当PLC下达切割指令后，电锯自动下移开启工作，完成精准行切割。
传动装置：主要由高精度丝杠、42型步进电机、气动卡爪等精密机械构成，高精度丝杠采用滚珠丝杆和步进电机配合工作，结构紧凑，扭矩较大可以非常精确的确定纸管进料切割距离。可持续稳定工作，减少误差多切割效果的影响。
3.创新点和特色
自动环保纸管切割机采用PLC控制，用触摸屏进行参数设置，操作简捷。可根据设定的程序自动抓取纸管进行移动，精准定位纸管切割距离，切割长度可调。每切割完一段纸管，机器可以自动拉伸出第二段纸管进行重复切割，实现连续自动作业。纸管切割质量高，废品率低，可取代人工操作。为提高工作效益采用气动卡爪和步进电机进行快速定位驱动。设计吸尘装置，减少粉尘污染的排放，改善劳动者的工作环境。该切割机切口质量高，且切口整齐无毛刺现象，故障率低，操作人员少。可进行连续切割作业使得效率提升了30%左右，大大降低了人工生产成本，该产品应用前景非常广阔。
参考文献
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[5]鲁建慧、郭滨主编.机械工程基础.黑龙江人民出版社.2000
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曲振华（1979-），男，山东省平度人，讲师，硕士，从事机械制造及自动化方面的研究。