專利名稱：一種鋼坯全自動冷定心孔加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱軋無縫鋼管加工技術(shù)，是一種鋼坯全自動冷定心 孔加工裝置。
(二).
背景技術(shù)：
熱軋無縫鋼管加工，需預(yù)先加工出鋼坯的定心孔，所述的定心 孔是在鋼坯的截面中心位置打出下道工序所需的中心孔；常規(guī)的定心孔加工方法有兩種， ①.熱定心法將加熱爐加熱完工的鋼坯輸送到專用定心機(jī)工位，由定心機(jī)找準(zhǔn)鋼坯的中 心孔位置，再輸送到液壓或氣動打孔機(jī)工位進(jìn)行熱法沖孔，所述的定心機(jī)具有定心測量及 定位調(diào)節(jié)裝置；②.冷定心法將鋼坯從加工流水線上取出，送入到鉆床臺前，由人工目測 鋼坯截面的中心孔位置再進(jìn)行鉆孔加工，定心孔加工完成后再將鋼坯送回到加工流水線 上。
上述兩種定心孔加工方法所存在的問題是①.熱定心法的定心孔加工需要耗用 一定的時間，當(dāng)定心孔加工完成后，鋼坯的溫度也下降較大，冷卻的鋼坯給下道工序的加工 在工藝上帶來較大困難，鋼坯的熱能損耗大；同時熱定心法的操作是在高溫環(huán)境下進(jìn)行的， 溫度較高的鋼坯對定心機(jī)的損傷較大，定心機(jī)的維護(hù)成本高；②.冷定心法的定心孔加工， 定心孔的孔位是由人工目測確定的，定心孔的孔位中心準(zhǔn)確度差；鋼坯是離線加工，上下線 操作耗用時間長，影響流水線加工的生產(chǎn)效率。
(三).

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要解決熱軋無縫鋼管加工工藝中的鋼坯定 心孔加工方法所存在的鋼坯熱能損耗大、設(shè)備維護(hù)成本高、定心孔孔位質(zhì)量差及生產(chǎn)效率 低的問題，提供一種鋼坯全自動冷定心孔加工裝置。
本發(fā)明的具體方案是一種鋼坯全自動冷定心孔加工裝置，它具有機(jī)殼、控 制系統(tǒng)及定位調(diào)節(jié)裝置，在定位調(diào)節(jié)裝置中的頂板上安裝有打孔裝置；其特征是所述的 打孔裝置中的減速器輸入軸利用聯(lián)軸器連接有打孔伺服電機(jī)，減速器的兩根輸出軸連接有 偏心調(diào)節(jié)裝置，偏心調(diào)節(jié)裝置中的兩個偏心軸連接有雙搖桿座，雙搖桿座的連接板上連接 有電極碳棒夾持器，所述的電極碳棒夾持器的前端設(shè)有夾頭，夾頭夾持有電極碳棒，所述的 電極碳棒夾持器的后端設(shè)有電源接線端子，電源接線端子通過連線外接有電源發(fā)生器；在 機(jī)殼的兩個側(cè)板上還布置有兩套移動檢測裝置，所述的兩套移動檢測裝置中的八個滾珠座 及支板均分成兩組與機(jī)殼的左右側(cè)板連接；在機(jī)殼同一側(cè)板上的四個滾珠座分為上、下兩 行布置，在每行兩個滾珠座上安裝有一根導(dǎo)桿，在機(jī)殼同一側(cè)的兩根導(dǎo)桿上連接有一根連 桿，連桿的中部安裝有氣缸，所述的氣缸通過連接座與機(jī)殼的側(cè)板連接；在機(jī)殼同一側(cè)的兩 根導(dǎo)桿的頭部連接有一根支架，支架的上方利用軸承安裝有滾珠絲桿，滾珠絲桿的上端與 檢測伺服電機(jī)連接，滾珠絲桿的中部安裝有升降座，升降座上安裝有紅外激光掃描傳感器， 所述的紅外激光掃描傳感器與控制系統(tǒng)通信。
本發(fā)明所述的控制系統(tǒng)具有電控柜，電控柜內(nèi)設(shè)有PLC可編程序控制器。
本發(fā)明所述的定位調(diào)節(jié)裝置具有縱向?qū)к壖白?，所述的縱向?qū)к壖白迮c基礎(chǔ) 固定；在縱向?qū)к壖白宓纳戏桨惭b有橫向移動導(dǎo)軌，在橫向移動導(dǎo)軌上連接有底板，底 板上布置有四根導(dǎo)柱，所述的四根導(dǎo)柱上還安裝有頂板；在底板的中心處還布置有螺旋升 降裝置，所述的螺旋升降裝置中的渦輪渦桿機(jī)構(gòu)的渦桿與升降伺服電機(jī)連接，升降伺服電機(jī)利用支板與底板固定；螺旋升降裝置中的螺桿與渦輪的花鍵槽配合，螺旋升降裝置中的 螺桿與固定在縱向?qū)к壖白迳系穆菽概浜?，螺旋升降裝置中的螺桿上方連接著頂板；在 底板的一側(cè)設(shè)有螺旋橫向移動機(jī)構(gòu)，所述的螺旋橫向移動機(jī)構(gòu)中的螺桿與橫移伺服電機(jī)連 接，橫移伺服電機(jī)與橫向移動導(dǎo)軌固定；所述的螺旋橫向移動機(jī)構(gòu)中的螺桿與固定在底板 一側(cè)的螺母配合；在底板的另一側(cè)及橫向移動導(dǎo)軌的下方連接有齒條，齒條上安裝有齒輪， 所述的齒輪與縱向移動伺服電機(jī)連接，所述的縱向移動伺服電機(jī)與機(jī)殼的側(cè)板固定。本發(fā)明的工作原理是鋼坯輸送線上的鋼坯1到達(dá)冷定心孔加工工位，輸送線停 機(jī)，冷定心孔加工裝置啟動，冷定心孔加工裝置中的兩套移動檢測裝置7中的兩個氣缸37 同步向前推進(jìn)，當(dāng)兩套移動檢測裝置7中的兩個紅外激光掃描傳感器40檢測到鋼坯1的端 部時，兩個紅外激光掃描傳感器40將檢測到的電信號上傳給控制系統(tǒng)存儲(鋼坯1的縱向 間距參數(shù))；兩套移動檢測裝置7中的兩臺伺服電機(jī)39啟動并同步驅(qū)動著兩根滾珠絲桿32 旋轉(zhuǎn)，安裝在兩根滾珠絲桿32上的升降座38由下向上同步緩慢的上升，兩個升降座38上 的兩個紅外激光掃描傳感器40也同步的由下向上的掃描著鋼坯1的半圓輪廓，兩個紅外激 光掃描傳感器40完成了對鋼坯1的半圓輪廓掃描后將掃描得到的電信號上傳給控制系統(tǒng) 存儲(兩個半圓輪廓參數(shù));控制系統(tǒng)根據(jù)紅外激光掃描傳感器40所上傳的鋼坯1兩個半圓 輪廓掃描電信號由編程計算軟件計算出鋼坯1的截面中心點參數(shù)，控制系統(tǒng)根據(jù)鋼坯1的 縱向間距參數(shù)及鋼坯1的截面中心點參數(shù)，啟動驅(qū)動程序并控制著定位調(diào)節(jié)裝置6作上下、 橫向調(diào)整移動，使得定位調(diào)節(jié)裝置上的打孔裝置8中的電極碳棒3前端中點與鋼坯1截面 的中心點對中；控制系統(tǒng)中的驅(qū)動程序控制著縱向移動伺服電機(jī)20正向旋轉(zhuǎn)，打孔裝置8 有序的向前移動，使得電極碳棒3前端中點接近鋼坯1截面的中心點并進(jìn)行電弧打孔，同時 打孔裝置8中的打孔伺服電機(jī)31旋轉(zhuǎn)，并驅(qū)動著電極碳棒3作偏心旋轉(zhuǎn)，使得鋼坯1上的 電弧孔徑擴(kuò)大，以利于電弧氧化鋼渣流出；當(dāng)鋼坯1的孔深達(dá)到設(shè)置要求時，控制系統(tǒng)中的 驅(qū)動程序控制著縱向移動伺服電機(jī)20逆向旋轉(zhuǎn)，打孔裝置8退回到原位待機(jī)，完成了鋼坯 1的冷定心孔位加工。
本發(fā)明與原有的鋼坯定心孔加工方法相比較，本發(fā)明具有鋼坯在線檢測功能，檢 測速度快、孔位精度高、工藝性能好、節(jié)能環(huán)保、設(shè)備性能穩(wěn)定可靠及造價低廉等特點；本發(fā) 明較好的解塊了鋼坯定心孔加工方法所存在的鋼坯熱能損耗大、設(shè)備維護(hù)成本高、定心孔 孔位準(zhǔn)確度差及生產(chǎn)效率低的問題，本發(fā)明也可用于其它項目中的自動打孔作業(yè)。
(四)·


圖1 本發(fā)明結(jié)構(gòu)布置主視圖； 圖2 本發(fā)明結(jié)構(gòu)布置右視圖； 圖3 定位調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)主視圖； 圖4 定位調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)俯視圖； 圖5 定位調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)右視圖； 圖6 打孔裝置結(jié)構(gòu)主視圖； 圖7 打孔裝置結(jié)構(gòu)右視圖； 圖8 檢測移動裝置結(jié)構(gòu)主視圖； 圖9 檢測移動裝置結(jié)構(gòu)右視圖；圖中1 一鋼坯支架，2—鋼坯，3—電極碳棒，4一基礎(chǔ)，5—縱向?qū)к壖白澹?—定位調(diào)節(jié)裝置，7—移動檢測裝置，8—打孔裝置，9一連線，10—機(jī)殼，11一橫向移動導(dǎo)軌，12—導(dǎo) 柱，13—頂板，14一底板，15—螺旋升降裝置，16—渦輪渦桿機(jī)構(gòu)，17—齒條，18—升降伺服 電機(jī)，19一齒輪，20—縱向移動伺服電機(jī)，21—橫移伺服機(jī)，22—螺旋橫向移動機(jī)構(gòu)，23—夾 頭，24—雙搖桿座，25—電源接線端子，沈一減速器，27—偏心軸二8—偏心調(diào)節(jié)裝置，29— 輸出軸，30—聯(lián)軸器，31—打孔伺服電機(jī)，32—滾珠絲桿，33—支架，34—連桿，35—支板及 滾珠座，36—導(dǎo)桿，37—氣缸，38—升降座，39-檢測伺服電機(jī)，40-紅外激光掃描傳感器。
(五)·
具體實施例方式實施例(詳見圖1):一種鋼坯全自動冷定心孔加工裝置，它具有機(jī)殼10、控制系統(tǒng)及定 位調(diào)節(jié)裝置6，本實施例所述的控制系統(tǒng)具有電控柜，電控柜內(nèi)設(shè)有PLC可編程序控制器； 本實施例所述的定位調(diào)節(jié)裝置6具有縱向?qū)к壖白?，所述的縱向?qū)к壖白?與基礎(chǔ)4 固定；在縱向?qū)к壖白?的上方安裝有橫向移動導(dǎo)軌11，在橫向移動導(dǎo)軌11上連接有底 板14，底板14上布置有四根導(dǎo)柱12，所述的四根導(dǎo)柱12上還安裝有頂板13 ；在底板14的 中心處還布置有螺旋升降裝置15，所述的螺旋升降裝置15中的渦輪渦桿機(jī)構(gòu)16的渦桿與 升降伺服電機(jī)18連接，升降伺服電機(jī)18利用支板與底板14固定；螺旋升降裝置15中的螺 桿與渦輪的花鍵槽配合；螺旋升降裝置15中的螺桿與固定在縱向?qū)к壖白?上的螺母配 合(圖中未反映)；螺旋升降裝置15中的螺桿上方連接著頂板13 ；在底板14的一側(cè)設(shè)有螺 旋橫向移動機(jī)構(gòu)22，所述的螺旋橫向移動機(jī)構(gòu)22中的螺桿與橫移伺服電機(jī)21連接，橫移伺 服電機(jī)21與橫向移動導(dǎo)軌11固定；所述的螺旋橫向移動機(jī)構(gòu)22中的螺桿與固定在底板14 一側(cè)的螺母配合；在底板14的另一側(cè)及橫向移動導(dǎo)軌11的下方連接有齒條17，齒條17上 安裝有齒輪19，所述的齒輪19與縱向移動伺服電機(jī)20連接，所述的縱向移動伺服電機(jī)20 與機(jī)殼10的側(cè)板固定(詳見圖3、圖4、圖5)。
在定位調(diào)節(jié)裝置6中的頂板13上安裝有打孔裝置8 ；特別是所述的打孔裝 置8中的減速器沈輸入軸利用聯(lián)軸器30連接有打孔伺服電機(jī)31，所述的減速器沈的兩根 輸出軸四連接有偏心調(diào)節(jié)裝置觀，偏心調(diào)節(jié)裝置觀中的兩個偏心軸27連接有雙搖桿座 M，雙搖桿座M的連接板上連接有電極碳棒夾持器，所述的電極碳棒夾持器的前端設(shè)有夾 頭23，夾頭23夾持有電極碳棒3，所述的電極碳棒夾持器的后端設(shè)有電源接線端子25，電源 接線端子通過連線9外接有電源發(fā)生器(圖中未反映)(詳見圖6、圖7)；在機(jī)殼10的兩個 側(cè)板上還布置有兩套移動檢測裝置7，所述的兩套移動檢測裝置中的八個滾珠座及支板35 均分成兩組與機(jī)殼10的左右側(cè)板連接；在機(jī)殼10同一側(cè)板上的四個滾珠座35分為上、下 兩行布置，在每行兩個滾珠座35上安裝有一根導(dǎo)桿36，在機(jī)殼10同一側(cè)的兩根導(dǎo)桿36上 連接有一根連桿34，連桿34的中部安裝有氣缸37，所述的氣缸37通過連接座與機(jī)殼10的 側(cè)板連接；在機(jī)殼10同一側(cè)的兩根導(dǎo)桿36的頭部連接有一根支架33，支架33的上方利用 軸承安裝有滾珠絲桿32，滾珠絲桿32的上端與檢測伺服電機(jī)連接39，滾珠絲桿32的中部 安裝有升降座38，升降座38上安裝有紅外激光掃描傳感器40，所述的紅外激光掃描傳感器 40與控制系統(tǒng)通信(詳見圖8、圖9)。
權(quán)利要求
1.一種鋼坯全自動冷定心孔加工裝置，它具有機(jī)殼、控制系統(tǒng)及定位調(diào)節(jié)裝置，在定位 調(diào)節(jié)裝置中的頂板上安裝有打孔裝置；其特征是所述的打孔裝置中的減速器輸入軸利用 聯(lián)軸器連接有打孔伺服電機(jī)，減速器的兩根輸出軸連接有偏心調(diào)節(jié)裝置，偏心調(diào)節(jié)裝置中 的兩個偏心軸連接有雙搖桿座，雙搖桿座的連接板上連接有電極碳棒夾持器，所述的電極 碳棒夾持器的前端設(shè)有夾頭，夾頭夾持有電極碳棒，所述的電極碳棒夾持器的后端設(shè)有電 源接線端子，電源接線端子通過連線外接有電源發(fā)生器；在機(jī)殼的兩個側(cè)板上還布置有兩 套移動檢測裝置，所述的兩套移動檢測裝置中的八個滾珠座及支板均分成兩組與機(jī)殼的左 右側(cè)板連接；在機(jī)殼同一側(cè)板上的四個滾珠座分為上、下兩行布置，在每行兩個滾珠座上安 裝有一根導(dǎo)桿，在機(jī)殼同一側(cè)的兩根導(dǎo)桿上連接有一根連桿，連桿的中部安裝有氣缸，所述 的氣缸通過連接座與機(jī)殼的側(cè)板連接；在機(jī)殼同一側(cè)的兩根導(dǎo)桿的頭部連接有一根支架， 支架的上方利用軸承安裝有滾珠絲桿，滾珠絲桿的上端與檢測伺服電機(jī)連接，滾珠絲桿的 中部安裝有升降座，升降座上安裝有紅外激光掃描傳感器，所述的紅外激光掃描傳感器與 控制系統(tǒng)通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼坯全自動冷定心孔加工裝置，其特征是所述的控制 系統(tǒng)具有電控柜，電控柜內(nèi)設(shè)有PLC可編程序控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼坯全自動冷定心孔加工裝置，其特征是所述的定位 調(diào)節(jié)裝置具有縱向?qū)к壖白?，所述的縱向?qū)к壖白迮c基礎(chǔ)固定；在縱向?qū)к壖白宓?上方安裝有橫向移動導(dǎo)軌，在橫向移動導(dǎo)軌上連接有底板，底板上布置有四根導(dǎo)柱，所述的 四根導(dǎo)柱上還安裝有頂板；在底板的中心處還布置有螺旋升降裝置，所述的螺旋升降裝置 中的渦輪渦桿機(jī)構(gòu)的渦桿與升降伺服電機(jī)連接，升降伺服電機(jī)利用支板與底板固定；螺旋 升降裝置中的螺桿與渦輪的花鍵槽配合，螺旋升降裝置中的螺桿與固定在縱向?qū)к壖白?上的螺母配合，螺旋升降裝置中的螺桿上方連接著頂板；在底板的一側(cè)設(shè)有螺旋橫向移動 機(jī)構(gòu)，所述的螺旋橫向移動機(jī)構(gòu)中的螺桿與橫移伺服電機(jī)連接，橫移伺服電機(jī)與橫向移動 導(dǎo)軌固定；所述的螺旋橫向移動機(jī)構(gòu)中的螺桿與固定在底板一側(cè)的螺母配合；在底板的另 一側(cè)及橫向移動導(dǎo)軌的下方連接有齒條，齒條上安裝有齒輪，所述的齒輪與縱向移動伺服 電機(jī)連接，所述的縱向移動伺服電機(jī)與機(jī)殼的側(cè)板固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱軋無縫鋼管加工技術(shù),是一種鋼坯全自動冷定心孔加工裝置，它具有機(jī)殼、控制系統(tǒng)及定位調(diào)節(jié)裝置；特別是在定位調(diào)節(jié)裝置中的頂板上安裝有打孔裝置；打孔裝置中的減速器輸入軸連接有打孔伺服電機(jī)，減速器的兩根輸出軸連接有偏心調(diào)節(jié)裝置，偏心調(diào)節(jié)裝置中的兩個偏心軸連接有雙搖桿座及電極碳棒夾持器，電極碳棒夾持器上連接有電極碳棒、連線及電源發(fā)生器；在機(jī)殼的兩個側(cè)板上還布置有兩套移動檢測裝置，在兩套移動檢測裝置中的兩個升降座上各安裝有紅外激光掃描傳感器，所述的兩個紅外激光掃描傳感器與控制系統(tǒng)通信；本發(fā)明解塊了鋼坯定心孔加工方法所存在的鋼坯熱能損耗大、設(shè)備維護(hù)成本高、定心孔孔位準(zhǔn)確度差及生產(chǎn)效率低的問題，主要用于熱軋無縫鋼管加工設(shè)備的改造。
文檔編號B23K9/013GK102029459SQ20101054581
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者何王勇, 吳濤, 周立新, 朱紅安, 李勇波, 楊柳, 袁方成 申請人:湖北新冶鋼特種鋼管有限公司