[发明专利]固定式管道数控端面坡口机

说明书

技术领域

本发明涉及一种固定式管道数控端面坡口机。

背景技术

通常在厚工件对接时，为了增大焊缝接触面积而在工件的对接口机削一个有斜度 的坡口，坡口机就是机削坡口用的设备，原有的手动端面坡口机，由于刀架轴向进给 (简称X轴)与径向进给(简称Z轴)主要以手动控制为主，不能进行精确差补运算，导 致控制精度不够，从而不能加工“U”型、双“V”型等复杂端面型式。而且加工产品 单一，加工产品一致性差，自动化程度较低，对操作者要求高，操作者工作强度大。 另外，如果实现“U”型、双“V”型等复杂端面型式的加工，也可以采用数控车床的 结构和切削方式实现，但数控车床是工件装在主轴上，主轴旋转，工件跟着主轴旋转， 而刀架不进行旋转运动，通过两个方向的电机进行进给运动控制，刀架的径向进给与 主轴旋转(即主轴转速)相互独立，由于工件体积重量都较大的时候(例如加工大型管 道)，其主轴功率极大，适应性差，机械投入和工程造价巨大。

发明内容

本发明克服了上述缺点，提供了一种固定式管道数控端面坡口机。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：包括机架导轨和设置在所 述机架导轨上的主机，所述主机上设置有刀盘，所述刀盘以主机的主轴为中 心旋转，其特征在于：所述刀盘上设置有沿刀盘径向固定安装的轨道，所述 导轨上安装有沿所述轨道平移的刀架，所述刀架、刀盘分别通过各自的传动 机构和电机驱动，还包括一个控制单元，所述控制单元实时检测刀盘的转速， 控制所述刀架电机的转速。

所述控制单元包括转速检测单元和主轴编码器，所述转速检测单元将检 测到的刀盘转速信号发送给编码器，通过编码器实时调整刀架电机的转速。

所述刀架电机的输出传动给一个前端带有锥齿轮的传动轴，所述锥齿轮 与另一设置在丝杠上的锥齿轮成对啮合，所述刀架与作为轨道的所述丝杠相 啮合。

所述刀架电机的输出还可设置有一个减速机，通过所述减速机传动给所 述传动轴。

所述传动轴与所述刀架电机之间还可设置有离合器。

所述两锥齿轮的转速比可为正整数。

所述刀架电机的转速与刀盘转速以及Z轴进给量的关系可为：

F_Z＝(N_Z-N_主)×f_Z×η

其中：Nz为刀架电机转速

N_主为刀盘转速

fz为丝杠5螺距

η为齿轮比修正系数

Fz为刀架进给量。

在启动或者结束时，所述刀架电机的转速与刀盘转速以及刀架进给量的 关系可为：

F_Z＝(N_Z-N_主)×f_Z×η×β

其中：Nz为刀架电机转速

N_主为刀盘转速

fz为丝杠螺距

η为齿轮比修正系数

β为加减速修正系数，根据机械结构和电机参数确定

Fz为刀架进给量。

本发明采用工件(管道)固定，刀架及其进给系统(丝杠)固定在主轴盘上，通 过离合器、主轴(刀盘)转速和刀架进给轴伺服电机转速差来控制刀架的进给(刀架 向管道径向进给)，实现对不同直径、不同壁厚的管道不同端面坡口的加工，以极小 的配置和工程量，灵活满足不同长度的管道的加工，此外，通过主轴编码器，可以实 现“U”型、双“V”型等复杂端面型式，加工产品多样化，同时对操作者要求较低， 产品一致性好，粗加工和精加工一次性全自动加工。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中控制单元的原理框图。

具体实施方式