CN105479010B - 一种管道全位置激光坡口机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种管道全位置激光坡口机，包括：环形机座、转动外环、第一减速电机、环形内齿轮及激光切割组件。环形机座套设在管道的端部。转动外环套设在环形机座上，并能够相对于环形机座转动。第一减速电机固定在环形机座上，第一减速电机的输出轴固定一齿轮。环形内齿轮与转动外环固定连接，内齿与齿轮啮合。第一减速电机沿环形机座的轴向布置；环形内齿轮与环形机座同轴并排设置。其中，第一减速电机工作，通过齿轮带动环形内齿轮旋转；环形内齿轮带动转动外环旋转。激光切割组件设置在转动外环上。该激光坡口机能对管道坡口进行全位置高速切割，显著提高管道坡口的加工效率和坡口质量，满足管道生产流水线要求。

Description

一种管道全位置激光坡口机
技术领域
本发明涉及机加工技术领域，特别涉及一种管道全位置激光坡口机。
背景技术
目前对管道焊接接头坡口的加工一般采用配置了旋转车刀的坡口机，此类设备的加工原理为冷铣削加工，通过外涨式或内涨式夹持机构与管道端部固定连接，位于管端的旋转车刀盘开始转动车削，切削过程采用手动或半自动逐级进给的方式。
现有技术中冷铣削加工坡口的工作效率较低，不能满足管道生产流水线对管道坡口进行高速加工的要求。
发明内容
本申请提供的一种管道全位置激光坡口机，解决了或部分解决了现有技术中冷铣削加工坡口的工作效率较低，不能满足管道生产流水线对管道坡口进行高速加工的要求的技术问题，实现了对管道坡口进行全位置高速切割，显著提高管道坡口的加工效率和坡口质量，满足管道生产流水线要求的技术效果。
本申请提供了一种管道全位置激光坡口机，包括：
环形机座，套设在所述管道的端部；
转动外环，套设在所述环形机座上，并能够相对于所述环形机座转动；
第一减速电机，固定在所述环形机座上，所述第一减速电机的输出轴固定一齿轮；
环形内齿轮，与所述转动外环固定连接，内齿与所述齿轮啮合；
激光切割组件，设置在所述转动外环上；所述激光切割组件包括：水平调节部件、角度调节部件、垂直调节部件及激光切割头；所述垂直调节部件的活动端与所述激光切割头固定连接并带动所述激光切割头垂直运动；所述角度调节部件与所述垂直调节部件的固定端连接并带动所述垂直调节部件及所述激光切割头转动；所述水平调节组件的活动端与所述角度调节部件连接并带动所述角度调节部件、所述垂直调节部件及所述激光切割头水平运动。
作为优选，所述激光坡口机还包括：
多个夹紧气缸，设置在所述环形机座的内圈；所述夹紧气缸的输出端沿所述环形机座的径向运动；
其中，所述多个夹紧气缸的输出端同步伸长，使所述环形机座固定在所述管道的外壁上，所述环形机座的轴线与所述管道的轴线重合。
作为优选，所述激光坡口机还包括：
双列轴承，设置在所述环形机座与所述转动外环之间；
所述双列轴承与所述转动外环固定连接，并套设在所述环形机座上。
作为优选，所述第一减速电机沿所述环形机座的轴向布置；
所述环形内齿轮与所述环形机座同轴并排设置；
其中，所述第一减速电机工作，通过所述齿轮带动所述环形内齿轮旋转；所述环形内齿轮带动所述转动外环旋转。
作为优选，所述激光切割组件固定在所述转动外环的外圆面上，所述激光切割头伸出所述管道的端面；
所述水平调节部件带动所述激光切割头沿所述管道的轴向移动；
所述垂直调节部件带动所述激光切割头沿所述管道的径向移动。
作为优选，所述水平调节部件包括：
第一线性运动部件，固定在所述转动外环的外圆面上；所述第一线性运动部件的输出端沿所述管道的轴向运动；
导杆，与所述第一线性运动部件的输出端固定连接；
折板，其中一块板面与所述导杆的端部固定连接。
作为优选，所述第一线性运动部件为液压缸；
所述液压缸包括：缸体及活塞杆；
所述缸体固定在所述转动外环的外圆面上；
所述活塞杆带动所述导杆沿所述管道的轴向运动。
作为优选，所述角度调节部件包括：
齿轮盒，与所述折板的另一块板面固定连接；
齿轮组，设置在所述齿轮盒内；所述齿轮组包括：主动齿及从动齿；所述主动齿与所述从动齿啮合；
第二减速电机，与所述齿轮盒固定连接；所述主动齿套设在所述第二减速电机的输出轴上；
转轴座，与所述从动齿固定连接；
其中，所述第二减速电机工作，带动所述主动齿及所述从动齿转动，所述从动齿带动所述转轴座转动。
作为优选，所述垂直调节部件包括：
第二线性运动部件，与所述转轴座固定连接；所述第二线性运动部件的输出端沿所述管道的径向运动；
连接板，与所述第二线性运动部件的输出端固定连接；所述激光切割头固定在所述连接板上；
其中，所述第二线性运动部件带动所述激光切割头沿所述管道的径向移动。
作为优选，所述第二线性运动部件为液压缸；
所述液压缸包括：缸体及活塞杆；
所述缸体固定在所述转轴座上；
所述活塞杆带动所述连接板及所述激光切割头沿所述管道的径向移动。
本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于采用了管道端部套接环形机座，与环形机座转动连接的转动外环，将激光切割组件设置在转动外环上，通过第一减速电机、齿轮与环形内齿轮的配合带动转动外环转动，使激光切割组件绕管道的端部做圆周运动，通过激光切割头完成管道端头的全位置坡口的切割工作，这样，有效解决了现有技术中冷铣削加工坡口的工作效率较低，不能满足管道生产流水线对管道坡口进行高速加工的要求的技术问题，实现了对管道坡口进行全位置高速切割，显著提高管道坡口的加工效率和坡口质量，满足管道生产流水线要求的技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的管道全位置激光坡口机的轴测示意图；
图2为本发明实施例提供的管道全位置激光坡口机的主视图；
图3为图2的左视图；
图4为本发明实施例提供的管道全位置激光坡口机的后视图；
图5为图2的俯视图；
图6为图1中环形机座与转动外环配合的局部放大图；
图7为图1中激光切割组件中角度调节部件的局部示图。
(图示中各标号代表的部件依次为：1环形机座、2夹紧气缸、3双列轴承、4转动外环、5环形内齿轮、6齿轮、7第一减速电机、8激光切割组件、9激光切割头、10连接板、11第二线性运动部件、12转轴座、13齿轮组、14齿轮盒、15第二减速电机、16折板、17导杆、18第一线性运动部件)
具体实施方式
本申请实施例提供的一种管道全位置激光坡口机，解决了或部分解决了现有技术中冷铣削加工坡口的工作效率较低，不能满足管道生产流水线对管道坡口进行高速加工的要求的技术问题，通过管道端部套接环形机座，与环形机座转动连接的转动外环，将激光切割组件设置在转动外环上，通过第一减速电机、齿轮与环形内齿轮的配合带动转动外环转动，使激光切割组件绕管道的端部做圆周运动，实现了对管道坡口进行全位置高速切割，显著提高管道坡口的加工效率和坡口质量，满足管道生产流水线要求的技术效果。
参见附图1和6，本申请实施例提供的一种管道全位置激光坡口机包括：环形机座1、转动外环4、第一减速电机7、环形内齿轮5及激光切割组件8。环形机座1套设在管道的端部。转动外环4套设在环形机座1上，并能够相对于环形机座1转动。第一减速电机7固定在环形机座1上，第一减速电机7的输出轴固定一齿轮6。环形内齿轮5的外圈与转动外环4固定连接，内齿与齿轮6啮合。第一减速电机7沿环形机座1的轴向布置；环形内齿轮5与环形机座1同轴并排设置。其中，第一减速电机7工作，通过齿轮6带动环形内齿轮5旋转；环形内齿轮5带动转动外环4旋转。
参见附图2和4，激光切割组件8设置在转动外环4上；激光切割组件8包括：水平调节部件、角度调节部件、垂直调节部件及激光切割头9。垂直调节部件的活动端与激光切割头9固定连接并带动激光切割头9垂直运动。角度调节部件与垂直调节部件的固定端连接并带动垂直调节部件及激光切割头9转动。水平调节组件的活动端与角度调节部件连接并带动角度调节部件、垂直调节部件及激光切割头9水平运动。激光切割组件8固定在转动外环4的外圆面上，激光切割头9伸出管道的端面；水平调节部件带动激光切割头9沿管道的轴向移动；垂直调节部件带动激光切割头9沿管道的径向移动。
参见附图1和6，进一步的，激光坡口机还包括：多个夹紧气缸2及双列轴承3。多个夹紧气缸2均布在环形机座1的内圈；夹紧气缸2的输出端沿环形机座1的径向运动；其中，多个夹紧气缸2的输出端同步伸长，使环形机座1固定在管道的外壁上，环形机座1的轴线与管道的轴线重合。双列轴承3设置在环形机座1与转动外环4之间；双列轴承3的外圈与转动外环4固定连接，内圈套设在环形机座1上。
参见附图5和7，进一步的，水平调节部件包括：第一线性运动部件18、导杆17及折板16。第一线性运动部件18固定在转动外环4的外圆面上；第一线性运动部件18的输出端沿管道的轴向运动；导杆17与第一线性运动部件18的输出端固定连接；折板16的其中一块板面与导杆17的端部固定连接。作为一种优选的实施例，第一线性运动部件18为液压缸；液压缸包括：缸体及活塞杆；缸体固定在转动外环4的外圆面上；活塞杆带动导杆17沿管道的轴向运动。
参见附图7，进一步的，角度调节部件包括：齿轮盒14、齿轮组13、第二减速电机15及转轴座12。齿轮盒14与折板16的另一块板面固定连接；齿轮组13设置在齿轮盒14内；齿轮组13包括：主动齿及从动齿；主动齿与从动齿啮合；第二减速电机15与齿轮盒14固定连接；主动齿套设在第二减速电机15的输出轴上；转轴座12与从动齿固定连接；其中，第二减速电机15工作，带动主动齿及从动齿转动，从动齿带动转轴座12转动。
参见附图3和5，进一步的，垂直调节部件包括：第二线性运动部件11及连接板10。第二线性运动部件11与转轴座12固定连接；第二线性运动部件11的输出端沿管道的径向运动；连接板10与第二线性运动部件11的输出端固定连接；激光切割头9固定在连接板10上；其中，第二线性运动部件11带动激光切割头9沿管道的径向移动。作为一种优选的实施例，第二线性运动部件11为液压缸；液压缸包括：缸体及活塞杆；缸体固定在转轴座12上；活塞杆带动连接板10及激光切割头9沿管道的径向移动。
下面通过具体实施例对本申请提供的管道全位置激光坡口机的工作原理及各个部件的运行特征进行详细说明：
将该激光坡口机套装在管道端部的外圆面上，开启均布在环形机座1内圈上的夹紧气缸2，夹紧气缸2的活塞杆伸出并夹紧管道的外圆面，将该激光坡口机固定在管道端部，使得环形机座1的轴线与管道轴线重合。激光切割组件8中的垂直调节部件可沿垂直方向运动，通过第二线性运动部件11带动连接板10及激光切割头9做垂直运动，从而调节激光切割头9与管道外表面的距离。
角度调节部件中的第二减速电机15驱动安装在齿轮盒14中的主动齿旋转，从而带动从动齿及转轴座12转动，转轴座12带动垂直调节部件及激光切割头9转动，从而调节激光切割头9与管道端面的角度。
水平调节部件中的第一线性运动部件18通过导杆17，可带动折板16、齿轮盒14、转轴座12、第二线性运动部件11和激光切割头9沿水平方向做直线运动，从而调节激光切割头9与管道端面的距离。
当调整激光切割头9位置及姿态的操作完成后，第一减速电机7启动并直接驱动齿轮6，齿轮6带动环形内齿轮5、转动外环4和激光切割组件8一同转动，与此同时激光切割头9开始工作并完成对管道端头的全位置坡口进行切割加工。
本申请的激光坡口机采用激光切割的原理对管道坡口进行全位置高速切割，替代了传统的冷车削加工方式，大大提高了管道坡口的加工效率和坡口质量。管道坡口的外形和精度采用激光切割头9的多轴联动数控编程保证，替代了传统设备的成型车刀，坡口加工精度更高。
本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于采用了管道端部套接环形机座1，与环形机座1转动连接的转动外环4，将激光切割组件8设置在转动外环4上，通过第一减速电机7、齿轮6与环形内齿轮5的配合带动转动外环4转动，使激光切割组件8绕管道的端部做圆周运动，通过激光切割头9完成管道端头的全位置坡口的切割工作。这样，有效解决了现有技术中冷铣削加工坡口的工作效率较低，不能满足管道生产流水线对管道坡口进行高速加工的要求的技术问题，实现了对管道坡口进行全位置高速切割，显著提高管道坡口的加工效率和坡口质量，满足管道生产流水线要求的技术效果。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种管道全位置激光坡口机，其特征在于，所述激光坡口机包括：
环形机座，套设在所述管道的端部；
转动外环，套设在所述环形机座上，并能够相对于所述环形机座转动；
第一减速电机，固定在所述环形机座上，所述第一减速电机的输出轴固定一齿轮；
环形内齿轮，与所述转动外环固定连接，内齿与所述齿轮啮合；
激光切割组件，设置在所述转动外环上；所述激光切割组件包括：水平调节部件、角度调节部件、垂直调节部件及激光切割头；
所述水平调节部件包括：第一线性运动部件、导杆及折板；所述第一线性运动部件固定在所述转动外环的外圆面上；所述第一线性运动部件的输出端沿所述管道的轴向运动；所述导杆与所述第一线性运动部件的输出端固定连接；所述折板的一块板面与所述导杆的端部固定连接；
所述角度调节部件包括：齿轮盒、齿轮组、第二减速电机及转轴座；所述齿轮盒与所述折板的另一块板面固定连接；所述齿轮组设置在所述齿轮盒内；所述齿轮组包括：主动齿及从动齿；所述主动齿与所述从动齿啮合；所述第二减速电机与所述齿轮盒固定连接；所述主动齿套设在所述第二减速电机的输出轴上；所述转轴座与所述从动齿固定连接；
所述垂直调节部件包括：第二线性运动部件及连接板；所述第二线性运动部件与所述转轴座固定连接；所述第二线性运动部件的输出端沿所述管道的径向运动；所述连接板与所述第二线性运动部件的输出端固定连接；所述激光切割头固定在所述连接板上；
其中，所述第二减速电机工作，带动所述主动齿及所述从动齿转动，所述从动齿带动所述转轴座转动；所述第二线性运动部件带动所述激光切割头沿所述管道的径向移动。
2.如权利要求1所述的激光坡口机，其特征在于，所述激光坡口机还包括：
多个夹紧气缸，设置在所述环形机座的内圈；所述夹紧气缸的输出端沿所述环形机座的径向运动；
其中，所述多个夹紧气缸的输出端同步伸长，使所述环形机座固定在所述管道的外壁上，所述环形机座的轴线与所述管道的轴线重合。
3.如权利要求1所述的激光坡口机，其特征在于，所述激光坡口机还包括：
双列轴承，设置在所述环形机座与所述转动外环之间；
所述双列轴承与所述转动外环固定连接，并套设在所述环形机座上。
4.如权利要求1所述的激光坡口机，其特征在于，
所述第一减速电机沿所述环形机座的轴向布置；
所述环形内齿轮与所述环形机座同轴并排设置；
其中，所述第一减速电机工作，通过所述齿轮带动所述环形内齿轮旋转；所述环形内齿轮带动所述转动外环旋转。
5.如权利要求1所述的激光坡口机，其特征在于，
所述激光切割组件固定在所述转动外环的外圆面上，所述激光切割头伸出所述管道的端面；
所述水平调节部件带动所述激光切割头沿所述管道的轴向移动；
所述垂直调节部件带动所述激光切割头沿所述管道的径向移动。
6.如权利要求1所述的激光坡口机，其特征在于，
所述第一线性运动部件为第一液压缸；
所述第一液压缸包括：第一缸体及第一活塞杆；
所述第一缸体固定在所述转动外环的外圆面上；
所述第一活塞杆带动所述导杆沿所述管道的轴向运动。
7.如权利要求1所述的激光坡口机，其特征在于，
所述第二线性运动部件为第二液压缸；
所述第二液压缸包括：第二缸体及第二活塞杆；
所述第二缸体固定在所述转轴座上；
所述第二活塞杆带动所述连接板及所述激光切割头沿所述管道的径向移动。
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