CN107848070A - 具有可移除激光线发生器工具的管材加工设备 - Google Patents

Abstract

根据一方面的管材加工设备包含：框架(28)，能够安装到管材上；工具载架(32)，联接到框架(28)并可相对于框架(28)移动；工具支撑件(48)，联接到工具载架(32)并可随工具载架(32)相对于框架(28)移动；以及激光线发生器工具(300)，安装在工具支撑件(48)上并可随工具支撑件(48)移动。激光线发生器工具(300)用于将激光成像到所述管材上以与所述管材上的标记对准，其中所述标记表示围绕所述管材的准确切割线。所述设备可相对于所述管材而重定位以便使操作员能够在切割操作之前将所述设备准确地定位在所述管材上。

Description

具有可移除激光线发生器工具的管材加工设备

本申请主张2015年4月13日申请的第62/146,640号美国临时申请以及2016年2月18日申请的第15/046,539号美国非临时申请的国内权益，所述美国申请的全部内容以引用并入本文。

技术领域

本公开总的来说涉及管材加工设备，并且更明确地说，涉及用于加工大直径管材的管材加工设备。

背景技术

存在各种不同类型的管材加工设备来对管材执行各种加工处理。一种此类处理包含切割管材。大直径管材可通过对开框架管材加工设备来切割，其中所述对开框架管材加工设备包含从相应侧围绕管材并围绕管材联接在一起的两个框架半部。此管材加工设备包含切割工具，其中所述切割工具环绕管材，并在切割处理期间以小的增量朝向管材移动，以便缓慢地切割到管材中。最终，在朝向管材的许多小增量的调整之后，管材将被完全切割。

发明内容

在一个方面中，根据一方面的管材加工设备包含：框架，能够安装到管材上；工具载架，联接到所述框架并可相对于所述框架移动；工具支撑件，联接到所述工具载架并可随所述工具载架相对于所述框架移动；以及激光线发生器工具，安装在所述工具支撑件上并可随所述工具支撑件移动。所述激光线发生器工具用于将激光成像到所述管材上以与所述管材上的标记对准，其中所述标记表示围绕所述管材的准确切割线。所述设备可相对于所述管材而重定位以便使操作员能够在切割操作之前将所述设备准确地定位在所述管材上。

本发明的范围仅由随附权利要求书限定，并且不受此发明内容内的陈述影响。

附图说明

可参照附图和描述来更好地理解本发明。附图中的部件未必按照比例绘制，而是着重于说明本发明的原理。

图1描绘联接到管材的示范性管材加工设备的俯视前视立体图，其中所述管材加工设备上安装了激光线发生器工具；

图2描绘管材加工设备的前视图，其中所述管材加工设备的一部分被剖开以示出管材加工设备的内部部件；

图3描绘管材加工设备的示范性工具支撑件的前视图，其中所述工具支撑件被图示在接合位置中；

图4描绘图3的工具支撑件的俯视前视立体图；

图5描绘图3的工具支撑件的分解俯视前视立体图；

图6描绘图3的工具支撑件的前视平面图；以及

图7描绘激光线发生器工具的俯视前视立体图。

具体实施方式

参照图1和图2，示出管材加工设备20的一个示范性实施例，其中管材加工设备20适用于加工各种直径的管材P。在一些示范性实施例中，设备20完全切穿管材P。在其它示范性实施例中，设备20预备管材P的端部以联接到另一管材。在其它示范性实施例中，设备20完全切割并预备管材P以联接到另一管材。

在所图示的示范性实施例中，设备20由两个结合在一起的半圆形部段24A、24B形成，并且包含框架28和工具载架32。两个部段24A、24B一起构成框架28和工具载架32，以使得框架28的第一部分和工具载架32的第一部分包含在一个部段24A中，并且框架28的第二部分和工具载架32的第二部分包含在另一部段24B中。框架28具有从两个半圆形部段24A、24B向外延伸的柱36，并容纳小齿轮40，其中小齿轮40适用于与适当驱动电机44(例如，具有适当齿轮减速构件的空气电机)联接。框架28适用于联接并且相对于管材P是固定的，并且工具载架32可相对于固定的框架28和管材P旋转。电机44适用于经由柱36中的齿轮系而使工具载架32相对于框架28旋转。工具载架32具有用于与可旋转地安装在柱36中的小齿轮40啮合的圆形齿轮齿条56。小齿轮40具有开口60，其中开口60设有用于接纳驱动电机44的互补形状的驱动头64的多边形周边。因此，可见，驱动电机44适用于经由柱36中的小齿轮40所提供的齿轮系以及工具载架32上的圆形齿轮齿条56而使工具载架32相对于框架28旋转。

可旋转工具载架32包含一个或更多个工具支撑件48(两个工具支撑件示出在所图示的示范性实施例中)。工具支撑件48中的一个用于最初支撑激光线发生器工具300，以允许切割管材的操作员将管材加工设备20准确地放置在管材P上。一旦设备20被准确地放置在管材P上，操作员便移除激光线发生器工具300。此后，操作员将切割或加工工具52插入到工具支撑件48中，以随着工具52以已知方式围绕管材P在周向上旋转，对管材P执行切割或加工操作。由切割或加工工具52执行的加工操作可形成垂直于管材P的纵向范围的笔直边缘、横向于管材P的纵向范围并呈除90度之外的角度的处于管材P的端部上的斜面，或具有任何角度的管材P的边缘。

工具载架32通过多个滚柱轴承72而可旋转地安装在框架28上并由框架28支撑。滚柱轴承72坐落在工具载架32的内部上的圆形轴承座圈76中。

多个突出部80可调整地移动到联接到每一工具支撑件48的推进构件84的路径中以及从所述路径中移出，以将切割或加工工具52朝向管材P推进。在所图示的示范性实施例中，设备20包含总计两个用于接合推进构件84的突出部80，然而，设备20可包含任何数量的突出部80。每一突出部80联接到控制杆88，其中控制杆88可由用户致动以选择性地将突出部80移动到推进构件84的路径中以及从所述路径中移出。

设备20还包含四个可调整夹构件或联接构件68，其中可调整夹构件或联接构件68可与管材P的外部接合并具有适当可调整性，以在激光线发生器工具300如本文所述而使用时，将设备20联接到管材P并将设备20同心地定位到管材P。

图4到图6更详细地图示工具载架32的工具支撑件48。工具支撑件48包含：基座92；蜗轮组件108，固定联接到基座92；驱动联接件112，可与蜗轮组件108接合；进给螺杆96，可旋转地联接到蜗轮组件108；以及工具夹100，可移动地安装在进给螺杆96上并可在基座92上滑动。工具夹100适用于支撑激光线发生器工具300或切割或加工工具52。推进构件84联接到驱动联接件112。

基座92具有第一平面表面92a、第二相对表面92b、在第一表面92a与第二表面92b之间延伸的内边缘92c和外边缘92d以及在第一表面92a与第二表面92b之间延伸的侧边缘92e。内边缘92c是弓形的，以匹配管材P的形状。一对间隔开的导轨202从第一表面92a向外延伸，并且从内边缘92c延伸到外边缘92d。通道94被限定在轨道202之间。每一导轨202是L形的，具有第一支脚201以及垂直于第一支脚201的第二支脚203，以使得凹处204由每一导轨202形成。凹处204沿着基座92的长度从内边缘92c延伸到外边缘92d。凹处204面向彼此，并与通道94连通。

工具夹100由内部壳体206和外部壳体208形成。内部壳体206安放在基座92的第一表面92a上的通道94内，并与轨道202接合。外部壳体208与内部壳体206配合。

内部壳体206大体上是U形的，并且具有基壁210、从基壁210向外延伸的第一壁212以及从基壁210向外延伸的第二壁214。第一壁212和第二壁214相互间隔开，以使得通道216由基壁210以及第一壁212和第二壁214限定，其中通道216从内部壳体206的内部端部206a延伸到内部壳体206的外部端部206b。第一壁212具有延伸穿过其中的螺纹通道218，其中螺纹通道218平行于通道216而延伸。第二壁214具有延伸穿过其中的螺纹通道220，其中螺纹通道220横向于或实质上横向于通道216、218而延伸。每一壁212、214在其外部自由端212a、214a上具有凹处222。每一壁212、214还具有凹处224，其中凹处224在壁212、214的外表面212b、214b上形成键槽并接近壁212、214的外部端部212a、214a以接受外部壳体208。

外部壳体208大体上是U形的，并且具有基壁226、从基壁226向外延伸的第一壁228以及从基壁226向外延伸的第二壁230。第一壁228和第二壁230相互间隔开，以使得通道232由基壁226以及第一壁228和第二壁230限定，其中通道232从外部壳体208的内部端部208a延伸到外部壳体208的外部端部208b。基壁226具有从内表面226a延伸并延伸到通道232中的一对突起227。第一壁228和第二壁230中的每一个在其内表面上具有键234，并且键234用于沿着内部壳体206的凹处224滑动。键234小于凹处224，以使得当外部壳体208与内部壳体206组装时，空间236得以提供。基壁226具有延伸穿过其中的螺纹通道238，其中螺纹通道238横向于或实质上横向于通道232而延伸，以使得螺纹通道238从基壁226的外侧226b延伸到内侧226a。

蜗轮组件108安放在基座92的第一表面92a上并与驱动联接件112接合。进给螺杆96朝向内边缘92c向内延伸。内部壳体206在导轨202之间安放在基座92的第一表面92a上。内部壳体206的基座210的边缘部分接合到凹处204中。进给螺杆96与内部壳体206中的通道218螺纹接合，以使内部壳体206与蜗轮组件108配合。外部壳体208通过滑动到凹处224中并沿着凹处224滑动的键234而与内部壳体206配合。突起227接合在凹处222内，以一旦被组装便防止内部壳体206与外部壳体208分离。突起227可设置在壁212、214上，并且凹处222设置在基壁226上。通道216、232相互对准以形成空穴240。

定位螺杆242穿过内部壳体206中的通道220而插入，并且能够在定位螺杆242的旋转时延伸到空穴240中。定位螺杆246穿过外部壳体208中的通道238而插入，并且能够在定位螺杆246的旋转时延伸到空穴240中。

工具支撑件48通过一个或更多个联接构件116(两个示出在所图示的示范性实施例中)而联接到工具载架32，并且可相对于管材P来调整以使基座92的弓形内边缘92c与管材P的外周边接触或紧密接近管材P的外周边。工具夹100可朝向管材P和远离管材P(取决于进给螺杆旋转的方向)沿着进给螺杆96移动。进给螺杆96可具有各种不同齿形状、大小、螺距和配置以便在设备20的使用期间提供切割或加工工具52的期望移动量。驱动联接件112联接到进给螺杆96，并且可与蜗轮组件108接合以将蜗轮组件108的旋转转移到进给螺杆96。工具联接件128(例如，螺帽)联接到进给螺杆96的端部，因而提供工具可联接到进给螺杆96并视需要使进给螺杆96旋转的位置。

切割或加工工具52在本领域中是已知的。

激光线发生器工具300包含激光线发生器302和壳体304。激光线发生器302在本领域中是已知的。壳体304的形状可与空穴240相符。如图所示，壳体304包含内壁304a、外壁304b以及在内壁304a与外壁304b之间延伸的侧壁304c、304d、304e、304f。通道306穿过壳体304从内壁304a延伸到外壁304b，并限定中心线。激光线发生器302安装在通道306内，以使得从激光线发生器302发射的光从内壁304a向外投射。因此，激光线发生器302的中心线与通道306的中心线对准。壳体304具有中心线308，其中中心线308穿过壳体304从内壁304a延伸到外壁304b。通道306相对于中心线308偏移，以使得由激光线发生器302产生的激光可用于1"工装和3/4"工装。因此，激光线发生器302相对于中心线308偏移1/4"。

在使用中，操作员提供标记(例如，三个标记)，所述标记处于管材P的外径上并围绕管材P的周界间隔开，指示切割或加工工具52将在何处执行切割。

管材加工设备20安装在管材P上，并且夹构件或联接构件68与管材P的外部接合以试图准确地定位设备20。在将切割或加工工具52插入到空穴240中之后，激光线发生器工具300插入到空穴240中，以使得内侧304c接近内部壳体206和外部壳体208的内部端部206a和208a。定位螺杆242与激光线发生器工具300的壳体304的侧壁304d接合以将激光线发生器工具300固定到工具支撑件48。激光线发生器工具300被激活以使线成像在管材P的外径上。线与管材P的端部平行，并与操作员制作的第一标记对准。设备20接着以已知方式旋转以使工具支撑件48和激光线发生器工具300围绕管材P的外径旋转。如果设备20准确地定位在管材P上，那么激光线发生器工具300所成像的线将覆盖每一标记。如果激光线发生器工具300所成像的线没有覆盖标记中的一个或更多个，那么操作员知道需要调整设备20的位置。夹构件或联接构件68中期望的那些被调整以相对于管材P改变设备的位置。在调整之后，设备20再次旋转以确定激光线发生器工具300所成像的线是否覆盖每一标记。此过程重复，直到实现设备20相对于管材P的准确定位为止。激光线发生器工具300可定位在空穴240中，以使得取决于从激光线发生器302的中心线偏移起的激光线发生器工具300的取向，激光线发生器302的中心线较接近或较远离管材P的端部。

一旦实现设备20相对于管材P的准确位置，定位螺杆242便旋转以脱离激光线发生器工具300的壳体304，并且激光线发生器工具300滑动出空穴240。切割或加工工具52接着插入到空穴240中，并通过使定位螺杆242、246与切割或加工工具52接合来固定。

在设备20的操作期间，电机44使小齿轮40旋转，其中小齿轮40通过与齿轮齿条56的接合而使工具载架32相对于框架28和管材P旋转。在工具载架旋转期间，推进构件84接触推进突出部80，并因此旋转，因而使蜗轮组件108旋转。定位螺杆96的旋转将工具夹100和切割或加工工具52朝向管材P移动，以对管材P执行较深的加工。切割或加工工具52推进，直到管材P被加工到期望程度(例如，直到管材被完全切割或分开为止)。在实现期望量的加工之后，可需要使切割或加工工具52沿着工具支撑件48从所推进的切割位置缩回。这可以是以常规方式执行。

提供摘要以允许读者快速确定本公开的性质。应理解，摘要将不用于解释或限制权利要求书的范围或含义。此外，在前述具体实施方式中，可了解，出于将本公开流线化的目的，各种特征在各种实施例中被分组在一起。此公开方法不应解释为反映如下意图：所主张的实施例需要比每一权利要求中明确引述的特征多的特征。实际上，随附权利要求书反映，本主题存在于比单个所公开实施例的所有特征少的特征中。因此，随附权利要求书此处并入到具体实施方式中，其中每一权利要求自身作为独立主张的主题。

虽然已描述本公开的各种实施例，但本领域的一般技术人员将清楚，在本公开的范围内，其它实施例和实施方案是可能的。因此，除了根据随附权利要求书及其等同物进行限制之外，本公开不受限制。

Claims (20)

1.一种管材加工设备，包括：

框架，能够安装到管材上；

工具载架，联接到所述框架并可相对于所述框架移动；

工具支撑件，联接到所述工具载架并可随所述工具载架相对于所述框架移动；以及

激光线发生器工具，安装在所述工具支撑件上并可随所述工具支撑件移动，所述激光线发生器工具能够将激光成像到所述管材上。

2.根据权利要求1所述的管材加工设备，其中所述激光线发生器工具可移除地安装在所述工具支撑件上。

3.根据权利要求1所述的管材加工设备，其中所述工具支撑件适用于支撑切割或加工工具。

4.根据权利要求3所述的管材加工设备，其中所述工具支撑件具有穿过其中的通道，并且所述切割或加工工具以及所述激光线发生器工具可互换地安装在所述通道中。

5.根据权利要求1所述的管材加工设备，其中所述激光线发生器工具包括限定中心线的壳体以及限定中心线的激光线发生器，所述激光线发生器的所述中心线相对于所述壳体的所述中心线偏移。

6.根据权利要求5所述的管材加工设备，其中所述激光线发生器工具相对于所述壳体的所述中心线偏移1/4"。

7.根据权利要求1所述的管材加工设备，其中所述激光线发生器工具由定位螺杆固定到所述工具支撑件。

8.根据权利要求1所述的管材加工设备，其中所述工具支撑件包括可彼此拆卸的内部壳体和外部壳体，所述内部壳体和所述外部壳体形成所述激光线发生器工具被安装到其中的通道。

9.根据权利要求8所述的管材加工设备，其中所述切割或加工工具以及所述激光线发生器工具可互换地安装在所述通道中。

10.一种安装管材加工设备的方法，包括：

用标记来标记所述管材以描绘围绕所述管材的切割线；

在第一位置中将框架安装到管材上以大体上与所述标记对准；

激活安装在所述框架上的激光以将激光成像到所述管材上而与所述标记对准；以及

使所述所激活的激光相对于所述框架旋转。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括将所述框架相对于所述管材重定位到新位置中，所述新位置不同于所述第一位置。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括当所述框架处于所述新位置中时，切割所述管材。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述框架可若干次重定位到新位置中。

14.根据权利要求11所述的方法，还包括：

当所述框架处于所述新位置中时，将所述激光从所述框架移除；

使切割工具与所述框架接合；以及

使用所述切割工具来切割所述管材。

15.根据权利要求10所述的方法，其中所述管材用多个标记来标记，并且所述激光被激活以将所述激光成像到所述标记中的一个上，所述激光在旋转时保持激活以将所述激光围绕所述管材成像。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括将所述框架相对于所述管材重定位到新位置中，所述新位置不同于所述第一位置。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括当所述框架处于所述新位置中时，切割所述管材。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述框架可若干次重定位到新位置中。

19.根据权利要求10所述的方法，还包括切割所述管材。

20.根据权利要求10所述的方法，还包括：

将所述激光从所述框架移除；

使切割工具与所述框架接合；以及

使用所述切割工具来切割所述管材。