CN111673468B - 航空航天导管余量切除设备及其平口装置、马蹄口平口加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空航天导管余量切除设备及其平口装置、马蹄口平口加工方法，该平口装置，包括平口装置基座、平口电机和刀具转台，平口装置基座固定在Y向拖板上，刀具转台安装在平口装置基座上并由平口电机驱动旋转，刀具转台上安装有若干平口刀具，刀具转台旋转时带动平口刀具旋转形成平口加工面，平口装置基座安装在拖板机构上；所述拖板机构包括X向拖板，X向拖板与机身左右滑动连接并由进给电机驱动移动进给，进给电机为伺服电机并与数字化控制器连接。本方案用于对航空航天导管的管端余量切除后的管口进行自动化平口加工。

Description

航空航天导管余量切除设备及其平口装置、马蹄口平口加工 方法

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种航空航天导管余量切除设备及其平口装置、马蹄口平口加工方法。

背景技术

在飞机、火箭等航空航天飞行器上，都有数以万计的配件，很多配件之间都由金属导管连接，例如在火箭箭体和发动机上有很多金属导管，用于传输各种流体，支持火箭飞行的各项任务，是火箭上是极其重要的零件。《火箭推进/Journal of Rocket Propulsion》2018年03期中的《液体火箭发动机管路断裂失效分析及动力优化》一文说明了：液体火箭发动机管路系统的安全性与可靠性已成为发动机能否安全工作的关键。

航空航天导管导管因形状弯曲复杂，因此需要采用数控弯管设备对其进行弯曲加工，在弯曲加工过程中需要留有弯曲夹持等工艺余量，但实际导管因安装空间限制等原因，在导管两端通常设计很短的直线段，在导管弯曲成形后需要对多余的长度进行切除。火箭导管是一种精密的管类零件，切割时端部长度精度要求很高，火箭导管通常管壁很薄，一般在0.5-2.0mm范围，很多导管两端保留的直线段长度只有25mm，给切割时的可靠夹持带来很多困难。且火箭导管对夹持的变形及凹陷等技术要求很高。尤其是火箭导管还具有规格多、品种多、批量小等特征。

我国在火箭起步阶段的早期，因制造业基础薄弱，是采用手工锯来对这些余量进行切除，加工时操作者采用划线法对切割位置进行划线，然后用锯子将其锯断，锯切时通常采用台虎钳进行夹紧导管，必要时会在导管上垫一些布条、砂布、木条等，以减少对导管的损伤，锯断后采用锉刀将其端面锉削平整。该工艺在部分场合至今仍然在使用。例如《火箭推进/Journal of Rocket Propulsion》2012年05期中的《长征系列液体火箭发动机导管锉修技术》一文中详细说明了导管锉修技术方法。

随着我国航天产业发展，近年来陆续采用一些切端平口加工设备，这些设备将加工时将导管可靠夹持，然后采用切割锯片对导管进行切割加工，能够整齐地将导管两端多余的部分切断，在切断后再通过平端刀具对导管端面进行平口加工，但是整个加工过程仍然是人工控制为主，主要依靠人的经验，因此导管加工后端面精度较低，经常导致火箭导管在安装时还发现存在安装端面偏差而返修现象，影响火箭制造进度和产品质量。并且，现有技术中，夹持导管的装置通常是采用螺丝固定的，每次更换夹紧装置需要花费不少时间，直接影响火箭的量产。

火箭上有以万计的配件，很多配件之间都有导管连接，其中有不少管路连接安装部位在组装过程中存在偏差，就是导管安装面与原始设计存在积累误差，通常在1°-3°之间，该偏差角度俗称“马蹄口”。如果不精确加工火箭导管的“马蹄口”，火箭导管安装到火箭上就有安装应力存在，该应力容易加剧导致火箭导管断裂，给火箭带来潜在的致命风险(参见《导弹与航天运载技术/Missiles and Space Vehicles》2005年01期中的《火箭管路的应力腐蚀及其预防措施》一文)。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种航空航天导管余量切除设备及其平口装置、马蹄口平口加工方法，用于对航空航天导管的管端余量切除后的管口进行自动化平口加工。

为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种用于航空航天导管余量切除设备的平口装置，包括平口装置基座(71)、平口电机(72)和刀具转台(73)，平口装置基座(71)固定在Y向拖板(53)上，刀具转台(73)安装在平口装置基座(71)上并由平口电机(72)驱动旋转，刀具转台(73)上安装有若干平口刀具(74)，刀具转台(73)旋转时带动平口刀具(74)旋转形成平口加工面，平口装置基座(71)安装在拖板机构(5)上；所述拖板机构(5)包括X向拖板(54)，X向拖板(54)与机身(2)左右滑动连接并由进给电机(51)驱动移动进给，进给电机(51)为伺服电机并与数字化控制器连接。

作为优选，所述拖板机构(5)还包括Y向拖板(53)，Y向拖板(53)与X向拖板(54)前后滑动连接并由转换电机(52)驱动前后移动，Y向拖板(53)上安装有平口装置基座(71)和定位装置(6)。

一种航空航天导管余量切除设备，包括机身(2)，所述机身(2)上安装有角度调整装置(3)、切割装置(8)、导管夹持装置(9)和拖板机构(5)，拖板机构(5)上安装有定位装置(6)和如权利要求1或2所述的平口装置(7)，定位装置(6)和平口装置(7)一前一后设置，拖板机构(5)和导管夹持装置(9)一左一右设置，并且当Y向拖板(53)前后移动时，定位装置(6)和平口装置(7)能够分别与导管夹持装置(9)的夹持导管(1)位置相对应，机身(2)上还设有废料滑槽(21)，废料滑槽(21)位于拖板机构(5)和导管夹持装置(9)之间，切割装置(8)前后进刀，其中，所述平口装置(7)的平口加工面与切割装置(8)的进刀切割面平行，也与定位装置(6)的定位面平行。

作为优选，所述平口装置(7)通过进给电机(51)驱动实施进给；定位装置(6)通过进给电机(51)驱动实施进给，或者通过定位驱动器(61)实施进给，或者通过两者混合驱动实施进给。

作为优选，所述导管夹持装置(9)安装在机身(2)的工作台(22)上，导管夹持装置(9)包括第一夹持座(901)、第二夹持座(902)、第三夹持座(903)、第四夹持座(904)和夹持装置基座(906)，第一夹持座(901)和第二夹持座(902)前后相对设置在夹持装置基座(906)上并且两者前后配合夹持导管(1)，第三夹持座(903)和第四夹持座(904)前后相对设置在夹持装置基座(906)上并且两者前后配合夹持导管(1)，第一夹持座(901)和第三夹持座(903)左右间隔设置，第二夹持座(902)和第四夹持座(904)左右间隔设置，第三夹持座(903)和第四夹持座(904)位于夹持装置基座(906)靠近废料滑槽(21)的一侧，夹持装置基座(906)在第三夹持座(903)和第四夹持座(904)之间设有废料滑坡(915)，第一夹持座(901)固定在夹持装置基座(906)上，第二夹持座(902)通过夹持电机(908)或者第三夹持气缸(916)驱动在夹持装置基座(906)上前后滑动，第三夹持座(903)通过第一夹持气缸(905)驱动在夹持装置基座(906)上前后滑动，第一夹持气缸(905)的移动端与第三夹持座(903)铰接，第四夹持座(904)通过第二夹持气缸(907)驱动在夹持装置基座(906)上前后滑动，第二夹持气缸(907)的移动端与第四夹持座(904)铰接，其中，切割装置(8)在第二夹持座(902)和第四夹持座(904)之间进刀切割。

作为优选，所述第一夹持座(901)、第二夹持座(902)、第三夹持座(903)和第四夹持座(904)上均安装有用于接触夹紧导管(1)的夹具块，夹具块呈半环状，夹具块的内侧面为半圆形的夹持槽，前后相对的两个夹具块配合形成容纳导管(1)端部直线段的夹持孔(1013)，夹具块的外侧面上形成有定位凸起，相应地，在夹持座上设有与夹具块的定位凸起相配合的固定卡槽。

作为优选，所述定位凸起为圆弧凸起(1012)，相对应地，所述固定卡槽为圆弧槽(918)，夹具块上设有夹具定位槽(1011)，夹持座上设有与夹具定位槽(1011)连通的夹持座定位槽(917)，锁紧件(105)穿过夹具定位槽(1011)和夹持座定位槽(917)并通过紧固件锁紧固定在夹持座上。

作为优选，所述夹持装置基座(906)通过转轴(913)安装在工作台(22)上并且由转动驱动装置驱动转动，第一夹持座(901)和第二夹持座(902)夹持导管(1)后，导管(1)的管端直线段的轴心线与转轴(913)的轴线相交并且相交点位于切割装置(8)的进刀切割面上。

作为优选，所述转动驱动装置是电机或者手轮。

一种航空航天导管的马蹄口平口加工方法，采用如上所述的航空航天导管余量切除设备。

本发明由于采用了以上的技术方案，航空航天导管的管端余量切除后的管口端面粗糙度很差，本发明平口装置在导管切割后对导管端部管口进行数字化控制的自动化平口加工，以实现导管的管端光滑平整，减少人工挫修工作量，提高焊接质量。

附图说明

图1是本发明设备的结构示意图；

图2是本发明各机构的配合结构示意图；

图3是本发明导管夹持装置的结构示意图之一；

图4是本发明导管夹持装置的结构示意图之二；

图5是本发明导管夹持装置的俯视图；

图6是图5的A-A的剖视图；

图7是本发明导管夹持装置和角度调整装置的结构示意图之一；

图8是本发明导管夹持装置和角度调整装置的结构示意图之二；

图9是本发明导管夹持装置另一种实施方式的结构示意图；

图10是本发明导管夹持装置中夹具安装结构示意图；

图11是本发明夹具的结构示意图；

图12是本发明切割装置的结构示意图；

图13是本发明定位装置和平口装置的结构示意图；

图14是本发明定位装置实施数字化定位的示意图；

图15是本发明设备的俯视图(未调整角度)；

图16是本发明设备进行平口加工的示意图；

图17是本发明设备进行马蹄口平口加工的俯视图；

其中，1、导管；101、第一夹具块；102、第二夹具块；103、第三夹具块；104、第四夹具块；105、锁紧件；1011、夹具定位槽；1012、圆弧凸起；1013、夹持孔；2、机身；21、废料滑槽；22、工作台；23、外环件；3、角度调整装置；301、手轮；302、齿轮；303、齿轮轴；304、蜗轮；305、指示盘；306、蜗杆；4、废料箱；5、拖板机构；51、进给电机；52、转换电机；53、Y向拖板；54、X向拖板；6、定位装置；61、定位驱动器；62、导向杆；63、定位装置基座；64、定位块；7、平口装置；71、平口装置基座；72、平口电机；73、刀具转台；74、平口刀具；8、切割装置；801、切割装置基座；802、切割电机；803、机头减速箱；804、切割锯片；805、丝杆；806、进刀电机；9、导管夹持装置；901、第一夹持座；902、第二夹持座；903、第三夹持座；904、第四夹持座；905、第一夹持气缸；906、夹持装置基座；907、第二夹持气缸；908、夹持电机；909、第一连杆；910、第二连杆；911、弧形齿；912、角度编码器；913、转轴；914、平面轴承；915、废料滑坡；916、第三夹持气缸；917、夹持座定位槽；918、圆弧槽；919、限位块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1：

如图1和图2所示的一种导管余量切除设备，用于航空航天领域发动机导管等的余量切割加工和平口加工，包括机身2，机身2上安装有角度调整装置3、切割装置8、导管夹持装置9和拖板机构5，拖板机构5上安装有定位装置6和平口装置7，定位装置6和平口装置7一前一后设置，拖板机构5和导管夹持装置9一左一右设置，机身2上还设有废料滑槽21，废料滑槽21位于拖板机构5和导管夹持装置9之间，切割装置8前后进刀，废料滑槽21出口设置用于收集废料的废料箱4。

本设备采用数字化控制，该数字化控制器包括PLC控制器，PLC控制器设置在电气柜中，PLC控制器还可以连接有触控屏幕和控制台，操作者根据各加工需要输入和设定各工艺参数，在自动运行时，设备全自动执行各工艺参数，实现导管端部多余工艺余量快速准确切割加工。在其他实施方式中，该数字化控制器也可以采用CNC控制器代替。

因导管在切割时将产生较大的扭力和振动，导管夹持装置用于导管端部定位稳妥后对导管进行可靠的夹持，防止导管在切割过程中产生松动，保障导管切割平稳。如图2至图5所示，导管夹持装置9安装在机身2的工作台22上，导管夹持装置9包括第一夹持座901、第二夹持座902、第三夹持座903、第四夹持座904和夹持装置基座906，第一夹持座901和第二夹持座902前后相对设置在夹持装置基座906上并且两者前后配合夹持导管1，第三夹持座903和第四夹持座904前后相对设置在夹持装置基座906上并且两者前后配合夹持导管1，第一夹持座901和第三夹持座903左右间隔设置，第二夹持座902和第四夹持座904左右间隔设置，第三夹持座903和第四夹持座904位于夹持装置基座906靠近废料滑槽21的一侧，夹持装置基座906在第三夹持座903和第四夹持座904之间设有废料滑坡915，第一夹持座901固定在夹持装置基座906上，第二夹持座902通过夹持电机908驱动在夹持装置基座906上前后滑动，第三夹持座903通过第一夹持气缸905驱动在夹持装置基座906上前后滑动，第一夹持气缸905的移动端与第三夹持座903铰接，第四夹持座904通过第二夹持气缸907驱动在夹持装置基座906上前后滑动，第二夹持气缸907的移动端与第四夹持座904铰接，其中，切割装置8在第一夹持座901和第三夹持座903之间(或者第二夹持座902和第四夹持座904之间)进刀切割。这样，对导管端部的余量废料段和保留直线段均进行可靠夹持，保证切割加工的稳定性和加工精度。并且，导管端部的保留直线段采用动静夹持座配合夹持，固定的第一夹持座作为定位基准，可以准确定位导管在夹持装置基座上的夹持位置，导管端部的余量废料段采用两个夹持气缸驱动夹持，夹持快速方便，灵活适应性好。

在优选的实施方式中，如图4所示，夹持电机908通过第一连杆909和第二连杆910与第二夹持座902连接，夹持电机908的移动端与第一连杆909的一端铰接，第一连杆909的另一端与夹持装置基座906铰接，第二连杆910的一端与夹持电机908的移动端铰接，第二连杆910的另一端与第二夹持座902铰接。这样，夹持电机通过双连杆结构推动并锁定第二夹持座，不仅可以实现导管的夹紧和/或预夹紧，而且夹持稳定可靠。进一步优选，第一连杆909、第二连杆910和夹持电机908的移动端共用一个铰接轴，以进一步保证夹持锁定可靠和方便组装。

夹持电机908优选为伺服电缸，这样数字化控制器可以根据不同规格、不同材料的导管和夹持接触面积控制伺服电缸的移动速度和移动位置，以保证夹紧力不对损伤导管，且夹持稳定可靠。在其他实施方式中，夹持电机908也可由气缸替代，以实现快速更换导管，如图9所示，第三夹持气缸916的缸体与夹持装置基座906铰接，第三夹持气缸916的移动端分别与第一连杆909和第二连杆910铰接。

并且优选，夹持电机908或者第三夹持气缸916的移动端倾斜向下运动实施夹持导管，此时，第一连杆909的上端与夹持电机908或者第三夹持气缸916的移动端铰接，第一连杆909的下端与夹持装置基座906铰接，第二连杆910的上端与第二夹持座902铰接，第二连杆910的下端与夹持电机908或者第三夹持气缸916的移动端铰接。这样的锁紧结构具有更大的锁紧力保证夹持稳固，并且松退和夹持动作快速调整灵活。

如图10和图11所示，为适用不同规格的导管，第一夹持座901、第二夹持座902、第三夹持座903和第四夹持座904上均安装有用于接触夹紧导管1的夹具块，夹具块呈半环状，夹具块的内侧面为半圆形的夹持槽，前后相对的两个夹具块配合形成容纳导管1端部直线段的夹持孔1013，夹具块的外侧面上形成有定位凸起，相应地，在夹持座上设有与夹具块的定位凸起相配合的固定卡槽。本实施例中，第一夹具块101固定在第一夹持座901上，第二夹具块102固定在第二夹持座902上，第三夹具块103固定在第三夹持座903上，第四夹具块104固定在第四夹持座904上，四个夹具块结构相同。

如图10所示，本实施例中，所述定位凸起为圆弧凸起1012，相对应地，所述固定卡槽为圆弧槽918，夹具块上设有夹具定位槽1011，夹持座上设有与夹具定位槽1011连通的夹持座定位槽917，锁紧件105穿过夹具定位槽1011和夹持座定位槽917并通过紧固件锁紧固定在夹持座上。这样，在夹持座上设置一个统一的外圆弧定位安装基准，呈半圆状，夹具块的外圆弧就安装在该基准上，夹具块的内侧圆弧分别按照导管的外径规格进行设计，就实现了多种导管夹持夹具统一安装，采用半圆弧形结构具有较好的定心准确度，有助于提高加工精度，并且仅通过一个锁紧件即可准确定位并锁紧固定夹具块，方便快速安装和拆卸，能够实现多规格小批量火箭导管端部余量切除快速换型。

在其他实施方式中，作为定位安装基准的定位凸起和固定卡槽也可设计成椭圆、矩形、方形等特殊形状。

进一步优选的实施方式中，夹具定位槽1011设置在夹具块夹持侧的上端面或者下端面下，相应地，夹持座定位槽917也设置在夹持座夹持侧的上端面或者下端面上，夹具定位槽1011和夹持座定位槽917具有相同的燕尾横截面，锁紧件105上开有腰形孔，紧固件穿过该腰形孔与夹持座螺纹连接，当紧固件未锁紧锁紧件105时，锁紧件105能够上下移动插入或者退出夹具定位槽1011以便于快速拆装夹具块，当紧固件锁紧固定时，锁紧件105能够将夹具块快速准确固定在夹持座上，固定不需要螺钉，安装和拆卸均非常方便。

如图5至图8所示，夹持装置基座906通过转轴913安装在工作台22上并且能够转动，第一夹持座901和第二夹持座902夹持导管1后，导管1的管端直线段的轴心线与转轴913的轴线相交并且相交点位于切割装置8的进刀切割面上。这样，不仅可以能够实现导管管端部的马蹄口切割加工和马蹄口平口加工，而且方便导管管端部的快速准确定位，保证较高的定位精度、切割加工精度和平口加工精度。

如图6所示，在优选的实施方式中，夹持装置基座906通过平面轴承914支承在工作台22上并通过转轴913实现定心转动，转轴913上端插入夹持装置基座906底部的固定孔内并通过紧固件锁紧固定，转轴913下部通过齿轮与安装在工作台22上的角度编码器912啮合传动。这样，通过角度编码器912可以将夹持装置基座906的角度转动信息传输至数字化控制器，将“马蹄口”调整角度通过数值直接显示在操作屏幕上，便于操作者操控。

如图7和图8所示，本实施例中，角度调整装置3包括齿轮302，该齿轮302与设置在夹持装置基座906一侧的弧形齿911啮合传动，齿轮302由转动驱动装置驱动转动，该弧形齿911呈圆弧形并该圆弧形的圆心位于转轴913的轴线上。本实施例中，弧形齿911为固定在夹持装置基座906上的圆弧形齿条。所述转动驱动装置为手轮301，齿轮302固定或一体成型在齿轮轴303上，齿轮轴303上固定有蜗轮304，蜗轮304与蜗杆306啮合传动，手轮301带动蜗杆306转动进而驱动齿轮302转动夹持装置基座906，工作台22上安装有用于指示转动角度的指示盘305。在其他实施方式中，所述转动驱动装置也可以是电机，该电机可以与上述蜗杆连接，也可以通过减速机构与齿轮302或转轴913传动连接，该电机可以是步进电机、伺服电机或者自带减速机构的电机。在其他实施方式中，角度编码器912也可以通过万向节与转轴913连接。该装置在调节角度时是沿着水平面方向进行的，调整后具备锁紧功能，水平方向方向角度调整合适后进行锁紧，不会影响其他方向角度的变化。水平方向的角度调节量将被实时显示在控制屏幕上，便于操作者掌握。

在优选的实施方式中，夹持装置基座906和工作台22之间还设有外环件23，该外环件23位于转轴913外侧并通过紧固件固定在工作台22上，用于辅助支承夹持装置基座906，外环件23与夹持装置基座906之间设有滚动支承件(如滚珠滚轮)或光滑耐磨件以便于夹持装置基座906转动。进一步优选在外环件23上设有弧形限位槽231，夹持装置基座906上设有能够插设在弧形限位槽231内并移动受限的限位柱。此外，如图5所示，还可以在工作台22上固定限位块919以限制夹持装置基座906的转动范围。

在收到数字化控制器的锯片速度、进给速度等加工工艺参数后，切割装置按照各工艺参数要求，实现准确的运动，保障导管在切割时得到最佳的工艺参数。如图12所示，切割装置8包括切割装置基座801、切割电机802、机头减速箱803、切割锯片804和进刀电机806，切割装置基座801固定在机身2上，机头减速箱803通过滑轨与切割装置基座801滑动连接并通过进刀电机806驱动前后移动进刀，机头减速箱803的一侧设置切割锯片804，切割电机802经减速机构后驱动切割锯片804进行切割。

本实施例中，所述切割锯片804为圆锯片，在其他实施方式中，切割锯片804还可以是锯条、刀片或者线锯等切割工具。进刀电机806为伺服电机，通过丝杆805驱动机头减速箱803移动。在优选实施方式中，切割电机802和进刀电机806均为伺服电机，伺服电机上安装有伺服编码器，这样可以通过数字化控制器，根据导管材料规格准确控制进刀速度、进刀位置和切割转速等。

为了在切割导管余量时能够直接将需要实现的“马蹄口”一次切割到位，免去传统“马蹄口”加工时繁琐的加工工艺，优选的实施方式是，上述夹持装置基座906上转轴913的轴线位于切割锯片804的进刀切割面上，所述进刀切割面是指切割完成后导管切口平面。对管件切口进行平口加工时，平口装置7的平口加工面与切割装置8的进刀切割面平行，或者说，切割锯片804的进刀路线与平口刀具的进给路线垂直。

本实施例中，切割锯片804的进刀路线呈倾斜向下切割，这样与导管夹持装置9错位设置避免两个装置相互干扰，并且有助于减少切割振动对导管夹持装置9夹持导管1的影响，保证切割精度。

如图2和图13所示，拖板机构5包括Y向拖板53和X向拖板54，X向拖板54与机身2左右滑动连接并由进给电机51驱动移动进给，Y向拖板53与X向拖板54前后滑动连接并由转换电机52驱动前后移动，Y向拖板53上安装有定位装置6和平口装置7，定位装置6和平口装置7前后相邻，并且当Y向拖板53前后移动时，定位装置6和平口装置7能够分别与导管夹持装置9的夹持导管1位置相对应。

在收到数字化控制器传来的定位参数后，定位装置的伺服电机驱动定位装置根据定位参数进行定位，实现导管端部长度定位数字化控制并具备精准性。如图13所示，本实例中，定位装置6包括定位装置基座63、定位块64和定位驱动器61，定位装置基座63固定在Y向拖板53上，定位块64与定位装置基座63左右滑动连接并由定位驱动器61驱动移动进给。优选的实施方式中，定位驱动器61为伺服电缸，定位块64固定在伺服电缸的移动端上，定位块64靠近导管夹持装置9的一侧为定位面，该定位面与切割装置8的进刀切割面平行，也与平口装置7的平口加工面平行，这样数字化控制器能够准确控制定位块64的停留位置，定位块64移动的位置也可以被实时显示在控制屏幕上，便于操作者掌握。在其他实施方式中，定位驱动器61也可以是由伺服比例阀控制的液压油缸。

优选的实施方式中，定位块64通过导向杆62与定位装置基座63滑动连接，这样导向杆62和伺服电缸的活塞杆配合增加了定位块64的定位稳定性。

优选的实施方式中，定位块64的定位面可以是能够与导管整个端面接触的定位盘面，也可以是一字型定位面，即与导管接触的面可以根据需要将圆形平面设计为一字刀口形状面，减少与导管的接触面积。

导管在切割后的端面粗糙度很差，平口装置用在导管切割后将导管端部管口进行切削加工，以实现导管的管端光滑平整。如图13所示，平口装置7包括平口装置基座71、平口电机72、和刀具转台73，平口装置基座71固定在Y向拖板53上，刀具转台73安装在平口装置基座71上并由平口电机72驱动旋转，刀具转台73上安装有若干平口刀具74，刀具转台73旋转时带动平口刀具74旋转形成平口加工面，该平口加工面与切割装置8的进刀切割面平行，也与定位装置6的定位面平行。

本实施例中，平口装置7通过进给电机51驱动实施进给；定位装置6可以通过进给电机51驱动实施进给，也可以通过定位驱动器61实施进给，还可以通过两者混合驱动实施进给。在其他实施方式中，还可以设置钢丝刷对导管端口进行清理以使其更加光滑平整，提高焊接质量。

上述导管余量切除设备的导管余量切除方法，包括如下步骤：

1)根据导管1管端余量确定定位装置6的定位参数，定位驱动器61和/或进给电机51根据该定位参数驱动定位块64到达指定位置；

2)如图14所示，将导管1端部与定位块64的定位面相抵，并由导管夹持装置9夹持固定导管1，第三夹持座903和第四夹持座904夹持导管1的废料段，第一夹持座901和第二夹持座902夹持导管1的保留段，定位块64复位；

3)如图15所示，切割装置8进刀切割，切割锯片804进入第二夹持座902和第四夹持座904之间将导管1余量切除；

4)切割锯片804复位，第二夹持座902和第四夹持座904打开，废料经废料滑槽21滑入废料箱4内；转换电机52驱动Y向拖板53将平口装置7移动至加工位置，进给电机51驱动平口装置7进给对导管1切口端面进行平口加工，如图16所示；

5)平口加工完成后，平口装置7复位，第一夹持座901和第三夹持座903打开，取出导管1。上述步骤1)中，关于如何获取导管在弯管加工完成后的余量定位参数，可以参考公开号为CN 108074277A专利文献公开的弯管测量和余量定位方法，其步骤为:借助于激光跟踪仪和靶标进行多传感器的全局标定,将多传感器坐标系统一到全局坐标系；多个传感器严格同步采集弯管图像，边缘检测以及形态学细化得到弯管的中心线,借助于双向极线匹配算法进行中心线三维重建；将中心线离散为空间点云,计算控制点、直线段端点以及弧线段圆弧中心点，利用中心线作为引导线进行三维造型；最后利用最近点迭代法匹配设计模型和测量模型，计算余量位置，获得余量定位参数。

上述步骤2)和步骤5)中，采用机器人、机械手或者人工移送导管1。

上述导管余量切除设备进行马蹄口切割的方法，包括如下步骤：

1)根据导管1管端余量确定定位装置6的定位参数，定位驱动器61和/或进给电机51根据该定位参数驱动定位块64到达指定位置；

2)将导管1端部与定位块64的定位面相抵，并由导管夹持装置9夹持固定导管1，第三夹持座903和第四夹持座904夹持导管1的废料段，第一夹持座901和第二夹持座902夹持导管1的保留段，定位块64复位；

3)根据导管1安装面的马蹄口偏差角度，通过角度调整装置3转动导管夹持装置9及导管1至相应角度；

4)切割装置8进刀切割，切割锯片804进入第二夹持座902和第四夹持座904之间将导管1余量切除；

5)切割锯片804复位，第二夹持座902和第四夹持座904打开，废料经废料滑槽21滑入废料箱4内；转换电机52驱动Y向拖板53将平口装置7移动至加工位置，进给电机51驱动平口装置7进给对导管1切口端面进行平口加工，如图17所示；

6)平口加工完成后，平口装置7复位，第一夹持座901和第三夹持座903打开，取出导管1。上述步骤2)中，可通过人工标记定位或者机械手/机器人调整好待加工导管1沿其管端直线段的轴线转动的角度，以此确保本设备对导管1管端进行马蹄口加工时仅需调整导管1的水平偏摆角度即可。

实施例2：

一种管件切割设备，包括机身2，机身2上安装有角度调整装置3、切割装置8、导管夹持装置9和拖板机构5，拖板机构5上安装有定位装置6，定位装置6和导管夹持装置9左右相对设置，切割装置8前后进刀。与实施例1的不同仅在于：没有设置平口装置7，仅实施导管切割功能，各装置位置布置、具体结构及各种实施方式均与实施例1相同。

上述管件切割设备的切割方法，包括如下步骤：

1)定位驱动器61和/或进给电机51根据待切割导管1的定位参数驱动定位块64到达指定位置；

2)将导管1端部与定位块64的定位面相抵，并由导管夹持装置9夹持固定导管1，第三夹持座903和第四夹持座904夹持导管1的一边，第一夹持座901和第二夹持座902夹持导管1的另一边，定位块64复位；

3)切割装置8进刀，切割锯片804进入第二夹持座902和第四夹持座904之间切割导管1；

4)切割完成后，切割锯片804复位，导管夹持装置9松开，取出导管1。上述管件切割设备进行马蹄口切割的方法，包括如下步骤：

1)定位驱动器61和/或进给电机51根据待切割导管1的定位参数驱动定位块64到达指定位置；

2)将导管1端部与定位块64的定位面相抵，并由导管夹持装置9夹持固定导管1，第三夹持座903和第四夹持座904夹持导管1的一边，第一夹持座901和第二夹持座902夹持导管1的另一边，定位块64复位；

3)根据导管1安装面的马蹄口偏差角度，通过角度调整装置3转动导管夹持装置9及导管1至相应角度；

4)切割装置8进刀，切割锯片804进入第二夹持座902和第四夹持座904之间切割导管1；5)切割完成后，切割锯片804复位，导管夹持装置9松开，取出导管1。

实施例3：

一种管件平口设备，包括机身2，机身2上安装有角度调整装置3、导管夹持装置9和拖板机构5，拖板机构5上安装有定位装置6和平口装置7，定位装置6和导管夹持装置9左右相对设置，平口装置7左右移动进刀。与实施例1的不同仅在于：没有设置切割装置8，仅实施导管管口端面平口加工，各装置位置布置、具体结构及各种实施方式均与实施例1相同。

上述管件平口设备的平口加工方法，包括如下步骤：

1)定位驱动器61和/或进给电机51根据待加工导管1的定位参数驱动定位块64到达指定位置；

2)将导管1端部与定位块64的定位面相抵，并由导管夹持装置9中的第一夹持座901和第二夹持座902夹持固定导管1，定位块64复位；

3)转换电机52驱动Y向拖板53将平口装置7移动至加工位置，平口电机72驱动刀具转台73转动，进给电机51驱动平口装置7进给对导管1管口端面进行平口加工；

4)平口加工完成后，平口装置7复位，第一夹持座901和第三夹持座903打开，取出导管1。上述管件平口设备进行马蹄口平口加工的方法，包括如下步骤：

1)定位驱动器61和/或进给电机51根据待加工导管1的定位参数驱动定位块64到达指定位置；

2)将导管1端部与定位块64的定位面相抵，并由导管夹持装置9中的第一夹持座901和第二夹持座902夹持固定导管1，定位块64复位；

3)根据导管1马蹄口偏差角度，通过角度调整装置3转动导管夹持装置9及导管1至相应角度；

4)转换电机52驱动Y向拖板53将平口装置7移动至加工位置，进给电机51驱动平口装置7进给对导管1马蹄口端面进行平口加工；

5)平口加工完成后，平口装置7复位，第一夹持座901和第三夹持座903打开，取出导管1。

本说明书、所附权利要求和附图中所描述的所有特征，无论单独还是它们的任意组合，都是本发明的重要特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一种实施方式”、“具体实施方式”、“其他实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例、实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，上述描述的具体特征、结构、材料或者特点也可以在任何的一个或多个实施例、实施方式或示例中以合适的方式结合。本发明记载的技术方案也包括上述描述的任意一个或多个具体特征、结构、材料或者特点以单独或者组合的方式形成的技术方案。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换、变型、删除部分特征、增加特征或重新进行特征组合形成的技术方案，凡是依据本发明的创新原理对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种航空航天导管余量切除设备，包括机身（2），其特征在于，所述机身（2）上安装有角度调整装置（3）、切割装置（8）、导管夹持装置（9）和拖板机构（5），拖板机构（5）上安装有定位装置（6）和平口装置（7），所述平口装置包括平口装置基座（71）、平口电机（72）和刀具转台（73），平口装置基座（71）固定在Y向拖板（53）上，刀具转台（73）安装在平口装置基座（71）上并由平口电机（72）驱动旋转，刀具转台（73）上安装有若干平口刀具（74），刀具转台（73）旋转时带动平口刀具（74）旋转形成平口加工面，平口装置基座（71）安装在拖板机构（5）上；所述拖板机构（5）包括X向拖板（54），X向拖板（54）与机身（2）左右滑动连接并由进给电机（51）驱动移动进给，进给电机（51）为伺服电机并与数字化控制器连接，定位装置（6）和平口装置（7）一前一后设置，拖板机构（5）和导管夹持装置（9）一左一右设置，并且当Y向拖板（53）前后移动时，定位装置（6）和平口装置（7）能够分别与导管夹持装置（9）夹持的导管（1）位置相对应，机身（2）上还设有废料滑槽（21），废料滑槽（21）位于拖板机构（5）和导管夹持装置（9）之间，切割装置（8）前后进刀，其中，所述平口装置（7）的平口加工面与切割装置（8）的进刀切割面平行，也与定位装置（6）的定位面平行；所述导管夹持装置（9）安装在机身（2）的工作台（22）上，导管夹持装置（9）包括第一夹持座（901）、第二夹持座（902）、第三夹持座（903）、第四夹持座（904）和夹持装置基座（906），第一夹持座（901）和第二夹持座（902）前后相对设置在夹持装置基座（906）上并且两者前后配合夹持导管（1），第三夹持座（903）和第四夹持座（904）前后相对设置在夹持装置基座（906）上并且两者前后配合夹持导管（1），第一夹持座（901）和第三夹持座（903）左右间隔设置，第二夹持座（902）和第四夹持座（904）左右间隔设置，第三夹持座（903）和第四夹持座（904）位于夹持装置基座（906）靠近废料滑槽（21）的一侧，夹持装置基座（906）在第三夹持座（903）和第四夹持座（904）之间设有废料滑坡（915），第一夹持座（901）固定在夹持装置基座（906）上，第二夹持座（902）通过夹持电机（908）或者第三夹持气缸（916）驱动在夹持装置基座（906）上前后滑动，第三夹持座（903）通过第一夹持气缸（905）驱动在夹持装置基座（906）上前后滑动，第一夹持气缸（905）的移动端与第三夹持座（903）铰接，第四夹持座（904）通过第二夹持气缸（907）驱动在夹持装置基座（906）上前后滑动，第二夹持气缸（907）的移动端与第四夹持座（904）铰接，其中，切割装置（8）在第二夹持座（902）和第四夹持座（904）之间进刀切割；所述第一夹持座（901）、第二夹持座（902）、第三夹持座（903）和第四夹持座（904）上均安装有用于接触夹紧导管（1）的夹具块，夹具块呈半环状，夹具块的内侧面为半圆形的夹持槽，前后相对的两个夹具块配合形成容纳导管（1）端部直线段的夹持孔（1013），夹具块的外侧面上形成有定位凸起，相应地，在夹持座上设有与夹具块的定位凸起相配合的固定卡槽。

2.根据权利要求1所述的一种航空航天导管余量切除设备，其特征在于，所述平口装置（7）通过进给电机（51）驱动实施进给；定位装置（6）通过进给电机（51）驱动实施进给，或者通过定位驱动器（61）实施进给，或者通过两者混合驱动实施进给。

3.根据权利要求1所述的一种航空航天导管余量切除设备，其特征在于，所述定位凸起为圆弧凸起（1012），相对应地，所述固定卡槽为圆弧槽（918），夹具块上设有夹具定位槽（1011），夹持座上设有与夹具定位槽（1011）连通的夹持座定位槽（917），锁紧件（105）穿过夹具定位槽（1011）和夹持座定位槽（917）并通过紧固件锁紧固定在夹持座上。

4.根据权利要求1所述的一种航空航天导管余量切除设备，其特征在于，所述夹持装置基座（906）通过转轴（913）安装在工作台（22）上并且由转动驱动装置驱动转动，第一夹持座（901）和第二夹持座（902）夹持导管（1）后，导管（1）的管端直线段的轴心线与转轴（913）的轴线相交并且相交点位于切割装置（8）的进刀切割面上。

5.根据权利要求4所述的一种航空航天导管余量切除设备，其特征在于，所述转动驱动装置是电机或者手轮。

6.一种航空航天导管的马蹄口平口加工方法，其特征在于，采用如权利要求1至5中任一项所述的航空航天导管余量切除设备。

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