阀加工设备和用于加工阀的方法
【专利摘要】本发明涉及一种阀加工设备(1)，其具有：基板(3)；设置在所述基板(3)上的多关节型机器人(5)，在所述多关节型机器人的自由端上设置有工具容纳部(12)；和至少一个能够由所述工具容纳部(12)容纳的切削工具(13-18)，其中所述阀加工设备(1)具有连接装置(19)，所述连接装置设计为将所述基板(3)固定在待加工的阀(2)的阀法兰(25)上。本发明还涉及一种利用这样的阀加工设备(1)来切削加工阀的方法。
【专利说明】
阀加工设备和用于加工阀的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种阀加工设备和一种利用这样的阀加工设备来加工阀的方法。
【背景技术】
[0002]阀、如在发电厂技术中或者在化学工业中使用的阀，具有不同的区域，所述区域在制造或者维修时必须经受切削加工。为了仅作为一些实例进行列举，阀座和密封条属于此。在切削加工时主要使用常规的CNC加工中心，所述CNC加工中心在阀加工时能够适应于特殊的要求。
[0003]如果在维护工作的范围中需要阀的切削加工，那么待维修的阀在第一步骤中由相应的设施构造。紧接着所述阀被运输给阀加工设备，在该阀加工设备中被切削和加工。如果对于维修工作需要材料涂层，那么事先在阀上执行焊接工作、尤其堆焊工作。这或者能够手动地进行或者能够在相应的焊接设备中进行。在检查加工结果之后，阀随后再次被运输到安装地点并且被安装。所述设施因此再次进入运行。
[0004]由于在所述设施的周围环境中通常不存在阀加工设备的事实，多数时间需要运输阀，这不期望地导致相应的设施的高的停机时间从而是非常昂贵的。为了减少该停机时间，阀加工设备替选地也能够被运输给所述设施。然而因为相应的加工中心是非常大且笨重的，所以运输以及安装和拆除与高的耗费相联系，由此高的成本也伴随着该变型形式。
【发明内容】
[0005]从该现有技术出发，本发明的目的是:完成一种替选的阀加工设备和一种替选的用于切削加工阀的方法，借助于所述阀加工设备和所述方法尤其是可简单且价格低廉地在阀上执行维修工作。
[0006]为了实现该目的，本发明完成了一种阀加工设备，所述阀加工设备具有:基板；设置在基板上的多关节型机器人，在所述多关节型机器人的自由端上设置有工具容纳部；和至少一个可由工具容纳部容纳的切削工具，其中阀加工设备具有连接装置，所述连接装置设计为，用于将基板固定在待加工的阀的阀法兰上。根据本发明的阀加工设备的一个重要的优点在于:如果阀的大小和自重允许，该基板能够直接固定在待加工的工件上。相应地能够放弃笨重的且沉重的单个部件，例如放弃基座、支架等，这引起可方便地且价格低廉地运输以及安装和拆除阀加工设备。因此，在使用该阀的设施的周围环境中对阀的加工是毫无问题的。如果相反待加工的阀对于可靠地承载阀加工设备而言过小，那么替选地阀加工设备自然也可另外地固定在所述设施的周围环境中。
[0007]根据本发明的一个设计方案，连接装置具有与基板连接的法兰托架，所述法兰托架包括多个贯通孔，所述贯通孔的位置相应于阀法兰的螺纹孔的位置来选择。经由这样的法兰托架，阀加工设备可简单且方便地与阀法兰拧紧。
[0008]优选地，法兰托架的贯通孔中的至少一个构成为盲孔，使得法兰托架可与不同的阀法兰连接，所述不同的阀法兰在螺纹孔的节圆直径方面不同。
[0009]根据本发明的一个设计方案，连接装置具有至少一个长度可调节的连接杆装置，所述连接杆装置的自由端分别设有铰接装置，其中一个铰接装置与基板连接并且另一个铰接装置能利用螺纹连接固定在阀法兰上。这类连接杆装置在安装状态中提高根据本发明的阀加工设备和待加工的阀之间的固定强度。
[0010]优选地，用于长度调节的至少一个连接杆装置具有带有可移出的活塞的缸。以这种方式可按照需要无级地调节连接杆装置的长度。
[0011]有利的是，在基板的相对置的侧上各设置一个连接装置，由此在阀加工设备的常规状态中实现了非常稳定的构造。
[0012]根据本发明的一个设计方案，在基板上设有直线引导部，多关节型机器人可沿着所述直线引导部以被引导的方式运动。由于这样的直线引导部，容纳在工具容纳部中的切削工具仍可灵活地定位。
[0013]优选地，多关节型机器人是六轴多关节型机器人，所述六轴多关节型机器人允许非常灵活的加工。
[0014]有利的是，阀加工设备具有至少一个可容纳在工具容纳部中的焊接工具和/或测量工具。相应地，借助于根据本发明的阀加工设备不仅可执行切削加工而且可执行焊接和
/或测量工作。
[0015]根据本发明的一个设计方案，阀加工设备设有容纳多个切削工具和/或焊接工具和/或测量工具的工具更换系统。由此多关节型机器人能够取用多个工具，使得不同的加工始终能够利用最佳的工具执行。
[0016]为了实现一开始提到的目的，本发明此外还完成了一种利用具有至少一个切削工具的阀加工设备、尤其是根据本发明的类型的阀加工设备来切削加工阀的方法，其中所述方法具有下述步骤:将阀加工设备安装在待加工的阀的阀法兰上；切削加工阀；和拆除阀加工设备。换句话说，根据本发明的方法的特征在于，待加工的工件相对于已知的方法不在阀加工设备上被切削，而是阀加工设备固定在待加工的工件上。
[0017]按照根据本发明的方法的一个设计方案，在安装阀加工设备期间，阀加工设备的连接装置利用螺纹连接固定在阀法兰上。相应地，可简单且方便地执行安装。
[0018]优选地，除了切削加工以外，在使用阀加工设备的条件下执行焊接加工和/或测量加工。因此不必动用独立的焊接设备和/或测量装置。
[0019]有利的是，在待加工的阀的使用地点处执行根据本发明的方法、即在使用阀的设施的周围环境中执行根据本发明的方法。以这种方式能够避免所述设施的不必要的长的停机时间。
[0020]根据本发明的一个设计方案，根据本发明的方法是维修方法。
[0021]优选地，待加工的阀是大型阀、即具有大的尺寸和相应高的自重的阀，所述阀在没有附加的切削设备的情况下毫无问题地承载阀加工设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]本发明的其它的特征和优点参考所附的附图根据下述对根据本发明的阀加工设备的一个实施方式的描述来阐明。其中:
[0023]图1示出根据本发明的一个实施方式的阀加工设备的立体视图；
[0024]图2示出在图1中示出的阀加工设备的法兰托架的单一前视图；
[0025]图3示出示例性的阀的立体视图，所述阀能够通过在图1中示出的阀加工设备来加工；
[0026]图4示出在下述状态中的在图1中示出的阀加工设备的立体视图，在所述状态中阀加工设备固定在图3中示出的阀上，其中阀加工设备的多关节型机器人位于第一部位中；
[0027]图5示出在第二部位中的阀加工设备的多关节型机器人的立体视图；
[0028]图6示出在第三部位中的多关节型机器人的立体视图；以及
[0029]图7示出在第四部位中的多关节型机器人的立体视图。
【具体实施方式】
[0030]附图示出根据本发明的一个实施方式的阀加工设备I以及示例性的阀2，所述阀能够通过阀加工设备I来加工。
[0031]阀加工设备I包括基板3，在所述基板上设置有直线引导部4，多关节型机器人5能够沿着所述基板借助于未示出的驱动器以被弓丨导的方式前后运动。多关节型机器人5是六轴多关节型机器人，所述六轴多关节型机器人的臂元件能围绕轴线6、7、8、9、10和11枢转。在多关节型机器人5的自由端上设置有工具容纳部12，所述工具容纳部设计为用于容纳不同的工具13、14、15、16、17和18。工具13至18当前是呈钻孔工具、铣削工具、研磨工具、沉孔工具(Senkwerkzeugen)、攻螺纹工具等形式的切削工具,借助于所述切削工具能够执行不同的切削加工。但是附加地，阀加工设备I也能够根据需要配备有测量装置和/或焊接工具，即使这当前未详细地示出。相应地，因此也可借助于阀加工设备执行测量、检查和焊接工作。
[0032]阀加工设备I此外设有连接装置19，所述连接装置具有法兰托架20和两个以相同构造的方式实施的连接杆装置21。
[0033]法兰托架20设置在基板3的前端上并且垂直于该基板延伸。所述法兰托架包括两个贯通孔22和23，所述贯通孔构成为长孔并且彼此间隔地设置。贯通孔22和23的位置相应于待加工的阀2的阀法兰25的螺纹孔24的位置来选择，使得法兰托架20和阀法兰25能够彼此拧紧，如在下文中更详细阐述的。由于贯通孔22和23构成为长孔的事实，通过该贯通孔，如在图2中所示出的那样，获得多个螺纹孔节圆直径Dl、D2、D3、D4、D5和D6，由此实现了将阀加工设备I以不同的螺纹孔节圆直径固定在阀法兰25上。螺纹孔节圆直径Dl至D6例如能够相应于550mm、600mm、720mm、730mm、860_和900_的直径。在其上部的自由端的区域中，法兰托架20具有在中心设置在这两个贯通孔22和23之间的圆弧状的留空部26，所述留空部确保了自由地触及阀2的待加工的面。
[0034]各个连接杆装置21经由具有可移出的活塞的缸27是长度可调节的。在连接杆装置21的自由端上分别设有铰接装置28、29，其中铰接装置28能够与基板3拧紧并且铰接装置29能够与阀法兰25拧紧。对此铰接装置28和29分别设有用于容纳固定螺丝的贯通孔30。
[0035]在基板3的与法兰托架20相对置的端部上设置有工具更换系统31，所述工具更换系统容纳工具13、14、15、16、17和18。
[0036]图3示例性地示出阀2的不同的面，所述面能够利用阀加工设备1来切削加工。对此包括法兰面32、盖接触面33、密封件接触面34、涡流中断器面35和阀座面36。
[0037]图4和7示出在常规的安装状态中的阀加工设备1，在所述安装状态中该阀加工设备借助于旋拧连接部固定在阀2的阀法兰25上，其中所述旋拧连接部为了描述目的在附图中未示出。为了安装阀加工设备3，法兰托架20安置在阀法兰25上，使得各个螺纹孔24可通过贯通孔22、23中的一个触及，由此法兰托架20与阀法兰25拧紧。紧接着将铰接装置28、29的贯通孔30在借助于操作相应的缸27来调节连接杆装置21的长度的情况下与阀法兰25的另外的螺纹孔24交叠，由此插入相应的固定螺丝。阀加工设备1此时稳定地保持在阀2上。
[0038]在另一个步骤中随后能够执行切削加工。图5示例性地示出在多关节型机器人加工密封件接触面33的状态中的多关节型机器人5，，并且图6示出在该多关节型机器人加工阀座面3的状态中的多关节型机器人5。在需要时多关节型机器人5能够更换保持在其工具容纳部12中的、如在图7中示出的工具。
[0039]除了切削加工，利用多关节型机器人5也能够执行其它加工，例如测量加工、检查加工或者焊接加工。对此工具更换系统31仅须配备有相应的工具。
[0040]阀加工设备1的一个重要的优点在于:该阀加工设备具有非常小的尺寸和低的自重，由此所述阀加工设备能够简单且方便地运输。除此之外，阀加工设备1可灵活地使用。
[0041]虽然本发明在细节中通过优选的实施例来详细说明和描述，但是本发明不受限于所公开的实例并且本领域技术人员能够由此推导出其它的变型形式，而不脱离本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种阀加工设备(1)，具有:基板(3);设置在所述基板(3)上的多关节型机器人(5)，在所述多关节型机器人的自由端上设置有工具容纳部(12);和至少一个能够由所述工具容纳部(12)容纳的切削工具(13-18)， 其中所述阀加工设备(I)具有连接装置(19)，所述连接装置设计为将所述基板(3)固定在待加工的阀(2)的阀法兰(25)上。
2.根据权利要求1所述的阀加工设备(I)， 其特征在于， 所述连接装置(19)具有与所述基板(3)连接的法兰托架(20)，所述法兰托架具有多个贯通孔(22，23)，所述贯通孔的位置依据所述阀法兰(25)的螺纹孔(24)的位置来选择。
3.根据权利要求2所述的阀加工设备(1)， 其特征在于， 所述法兰托架(20)的所述贯通孔(22，23)中的至少一个构成为长孔。
4.根据上述权利要求中任一项所述的阀加工设备(1)， 其特征在于， 所述连接装置(19)具有至少一个长度能调节的连接杆装置(21)，所述连接杆装置的自由端分别设有铰接装置(28，29)， 其中一个所述铰接装置(28)与所述基板(3)连接并另一个所述铰接装置(29)能够利用螺纹连接固定在所述阀法兰(25)上。
5.根据权利要求4所述的阀加工设备(1)， 其特征在于， 至少一个所述连接杆装置(21)为了长度调节而具有缸(27)，所述缸具有能移出的活塞。
6.根据权利要求4或5所述的阀加工设备(1)， 其特征在于， 在所述基板(3)的相对置的侧上各设有一个连接杆装置(21)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的阀加工设备(1)， 其特征在于， 在所述基板(3)上设有直线引导部(4)，所述多关节型机器人能够沿着所述直线引导部以被引导的方式运动。
8.根据上述权利要求中任一项所述的阀加工设备(1)， 其特征在于， 所述多关节型机器人(5)是六轴多关节型机器人。
9.根据上述权利要求中任一项所述的阀加工设备(1)， 其特征在于， 所述阀加工设备具有至少一个能容纳在所述工具容纳部(12)中的焊接工具和/或测量工具。
10.根据上述权利要求中任一项所述的阀加工设备(1)， 其特征在于， 所述阀加工设备设有容纳多个切削工具(13-18)和/或焊接工具和/或测量工具的工具更换系统(31)。
11.一种利用具有至少一个切削工具(13-18)的阀加工设备、尤其是根据上述权利要求中任一项所述的阀加工设备(I)来切削加工阀的方法，其中所述方法具有下述步骤: 将所述阀加工设备(I)安装在待加工的所述阀(2)的阀法兰(25)上； 切削加工所述阀(2);以及 拆除所述阀加工设备(I)。
12.根据权利要求11所述的方法， 其中在安装所述阀加工设备(I)时利用螺纹连接将所述阀加工设备(I)的连接装置(19)固定在所述阀法兰(25)上。
13.根据权利要求11或12所述的方法， 其中除了所述切削加工以外，利用所述阀加工设备(I)执行焊接加工和/或测量加工。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法， 在待加工的所述阀(2)的使用地点处执行所述方法。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法， 其中所述方法是维修方法。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法， 其中待加工的所述阀(2)是大型阀。
【文档编号】B23K37/02GK104395036SQ201380028925
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年5月13日 优先权日:2012年5月30日
【发明者】瓦尔德马·克鲁奇科夫, 费利克斯·福格特 申请人:西门子公司