专利名称：一种钢坯全自动冷定心孔加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及热轧无缝钢管加工技术，是一种钢坯全自动冷定心 孔加工装置。
(二).
背景技术：
热轧无缝钢管加工，需预先加工出钢坯的定心孔，所述的定心 孔是在钢坯的截面中心位置打出下道工序所需的中心孔；常规的定心孔加工方法有两种， ①.热定心法将加热炉加热完工的钢坯输送到专用定心机工位，由定心机找准钢坯的中 心孔位置，再输送到液压或气动打孔机工位进行热法冲孔，所述的定心机具有定心测量及 定位调节装置；②.冷定心法将钢坯从加工流水线上取出，送入到钻床台前，由人工目测 钢坯截面的中心孔位置再进行钻孔加工，定心孔加工完成后再将钢坯送回到加工流水线 上。
上述两种定心孔加工方法所存在的问题是①.热定心法的定心孔加工需要耗用 一定的时间，当定心孔加工完成后，钢坯的温度也下降较大，冷却的钢坯给下道工序的加工 在工艺上带来较大困难，钢坯的热能损耗大；同时热定心法的操作是在高温环境下进行的， 温度较高的钢坯对定心机的损伤较大，定心机的维护成本高；②.冷定心法的定心孔加工， 定心孔的孔位是由人工目测确定的，定心孔的孔位中心准确度差；钢坯是离线加工，上下线 操作耗用时间长，影响流水线加工的生产效率。
(三).
发明内容
本发明的目的就是要解决热轧无缝钢管加工工艺中的钢坯定 心孔加工方法所存在的钢坯热能损耗大、设备维护成本高、定心孔孔位质量差及生产效率 低的问题，提供一种钢坯全自动冷定心孔加工装置。
本发明的具体方案是一种钢坯全自动冷定心孔加工装置，它具有机壳、控 制系统及定位调节装置，在定位调节装置中的顶板上安装有打孔装置；其特征是所述的 打孔装置中的减速器输入轴利用联轴器连接有打孔伺服电机，减速器的两根输出轴连接有 偏心调节装置，偏心调节装置中的两个偏心轴连接有双摇杆座，双摇杆座的连接板上连接 有电极碳棒夹持器，所述的电极碳棒夹持器的前端设有夹头，夹头夹持有电极碳棒，所述的 电极碳棒夹持器的后端设有电源接线端子，电源接线端子通过连线外接有电源发生器；在 机壳的两个侧板上还布置有两套移动检测装置，所述的两套移动检测装置中的八个滚珠座 及支板均分成两组与机壳的左右侧板连接；在机壳同一侧板上的四个滚珠座分为上、下两 行布置，在每行两个滚珠座上安装有一根导杆，在机壳同一侧的两根导杆上连接有一根连 杆，连杆的中部安装有气缸，所述的气缸通过连接座与机壳的侧板连接；在机壳同一侧的两 根导杆的头部连接有一根支架，支架的上方利用轴承安装有滚珠丝杆，滚珠丝杆的上端与 检测伺服电机连接，滚珠丝杆的中部安装有升降座，升降座上安装有红外激光扫描传感器， 所述的红外激光扫描传感器与控制系统通信。
本发明所述的控制系统具有电控柜，电控柜内设有PLC可编程序控制器。
本发明所述的定位调节装置具有纵向导轨及座板，所述的纵向导轨及座板与基础 固定；在纵向导轨及座板的上方安装有横向移动导轨，在横向移动导轨上连接有底板，底 板上布置有四根导柱，所述的四根导柱上还安装有顶板；在底板的中心处还布置有螺旋升 降装置，所述的螺旋升降装置中的涡轮涡杆机构的涡杆与升降伺服电机连接，升降伺服电机利用支板与底板固定；螺旋升降装置中的螺杆与涡轮的花键槽配合，螺旋升降装置中的 螺杆与固定在纵向导轨及座板上的螺母配合，螺旋升降装置中的螺杆上方连接着顶板；在 底板的一侧设有螺旋横向移动机构，所述的螺旋横向移动机构中的螺杆与横移伺服电机连 接，横移伺服电机与横向移动导轨固定；所述的螺旋横向移动机构中的螺杆与固定在底板 一侧的螺母配合；在底板的另一侧及横向移动导轨的下方连接有齿条，齿条上安装有齿轮， 所述的齿轮与纵向移动伺服电机连接，所述的纵向移动伺服电机与机壳的侧板固定。本发明的工作原理是钢坯输送线上的钢坯1到达冷定心孔加工工位，输送线停 机，冷定心孔加工装置启动，冷定心孔加工装置中的两套移动检测装置7中的两个气缸37 同步向前推进，当两套移动检测装置7中的两个红外激光扫描传感器40检测到钢坯1的端 部时，两个红外激光扫描传感器40将检测到的电信号上传给控制系统存储(钢坯1的纵向 间距参数)；两套移动检测装置7中的两台伺服电机39启动并同步驱动着两根滚珠丝杆32 旋转，安装在两根滚珠丝杆32上的升降座38由下向上同步缓慢的上升，两个升降座38上 的两个红外激光扫描传感器40也同步的由下向上的扫描着钢坯1的半圆轮廓，两个红外激 光扫描传感器40完成了对钢坯1的半圆轮廓扫描后将扫描得到的电信号上传给控制系统 存储(两个半圆轮廓参数);控制系统根据红外激光扫描传感器40所上传的钢坯1两个半圆 轮廓扫描电信号由编程计算软件计算出钢坯1的截面中心点参数，控制系统根据钢坯1的 纵向间距参数及钢坯1的截面中心点参数，启动驱动程序并控制着定位调节装置6作上下、 横向调整移动，使得定位调节装置上的打孔装置8中的电极碳棒3前端中点与钢坯1截面 的中心点对中；控制系统中的驱动程序控制着纵向移动伺服电机20正向旋转，打孔装置8 有序的向前移动，使得电极碳棒3前端中点接近钢坯1截面的中心点并进行电弧打孔，同时 打孔装置8中的打孔伺服电机31旋转，并驱动着电极碳棒3作偏心旋转，使得钢坯1上的 电弧孔径扩大，以利于电弧氧化钢渣流出；当钢坯1的孔深达到设置要求时，控制系统中的 驱动程序控制着纵向移动伺服电机20逆向旋转，打孔装置8退回到原位待机，完成了钢坯 1的冷定心孔位加工。
本发明与原有的钢坯定心孔加工方法相比较，本发明具有钢坯在线检测功能，检 测速度快、孔位精度高、工艺性能好、节能环保、设备性能稳定可靠及造价低廉等特点；本发 明较好的解块了钢坯定心孔加工方法所存在的钢坯热能损耗大、设备维护成本高、定心孔 孔位准确度差及生产效率低的问题，本发明也可用于其它项目中的自动打孔作业。
(四)·
图1 本发明结构布置主视图； 图2 本发明结构布置右视图； 图3 定位调节装置结构主视图； 图4 定位调节装置结构俯视图； 图5 定位调节装置结构右视图； 图6 打孔装置结构主视图； 图7 打孔装置结构右视图； 图8 检测移动装置结构主视图； 图9 检测移动装置结构右视图；图中1 一钢坯支架，2—钢坯，3—电极碳棒，4一基础，5—纵向导轨及座板，6—定位调节装置，7—移动检测装置，8—打孔装置，9一连线，10—机壳，11一横向移动导轨，12—导 柱，13—顶板，14一底板，15—螺旋升降装置，16—涡轮涡杆机构，17—齿条，18—升降伺服 电机，19一齿轮，20—纵向移动伺服电机，21—横移伺服机，22—螺旋横向移动机构，23—夹 头，24—双摇杆座，25—电源接线端子，沈一减速器，27—偏心轴二8—偏心调节装置，29— 输出轴，30—联轴器，31—打孔伺服电机，32—滚珠丝杆，33—支架，34—连杆，35—支板及 滚珠座，36—导杆，37—气缸，38—升降座，39-检测伺服电机，40-红外激光扫描传感器。
(五)·
具体实施例方式实施例(详见图1):一种钢坯全自动冷定心孔加工装置，它具有机壳10、控制系统及定 位调节装置6，本实施例所述的控制系统具有电控柜，电控柜内设有PLC可编程序控制器； 本实施例所述的定位调节装置6具有纵向导轨及座板5，所述的纵向导轨及座板5与基础4 固定；在纵向导轨及座板5的上方安装有横向移动导轨11，在横向移动导轨11上连接有底 板14，底板14上布置有四根导柱12，所述的四根导柱12上还安装有顶板13 ；在底板14的 中心处还布置有螺旋升降装置15，所述的螺旋升降装置15中的涡轮涡杆机构16的涡杆与 升降伺服电机18连接，升降伺服电机18利用支板与底板14固定；螺旋升降装置15中的螺 杆与涡轮的花键槽配合；螺旋升降装置15中的螺杆与固定在纵向导轨及座板5上的螺母配 合(图中未反映)；螺旋升降装置15中的螺杆上方连接着顶板13 ；在底板14的一侧设有螺 旋横向移动机构22，所述的螺旋横向移动机构22中的螺杆与横移伺服电机21连接，横移伺 服电机21与横向移动导轨11固定；所述的螺旋横向移动机构22中的螺杆与固定在底板14 一侧的螺母配合；在底板14的另一侧及横向移动导轨11的下方连接有齿条17，齿条17上 安装有齿轮19，所述的齿轮19与纵向移动伺服电机20连接，所述的纵向移动伺服电机20 与机壳10的侧板固定(详见图3、图4、图5)。
在定位调节装置6中的顶板13上安装有打孔装置8 ；特别是所述的打孔装 置8中的减速器沈输入轴利用联轴器30连接有打孔伺服电机31，所述的减速器沈的两根 输出轴四连接有偏心调节装置观，偏心调节装置观中的两个偏心轴27连接有双摇杆座 M，双摇杆座M的连接板上连接有电极碳棒夹持器，所述的电极碳棒夹持器的前端设有夹 头23，夹头23夹持有电极碳棒3，所述的电极碳棒夹持器的后端设有电源接线端子25，电源 接线端子通过连线9外接有电源发生器(图中未反映)(详见图6、图7)；在机壳10的两个 侧板上还布置有两套移动检测装置7，所述的两套移动检测装置中的八个滚珠座及支板35 均分成两组与机壳10的左右侧板连接；在机壳10同一侧板上的四个滚珠座35分为上、下 两行布置，在每行两个滚珠座35上安装有一根导杆36，在机壳10同一侧的两根导杆36上 连接有一根连杆34，连杆34的中部安装有气缸37，所述的气缸37通过连接座与机壳10的 侧板连接；在机壳10同一侧的两根导杆36的头部连接有一根支架33，支架33的上方利用 轴承安装有滚珠丝杆32，滚珠丝杆32的上端与检测伺服电机连接39，滚珠丝杆32的中部 安装有升降座38，升降座38上安装有红外激光扫描传感器40，所述的红外激光扫描传感器 40与控制系统通信(详见图8、图9)。
权利要求
1.一种钢坯全自动冷定心孔加工装置，它具有机壳、控制系统及定位调节装置，在定位 调节装置中的顶板上安装有打孔装置；其特征是所述的打孔装置中的减速器输入轴利用 联轴器连接有打孔伺服电机，减速器的两根输出轴连接有偏心调节装置，偏心调节装置中 的两个偏心轴连接有双摇杆座，双摇杆座的连接板上连接有电极碳棒夹持器，所述的电极 碳棒夹持器的前端设有夹头，夹头夹持有电极碳棒，所述的电极碳棒夹持器的后端设有电 源接线端子，电源接线端子通过连线外接有电源发生器；在机壳的两个侧板上还布置有两 套移动检测装置，所述的两套移动检测装置中的八个滚珠座及支板均分成两组与机壳的左 右侧板连接；在机壳同一侧板上的四个滚珠座分为上、下两行布置，在每行两个滚珠座上安 装有一根导杆，在机壳同一侧的两根导杆上连接有一根连杆，连杆的中部安装有气缸，所述 的气缸通过连接座与机壳的侧板连接；在机壳同一侧的两根导杆的头部连接有一根支架， 支架的上方利用轴承安装有滚珠丝杆，滚珠丝杆的上端与检测伺服电机连接，滚珠丝杆的 中部安装有升降座，升降座上安装有红外激光扫描传感器，所述的红外激光扫描传感器与 控制系统通信。
2.根据权利要求1所述的一种钢坯全自动冷定心孔加工装置，其特征是所述的控制 系统具有电控柜，电控柜内设有PLC可编程序控制器。
3.根据权利要求1所述的一种钢坯全自动冷定心孔加工装置，其特征是所述的定位 调节装置具有纵向导轨及座板，所述的纵向导轨及座板与基础固定；在纵向导轨及座板的 上方安装有横向移动导轨，在横向移动导轨上连接有底板，底板上布置有四根导柱，所述的 四根导柱上还安装有顶板；在底板的中心处还布置有螺旋升降装置，所述的螺旋升降装置 中的涡轮涡杆机构的涡杆与升降伺服电机连接，升降伺服电机利用支板与底板固定；螺旋 升降装置中的螺杆与涡轮的花键槽配合，螺旋升降装置中的螺杆与固定在纵向导轨及座板 上的螺母配合，螺旋升降装置中的螺杆上方连接着顶板；在底板的一侧设有螺旋横向移动 机构，所述的螺旋横向移动机构中的螺杆与横移伺服电机连接，横移伺服电机与横向移动 导轨固定；所述的螺旋横向移动机构中的螺杆与固定在底板一侧的螺母配合；在底板的另 一侧及横向移动导轨的下方连接有齿条，齿条上安装有齿轮，所述的齿轮与纵向移动伺服 电机连接，所述的纵向移动伺服电机与机壳的侧板固定。
全文摘要
本发明涉及热轧无缝钢管加工技术,是一种钢坯全自动冷定心孔加工装置，它具有机壳、控制系统及定位调节装置；特别是在定位调节装置中的顶板上安装有打孔装置；打孔装置中的减速器输入轴连接有打孔伺服电机，减速器的两根输出轴连接有偏心调节装置，偏心调节装置中的两个偏心轴连接有双摇杆座及电极碳棒夹持器，电极碳棒夹持器上连接有电极碳棒、连线及电源发生器；在机壳的两个侧板上还布置有两套移动检测装置，在两套移动检测装置中的两个升降座上各安装有红外激光扫描传感器，所述的两个红外激光扫描传感器与控制系统通信；本发明解块了钢坯定心孔加工方法所存在的钢坯热能损耗大、设备维护成本高、定心孔孔位准确度差及生产效率低的问题，主要用于热轧无缝钢管加工设备的改造。
文档编号B23K9/013GK102029459SQ20101054581
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者何王勇, 吴涛, 周立新, 朱红安, 李勇波, 杨柳, 袁方成 申请人:湖北新冶钢特种钢管有限公司