用于环形焊缝切割和坡口修复的加工中心的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于环形焊缝切割和坡口修复的加工中心，包括框架支座2、设置于框架支座2上的固定法兰4、设置于框架支座2内的XYZ三轴驱动设备以及设置于XYZ三轴驱动设备上的切削装置3；XYZ三轴驱动设备带动切削装置3在框架支座2的范围内运动。实用新型适用于环形端接焊缝的切割和坡口修复。
【专利说明】
用于环形焊缝切割和坡口修复的加工中心
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机加工领域，尤其涉及用于蒸汽发生器维修时环形焊缝切割和坡口修复的加工中心。
【背景技术】
[0002]蒸汽发生器安装焊缝为环形端接焊缝，为重要压力边界焊缝，当蒸汽发生器发生故障时，需将蒸汽发生器环形端接焊缝进行切割，并在安装接管侧加工焊接坡口，便于后续蒸汽发生器的安装和焊接。
[0003]如图1所示，蒸汽发生器29与安装接管30的焊缝31为环形端接焊缝，焊缝31切割后还需在安装接管侧加工焊接坡口。由于蒸汽发生器的结构和工作环境特殊，在实际运行后更换时，无法采用通用的机加工设备对该环形焊缝进行加工，因此需针对该环形端接焊缝设计专用的便携式微型加工中心来完成该焊缝的切断加工和坡口修复加工。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的即在于克服现有技术的不足，提供一种能够用于蒸汽发生器维修时环形焊缝切割和坡口修复的加工中心。
[0005]本实用新型的目的通过以下技术方案实现:
[0006]用于环形焊缝切割和坡口修复的加工中心，包括框架支座、设置于框架支座上的固定法兰、设置于框架支座内的XYZ三轴驱动设备以及设置于XYZ三轴驱动设备上的切削装置；XYZ三轴驱动设备带动切削装置在框架支座的范围内运动。
[0007]设置固定法兰，在工作时将安装接管固定在固定法兰上，然后通过XYZ三轴驱动设备带动切削装置运动，切削装置对环形端接焊缝进行切削，切削完毕后即可取下蒸汽发生器，然后XYZ三轴驱动设备带动切削装置运动，对安装接管上的坡口进行切削修复。
[0008]进一步的，XYZ三轴驱动设备包括X轴驱动模块、Y轴驱动模块和Z轴驱动模块，X轴驱动模块、Y轴驱动模块和Z轴驱动模块以任意顺序依次连接，位于两端的驱动模块其中之一与所述框架支座连接，另一与所述切削装置连接。
[0009]进一步的，所述X轴驱动模块固定在所述框架支座中，所述Y轴驱动模块与所述X轴驱动模块连接，所述Z轴驱动模块与所述Y轴驱动模块连接，所述切削装置固定在所述Z轴驱动模块上。
[0010]进一步的，还包括驱动装置，驱动装置包括伺服电机、托板、壳体、线性导轨、滚珠丝杠和丝杠螺母，滚珠丝杠转动固定于壳体内，伺服电机的输出端与滚珠丝杠连接，丝杠螺母与滚珠丝杠配合，托板固定在丝杠螺母上，线性导轨设置于所述壳体内，线性导轨与滚珠丝杠平行，托板的两侧与线性导轨接触；所述X轴驱动模块包括竖直设置的驱动装置，所述X轴驱动模块的壳体与所述框架支座连接固定；所述Y轴驱动模块包括水平设置的驱动装置，所述Y轴驱动模块的壳体与所述X轴驱动模块的托板连接；所述Z轴驱动模块包括水平设置且与所述Y轴驱动模块垂直的驱动装置，所述Z轴驱动模块的壳体与所述Y轴驱动模块的托板连接；所述切削装置固定在所述Z轴驱动模块的托板上。
[0011]伺服电机驱动滚珠丝杠旋转，滚珠丝杠带动托板在线性导轨上做直线运动。X轴驱动模块带动Y轴驱动模块在X轴上运动，Y轴驱动模块带动Z轴驱动模块在Y轴上运动，如此，Z轴驱动模块即可带动切削装置在XYZ三轴上运动，从而完成对环形端接焊缝的切割和坡口修复。
[0012]进一步的，所述驱动装置还包括转动设置于所述壳体内部两端的循环轮，套于循环轮上的传送带，传送带的两端与所述托板连接。
[0013]传送带随托板一起运动，可以使托板的运动更加稳定，防止托板在径向方向上窜动。
[0014]进一步的，所述切削装置包括固定在所述XYZ三轴驱动设备上的高速电机，与高速电机连接的刀柄以及固定在刀柄上的切削刀具。
[0015]进一步的，还包括固定设置且对准所述切削装置的切削端的冷风喷头。
[0016]本实用新型采用低温冷风的方式对加工位置进行冷却，提高了切削刀具的寿命、保证了加工面的表面光洁度，解决了环形端接焊缝无法采用冷却液进行冷却的问题。
[0017]进一步的，还包括固定设置且对准所述切削装置的切削端的摄像头。
[0018]设置摄像头，焊缝切割和坡口修复过程能够被观察和记录，从而使得焊缝切割和坡口修复过程能够被监控，提高了本实用新型工作时的可靠性。
[0019]进一步的，还包括设置与所述框架支座底部的切削屑收集罩。
[0020]焊缝切割和坡口修复过程中产生的切削屑掉落在切削屑收集罩中，便于本实用新型的清理和维护。
[0021]综上所述，本实用新型的优点和有益效果在于:
[0022]1.本实用新型适用于环形端接焊缝的切割和坡口修复；
[0023]2.设置传送带，传送带随托板一起运动，可以使托板的运动更加稳定，防止托板在径向方向上窜动；
[0024]3.本实用新型采用低温冷风的方式对加工位置进行冷却，提高了切削刀具的寿命、保证了加工面的表面光洁度，解决了环形端接焊缝无法采用冷却液进行冷却的问题；
[0025]4.设置摄像头，焊缝切割和坡口修复过程能够被观察和记录，从而使得焊缝切割和坡口修复过程能够被监控，提高了本实用新型工作时的可靠性；
[0026]5.焊缝切割和坡口修复过程中产生的切削屑掉落在切削屑收集罩中，便于本实用新型的清理和维护。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本实用新型的实施例，下面将对描述本实用新型实施例中所需要用到的附图作简单的说明。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据下面的附图，得到其它附图。
[0028]图1为环形端接焊缝位置空间示意图；
[0029]图2为本实用新型的正面结构示意图；
[0030]图3为本实用新型的侧面结构示意图；
[0031]图4为驱动装置的正面结构示意图；
[0032]图5为驱动装置的侧面结构示意图；
[0033]图6为驱动装置的俯视结构示意图；
[0034]图7为切削装置的结构示意图；
[0035]其中，附图标记对应的零部件名称如下:
[0036]1-X轴驱动模块，2_框架支座，3_切削装置，4-固定法兰,5-吊耳,6-固定螺钉，7-摄像头，8-冷风喷头，9-抱箍基座，1-Z轴驱动模块，11-连接板，12-横梁，13-切削屑收集罩，14-切削刀具，15-刀柄，16-Y轴驱动模块，17-伺服电机，18-循环轮，19-销轴，20-传送带，21-托板，22-壳体，23-线性导轨，24-滚珠丝杠，25-下抱箍，26-抱箍压盖，27-高速电机，28-丝杠螺母，29-蒸汽发生器，30-安装接管，31-焊缝。
【具体实施方式】
[0037]为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型，下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本实用新型实施例中的一部分，而不是全部。基于本实用新型记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本实用新型保护的范围内。
[0038]实施例1:
[0039]如图2和图3所示，用于环形焊缝切割和坡口修复的加工中心，包括框架支座2、设置于框架支座2上的固定法兰4、设置于框架支座2内的XYZ三轴驱动设备以及设置于XYZ三轴驱动设备上的切削装置3 ；XYZ三轴驱动设备带动切削装置3在框架支座2的范围内运动。
[0040]设置固定法兰4，在工作时将安装接管通过固定螺栓6固定在固定法兰4上，然后通过XYZ三轴驱动设备带动切削装置3运动，切削装置3对环形端接焊缝进行切削，切削完毕后即可取下蒸汽发生器，然后XYZ三轴驱动设备带动切削装置3运动，对安装接管上的坡口进行切削修复。
[0041]其中，XYZ三轴驱动设备包括X轴驱动模块1、Y轴驱动模块16和Z轴驱动模块10，X轴驱动模块1、Υ轴驱动模块16和Z轴驱动模块10以任意顺序依次连接，位于两端的驱动模块其中之一与所述框架支座2连接，另一与所述切削装置3连接。即使说，框架支座2、Χ轴驱动模块1、Υ轴驱动模块16、Ζ轴驱动模块10以及切削装置3的连接顺序可以包括如下六种情况:
[0042]一.框架支座2与X轴驱动模块I连接，X轴驱动模块I与Z轴驱动模块10连接，Z轴驱动模块10与Y轴驱动模块16连接，切削装置3固定在Y轴驱动模块16上；
[0043]二.框架支座2与X轴驱动模块I连接，X轴驱动模块I与Y轴驱动模块16连接，Y轴驱动模块16与Z轴驱动模块10连接，切削装置3固定在Z轴驱动模块10上；
[0044]三.框架支座2与Y轴驱动模块16连接，Y轴驱动模块16与X轴驱动模块I连接，X轴驱动模块I与Z轴驱动模块10连接，切削装置3固定在Z轴驱动模块10上；
[0045]四.框架支座2与Y轴驱动模块16连接，Y轴驱动模块16与Z轴驱动模块10连接，Z轴驱动模块10与X轴驱动模块I连接，切削装置3固定在X轴驱动模块I上；
[0046]五.框架支座2与Z轴驱动模块10连接，Z轴驱动模块10与X轴驱动模块I连接，X轴驱动模块I与Y轴驱动模块16连接，切削装置3固定在Y轴驱动模块16上；
[0047]六.框架支座2与Z轴驱动模块10连接，Z轴驱动模块10与Y轴驱动模块16连接，Y轴驱动模块16与X轴驱动模块I连接，切削装置3固定在X轴驱动模块I上。
[0048]下面以第二种情况为例，对本加工中心进行具体说明。
[0049]如图4、5和6所示，驱动装置，驱动装置包括伺服电机17、托板21、壳体22、线性导轨23、滚珠丝杠24和丝杠螺母28，滚珠丝杠24转动固定于壳体22内，伺服电机17的输出端与滚珠丝杠24连接，丝杠螺母28与滚珠丝杠24配合，托板21固定在丝杠螺母28上，线性导轨23设置于所述壳体22内，线性导轨23与滚珠丝杠24平行，托板21的两侧与线性导轨23接触；
[0050]所述X轴驱动模块I包括竖直设置的驱动装置，所述X轴驱动模块I的壳体22与所述框架支座2连接固定；
[0051 ] 所述Y轴驱动模块16包括水平设置的驱动装置，所述Y轴驱动模块16的壳体22与所述X轴驱动模块I的托板21连接；
[0052]所述Z轴驱动模块10包括水平设置且与所述Y轴驱动模块16垂直的驱动装置，所述Z轴驱动模块10的壳体22与所述Y轴驱动模块16的托板21连接；
[0053]所述切削装置3固定在所述Z轴驱动模块10的托板21上。
[0054]伺服电机17驱动滚珠丝杠24旋转，滚珠丝杠24带动托板21在线性导轨23上做直线运动。X轴驱动模块I带动Y轴驱动模块16在X轴上运动，Y轴驱动模块16带动Z轴驱动模块10在Y轴上运动，如此，Z轴驱动模块10即可带动切削装置3在XYZ三轴上运动，从而完成对环形端接焊缝的切割和坡口修复。
[0055]实施例2:
[0056]本实施例在实施例1的基础上，对用于环形焊缝切割和坡口修复的加工中心进行进一步说明。
[0057]如图2和图3所示，两个X轴驱动模块I对称设置在框架支座2内，横梁12的两端与X轴驱动模块I上的托板21连接，Y轴驱动模块16固定在横梁12上。连接板11固定在Y轴驱动模块16的托板21上，Z轴驱动模块10固定在连接板11上。
[0058]实施例3:
[0059]本实施例在实施例1或2的基础上，对驱动装置进行进一步说明。
[0060]所述驱动装置还包括转动设置于所述壳体22内部两端的循环轮18，套于循环轮18上的传送带20,传送带20的两端与所述托板21连接。
[0061]其中，循环轮18通过销轴19固定在壳体22内。
[0062]传送带20随托板21 —起运动，可以使托板21的运动更加稳定，防止托板21在径向方向上窜动。
[0063]实施例4:
[0064]如图2、3和7所示，本实施例在实施例f 3中任意一项的基础上，对切削装置3进行进一步说明。
[0065]所述切削装置3包括固定在所述XYZ三轴驱动设备上的高速电机27，与高速电机27连接的刀柄15以及固定在刀柄15上的切削刀具14。
[0066]其中，高速电机27通过以下方式固定在XYZ三轴驱动设备上:
[0067]抱箍基座9固定在XYZ三轴驱动设备上，下抱箍25固定在抱箍基座9上，高速电机27放置于下抱箍25中，抱箍压盖26与下抱箍25连接并将高速电机27压紧固定。
[0068]其中，刀柄15可以为莫氏锥度刀柄，切削刀具14可以为钻削刀具、铣削刀具或镗削刀具。
[0069]实施例5:
[0070]如图2所示,本实施例在上述任意一种实施例的基础上,还包括固定设置且对准所述切削装置3的切削端的冷风喷头8。
[0071]实施例6:
[0072]如图2所示,本实施例在上述任意一种实施例的基础上,还包括固定设置且对准所述切削装置3的切削端的摄像头7。
[0073]实施例7:
[0074]如图2所示，本实施例在上述任意一种实施例的基础上，还包括设置与所述框架支座2底部的切削屑收集罩13。
[0075]实施例8:
[0076]如图2?图7所示，用于环形焊缝切割和坡口修复的加工中心，包括框架支座2、设置于框架支座2上的固定法兰4、设置于框架支座2内的XYZ三轴驱动设备以及设置于XYZ三轴驱动设备上的切削装置3 ；XYZ三轴驱动设备带动切削装置3在框架支座2的范围内运动。XYZ三轴驱动设备包括X轴驱动模块1、Υ轴驱动模块16和Z轴驱动模块10，框架支座2与X轴驱动模块I连接，X轴驱动模块I与Y轴驱动模块16连接，Y轴驱动模块16与Z轴驱动模块10连接，切削装置3固定在Z轴驱动模块10上。
[0077]驱动装置包括伺服电机17、托板21、壳体22、线性导轨23、滚珠丝杠24和丝杠螺母28，滚珠丝杠24转动固定于壳体22内，伺服电机17的输出端与滚珠丝杠24连接，丝杠螺母28与滚珠丝杠24配合，托板21固定在丝杠螺母28上，线性导轨23设置于所述壳体22内，线性导轨23与滚珠丝杠24平行，托板21的两侧与线性导轨23接触；
[0078]所述X轴驱动模块I包括竖直设置的驱动装置，所述X轴驱动模块I的壳体22与所述框架支座2连接固定，两个X轴驱动模块I对称设置于框架支座2上；
[0079]所述Y轴驱动模块16包括水平设置的驱动装置，所述Y轴驱动模块16的壳体22通过横梁12与所述X轴驱动模块I的托板21连接；横梁12的两端与X轴驱动模块I的托板21连接；
[0080]所述Z轴驱动模块10包括水平设置且与所述Y轴驱动模块16垂直的驱动装置，所述Z轴驱动模块10的壳体22通过连接板11与所述Y轴驱动模块16的托板21连接；连接板11固定在Y轴驱动模块16的托板21上。
[0081]切削装置3由以下结构构成:抱箍基座9固定在Z轴驱动模块10的托板21上，下抱箍25固定在抱箍基座9上，高速电机27放置于下抱箍25中，抱箍压盖26与下抱箍25连接并将高速电机27压紧固定；高速电机27与刀柄15连接，刀柄15与切削刀具14连接。其中，刀柄15可以为莫氏锥度刀柄，切削刀具14可以为钻削刀具、铣削刀具或镗削刀具。
[0082]冷风嗔头8和摄像头7固定在抱榧压盖26上，冷风嗔头8和摄像头7对准切削刀具14。
[0083]框架支座2底部设置有切削屑收集罩13。
[0084]框架支座2的顶部设置有吊耳5。
【权利要求】
1.用于环形焊缝切割和坡口修复的加工中心，其特征在于: 包括框架支座(2)、设置于框架支座(2)上的固定法兰(4)、设置于框架支座(2)内的XYZ三轴驱动设备以及设置于XYZ三轴驱动设备上的切削装置(3)； XYZ三轴驱动设备带动切削装置(3)在框架支座(2)的范围内运动。
2.根据权利要求1所述的用于环形焊缝切割和坡口修复的加工中心，其特征在于: XYZ三轴驱动设备包括X轴驱动模块(I )、Y轴驱动模块(16)和Z轴驱动模块(10)，X轴驱动模块(I )、Y轴驱动模块(16)和Z轴驱动模块(10)以任意顺序依次连接，位于两端的驱动模块其中之一与所述框架支座(2)连接，另一与所述切削装置(3)连接。
3.根据权利要求2所述的用于环形焊缝切割和坡口修复的加工中心，其特征在于: 所述X轴驱动模块(I)固定在所述框架支座(2)中，所述Y轴驱动模块(16)与所述X轴驱动模块(I)连接，所述Z轴驱动模块(10)与所述Y轴驱动模块(16)连接，所述切削装置(3 )固定在所述Z轴驱动模块(10 )上。
4.根据权利要求3所述的用于环形焊缝切割和坡口修复的加工中心，其特征在于； 还包括驱动装置，驱动装置包括伺服电机(17)、托板(21)、壳体(22)、线性导轨(23)、滚珠丝杠(24)和丝杠螺母(28)，滚珠丝杠(24)转动固定于壳体(22)内，伺服电机(17)的输出端与滚珠丝杠(24)连接，丝杠螺母(28)与滚珠丝杠(24)配合，托板(21)固定在丝杠螺母(28)上，线性导轨(23)设置于所述壳体(22)内，线性导轨(23)与滚珠丝杠(24)平行，托板(21)的两侧与线性导轨(23)接触； 所述X轴驱动模块(I)包括竖直设置的驱动装置，所述X轴驱动模块(I)的壳体(22)与所述框架支座(2)连接固定； 所述Y轴驱动模块(16)包括水平设置的驱动装置，所述Y轴驱动模块(16)的壳体(22)与所述X轴驱动模块(I)的托板(21)连接； 所述Z轴驱动模块(10)包括水平设置且与所述Y轴驱动模块(16)垂直的驱动装置，所述Z轴驱动模块(10)的壳体(22)与所述Y轴驱动模块(16)的托板(21)连接； 所述切削装置(3)固定在所述Z轴驱动模块(10)的托板(21)上。
5.根据权利要求4所述的用于环形焊缝切割和坡口修复的加工中心，其特征在于； 所述驱动装置还包括转动设置于所述壳体(22)内部两端的循环轮(18)，套于循环轮(18 )上的传送带(20 )，传送带(20 )的两端与所述托板(21)连接。
6.根据权利要求Γ5中任意一项所述的用于环形焊缝切割和坡口修复的加工中心，其特征在于: 所述切削装置(3)包括固定在所述XYZ三轴驱动设备上的高速电机(27)，与高速电机(27)连接的刀柄(15)以及固定在刀柄(15)上的切削刀具(14)。
7.根据权利要求Γ5中任意一项所述的用于环形焊缝切割和坡口修复的加工中心，其特征在于: 还包括固定设置且对准所述切削装置(3)的切削端的冷风喷头(8)。
8.根据权利要求Γ5中任意一项所述的用于环形焊缝切割和坡口修复的加工中心，其特征在于: 还包括固定设置且对准所述切削装置(3)的切削端的摄像头(7)。
9.根据权利要求Γ5中任意一项所述的用于环形焊缝切割和坡口修复的加工中心，其特征在于:还包括设置与所述框架支座(2 )底部的切削屑收集罩(13 )。
【文档编号】B23Q37/00GK204053301SQ201420536474
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】李潮伟, 何静, 彭约钧, 杨彪, 陈志 , 袁军, 陈锐, 王建 申请人:中国核动力研究设计院