CN209021356U - 管件定型定心反馈调节组件及具有该组件的坡口加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管件定型定心反馈调节组件及具有该组件的坡口加工设备，所涉及组件包括夹持单元、检测单元以及反馈调节控制单元，夹持单元具有若干沿周向均匀分布的夹头以及驱动夹头夹持或松开管件的驱动件；检测单元包括绕一转轴线转动的距离探测仪，转轴线延伸方向与夹头分布轴心线延伸方向一致，距离探测仪在转动时连续采取其当前位置与管件壁之间的距离；反馈调节控制单元接收检测单元所采取的距离值以计算管件的椭圆度以及管件轴心线相对转轴线的位置偏移值，且在椭圆度和/或偏移值超出预设阈值范围时反馈控制驱动件以调节夹头位置直至椭圆度和/或偏移值位于预设阈值范围内，能在坡口加工前对管件的椭圆度及轴心线位置进行反馈调整。

Description

管件定型定心反馈调节组件及具有该组件的坡口加工设备

技术领域

本实用新型涉及管件加工领域，尤其涉及一种管件定型定心反馈调节组件及具有该组件的坡口加工设备。

背景技术

在管件与管件、管件与法兰、管件与弯头等结构之间的组对焊接时，为确保焊接质量，需要预先对管件的焊接部位进行坡口加工。传统管件自动化坡口加工流程为：操作人员在操作端输入管件半径、壁厚等参数，坡口加工设备各结构根据输入的参数进入相应位置并对管件形成夹持固定，然后直接进行坡口加工。然传统的坡口加工方式存在以下问题：

当管件的管径较大或壁厚较薄时，被夹持固定后的管件容易出现形变，从而导致管件椭圆度较大，也会引起管件轴心线大幅度偏离坡口加工时的最佳位置；如此在坡口加工过程中，会大幅降低管件的坡口加工质量，难以满足一些对后续焊接质量要求较高的应用场景。

有鉴于此，有必要提供一种改进的技术方案以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术存在的技术问题之一，为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种管件定型定心反馈调节组件，其具体设计方式如下。

一种管件定型定心反馈调节组件，包括用以夹持管件的夹持单元、检测单元以及反馈调节控制单元，所述夹持单元具有若干沿周向均匀分布的夹头以及驱动所述夹头夹持或松开所述管件的驱动件；所述检测单元包括绕一转轴线转动的距离探测仪，所述转轴线延伸方向与所述夹头分布轴心线延伸方向一致，所述距离探测仪在转动时连续采取其当前位置与所述管件壁之间的距离；所述反馈调节控制单元接收所述检测单元所采取的距离值以计算所述管件的椭圆度以及所述管件轴心线相对所述转轴线的位置偏移值，且在所述椭圆度和/或所述偏移值超出预设阈值范围时反馈控制所述驱动件以调节所述夹头位置直至所述椭圆度和/或所述偏移值位于预设阈值范围内。

进一步，所述管件定型定心反馈调节组件还具有位于所述夹持单元一侧绕所述转轴线转动的转盘，所述距离探测仪设置于所述转盘上。

进一步，所述夹持单元具有三个沿周向均匀分布的夹头，三个所述夹头包括两个倾斜向上抵接所述管件下侧外壁的下夹头以及一个向下抵接所述管件上侧外壁的上夹头。

进一步，所述驱动件包括三个液压缸，三个所述液压缸分别通过伸缩可调的顶杆与三个所述夹头一一对应连接；所述反馈调节控制单元包括两个液压传感器，两个所述液压传感器分别用于感应两个与所述下夹头连接的所述液压缸顶杆的伸缩量。

本实用新型还提供了一种管件坡口加工设备，该管件坡口加工设备具有以上所述的管件定型定心反馈调节组件以及在所述椭圆度和/或所述偏移值位于预设阈值范围内时对所述对管件进行坡口加工的坡口切削单元。

进一步，所述坡口切削单元朝向所述夹持单元的一侧设置有绕所述转轴线转动的刀盘，所述刀盘的前侧移动设置有靠近或远离所述转轴线的移动座，所述距离探测仪固定于所述移动座上。

进一步，所述距离探测仪可拆卸的固定于所述移动座上。

进一步，所述坡口切削单元于所述刀盘的前侧设置有两个以所述转轴线为对称中心的移动座，两个移动座上各固定有一组随所述刀盘转动以对所述管件进行坡口切削的刀具。

进一步，所述夹持单元具有三个沿周向均匀分布的夹头，三个所述夹头包括两个倾斜向上抵接所述管件下侧外壁的下夹头以及一个向下抵接所述管件上侧外壁的上夹头。

进一步，所述驱动件包括三个液压缸，三个所述液压缸分别通过伸缩可调的顶杆与三个所述夹头一一对应连接；所述反馈调节控制单元包括两个液压传感器，两个所述液压传感器分别用于感应与两个所述下夹头连接的两个所述液压缸的顶杆伸缩量。

进一步，所述管件坡口加工设备于所述夹持单元远离所述坡口切削单元的一侧还设置有向所述坡口切削单元推送所述管件的进给单元，所述进给单元包括自所述夹持单元朝远离所述坡口切削单元一侧方向延伸且延伸方向与所述转轴线延伸方向一致的导轨以及至少一个移动设置于所述导轨上的输送小车。

进一步，所述输送小车具有供支撑所述管件且高度可调的支撑部，所述支撑部上形成有长度方向与所述导轨延伸方向一致以供安置所述管件的凹槽。

本实用新型的有益效果是：基于本实用新型中所涉及管件定型定心反馈调节组件的结构，在其具体应用于管件坡口加工设备的场景中，管件定型定心反馈调节组件可以在坡口加工前对管件的椭圆度及轴心线位置进行反馈调整，从而确保管件在坡口加工时具有较高的坡口加工质量。

附图说明

图1所示为本实用新型坡口加工设备的一种整体结构示意图；

图2所示为图1中a部分的放大示意图；

图3所示为坡口加工设备上装载有管件的第一角度示意图；

图4所示为夹持单元的一种结构示意图；

图5所示为距离探测仪装配于坡口切削单元刀盘上的结构示意图；

图6所示为坡口加工设备上装载有管件(去除坡口切削单元的外壳)的第二角度示意图；

图7所示为图6中b部分的放大示意图；

图8所示为检测单元检测测距示意图；

图9所示为距离探测仪从坡口切削单元刀盘上拆除后的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施结构对本实用新型进行详细描述，请参照图1至图9所示，其为本实用新型的一些较佳实施结构。

本实用新型所涉及的管件定型定心反馈调节组件包括用以夹持管件 10的夹持单元23、检测单元以及反馈调节控制单元。

结合图1、图4所示，夹持单元23具有若干沿周向均匀分布的夹头 2310以及驱动夹头2310夹持或松开管件10的驱动件231。

本具体实施例中，夹持单元23具有三个沿周向均匀分布的夹头2310，三个夹头2310包括两个倾斜向上抵接管件10下侧外壁的下夹头以及一个向下抵接管件10上侧外壁的上夹头；驱动件231包括三个液压缸，如图4 中所示，第一液压缸2311、第二液压缸2312、第三液压缸2313分别通过伸缩可调的顶杆(图中未标示)与三个夹头2310一一对应连接。液压缸 231通过顶杆的伸缩动作实现对管件10的夹持或松开。在本实用新型的其它实施例中，夹头231的数量可以超过三个，驱动件231的类型也不局限于液压缸，可以是其它如电机等元件。

本实用新型中的检测单元具有绕一转轴线转动的距离探测仪24，在具体实施过程中，管件定型定心反馈调节组件具有位于夹持单元23一侧绕该转轴线转动的转盘，距离探测仪24即设置于该转盘上。参考图3、图4、图5所示，在管件定型定心反馈调节组件应用于坡口加工设备200的场景中，转盘即为刀盘211，刀盘211绕转轴210转动设置，本具体实施例中，转轴210所在的直线即构成距离探测仪24转动的转轴线。

本实用新型中，距离探测仪24转动的转轴线延伸方向与若干夹头 2310分布轴心线延伸方向一致，参考图6、图7、图8所示，距离探测仪24在转动时连续采取其当前位置与管件10壁之间的距离。具体于本实施例中，距离探测仪24位于管件10外，其测距方向由当前位置垂直指向转轴210，在距离探测仪24转动过程中，其可连续采取其当前位置与管件 10外壁之间的距离Ln，如图8中所示的L1、L2、L3、L4、L5。在本实用新型的其它实施例中，距离探测仪24也可以位于管件10内部，从而连续采取其当前位置与管件10内壁之间的距离，具体在此不作展开。

本实用新型中所涉及的距离探测仪24可以是红外距离探测仪、激光距离探测仪等元件。

在管件定型定心反馈调节组件的运行过程中，反馈调节控制单元接收检测单元所采取的距离值以计算管件10的椭圆度以及管件10轴心线相对检测单元转轴线的位置偏移值，且在椭圆度和/或偏移值超出预设阈值范围时反馈控制驱动件231以调节夹头2310位置直至椭圆度和/或偏移值位于预设阈值范围内。

本具体实施例中，当管件10的椭圆度与管件10轴心线偏移值中有一个超出预设阈值范围时，反馈调节控制单元即控制第一液压缸2311、第二液压缸2312、第三液压缸2313协同动作以调节三个夹头2310的位置，从而使得管件10的椭圆度与管件10轴心线偏移值全部处于预设阈值范围内。

基于本实用新型中所涉及管件定型定心反馈调节组件的结构，在其具体应用于管件坡口加工设备200的场景中，管件定型定心反馈调节组件可以在坡口加工前对管件10的椭圆度及轴心线位置进行反馈调整，从而确保管件10在坡口加工时具有较高的坡口加工质量。此外，可以理解的是本实用新型中所涉及的管件定型定心反馈调节组件的结构也可以应用于管件环形焊等其它对管件椭圆度及管件轴心线位置要求较高的应用场景，而不局限于管件坡口加工设备200的场景中。

作为本具体实施例的一种优选实施方式，本实用新型中反馈调节控制单元包括两个液压传感器(图中未展示)，两个液压传感器分别用于感应两个与下夹头连接的液压缸231顶杆的伸缩量；即两个液压传感器分别连接至第一液压缸2311与第二液压缸2312，从而感应第一液压缸2311与第二液压缸2312的顶杆伸缩量，如此在反馈调节过程中可实现准确实现管件10的形变及位置调整。

在以上管件定型定心反馈调节组件的结构基础上，参考图1所示，本实用新型所提供的管件坡口加工设备200还具有在椭圆度和/或偏移值位于预设阈值范围内时对对管件10进行坡口加工的坡口切削单元21。

结合图5、图7所示，本实施例中，坡口切削单元21上的刀盘211 朝向夹持单元23的一侧设置，其绕位于转轴线上的转轴210转动，刀盘 211的前侧移动设置有靠近或远离转轴210的移动座213，距离探测仪24 固定于移动座213上。基于移动座213的移动设置，距离探测仪24可适应不同半径管件10的测距。在本发实用新型的其它实施例中，距离探测仪24也可以不可移动的固定于刀盘211上，具体在此不作展开。

作为本实用新型的一种优选实施方式，距离探测仪24可拆卸的固定于移动座213上，结合图5、图9所示，其分别展示了距离探测仪24装配状态及拆除状态。在管件10的椭圆度与管件10轴心线偏移值全部调整至预设阈值范围后，将距离探测仪24拆除可以避免对后续坡口切削单元21 的坡口加工过程造成干扰。

进一步参考图5所示，其展示的是坡口切削单元21去除外壳(图中未标示)后的结构示意图，坡口切削单元21于刀盘211的前侧设置有两个以转轴210所在转轴线为对称中心的移动座213，两个移动座213上各固定有一组随刀盘211转动以对管件10进行坡口切削的刀具212。在具体坡口加工过程中，刀具212随移动座213向转轴210方向进刀从而实现坡口的切削成型。

此外，本实用新型中所涉及的坡口切削单元21还具有支撑刀盘211 转动的支撑座214以及固定于支撑座214上驱动刀盘211转动的电机215。

本实施例中，结合图1、图2、图3所示，管件坡口加工设备200还具有向坡口切削单元21推送管件10的进给单元22，进给单元22设置于夹持单元23远离坡口切削单元21的一侧，其包括自夹持单元23朝远离坡口切削单元21一侧方向延伸且延伸方向与转轴线延伸方向一致的导轨 221以及至少一个移动设置于导轨上的输送小车222。本具体实施例中，导轨221上间隔的设置有两个输送小车222，在具体实施过程中，两个输送小车222的间距可调，从而实现对不同长度管件10的稳定支撑。

参考图2中所示，输送小车222具有供支撑管件10且高度可调的支撑部2222，支撑部2222上形成有长度方向与导轨221延伸方向一致以供安置管件10的凹槽(图中未标示)。具体地，输送小车222还具有移动设置于导轨221上的滑座2221以及驱动滑座2221在导轨221上移动的驱动部2224，支撑部2222通过气缸2223升降可调的设置于滑座2221顶部。在进给单元22推送管件10的过程中，可以通过气缸2223升降支撑部2222 以调节管件10的高度，从而实现管件10高度与夹持单元23的高度匹配；此外，本具体实施例中的支撑部2222还可以相对滑座2221左右移动。

参考图1所述，本实用新型中所涉及的管件坡口加工设备200还具有底座25，坡口切削单元21、进给单元22、夹持单元23均设置于该底座 25上。

针对以上所涉及的管件坡口加工设备200，本实用新型还提供了一种管件坡口加工设备200的坡口加工方法，其包括以下步骤：

S1、夹持单元23夹紧管件。具体地，夹持单元23中的驱动件231驱动夹头2310移动以对管件10进行夹持。

S2、距离探测仪绕24转轴线转动以连续采集不同位置处与管件10壁之间的距离，反馈调节控制单元接收检测单元所采取的距离值以计算管件 10的椭圆度以及管件10轴心线相对检测单元转轴线的位置偏移值，并判断所计算的椭圆度与偏移值是否全部处于预设的阈值范围内；若是，则进入步骤S4；若否，则进入步骤S3；

S3、反馈调节控制单元根据计算结果反馈控制驱动件231驱动夹头 2310移动以调整管件10椭圆度及轴心线所在位置，然后重复步骤S2。

S4、坡口切削单元21对管件10进行坡口加工。

基于以上所提供管件坡口加工设备200的结构，在步骤S3中，当管件10的椭圆度与管件10轴心线偏移值中有一个超出预设阈值范围时，反馈调节控制单元即控制第一液压缸2311、第二液压缸2312、第三液压缸 2313协同动作以调节三个夹头2310的位置，以使管件10的椭圆度与管件 10轴心线偏移值向预设阈值范围内靠拢。

在具体调整管件10椭圆度及轴心线所在位置的过程中，反馈调节控制单元还需要同步控制输送小车222的支撑部2222动作，支撑部2222具体动作包括升降移动、左右移动，如此确保确保管件10的轴心线垂直于距离探测仪24转动路径所在平面。

在本实用新型的具体实施过程中，在步骤S4之前还具有进给单元22 向坡口切削单元21推送管件10以使管件10位于若干夹头231中间的步骤。具体在此不作展开描述。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种管件定型定心反馈调节组件，其特征在于，包括用以夹持管件的夹持单元、检测单元以及反馈调节控制单元，所述夹持单元具有若干沿周向均匀分布的夹头以及驱动所述夹头夹持或松开所述管件的驱动件；所述检测单元包括绕一转轴线转动的距离探测仪，所述转轴线延伸方向与所述夹头分布轴心线延伸方向一致，所述距离探测仪在转动时连续采取其当前位置与所述管件壁之间的距离；所述反馈调节控制单元接收所述检测单元所采取的距离值以计算所述管件的椭圆度以及所述管件轴心线相对所述转轴线的位置偏移值，且在所述椭圆度和/或所述偏移值超出预设阈值范围时反馈控制所述驱动件以调节所述夹头位置直至所述椭圆度和/或所述偏移值位于预设阈值范围内。

2.根据权利要求1所述的管件定型定心反馈调节组件，其特征在于，所述管件定型定心反馈调节组件还具有位于所述夹持单元一侧绕所述转轴线转动的转盘，所述距离探测仪设置于所述转盘上。

3.根据权利要求1或2所述的管件定型定心反馈调节组件，其特征在于，所述夹持单元具有三个沿周向均匀分布的夹头，三个所述夹头包括两个倾斜向上抵接所述管件下侧外壁的下夹头以及一个向下抵接所述管件上侧外壁的上夹头。

4.根据权利要求3所述的管件定型定心反馈调节组件，其特征在于，所述驱动件包括三个液压缸，三个所述液压缸分别通过伸缩可调的顶杆与三个所述夹头一一对应连接；所述反馈调节控制单元包括两个液压传感器，两个所述液压传感器分别用于感应两个与所述下夹头连接的所述液压缸顶杆的伸缩量。

5.一种管件坡口加工设备，其特征在于，所述管件坡口加工设备具有权利要求1所述的管件定型定心反馈调节组件以及在所述椭圆度和/或所述偏移值位于预设阈值范围内时对所述对管件进行坡口加工的坡口切削单元。

6.根据权利要求5所述的管件坡口加工设备，其特征在于，所述坡口切削单元朝向所述夹持单元的一侧设置有绕所述转轴线转动的刀盘，所述刀盘的前侧移动设置有靠近或远离所述转轴线的移动座，所述距离探测仪固定于所述移动座上。

7.根据权利要求6所述的管件坡口加工设备，其特征在于，所述距离探测仪可拆卸的固定于所述移动座上。

8.根据权利要求6所述的管件坡口加工设备，其特征在于，所述坡口切削单元于所述刀盘的前侧设置有两个以所述转轴线为对称中心的移动座，两个移动座上各固定有一组随所述刀盘转动以对所述管件进行坡口切削的刀具。

9.根据权利要求5所述的管件坡口加工设备，其特征在于，所述夹持单元具有三个沿周向均匀分布的夹头，三个所述夹头包括两个倾斜向上抵接所述管件下侧外壁的下夹头以及一个向下抵接所述管件上侧外壁的上夹头。

10.根据权利要求9所述的管件坡口加工设备，其特征在于，所述驱动件包括三个液压缸，三个所述液压缸分别通过伸缩可调的顶杆与三个所述夹头一一对应连接；所述反馈调节控制单元包括两个液压传感器，两个所述液压传感器分别用于感应与两个所述下夹头连接的两个所述液压缸的顶杆伸缩量。

11.根据权利要求6-10任意一项所述的管件坡口加工设备，其特征在于，所述管件坡口加工设备于所述夹持单元远离所述坡口切削单元的一侧还设置有向所述坡口切削单元推送所述管件的进给单元，所述进给单元包括自所述夹持单元朝远离所述坡口切削单元一侧方向延伸且延伸方向与所述转轴线延伸方向一致的导轨以及至少一个移动设置于所述导轨上的输送小车。

12.根据权利要求11所述的管件坡口加工设备，其特征在于，所述输送小车具有供支撑所述管件且高度可调的支撑部，所述支撑部上形成有长度方向与所述导轨延伸方向一致以供安置所述管件的凹槽。