一种倒棱机的制作方法

1.本实用新型涉及钢管加工技术领域，具体涉及一种倒棱机。


背景技术：

2.钢管生产线上，用于油气输送的大口径钢管，需要采用倒棱机同时对钢管两端的端面进行平头和倒棱。具体的，通过倒棱机的主轴带动刀盘上的切削平头刀具和倒棱刀具旋转，对钢管端面进行平头和倒棱。在倒棱过程中，需要人工进行监控，倒棱效率低下、人工成本高。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种自动倒棱机。
4.本实用新型所采用的技术方案是：
5.一种倒棱机，包括横移车、升降机构、倒棱机构以及分别与横移车、升降机构和倒棱机构连接的可编程控制器；所述升降机构和倒棱机构均为两个，两个所述升降机构和倒棱机构分别对称布置在所述横移车的两侧；所述倒棱机构包括对应所述升降机构布置的托板、布置在所述托板接近所述升降机构一端以夹紧钢管端部的夹紧装置以及安装在主轴箱的主轴上、且由所述主轴带动旋转的刀盘，该刀盘上安装有用于对所述钢管进行切削的刀具。
6.进一步，所述升降机构上安装有第一拉绳编码器，该第一拉绳编码器的输出端与所述可编程控制器连接。
7.进一步，所述托板上安装有第二拉绳编码器，该第二拉绳编码器的输出端与所述可编程控制器连接。
8.进一步，所述夹紧装置上安装有钢管管端检测传感器，该钢管管端检测传感器的输出端与所述可编程控制器连接。
9.进一步，所述刀盘上安装有3d视觉传感器，该3d视觉传感器的镜头正对钢管端面，其输出端与可编程控制器连接。
10.进一步，沿所述主轴轴向设有空心孔，在所述主轴上、且远离所述刀盘的一端安装有导电滑环，所述3d视觉传感器的电缆由所述空心孔穿过、并与所述导电滑环连接。
11.进一步，在靠近所述横移车的一端还安装有用于驱动钢管转动的两个旋转辊，两个旋转辊之间、且对应钢管的正下方安装有垂直于钢管中心轴的多点式激光传感器，该多点式激光传感器的输出端与所述可编程控制器连接。
12.进一步，所述多点式激光传感器通过第一立柱安装在钢管的正下方。
13.进一步，还包括转速检测装置，该转速检测装置安装在钢管下方，其包括第二立柱、摆动片、编码器、弹簧和滚轮；所述第二立柱竖向固定在所述钢管的下方，所述摆动片的一端转动连接在所述第二立柱的上端；所述滚轮与编码器同轴安装在所述摆动片的另一端、且同步转动，所述滚轮的外表面与所述钢管的外表面接触、并随所述钢管转动；所述弹
簧的一端固定在所述第二立柱的上端，另一端固定在所述摆动片的另一端。
14.进一步，所述倒棱机构还包括磁吸排屑机。
15.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
17.图1为本技术实施例所提供的全自动钢管倒棱机结构示意图；
18.图2为本技术实施例所提供的全自动钢管倒棱机另一侧面结构示意图；
19.图3为本技术实施例所提供的多点式激光传感器和转速检测装置安装位置示意图；
20.图4为本技术实施例所提供的转速检测装置的局部结构示意图；
21.图5为本技术实施例所提供的转速检测装置另一侧面的结构示意图。
22.其中，旋转辊1、多点式激光传感器2、转角检测装置3、第二立柱31、摆动片32、滚轮33、弹簧34、连接轴35、编码器36、升降机构4、托板5、夹紧装置6、钢管7、第二拉绳编码器8、刀盘9、横移车10、钢管管端检测传感器11、主轴12、3d视觉传感器13、刀具14、主轴箱15、第一拉绳编码器16。
具体实施方式
23.这里，要说明的是，本实用新型涉及的功能、方法等仅仅是现有技术的常规适应性应用。因此，本实用新型对于现有技术的改进，实质在于硬件之间的连接关系，而非针对功能、方法本身，也即本实用新型虽然涉及一点功能、方法，但并不包含对功能、方法本身提出的改进。本实用新型对于功能、方法的描述，是为了更好的说明本实用新型，以便更好的理解本实用新型。
24.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
25.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。
26.参见图1～图5，本技术一种倒棱机，包括横移车10、升降机构4、倒棱机构以及分别与横移车10、升降机构4和倒棱机构连接的可编程控制器；所述升降机构4和倒棱机构均为两个，两个所述升降机构4和倒棱机构分别对称布置在所述横移车10的两侧；所述倒棱机构包括对应所述升降机构4布置的托板、布置在所述托板5接近所述升降机构4一端以夹紧钢管7端部的夹紧装置 6以及安装在主轴12箱的主轴12上、且由所述主轴12带动旋转的刀盘9，该刀盘9上安装有用于对所述钢管7进行切削的刀具14。
27.倒棱时，由横移车10将钢管7输送至升降机构4上，升降机构4驱动钢管7上升，随后
托板5托动夹紧装置6往钢管端面方向移动，夹紧装置6夹紧钢管7，主轴箱12朝夹紧装置6方向移动，主轴12带动安装在其上的刀盘9 转动，从而带动刀具14转动，对钢管7管端进行切削倒棱，整个过程由可编程控制器自动控制，实现了钢管7倒棱过程的自动化，提高了钢管7倒棱效率，减少了人工成本。
28.可编程控制器采用西门子s7-1500系列，配置有工业以太网通讯接口，用于与其它控制单元、总线编码器及远程io子站通讯。可编程控制器内可预设置大量的针对不同工艺参数的运行程序。根据钢管7不同的工艺要求，可编程控制器自动确定最佳设备运行参数，并且根据系统读取的运行参数，实时作出修改，以确保设备运行在最佳工艺状态。
29.横移车10用于将钢管7水平径向移动(径向移动为在钢管7直径方向上移动，移动方向垂直于钢管7)至升降机构4上，由升降机构4驱动钢管7上升或下降。升降机构4和倒棱机构均对称布置在横移车10的两侧，以横移车 10行走沟道中心线为对称线。
30.为了对升降机构4的升降位置进行监控，所述升降机构4上安装有第一拉绳编码器16，该第一拉绳编码器16的输出端与所述可编程控制器连接，用于测量升降机构4的行程，并将该升降机构4的行程发送给可编程控制器。
31.升降机构4运行时，根据预先输入的钢管7的直径值，确定升降机构4 上升的位置，在升降机构4上升过程中，可编程控制器实时接收第一拉绳编码器16的信息，并当升降机构4上升至预设位置点时，通过可编程控制器控制升降机构4停止；当钢管7管端进入夹紧装置6后，通过可编程控制器控制升降机构4驱动钢管7下降。
32.托板5用于将夹紧装置、主轴箱及刀盘往靠近或远离升降机构方向托动。在托板5上安装有第二拉绳编码器8，该第二拉绳编码器8的输出端与所述可编程控制器连接。第二拉绳编码器8用于检测托板5行程，以对托板5行程进行监控。
33.为了检测钢管7位置，在夹紧装置6上安装有钢管7管端检测传感器，该钢管7管端检测传感器的输出端与所述可编程控制器连接。钢管7管端检测传感器可采用光电传感器，如红外线传感器等，其用于检测钢管7管端。
34.为了对钢管7倒棱端面进行监测，在刀盘9上安装有3d视觉传感器13，该3d视觉传感器13的镜头正对钢管7端面，其输出端与可编程控制器连接，用于在切削过程中对钢管7管端进行实时扫描，获取钢管7管端切削坡口的点云图，并将该点云图数据发送给可编程控制器，实现对切削中钢管7管端状态进行监控。
35.3d视觉传感器13采用德国sick ruler x70的3d视觉传感器13，其外部装置防护装置，防护装置与3d视觉传感器13一同随刀盘9一起旋转，切削中， 3d视觉传感器13通过面扫描，获取钢管7端面三维点云图，并将该三维点云图发送给视觉处理系统，之后将处理结果发送给可编程控制器。
36.3d视觉传感器13及其防护装置均安装在刀盘9上，并随刀盘9转动。为了满足3d视觉传感器13导电要求，沿主轴12轴向设有空心孔，在所述主轴 12上、且远离所述刀盘9的一端安装有导电滑环，所述3d视觉传感器13的电缆由所述空心孔穿过、并与所述导电滑环连接。
37.导电滑环具有以太网、电源及信号等电缆接口，可满足3d视觉传感器13 信息传输要求。3d视觉传感器13的电缆穿入主轴12内并由其尾端穿出并连接在导电滑环的电缆接口，导电滑环通过电缆与可编程控制器连接。
38.通过在刀盘9上安装3d视觉传感器13对钢管7端面进行实时监测，可实时获取钢管7端面点状图并实时处理获得钢管7端面数据，可实现钢管7端面倒棱的自动控制，减少了人工停机检测次数，提高了生产效率，避免操作者因为目测检验切削结果而引起的重复切削的情况。
39.防护装置为由不锈钢板弯制而成，3d视觉传感器13及其镜头安装在该防护装置内，该防护装置上、且对应镜头的前侧安装有保护片，该保护片为光学玻璃制成。为减少主轴1212切削震动对3d视觉传感器13的伤害，防护装置采取减震措施。
40.为了实现在倒棱前对钢管7管端进行检测，在横移车10沟道两侧且位于倒棱机进管侧的还安装有用于驱动钢管7转动的两个旋转辊1，两个旋转辊1 之间、且对应钢管7的正下方安装有垂直于钢管7中心轴的多点式激光传感器 2，该多点式激光传感器2的输出端与所述可编程控制器连接。
41.多点式激光传感器2采用基恩士ix-150，其具有工业以太网接口，该多点式激光传感器2通过该接口与可编程控制器连接通讯。
42.多点式激光传感器2通过第一立柱安装在钢管7的正下方。第一立柱竖向设置，其下端焊接有底板，该底板通过膨胀螺栓固定在地面。多点式激光传感器2可通过紧固件固定安装在第一立柱上。
43.为了实现对钢管7转速进行检测，本技术还包括转速检测装置，该转速检测装置安装在钢管7下方，其包括第二立柱31、摆动片32、编码器36、弹簧 34和滚轮33；所述第二立柱31竖向固定在所述钢管7的下方，所述摆动片 32的一端转动连接在所述第二立柱31的上端；所述滚轮33与编码器36同轴安装在所述摆动片32的另一端、且同步转动，所述滚轮33的外表面与所述钢管7的外表面接触、并随所述钢管7转动；所述弹簧34的一端固定在所述第二立柱31的上端，另一端固定在所述摆动片32的另一端。
44.当钢管7转动时，滚轮33随之同步转动，与滚轮33同轴安装在摆动片 32另一端的编码器36随滚轮33转动，并计数，获得滚轮33在计数周期内的转动圈数，从而可方便的获取钢管7的转。
45.通过设置摆动片32，该摆动片32的一端转动连接在第二立柱31的上端，另一端安装滚轮33和编码器36，弹簧34的一端固定在第二立柱31的上端，另一端固定在摆动片32的另一端；在检测钢管7转速时，可使得滚轮33在自然状态下的高度略高于钢管7，再向下转动摆动片32，使滚轮33随摆动片32 绕第二立柱31上端向下转动至钢管7的下方，放开摆动片32使该摆动片32 在弹簧34回复力作用下带动滚轮33复位，并使滚轮33在弹簧34回复力作用下紧贴在钢管7的外圆弧表面，保证滚轮33随钢管7转动而不打滑，提高钢管7转速检测的准确性。
46.滚轮33可采用聚氨酯材料制成；该滚轮33中心线在所述钢管7的正下方。滚轮33采用聚氨酯材料制成，进一步提高滚轮33外表面摩擦力，防止滚轮33打滑，进一步提高本技术结构检测准确性。
47.编码器36可采用光洋trd-j500-zw，为增量式编码器。其与可编程控制器的高速脉冲接口相连。
48.为了实现对倒棱机切削后的铁屑进行自动排屑，还包括磁吸排屑机，该磁吸排屑机利用磁场作用将切削落下的铁屑吸附在排屑机板面上，并随排屑机板面传送到铁屑箱
里，实现自动控制排屑机的运行。
49.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。
50.本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
51.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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、系统、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、系统、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
52.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质托离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。