本发明涉及一种大尺寸管道弯头智能倒角机床。主要解决了解决大尺寸弯头在加工两端坡口时坡口大小不均匀的问题。其特征在于：所述弯头夹紧装置(2)包括回转盘(21)及气动偏转夹紧机构(22)，气动偏转夹紧机构(22)能够夹紧弯头，分度气缸(3)能够驱动回转盘(21)在水平面内90度转动，弯头位置检测装置(8)能够检测弯头伸出端的端面中心位置并将信号反馈给PLC控制装置，由PLC控制装置控制横向移动底盘(5)和升降底盘(6)分别沿横向和竖向移动，使弯头伸出端的端面中心与铣削动力头(4)的刀具回转中心对正。本发明能够自动找正被加工弯头的端面的中心位置，弯头坡口沿周向加工均匀，保证了产品质量，提高了生产效率。
1.一种大尺寸管道弯头智能倒角机床，包括支架(1)、弯头夹紧装置(2)、分度气缸(3)及铣削动力头(4)，其特征在于：所述弯头夹紧装置(2)包括回转盘(21)及气动偏转夹紧机构(22)，回转盘(21)上表面设有容纳弯头的圆弧形凹槽(23)，气动偏转夹紧机构(22)安装在凹槽(23)两端的回转盘(21)上，气动偏转夹紧机构(22)能够夹紧弯头，所述回转盘(21)可转动安装在横向移动底盘(5)上，分度气缸(3)安装在横向移动底盘(5)与回转盘(21)之间，分度气缸(3)能够驱动回转盘(21)在水平面内90度转动，所述横向移动底盘(5)安装在升降底盘(6)上，横向移动底盘(5)能够相对升降底盘(6)沿横向往复移动；所述支架(1)上设有竖向导轨(7)，所述升降底盘(6)安装在竖向导轨(7)上，升降底盘(6)能够沿竖向导轨(7)上下移动，所述升降底盘(6)上安装有横向移动伺服电机(11)，横向移动伺服电机(11)的输出轴连接横向丝杠(12)，横向移动底盘(5)由横向移动伺服电机(11)和横向丝杠(12)驱动在升降底盘(6)上横向移动；所述竖向导轨(7)的上端设有升降伺服电机(13)，升降伺服电机(13)的输出轴连接竖向丝杠(14)，升降底盘(6)由升降伺服电机(13)和竖向丝杠(14)驱动沿竖向导轨(7)升降；所述铣削动力头(4)与装夹在弯头夹紧装置(2)上的弯头的一个伸出端相对应，所述铣削动力头(4)与弯头夹紧装置(2)之间设有弯头位置检测装置(8)，所述弯头位置检测装置(8)包括测距传感器(81)、L形旋转臂(82)、转臂伺服电机(83)、升降座(84)及升降座导轨(85)，升降座导轨(85)上端安装有升降座升降伺服电机(86)，升降座升降伺服电机(86)的输出轴连接升降座升降丝杠(87)，升降座(84)由升降座升降伺服电机(86)和升降座升降丝杠(87)驱动升降，升降座(84)上安装有转臂回转轴(88)，L形旋转臂(82)固定在转臂回转轴(88)上，转臂回转轴(88)与转臂伺服电机(83)的输出轴相连，测距传感器(81)安装在L形旋转臂(82)的伸出端，当弯头装夹后，测距传感器(81)与弯头的伸出端的外壁相对应，测距传感器(81)能够检测弯头伸出端外壁的上下前后四个象限点与测距传感器(81)的距离，进而确定弯头伸出端的端面中心位置，并将信号传递给PLC控制装置，由PLC控制装置计算出弯头伸出端的端面中心的偏移量并控制横向移动伺服电机(11)和升降伺服电机(13)工作，进而控制横向移动底盘(5)及升降底盘(6)分别沿横向和竖向移动相应的距离，使弯头伸出端的端面中心与铣削动力头(4)的刀具回转中心对正；装夹在弯头夹紧装置(2)上的弯头的另一个伸出端处对应设置有弯头定位装置(9)，弯头定位装置(9)能够将弯头该端面推送到指定位置。
2.根据权利要求1所述的大尺寸管道弯头智能倒角机床，其特征在于：所述横向移动底盘(5)上设有分度气缸支架(10)，分度气缸(3)的活塞杆与回转盘(21)相铰接，分度气缸(3)的另一端与分度气缸支架(10)相铰接。
3.根据权利要求1所述的大尺寸管道弯头智能倒角机床，其特征在于：所述横向移动底盘(5)上沿横向上设有条形槽(51)，竖向丝杠(14)位于条形槽(51)内。
4.根据权利要求1或2或3所述的大尺寸管道弯头智能倒角机床，其特征在于：所述弯头定位装置(9)包括定位气缸(91)和定位盘(92)，定位盘(92)与弯头伸出端的端面对应。
5.根据权利要求1所述的大尺寸管道弯头智能倒角机床，其特征在于：所述气动偏转夹紧机构(22)包括夹紧臂(221)、夹紧气缸(222)、导向套(223)及偏转轴(224)，夹紧臂(221)固定在偏转轴(224)的上端，偏转轴(224)与夹紧气缸(222)的活塞杆相连，所述偏转轴(224)位于导向套(223)内，偏转轴(224)的外壁上设有导向槽(225)，导向槽(225)由90度螺旋槽和直槽组成，导向套(223)的侧壁上固定有导向销钉(226)，导向销钉(226)位于导向槽(225)内。
6.根据权利要求1或2或3所述的大尺寸管道弯头智能倒角机床，其特征在于：所述横向移动底盘(5)上设有分度锁紧装置(15)，所述分度锁紧装置(15)包括分度锁紧气缸(151)及锁紧齿条(152)，锁紧齿条(152)与分度锁紧气缸(151)的活塞杆相连，所述回转盘(21)的下端面上固定有定位齿条(153)，定位齿条(153)与锁紧齿条(152)相对应，当弯头端面处于加工位置时分度锁紧气缸(151)能够推动锁紧齿条(152)升起并与定位齿条(153)相啮合。
7.根据权利要求6所述的大尺寸管道弯头智能倒角机床，其特征在于：所述定位齿条(153)为两个且间隔90度，两个定位齿条(153)分别与锁紧齿条(152)相对应时弯头的两个端面分别处于加工位置。
8.根据权利要求6所述的大尺寸管道弯头智能倒角机床，其特征在于：所述锁紧齿条(152)和定位齿条(153)均呈圆弧形。
大尺寸管道弯头智能倒角机床
技术领域
[0001] 本发明涉及一种管件加工设备，具体涉及一种大尺寸管道弯头智能倒角机床。
背景技术
[0002] 弯头是一种常用的管件，主要用于管道转弯处的连接，其中90度钢制焊接弯头是最常见的一种。在管道连接时弯头的两端与输送管相焊接，结构简单，施工方便。通常情况下弯头的两端都要加工出45度坡口，以方便与输送管焊接。目前，弯头两端坡口加工时，先将弯头装夹定位，然后采用成型铣刀或镗刀加工坡口，对于一些口径较小的弯头来说，装夹找正比较方便，加工出的坡口沿圆周方向大小偏差较小，不影响弯头焊接。当弯头口径较大时，弯头口径远大于弯头侧壁的壁厚，由于弯头的成形工艺普遍精度不高，弯头的外表面没有经过机械加工，弯头在装夹定位时的偏差较大，因此在加工弯头坡口时，加工出的坡口沿圆周方向坡口的大小也会出较大的偏差，甚至出现有的位置没有加工出坡口的情况，弯头坡口大小(弯头坡口处的壁厚)出现严重的不均匀，由于弯头较重，装夹找正很不方便，对于不合格的弯头一般都是人工进行打磨修复，以达到弯头加工质量要求，产品质量无法保证，生产效率低。因此，急需一种能够自动找正定位，使弯头坡口沿周向加工均匀的加工设备，以保证产品质量，提高生产效率。
发明内容
[0003] 为了解决大尺寸弯头在加工两端坡口时坡口大小不均匀的问题，本发明提供一种大尺寸管道弯头智能倒角机床，该大尺寸管道弯头智能倒角机床能够自动找正被加工弯头的端面的中心位置，弯头坡口沿周向加工均匀，保证了产品质量，提高了生产效率。
[0004] 本发明的技术方案是：该大尺寸管道弯头智能倒角机床，包括支架、弯头夹紧装置、分度气缸及铣削动力头，所述弯头夹紧装置包括回转盘及气动偏转夹紧机构，回转盘上表面设有容纳弯头的圆弧形凹槽，气动偏转夹紧机构安装在凹槽两端的回转盘上，气动偏转夹紧机构能够夹紧弯头，所述回转盘可转动安装在横向移动底盘上，分度气缸安装在横向移动底盘与回转盘之间，分度气缸能够驱动回转盘在水平面内90度转动，所述横向移动底盘安装在升降底盘上，横向移动底盘能够相对升降底盘沿横向往复移动；所述支架上设有竖向导轨，所述升降底盘安装在竖向导轨上，升降底盘能够沿竖向导轨上下移动；所述铣削动力头与装夹在弯头夹紧装置上的弯头的一个伸出端相对应，所述铣削动力头与弯头夹紧装置之间设有弯头位置检测装置，弯头位置检测装置能够检测弯头伸出端的端面中心位置并将信号反馈给PLC控制装置，由PLC控制装置控制横向移动底盘和升降底盘分别沿横向和竖向移动，使弯头伸出端的端面中心与铣削动力头的刀具回转中心对正；装夹在弯头夹紧装置上的弯头的另一个伸出端处对应设置有弯头定位装置，弯头定位装置能够将弯头该端面推送到指定位置。
[0005] 所述横向移动底盘上设有分度气缸支架，分度气缸的活塞杆与回转盘相铰接，分度气缸的另一端与分度气缸支架相铰接。
[0006] 所述升降底盘上安装有横向移动伺服电机，横向移动伺服电机的输出轴连接横向丝杠，横向移动底盘由移动伺服电机和横向丝杠驱动在升降底盘上横向移动；所述竖向导轨的上端设有升降伺服电机，升降伺服电机的输出轴连接竖向丝杠，升降底盘由升降伺服电机和竖向丝杠驱动沿竖向导轨升降。
[0007] 所述横向移动底盘上沿横向上设有条形槽，竖向丝杠位于条形槽内。
[0008] 所述弯头位置检测装置包括测距传感器、L形旋转臂、转臂伺服电机、升降座及升降座导轨，升降座导轨上端安装有升降座升降伺服电机，升降座升降伺服电机的输出轴连接升降座升降丝杠，升降座由升降座升降伺服电机和升降座升降丝杠驱动升降，升降座上安装有转臂回转轴，L形旋转臂固定在转臂回转轴上，转臂回转轴与转臂伺服电机的输出轴相连，测距传感器安装在L形旋转臂的伸出端，当弯头装夹后，测距传感器与弯头的伸出端的外壁相对应，测距传感器能够检测弯头伸出端外壁的上下前后四个象限点与测距传感器的距离，进而确定弯头伸出端的端面中心位置，并将信号传递给PLC控制装置，由PLC控制装置计算出弯头伸出端的端面中心的偏移量并控制横向移动伺服电机和升降伺服电机工作，进而控制横向移动底盘及升降底盘分别沿横向和竖向移动相应的距离，使弯头伸出端的端面中心与铣削动力头的刀具回转中心对正。
[0009] 所述弯头定位装置包括定位气缸和定位盘，定位盘与弯头伸出端的端面对应。
[0010] 所述气动偏转夹紧机构包括夹紧臂、夹紧气缸、导向套及偏转轴，夹紧臂固定在偏转轴的上端，偏转轴与夹紧气缸的活塞杆相连，所述偏转轴位于导向套内，偏转轴的外壁上设有导向槽，导向槽由90度螺旋槽和直槽组成，导向套的侧壁上固定有导向销钉，导向销钉位于导向槽内。
[0011] 所述横向移动底盘上设有分度锁紧装置，所述分度锁紧装置包括分度锁紧气缸及锁紧齿条，锁紧齿条与分度锁紧气缸的活塞杆相连，所述回转盘的下端面上固定有定位齿条，定位齿条与锁紧齿条相对应，当弯头端面处于加工位置时分度锁紧气缸能够推动锁紧齿条升起并与定位齿条相啮合。
[0012] 所述定位齿条为两个且间隔90度，两个定位齿条分别与锁紧齿条相对应时弯头的两个端面分别处于加工位置。
[0013] 所述锁紧齿条和定位齿条均呈圆弧形。
[0014] 本发明具有如下有益效果：由于采取上述技术方案，本发明能够自动找正被加工弯头的端面的中心位置，弯头坡口沿周向加工均匀，保证了产品质量，提高了生产效率。
附图说明
[0015] 附图1是本发明的结构示意图。
[0016] 附图2是图1的俯视图。
[0017] 附图3是本发明中弯头夹紧装置2的结构剖视图。
[0018] 附图4是图3中气动偏转夹紧机构22的结构剖视图。
[0019] 附图5是本发明中弯头位置检测装置8的结构剖视图。
[0020] 附图6是图5的俯视图。
[0021] 附图7是本发明中弯头定位装置9的结构剖视图。
[0022] 附图8是本发明中分度锁紧装置15的结构剖视图。
[0023] 图中1-支架，2-弯头夹紧装置，21-回转盘，22-气动偏转夹紧机构，23-凹槽，221-夹紧臂，222-夹紧气缸，223-导向套，224-偏转轴，225-导向槽，226-导向销钉，23-凹槽，3-分度气缸，4-铣削动力头，5-横向移动底盘，51-条形槽，6-升降底盘，7-竖向导轨，8-弯头位置检测装置，81-测距传感器，82- L形旋转臂，83-转臂伺服电机，84-升降座，85-升降座导轨，86-升降座升降伺服电机，87-升降座升降丝杠，88-转臂回转轴，9-弯头定位装置，91-定位气缸，92-定位盘，10-分度气缸支架，11-横向移动伺服电机，12-横向丝杠，13-升降伺服电机，14-竖向丝杠，15-分度锁紧装置，151-分度锁紧气缸，152-锁紧齿条，153-定位齿条。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图对本发明作进一步说明：
[0025] 由图1～图8所示，一种大尺寸管道弯头智能倒角机床，包括支架1、弯头夹紧装置2、分度气缸3及铣削动力头4，所述弯头夹紧装置2包括回转盘21及气动偏转夹紧机构22，回转盘21上表面设有容纳弯头的圆弧形凹槽23，气动偏转夹紧机构22安装在凹槽23两端的回转盘21上，气动偏转夹紧机构22能够夹紧弯头，所述回转盘21可转动安装在横向移动底盘5上，分度气缸3安装在横向移动底盘5与回转盘21之间，分度气缸3能够驱动回转盘21在水平面内90度转动，所述横向移动底盘5安装在升降底盘6上，横向移动底盘5能够相对升降底盘
6沿横向往复移动；所述支架1上设有竖向导轨7，所述升降底盘6安装在竖向导轨7上，升降底盘6能够沿竖向导轨7上下移动；所述铣削动力头4与装夹在弯头夹紧装置2上的弯头的一个伸出端相对应，所述铣削动力头4与弯头夹紧装置2之间设有弯头位置检测装置8，弯头位置检测装置8能够检测弯头伸出端的端面中心位置并将信号反馈给PLC控制装置，由PLC控制装置控制横向移动底盘5和升降底盘6分别沿横向和竖向移动，使弯头伸出端的端面中心与铣削动力头4的刀具回转中心对正；装夹在弯头夹紧装置2上的弯头的另一个伸出端处对应设置有弯头定位装置9，弯头定位装置9能够将弯头该端面推送到指定位置。由于采取上述技术方案，在加工弯头两端倒角时，先将弯头放置在回转盘21上方的凹槽23内，通过弯头定位装置9将弯头的一端推送到指定位置，以确保弯头的两端等距离伸出在凹槽23外，气动偏转夹紧机构22将弯头夹紧，弯头位置检测装置8弯头被加工一端的伸出端的端面中心位置，如果弯头伸出端的端面中心位置与铣削动力头4的刀具回转中心不重合，由PLC控制装置控制横向移动底盘5和升降底盘6分别沿横向和竖向移动，使弯头伸出端的端面中心与铣削动力头4的刀具回转中心对正，然后弯头位置检测装置8移开，铣削动力头4的刀具进给进行弯头倒角加工；加工完弯头一端的倒角后，分度气缸3驱动回转盘21转动90度，再次检测弯头端面中心位置，进行自动找正，再加工倒角。弯头两端倒角加工完毕后，气动偏转夹紧机构22松开，拆下弯头，加工完成。本发明能够自动找正被加工弯头的端面的中心位置，弯头坡口沿周向加工均匀，保证了产品质量，提高了生产效率。
[0026] 所述横向移动底盘5上设有分度气缸支架10，分度气缸3的活塞杆与回转盘21相铰接，分度气缸3的另一端与分度气缸支架10相铰接。分度气缸3动作能够使回转盘21转动90度，能够使弯头两端自动转换到加工位置。
[0027] 所述升降底盘6上安装有横向移动伺服电机11，横向移动伺服电机11的输出轴连接横向丝杠12，横向移动底盘5由横向移动伺服电机11和横向丝杠12驱动在升降底盘6上横向移动；所述竖向导轨7的上端设有升降伺服电机13，升降伺服电机13的输出轴连接竖向丝杠14，升降底盘6由升降伺服电机13和竖向丝杠14驱动沿竖向导轨7升降。采用横向移动伺服电机11和升降伺服电机13分别驱动横向移动底盘5和升降底盘6移动，利于自动化控制，横向移动底盘5和升降底盘6移动距离准确。
[0028] 所述横向移动底盘5上沿横向上设有条形槽51，竖向丝杠14位于条形槽51内。条形槽51能够容纳竖向丝杠14，避免横向移动底盘5沿横向移动时与竖向丝杠14发生干涉。
[0029] 所述弯头位置检测装置8包括测距传感器81、L形旋转臂82、转臂伺服电机83、升降座84及升降座导轨85，升降座导轨85上端安装有升降座升降伺服电机86，升降座升降伺服电机86的输出轴连接升降座升降丝杠87，升降座84由升降座升降伺服电机86和升降座升降丝杠87驱动升降，升降座84上安装有转臂回转轴88，L形旋转臂82固定在转臂回转轴88上，转臂回转轴88与转臂伺服电机83的输出轴相连，测距传感器81安装在L形旋转臂82的伸出端，当弯头装夹后，测距传感器81与弯头的伸出端的外壁相对应，测距传感器81能够检测弯头伸出端外壁的上下前后四个象限点与测距传感器81的距离，进而确定弯头伸出端的端面中心位置，并将信号传递给PLC控制装置，由PLC控制装置计算出弯头伸出端的端面中心的偏移量并控制横向移动伺服电机11和升降伺服电机13工作，进而控制横向移动底盘5及升降底盘6分别沿横向和竖向移动相应的距离，使弯头伸出端的端面中心与铣削动力头4的刀具回转中心对正。
[0030] 所述弯头定位装置9包括定位气缸91和定位盘92，定位盘92与弯头伸出端的端面对应。弯头装夹时，弯头靠近定位盘92的一端稍长，这样就能确保定位盘92能够推送弯头。
[0031] 所述气动偏转夹紧机构22包括夹紧臂221、夹紧气缸222、导向套223及偏转轴224，夹紧臂221固定在偏转轴224的上端，偏转轴224与夹紧气缸222的活塞杆相连，所述偏转轴224位于导向套223内，偏转轴224的外壁上设有导向槽225，导向槽225由90度螺旋槽和直槽组成，导向套223的侧壁上固定有导向销钉226，导向销钉226位于导向槽225内。夹紧气缸
222收缩时，带动偏转轴224向下移动，此时偏转轴224在导向槽225和导向销钉226的作用下偏转，当偏转轴224偏转90度后，夹紧臂221刚好位于弯头上方，夹紧气缸222继续收缩，夹紧臂221压紧弯头。弯头两端倒角加工结束后，夹紧气缸222伸出，夹紧臂221动作与上述动作相反，夹紧臂221升起后偏转90度，让开弯头上方空间，便于弯头取出。
[0032] 所述横向移动底盘5上设有分度锁紧装置15，所述分度锁紧装置15包括分度锁紧气缸151及锁紧齿条152，锁紧齿条152与分度锁紧气缸151的活塞杆相连，所述回转盘21的下端面上固定有定位齿条153，定位齿条153与锁紧齿条152相对应，当弯头端面处于加工位置时分度锁紧气缸151能够推动锁紧齿条152升起并与定位齿条153相啮合。弯头坡口加工之前，先通过锁紧齿条152和定位齿条153对回转盘21锁紧，以确保回转盘21定位准确，同时也消除了回转盘21的间隙，避免在加工时产生较大的振动。
[0033] 所述定位齿条153为两个且间隔90度，两个定位齿条153分别与锁紧齿条152相对应时弯头的两个端面分别处于加工位置。实际加工时定位齿条153也可加工为一体。
[0034] 所述锁紧齿条152和定位齿条153均呈圆弧形。锁紧齿条152和定位齿条153的圆弧中心与回转盘21的回转中心相同。当然为了便于加工，锁紧齿条152和定位齿条153也可以加工成直线型，如果定位齿条153为直线型，定位齿条153只能分为两段。
[0035] 最后应说明的几点是： “上”、“下”、“前”、“后”表示说明书附图中部件的相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生变化。
