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1、(10)申请公布号 CN 103072063 A (43)申请公布日 2013.05.01 CN 103072063 A *CN103072063A* (21)申请号 201310037631.6 (22)申请日 2013.01.30 B24B 21/02(2006.01) B24B 21/18(2006.01) (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正街 174 号 申请人 重庆三磨海达磨床有限公司 (72)发明人 黄云 杨俊峰 汤曹勇 罗小龙 (74)专利代理机构 重庆市前沿专利事务所 50211 代理人 马良清 (54) 发明名称 管材壁厚外圆砂带修磨方法 (57。
2、) 摘要 本发明公开了一种管材壁厚外圆砂带修磨方 法， 包括床身以及安装在床身上的直线导轨， 在所 述直线导轨上安装有磨头机构， 所述床身的两端 还分别设置有上料机构和下料机构， 在所述磨头 机构的下方设置有辅助托轮机构和定位夹紧机 构， 该辅助托轮机构和定位夹紧机构均安装在床 身上， 并且在所述磨头机构上还安装有壁厚测量 机构。本发明能够对管材的外圆壁厚在同一台机 床上进行检测和修磨， 不仅结构简单， 操作方便， 而且修磨精度和效率高， 稳定性和可靠性好， 保证 了管件壁厚的均匀性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 4 页 说明书 9 页 附图 12 页 (19)中华人民共和国国家知识产。
3、权局 (12)发明专利申请 权利要求书4页 说明书9页 附图12页 (10)申请公布号 CN 103072063 A CN 103072063 A *CN103072063A* 1/4 页 2 1. 一种管材壁厚外圆砂带修磨方法， 其特征在于包括以下步骤 ： 1) 将工件放在上料机构 (A) 上， 上料机构包括底座 (3) 和设置在底座 (3) 上的多个 “V” 形托轮 (4)， 所述 “V” 形托轮 (4) 沿底座 (3) 的长度方向布置， 多个该 “V” 形托轮 (4) 由连接轴 (57) 同轴串连， 且该连接轴 (57) 由安装在底座 (3) 上的送料电机 (58) 驱动 ； 所 述底座。
4、 (3) 上还设置有多个沿底座 (3) 长度方向并排布置的堆料架 (5)， 多个该堆料架 (5) 靠近 “V” 形托轮 (4) 的一端均铰接在底座 (3) ； 所述底座 (3) 上还安装有横管 (9)， 该横管 (9) 沿底座 (3) 长度方向布置， 且该横管 (9) 通过轴承座 (10) 安装在底座 (3) 上 ； 在所述 横管 (9) 上并排固套有多个上料爪 (8)， 每个该上料爪 (8) 与每个堆料架 (5) 和 “V” 形托 轮 (4) 错开布置， 且每个该上料爪 (8) 一端均位于两个 “V” 形托轮 (4) 之间， 另一端均位于 两个堆料架 (5) 之间 ； 所述横管 (9) 上还。
5、连接有杠杆 (12)， 该杠杆 (12) 的一端固套在横管 (9) 上， 另一端与翻料气缸 (11) 的活塞杆顶端相铰接， 所述翻料气缸 (11) 下端安装在底座 (3) 上， 该翻料气缸 (11) 的活塞杆竖向布置 ； 加工时， 将工件放置在翻料架 (5) 上靠近上料 爪 (8) 的一端， 并且倚靠在上料爪 (8) 上， 然后驱动翻料气缸 (11) 的活塞下移使工件滑动 到上料爪 (8) 上， 再驱动翻料气缸 (11) 的活塞上移， 由于上料爪 (8) 的中部铰接， 工件沿上 料爪 (8) 的上表面滑动到 “V” 形托轮 (4) 上，“V” 形托轮 (4) 由送料电机 (58) 带动连接轴 。
6、(57) 转动旋转起来， 旋转起来的 “V” 形托轮 (4) 带动工件平移， 最后当工件离开上料机构 后， 上料爪 (8) 恢复到原来的位置，“V” 形托轮 (4) 停止运动 ； 2) 在所述上料机构 (A) 的一端端头处设置有床身 (1)， 在床身 (1) 上安装有该辅助托 轮机构 (D)， 该辅助托轮机构 (D) 包括设置在床身 (1) 上的多个 “V” 形托轮 (4)， 所述 “V” 形托轮 (4) 沿床身 (1) 的长度方向布置， 多个该 “V” 形托轮 (4) 之间由中间轴同轴串连， 且 该中间轴与连接轴(57)同轴相连 ； 所述床身(1)上还固定有导柱(13)， 且两根导柱(13)。
7、分 别位于床身 (1) 长度方向的两端， 两根导柱 (13) 上均活套有升降台 (14)， 两个所述升降台 (14) 之间共同连接有横梁 (15)， 该横梁 (15) 上沿长度方向并排安装有多个托轮组件 (G)， 且该托轮组件 (G) 位于磨头机构的下方 ； 所述横梁 (15) 的下方还设置有升降气缸 (16)， 所 述升降气缸 (16) 安装在床身 (1) 上， 该升降气缸 (16) 的活塞杆竖向朝上与托轮组件 (G) 固定相连 ； 工件从上料机构 (A) 的 “V” 形托轮 (4) 移动到床身的 “V” 形托轮 (4) 上， 当工件 移动到合适的位置时， 升降气缸(16)向上托起横梁(15。
8、)， 从而带动横梁(15)上的托轮组件 (G) 上移， 然后使托轮组件 (G) 托起工件上移， 最后使工件停在指定位置 ； 3) 在工件的两端端头分别设置有工件旋转电机 (18) 和夹紧气缸 (19)， 所述工件旋转 电机 (18) 和夹紧气缸 (19) 均安装在床身 (1) 上， 该工件旋转电机 (18) 的中心线和夹紧气 缸 (19) 的中心线位于同一条直线上， 且该工件旋转电机 (18) 的中心线和夹紧气缸 (19) 的 中心线位于托轮组件(G)的正上方， 所述工件旋转电机(18)的输出端端头和夹紧气缸(19) 的活塞端端头相向布置， 在工件旋转电机 (18) 的输出端端头安装有锥形旋转。
9、顶尖 (20)， 夹 紧气缸 (19) 的活塞端端头安装有锥形夹紧顶尖 (21) ； 当工件上升到指定的位置后， 锥形夹 紧顶尖 (21) 在夹紧气缸 (19) 的推力作用下推动工件向锥形旋转顶尖 (20) 靠近， 最后通过 锥形旋转顶尖 (20) 和锥形夹紧顶尖 (21) 共同夹紧工件， 然后工件旋转电机 (18) 带动锥形 旋转顶尖 (20) 旋转， 从而带动工件旋转 ； 4) 在所述床身 (1) 沿床身 (1) 长度方向安装有直线导轨 (2)， 该直线导轨 (2) 上设置 有磨头机构 (C)， 所述磨头机构 (C) 包括滑车 (25)， 该滑车 (25) 安装在直线导轨 (2) 上， 在。
10、 权 利 要 求 书 CN 103072063 A 2 2/4 页 3 所述滑车(25)上固定连接有伺服电机(26)， 该伺服电机(26)的输出端与减速机(27)的输 入端相连， 该减速机 (27) 的输出轴竖直向下伸出滑车 (25) 的下表面， 所述减速机 (27) 的 输出轴位于滑车 (25) 下表面的下端固套有齿轮 (28)， 该齿轮 (28) 与齿条 (29) 相啮合， 所 述齿条 (29) 沿直线导轨 (2) 方向布置在床身 (1) 上 ； 在所述滑车 (25) 上还竖向设置有立 柱(59)， 该立柱(59)的顶端水平连接有底板(63)， 且在该底板(63)上安装有电机(60)， 所。
11、 述立柱 (59) 上还安装有砂带磨头， 所述砂带磨头包括第一同步轮 (65)、 第二同步轮 (66)、 第三同步轮 (67) 和压紧轮 (68)， 所述第一同步轮 (65) 通过第一同步带 (69) 与电机 (60) 的输出轴相连 ； 所述第一同步轮 (65) 固套在传动轴 (70) 的一端， 该传动轴 (70) 的另一端 固套有第二同步轮(66)， 且该传动轴(70)的中部活套在磨头机构支座(71)内， 所述磨头机 构支座 (71) 固定连接在立柱 (59) 上， 且该磨头机构支座 (71) 位于底板 (63) 的下方 ； 所述 第二同步轮 (66) 通过第二同步带 (72) 与第三同步轮。
12、 (67) 相连， 在第二同步轮 (66) 和第 三同步轮 (67) 的四周设置有盖板 (73)， 该盖板 (73) 的一侧固定连接有回转套 (74)， 所述 回转套 (74) 活套在磨头机构支座 (71) 内， 该回转套 (74) 内活套有传动轴 (70)， 所述第三 同步轮 (67) 固套在主轴 (73) 上， 该主轴 (73) 活套在盖板 (73) 上， 且该主轴 (73) 的一端 从盖板 (73) 的一侧伸出， 在主轴 (73) 伸出盖板 (73) 的部分固套有砂带轮 (77)， 在所述砂 带轮 (77) 上缠绕有砂带 (80) ； 当工件夹紧后， 砂带轮 (77) 上的砂带 (80)。
13、 以一定的浮动压 力与工件接触， 然后伺服电机 (26) 通过减速机 (27) 带动齿轮 (28) 旋转， 齿轮 (28) 与安装 在床身上的齿条 (29) 啮合并带动滑车 (25) 水平移动， 从而使安装在滑车 (28) 上的磨头机 构 (C) 沿工件方向水平移动， 同时电机 (60) 通过第一同步带 (69) 带动第一同步轮 (65) 旋 转， 再通过传动轴 (70) 带动第二同步轮 (66) 旋转， 第二同步轮 (66) 通过第二同步带 (72) 带动第三同步轮 (67) 旋转， 再通过主轴 (73) 带动砂带轮 (77) 上的砂带 (80) 磨削工件表 面， 直至整根工件外表面抛光完毕。
14、 ； 5) 在所述底板 (63) 的底部还安装有防水壳 (81)， 该防水壳 (81) 的上端固定连接在 底板 (63) 上， 该防水壳 (81) 的下端向立柱 (59) 方向倾斜且与立柱 (59) 的下端相连， 所述 防水壳 (81) 的侧板上安装有壁厚测量机构 (F)， 所述壁厚测量机构 (F) 包括滑座 (31)， 该 滑板 (32) 与滑杆座 (33) 相固定， 在滑杆座 (33) 中通过滑动轴承 (34) 支承有滑杆 (35)， 该滑杆 (35) 的上端与气缸 (36) 的活塞杆相固定， 气缸 (36) 安装于滑杆座 (33) 的顶部， 滑杆 (35) 的下端与双铰链座 (37) 的。
15、顶部固定连接， 所述双铰链座 (37) 的底部与连接架 (38) 铰接， 该连接架 (38) 与探头支撑壳体 (39) 的上端固定， 所述探头支撑壳体 (39) 的内 腔 (39a) 的上端为扩口， 该扩口中装有封盖组件， 且封盖组件中穿设有调节杆 (44)， 该调节 杆 (44) 与封盖组件螺纹配合， 且调节杆 (44) 的下端安装超声波探头 (40)， 所述探头支撑 壳体 (39) 下端与尼龙块 (41) 相连， 该尼龙块 (41) 的中心孔 (41a) 与探头支撑壳体 (39) 的内腔 (39a) 连通， 并且尼龙块 (41) 的底部设有圆弧形的通槽 (41b)， 尼龙块 (41) 的中。
16、心 孔 (41a) 的下孔口在该通槽 (41b) 的槽底 ； 在所述探头支撑壳体 (39) 的中部开有一个进 液口， 探头支撑壳体 (39) 的上部开有多个出液口， 所述进液口和出液口均与探头支撑壳体 (39) 的内腔 (39a) 相通 ； 抛光后的工件， 开始进入壁厚检测阶段， 检测时， 我们每隔 150mm 检测一个截面， 每个截面选取15个点， 即每隔24检测一个点， 然后驱动气缸(36)动作， 使 气缸 (36) 的活塞杆带动滑杆 (35) 向下移动， 悬挂安装在双铰链座 (37) 上的各部件随滑杆 (35) 一起下移， 直至尼龙块 (41) 底部的圆弧形通槽 (41b) 抵接在工件上。
17、 ； 通过进液口向探 权 利 要 求 书 CN 103072063 A 3 3/4 页 4 头支撑壳体 (39) 的内腔 (39a) 中注入耦合剂， 使超声波探头 (40) 完全淹没在耦合剂中， 工 件的部分管壁也浸入耦合剂中， 多余耦合剂从出液口流出探头支撑壳体 (39) 外 ； 控制超声 波探头 (40) 发射超声波进行壁厚测量 ； 转动工件， 使尼龙块 (41) 底部的圆弧形通槽 (41b) 抵接在同一截面的下一个检测点上 ； 重复步骤， 直至同一截面上的所有检测点完成壁厚测 量 ； 然后通过气缸 (36) 将尼龙块 (41) 抬起， 使尼龙块 (41) 移动到工件轴向的下一截面的 第一。
18、个检测点， 然后重复检测步骤， 直至所有截面的壁厚测量完成 ； 6) 管材经过壁厚检测后， 得到各个截面的壁厚数据传递给计算机处理， 数据的处理方 式为现有技术， 在此不作赘述 ； 壁厚数据经过处理后， 得到壁厚值超出规定偏差的部分， 把 壁厚值超出规定偏差的部分命名为 “壁厚值过大处” ； 7) 针对管材 “壁厚值过大处” ， 伺服电机 (26) 控制滑车 (25) 移动到工件需要磨削的位 置， 然后在磨头机构 (9) 进刀的同时， 工件旋转电机 (18) 把工件的 “壁厚值过大处” 来回旋 转于磨头机构 (C) 的磨削位置， 从而使磨头机构 (C) 磨削掉 “壁厚值过大处” 的外表面， 直。
19、 到壁厚值达到规定的要求 ； 8) 重复步骤 5)， 对修磨后的管材进行壁厚检测， 检测后若壁厚值达到规定的要求， 则 壁厚修磨完毕， 若壁厚值未达到规定的要求， 则重复步骤7)和步骤8)再次生成修磨程序对 壁厚进行自动修磨， 直到壁厚值达到规定的要求 ； 9) 对修磨后壁厚值达到要求的工件重复步骤 4) 进行整体抛光 ； 10) 加工完毕后， 松开夹紧气缸 (19)， 使托轮组件 (G) 拖住工件， 驱动升降气缸 (16) 的 活塞杆下移， 使工件下落到床身的 “V” 形托轮 (4) 上， 然后从床身上的 “V” 形托轮 (4) 移动 到下料机构 (B) 的 “V” 形托轮 (4) 上， 下。
20、料机构 (B) 的机构与上料机构 (A) 相同， 下料过程 与步骤 1) 相反。 2.根据权利要求1所述的管材壁厚外圆砂带修磨方法， 其特征在于 ： 在所述堆料架(5) 远离 “V” 形托轮 (4) 的一端下方均连接有升降杆 (6)， 所述升降杆 (6) 竖向穿设在底座 (3) 上， 该升降杆 (6) 上螺纹连接有升降手柄 (7)， 且该升降手柄 (7) 安装在底座 (3) 上。 3.根据权利要求1所述的管材壁厚外圆砂带修磨方法， 其特征在于 ： 所述托轮组件(G) 包括抱箍 (18)， 该抱箍 (18) 箍在横梁 (15) 上， 且该抱箍 (18) 的一侧具有两个竖向设置且 相互平行的安装耳。
21、 (47)， 两个所述安装耳 (47) 之间固定连接有下连接板 (47a)， 在两个所 述安装耳 (47) 之间还安装有托轮座 (48)， 该托轮座 (48) 包括两块平行的安装板 (48a) 以 及安装在两块安装板 (48a) 之间的上连接板 (48b)， 所述上连接板 (48b) 位于安装板 (48a) 的一端端头处， 该上连接板 (48b) 放置在下连接板 (47a) 上， 在所述两块安装板 (48a) 的另 一端共同安装有托轮组(49)， 该两块平行安装板(48a)的中部和两个安装耳(47)上共同贯 穿设置有铰轴 (50)， 且该铰轴 (50) 位于托轮组 (49) 和上连接板 (48。
22、b) 之间 ； 在所述下连 接板(47a)和上连接板(48b)上共同竖向贯穿设置有螺杆(51)， 该螺杆(51)的下端伸出下 连接板 (47a) 下方由螺母锁死， 该螺杆 (51) 的顶部螺纹连接有压紧螺母 (52)， 且在该螺杆 (51) 的中部装有压缩弹簧 (53)， 所述压缩弹簧 (53) 的下端抵接在上连接板 (48b) 上， 该压 缩弹簧 (53) 的上端抵接在压紧螺母 (52) 的下表面上。 4. 根据权利要求 1 或 3 所述的管材壁厚外圆砂带修磨方法， 其特征在于 ： 所述横梁 (15) 的两端活套在两个升降台 (14) 内， 该横梁 (15) 两端的下方均竖向固定连接定位板 。
23、(56)， 两个所述定位板 (56) 的同一侧均设置有旋转手柄 (55)， 该旋转手柄 (55) 的柄部为 权 利 要 求 书 CN 103072063 A 4 4/4 页 5 圆盘状， 该旋转手柄 (55) 的端部抵接在定位板 (56) 上， 且该旋转手柄 (55) 安装在安装块 (54) 上， 每个升降台 (14) 下部固定有一个安装块 (54)。 5. 根据权利要求 1 所述的管材壁厚外圆砂带修磨方法， 其特征在于 ： 所述尼龙块 (41) 的中心孔(41a)为上大下小的台阶孔， 该台阶孔的大直径段将探头支撑壳体(39)的下端套 入， 并通过径向上穿设的螺钉与探头支撑壳体上开设的环槽的连。
24、接使二者相连， 连接后尼 龙块 (41) 能绕探头支撑壳体 (39) 转动。在所述尼龙块 (41) 底部的通槽 (41b) 内嵌装有 密封硅胶条(45)， 该密封硅胶条(45)环绕在尼龙块中心孔(41a)下孔口的外围。 所述密封 硅胶条 (45) 为方形， 该密封硅胶条 (45) 的断面为菱形。在所述密封硅胶条 (45) 的两侧对 称设置有砂带 (46)， 该砂带 (46) 为圆弧形， 并固定在尼龙块 (41) 底部的通槽 (41b) 内。 6. 根据权利要求 1 所述的管材壁厚外圆砂带修磨方法， 其特征在于 ： 所述盖板 (73) 的上表面与弹簧支撑机构 (75) 的下端和浮动恒压抬刀机构 。
25、(76) 的下端相连， 所述弹簧支 撑机构 (75) 和浮动恒压抬刀机构 (76) 均固定连接在底板 (63) 上 ； 所述第二同步带 (72) 上安装有同步带张紧机构 (78)， 该同步带张紧机构 (78) 包括压轮 (78a) 和压轮支撑装置 (78b)， 所述压轮 (78a) 压在第二同步带 (72) 上， 该压轮支撑装置 (78b) 固定连接在盖板 (73) 上， 所述盖板 (73) 的一侧还固定连接有张紧机构 (79)， 该张紧机构 (79) 与砂带轮 (77) 位于盖板 (73) 的同一侧， 所述张紧机构 (79) 与砂带轮 (77) 上共同缠绕有砂带 (80)。 权 利 要 求 。
26、书 CN 103072063 A 5 1/9 页 6 管材壁厚外圆砂带修磨方法 技术领域 0001 本发明涉及一种管材壁厚外圆砂带修磨方法， 用于检测并磨削管材外圆壁厚。 背景技术 0002 管材从锆锭需经热挤压、 机加工等工序最后加工成管坯成品， 再由管坯成品经多 道次 Pilger 轧制、 热处理、 除油及酸洗、 机加工、 无损检测等工序最终才制成成品。为了保 证经多道次 Pilger 轧制这一重要工序后， 管坯件到成品管规定的尺寸要求， 必须将热挤压 造成的壁厚不均测量出来， 并通过机加工修磨将壁厚控制在合适的范围内， 若是在轧制过 程中出现的锆管的壁厚不均匀性非常严重， 会使降低管材的。
27、壁厚公差造成困难， 从而使大 量金属流于浪费， 加重了 0003 金属车削负担。 0004 由于砂带磨削具有磨削、 研磨和抛光等多重作用， 磨削效率高， 磨削表面质量好， 磨削工艺灵活性大、 适应性强等磨削加工性能， 能够较容易地实现对锆管外表面的修磨和 精整加工， 因此， 目前美国、 日本等国家主要采用砂带磨削技术对管材外表面进行修磨处 理。 美国西屋公司在锆管壁厚修磨工序阶段先采用手动检测锆管壁厚分布情况并标记修磨 次数和修磨位置， 然后再在砂带磨床上手动控制修磨标记的地方。 在中国， 尽管应用砂带磨 削技术的历史较长， 但发 展迟缓， 一直没有适用于管材壁厚修磨的自动砂带磨床。 另外， 。
28、国 外许多生产厂家在管坯壁厚修磨加工时测厚和修磨等工序分别在不同的机床上实现， 使得 工序分散， 机床费用较高， 占地多的缺点。 发明内容 0005 本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够同时测量管材壁厚并且进行修磨 的管材壁厚外圆砂带修磨方法。 0006 本发明的技术方案如下 ： 一种管材壁厚外圆砂带修磨方法， 其特征在于包括以下 步骤 ： 0007 1) 将工件放在上料机构 (A) 上， 上料机构包括底座 (3) 和设置在底座 (3) 上的多 个 “V” 形托轮 (4)， 所述 “V” 形托轮 (4) 沿底座 (3) 的长度方向布置， 多个该 “V” 形托轮 (4) 由连接轴 (57) 。
29、同轴串连， 且该连接轴 (57) 由安装在底座 (3) 上的送料电机 (58) 驱动 ； 所 述底座 (3) 上还设置有多个沿底座 (3) 长度方向并排布置的堆料架 (5)， 多个该堆料架 (5) 靠近 “V” 形托轮 (4) 的一端均铰接在底座 (3) ； 所述底座 (3) 上还安装有横管 (9)， 该横管 (9) 沿底座 (3) 长度方向布置， 且该横管 (9) 通过轴承座 (10) 安装在底座 (3) 上 ； 在所述 横管 (9) 上并排固套有多个上料爪 (8)， 每个该上料爪 (8) 与每个堆料架 (5) 和 “V” 形托 轮 (4) 错开布置， 且每个该上料爪 (8) 一端均位于两个。
30、 “V” 形托轮 (4) 之间， 另一端均位于 两个堆料架 (5) 之间 ； 所述横管 (9) 上还连接有杠杆 (12)， 该杠杆 (12) 的一端固套在横管 (9) 上， 另一端与翻料气缸 (11) 的活塞杆顶端相铰接， 所述翻料气缸 (11) 下端安装在 底 座(3)上， 该翻料气缸(11)的活塞杆竖向布置 ； 加工时， 将工件放置在翻料架(5)上靠近上 说 明 书 CN 103072063 A 6 2/9 页 7 料爪 (8) 的一端， 并且倚靠在上料爪 (8) 上， 然后驱动翻料气缸 (11) 的活塞下移使工件滑 动到上料爪 (8) 上， 再驱动翻料气缸 (11) 的活塞上移， 由于上。
31、料爪 (8) 的中部铰接， 工件沿 上料爪 (8) 的上表面滑动到 “V” 形托轮 (4) 上，“V” 形托轮 (4) 由送料电机 (58) 带动连接 轴 (57) 转动旋转起来， 旋转起来的 “V” 形托轮 (4) 带动工件平移， 最后当工件离开上料机 构后， 上料爪 (8) 恢复到原来的位置，“V” 形托轮 (4) 停止运动 ； 0008 2) 在所述上料机构 (A) 的一端端头处设置有床身 (1)， 在床身 (1) 上安装有该辅 助托轮机构 (D)， 该辅助托轮机构 (D) 包括设置在床身 (1) 上的多个 “V” 形托轮 (4)， 所述 “V” 形托轮 (4) 沿床身 (1) 的长度方。
32、向布置， 多个该 “V” 形托轮 (4) 之间由中间轴同轴串 连， 且该中间轴与连接轴 (57) 同轴相连 ； 所述床身 (1) 上还固定有导柱 (13)， 且两根导柱 (13) 分别位于床身 (1) 长度方向的两端， 两根导柱 (13) 上均活套有升降台 (14)， 两个所述 升降台 (14) 之间共同连接有横梁 (15)， 该横梁 (15) 上沿长度方向并排安装有多个托轮组 件 (G)， 且该托轮组件 (G) 位于磨头机构的下方 ； 所述横梁 (15) 的下方还设置有升降气缸 (16)， 所述升降气缸 (16) 安装在床身 (1) 上， 该升降气缸 (16) 的活塞杆竖向朝上与托轮组 件 。
33、(G) 固定相连 ； 工件从上料机构 (A) 的 “V” 形托轮 (4) 移动到床身的 “V” 形托轮 (4) 上， 当工件移动到合适的位置时， 升降气缸(16)向上托起横梁(15)， 从而带动横梁(15)上的托 轮组件 (G) 上移， 然后使托轮组件 (G) 托起工件上移， 最后使工件停在指定 位置 ； 0009 3) 在工件的两端端头分别设置有工件旋转电机 (18) 和夹紧气缸 (19)， 所述工件 旋转电机 (18) 和夹紧气缸 (19) 均安装在床身 (1) 上， 该工件旋转电机 (18) 的中心线和 夹紧气缸 (19) 的中心线位于同一条直线上， 且该工件旋转电机 (18) 的中心线。
34、和夹紧气缸 (19) 的中心线位于托轮组件 (G) 的正上方， 所述工件旋转电机 (18) 的输出端端头和夹紧 气缸 (19) 的活塞端端头相向布置， 在工件旋转电机 (18) 的输出端端头安装有锥形旋转顶 尖 (20)， 夹紧气缸 (19) 的活塞端端头安装有锥形夹紧顶尖 (21) ； 当工件上升到指定的位 置后， 锥形夹紧顶尖 (21) 在夹紧气缸 (19) 的推力作用下推动工件向锥形旋转顶尖 (20) 靠 近， 最后通过锥形旋转顶尖 (20) 和锥形夹紧顶尖 (21) 共同夹紧工件， 然后工件旋转电机 (18) 带动锥形旋转顶尖 (20) 旋转， 从而带动工件旋转 ； 0010 4)在所。
35、述床身(1)沿床身(1)长度方向安装有直线导轨(2)， 该直线导轨(2)上设 置有磨头机构 (C)， 所述磨头机构 (C) 包括滑车 (25)， 该滑车 (25) 安装在直线导轨 (2) 上， 在所述滑车(25)上固定连接有伺服电机(26)， 该伺服电机(26)的输出端与减速机(27)的 输入端相连， 该减速机 (27) 的输出轴竖直向下伸出滑车 (25) 的下表面， 所述减速机 (27) 的输出轴位于滑车 (25) 下表面的下端固套有齿轮 (28)， 该齿轮 (28) 与齿条 (29) 相啮合， 所述齿条(29)沿直线导轨(2)方向布置在床身(1)上 ； 在所述滑车(25)上还竖向设置有立 。
36、柱(59)， 该立柱(59)的顶端水平连接有底板(63)， 且在该底板(63)上安装有电机(60)， 所 述立柱(59)上还安装有砂带磨头， 所述砂 带磨头包括第一同步轮(65)、 第二同步轮(66)、 第三同步轮 (67) 和压紧轮 (68)， 所述第一同步轮 (65) 通过第一同步带 (69) 与电机 (60) 的输出轴相连 ； 所述第一同步轮 (65) 固套在传动轴 (70) 的一端， 该传动轴 (70) 的另一端 固套有第二同步轮(66)， 且该传动轴(70)的中部活套在磨头机构支座(71)内， 所述磨头机 构支座 (71) 固定连接在立柱 (59) 上， 且该磨头机构支座 (71) 。
37、位于底板 (63) 的下方 ； 所述 第二同步轮 (66) 通过第二同步带 (72) 与第三同步轮 (67) 相连， 在第二同步轮 (66) 和第 三同步轮 (67) 的四周设置有盖板 (73)， 该盖板 (73) 的一侧固定连接有回转套 (74)， 所述 说 明 书 CN 103072063 A 7 3/9 页 8 回转套 (74) 活套在磨头机构支座 (71) 内， 该回转套 (74) 内活套有传动轴 (70)， 所述第三 同步轮 (67) 固套在主轴 (73) 上， 该主轴 (73) 活套在盖板 (73) 上， 且该主轴 (73) 的一端 从盖板 (73) 的一侧伸出， 在主轴 (73)。
38、 伸出盖板 (73) 的部分固套有砂带轮 (77)， 在所述砂 带轮 (77) 上缠绕有砂带 (80) ； 当工件夹紧后， 砂带轮 (77) 上的砂带 (80) 以一定的浮动压 力与工件接触， 然后伺服电机 (26) 通过减速机 (27) 带动齿轮 (28) 旋转， 齿轮 (28) 与安装 在床身上的齿条 (29) 啮合并带动滑车 (25) 水平移动， 从而使安装在滑车 (28) 上的磨头机 构 (C) 沿工件方向水平移动， 同时电机 (60) 通过第一同步带 (69) 带动第一同步轮 (65) 旋 转， 再通过传动轴 (70) 带动第二同步轮 (66) 旋转， 第二同步轮 (66) 通过第二。
39、同步带 (72) 带动第三同步轮 (67) 旋转， 再通过主轴 (73) 带动砂带轮 (77) 上的砂带 (80) 磨削工件表 面， 直至整根工件外表面抛光完毕 ； 0011 5) 在所述底板 (63) 的底部还安装有防水壳 (81)， 该防水壳 (81) 的上端固定连 接在底板 (63) 上， 该防水壳 (81) 的下端向立柱 (59) 方向倾斜且 与立柱 (59) 的下端相 连， 所述防水壳 (81) 的侧板上安装有壁厚测量机构 (F)， 所述壁厚测量机构 (F) 包括滑座 (31)， 该滑板 (32) 与滑杆座 (33) 相固定， 在滑杆座 (33) 中通过滑动轴承 (34) 支承有滑杆。
40、 (35)， 该滑杆 (35) 的上端与气缸 (36) 的活塞杆相固定， 气缸 (36) 安装于滑杆座 (33) 的顶 部， 滑杆 (35) 的下端与双铰链座 (37) 的顶部固定连接， 所述双铰链座 (37) 的底部与连接 架 (38) 铰接， 该连接架 (38) 与探头支撑壳体 (39) 的上端固定， 所述探头支撑壳体 (39) 的 内腔 (39a) 的上端为扩口， 该扩口中装有封盖组件， 且封盖组件中穿设有调节杆 (44)， 该调 节杆(44)与封盖组件螺纹配合， 且调节杆(44)的下端安装超声波探头(40)， 所述探头支撑 壳体 (39) 下端与尼龙块 (41) 相连， 该尼龙块 (4。
41、1) 的中心孔 (41a) 与探头支撑壳体 (39) 的内腔 (39a) 连通， 并且尼龙块 (41) 的底部设有圆弧形的通槽 (41b)， 尼龙块 (41) 的中心 孔 (41a) 的下孔口在该通槽 (41b) 的槽底 ； 在所述探头支撑壳体 (39) 的中部开有一个进 液口， 探头支撑壳体 (39) 的上部开有多个出液口， 所述进液口和出液口均与探头支撑壳体 (39) 的内腔 (39a) 相通 ； 抛光后的工件， 开始进入壁厚检测阶段， 检测时， 我们每隔 150mm 检测一个截面， 每个截面选取15个点， 即每隔24检测一个点， 然后驱动气缸(36)动作， 使 气缸 (36) 的活塞杆带。
42、动滑杆 (35) 向下移动， 悬挂安装在双铰链座 (37) 上的各部件随滑杆 (35) 一起下移， 直至尼龙块 (41) 底部的圆弧形通槽 (41b) 抵接在工件上 ； 通过进液口向探 头支撑壳体 (39) 的内腔 (39a) 中注入耦合剂， 使超声波探头 (40) 完全淹没在耦合剂中， 工 件的部分管壁也浸入耦合剂中， 多余耦合剂从出液口流出探头支撑壳体 (39) 外 ； 控制超声 波探头 (40) 发射超声波进行壁厚测量 ； 转动工件， 使尼龙块 (41) 底部的圆弧形通槽 (41b) 抵接在同一截面 的下一个检测点上 ； 重复步骤， 直至同一截面上的所有检测点完成壁厚测 量 ； 然后通过。
43、气缸 (36) 将尼龙块 (41) 抬起， 使尼龙块 (41) 移动到工件轴向的下一截面的 第一个检测点， 然后重复检测步骤， 直至所有截面的壁厚测量完成 ； 0012 6) 管材经过壁厚检测后， 得到各个截面的壁厚数据传递给计算机处理， 数据的处 理方式为现有技术， 在此不作赘述 ； 壁厚数据经过处理后， 得到壁厚值超出规定偏差的部 分， 把壁厚值超出规定偏差的部分命名为 “壁厚值过大处” ； 0013 7) 针对管材 “壁厚值过大处” ， 伺服电机 (26) 控制滑车 (25) 移动到工件需要磨削 的位置， 然后在磨头机构 (9) 进刀的同时， 工件旋转电机 (18) 把工件的 “壁厚值过。
44、大处” 来 回旋转于磨头机构(C)的磨削位置， 从而使磨头机构(C)磨削掉 “壁厚值过大处” 的外表面， 说 明 书 CN 103072063 A 8 4/9 页 9 直到壁厚值达到规定的要求 ； 0014 8) 重复步骤 5)， 对修磨后的管材进行壁厚检测， 检测后若壁厚值达到规定的要 求， 则壁厚修磨完毕， 若壁厚值未达到规定的要求， 则重复步骤 7) 和步骤 8) 再次生成修磨 程序对壁厚进行自动修磨， 直到壁厚值达到规定的要求 ； 0015 9) 对修磨后壁厚值达到要求的工件重复步骤 4) 进行整体抛光 ； 0016 10) 加工完毕后， 松开夹紧气缸 (19)， 使托轮组件 (G) 。
45、拖住工件， 驱动升降气缸 (16) 的活塞杆下移， 使工件下落到床身的 “V” 形托轮 (4) 上， 然后从床身上的 “V” 形托轮 (4) 移动到下料机构 (B) 的 “V” 形托轮 (4) 上， 下料机构 (B) 的机构与上料机构 (A) 相同， 下料过程与步骤 1) 相反。 0017 本发明的修磨原理为 ： 通过上料机构将工件自动放入到床身上， 然后通过辅助托 轮机构将工件移动到加工位置， 使用定位夹紧机构将工件夹紧， 先使用 磨头机构对工件进 行整体抛光方便检测， 然后采用壁厚测量机构对工件壁厚进行检测， 最后使用磨头机构对 需要磨削的地方进行加工， 加工完毕后进行一次整体抛光， 通过。
46、下料机构存放加工完毕的 工件。 0018 在所述堆料架 (5) 远离 “V” 形托轮 (4) 的一端下方均连接有升降杆 (6)， 所述升 降杆 (6) 竖向穿设在底座 (3) 上， 该升降杆 (6) 上螺纹连接有升降手柄 (7)， 且该升降手柄 (7) 安装在底座 (3) 上。 0019 所述托轮组件 (G) 包括抱箍 (18)， 该抱箍 (18) 箍在横梁 (15) 上， 且该抱箍 (18) 的一侧具有两个竖向设置且相互平行的安装耳 (47)， 两个所述安装耳 (47) 之间固定连接 有下连接板 (47a)， 在两个所述安装耳 (47) 之间还安装有托轮座 (48)， 该托轮座 (48) 包。
47、括 两块平行的安装板(48a)以及安装在两块安装板(48a)之间的上连接板(48b)， 所述上连接 板 (48b) 位于安装板 (48a) 的一端端头处， 该上连接板 (48b) 放置在下连接板 (47a) 上， 在 所述两块安装板 (48a) 的另一端共同安装有托轮组 (49)， 该两块平行安装板 (48a) 的中部 和两个安装耳(47)上共同贯穿设置有铰轴(50)， 且该铰轴(50)位于托轮组(49)和上连接 板(48b)之间 ； 在所述下连接板(47a)和上连接板(48b)上共同竖向贯穿设置有螺杆(51)， 该螺杆 (51) 的下端伸出下连接板 (47a) 下方由螺母锁死， 该螺杆 (5。
48、1) 的顶部螺纹连接有 压紧螺母 (52)， 且在该螺杆 (51) 的中部装有压缩弹簧 (53)， 所述压缩弹簧 (53) 的下端抵 接在上连接板 (48b) 上， 该压缩弹簧 (53) 的上端抵接在压紧螺母 (52) 的下表面上。当加 工长度非常长的工件时， 为了避免在加工过程中工件出现弯曲变形， 加工时需 要由托轮组 件支承工件以防止工件因受力发生弯曲变形， 同时托轮通过弹簧压缩成为浮动式结构， 以 避免工件出现过定位。 当工件过定位时， 磨头机构向下压工件， 从而使得托轮座装有托轮组 的一端下移， 由于托轮座是铰接在抱箍上， 托轮座的另一端就向上压缩弹簧。 当磨头机构没 有施加向下的压力。
49、时， 压缩弹簧向下压托轮座， 使托轮座固定。 0020 所述横梁 (15) 的两端活套在两个升降台 (14) 内， 该横梁 (15) 两端的下方均竖向 固定连接定位板(56)， 两个所述定位板(56)的同一侧均设置有旋转手柄(55)， 该旋转手柄 (55) 的柄部为圆盘状， 该旋转手柄 (55) 的端部抵接在定位板 (56) 上， 且该旋转手柄 (55) 安装在安装块 (54) 上， 每个升降台 (14) 下部固定有一个安装块 (54)。采用这种结构可以 预先调节托轮组件的倾斜角度， 以满足加工要求。 0021 为了方便尼龙块安装， 一方面使尼龙块安装牢靠， 另一方面避免尼龙块与探头支 说 明 书 CN 103072063 A 9 5/9 页 10 撑壳体之间发生耦合剂泄露， 所述尼龙块 (41) 的中心孔 (41a) 为上大下小的台阶孔， 该台 阶孔的大直径段将探头支撑壳体 (39) 的下端套入， 并通过径向上穿设的螺钉与探头支撑 壳体上开设的环槽的连接使二者相连， 连接后尼龙块(41)能绕探头支撑壳体(39)转动。 在 所述尼龙块 (41) 底部的通槽 (41b) 内嵌装有密封硅胶条 (45)， 该密封硅胶条 (45) 环绕在 尼龙块中心孔 (41a) 下孔口的外围。所述。