用于加工管的机器制造技术

一种机器(100)，包括：加工头(22)，其承载适当的加工工具以在管(T)上执行一个或多个加工操作；进给单元(14)，其用于沿着管(T)的纵向轴线(x)朝向加工头(22)进给管(T)；可编程控制单元，其用于控制进给单元(14)和加工头(22)；以及光学传感器(34)，其布置为光学地测量所加工管(T)沿着其纵向轴线(x)的向前位移和/或所加工管(T)围绕其纵向轴线(x)的旋转位移。

Machines for processing pipes

【技术实现步骤摘要】
用于加工管的机器
本专利技术总体上涉及一种用于加工例如弯曲的管、杆、型材和类似细长坯料的机器。
技术介绍
在以下描述中，为了方便起见，将参考管的弯曲，应理解，本专利技术可应用于任何其他细长坯料的加工，不管其是否为杆、型材等。此外，即使以下描述具体参考布置为加工(具体地弯曲)卷绕成盘管的管的机器来提供，本专利技术也并非旨在限于布置为加工卷绕成盘管的管或其他细长坯料的机器，而是还可应用于在直管段上操作的机器。已知有这样的机器，其从卷绕成盘管的管开始，将管矫直、弯曲，然后切割成适当尺寸。这种机器的一个实例是由本申请人生产并以4-RUNNER的名称销售的弯管机。此机器在附图的图1至图3中示出，其中，图1示出了作为整体的机器，图2示出了没有卷筒的机器，而图3详细示出了机器的矫直单元和进给单元。待加工管(以T表示)在机器(其通常以100表示)的后部以盘管C的形式装载在卷筒10上，并且在操作期间通过卷筒10的适当旋转运动从盘管C逐渐展开。一旦从盘管C展开，管T便由矫直单元(straighteningunit)12矫直，并由进给单元14沿着其纵向轴线(以x表示)进给。在图1至图3所示的机器中，进给单元14位于矫直单元12的下游，但是这两个单元的布置也可以颠倒。矫直单元12包括第一组惰轮16和第二组惰轮18，第一组惰轮16在垂直于盘管C的轴线的第一矫直平面中作用在管T的相对侧上，第二组惰轮18在垂直于第一矫直平面的第二矫直平面中作用在管T的相对侧上。矫直单元12的两组惰轮16和18的功能是使管T的材料在多于一个方向上塑性变形，以最终获得矫直的管。进给单元14包括两对或更多对机动辊轮20，其布置在管T的相对侧上，并且通过旋转，利用摩擦将运动传递给管T，导致管T沿着其纵向轴线x向前移动。这样矫直的管T到达机器的前部区域，在此处，承载特殊弯曲工具的弯曲头22根据由用户提前限定的几何形状弯曲管。弯曲头22具有足够的自由度以完全围绕管T的纵向轴线x旋转，从而能够在不同的平面中弯曲管T。管矫直和进给操作经常导致矫直和进给单元下游的管定位的误差。实际上，卷绕成盘管的管的截面通常是不均匀的，并且不是圆形的。由于辊轮在管上施加的压力的不正确调节或者由于辊轮表面的几何形状的不完美，通过辊轮对管进行的拉伸可能在管的材料上产生不均匀的压力，并且随后产生管围绕其纵向轴线的旋转位移。这种定位误差不可避免地影响随后的管弯曲阶段。为了确保根据所需的几何形状执行管弯曲阶段，必须正确地测量管沿着其纵向轴线的向前位移，并且避免或替代地测量和适当补偿管围绕其纵向轴线的任何旋转位移。通常，使用包括测量轮的接触测量装置来测量管沿着其纵向轴线的向前位移，测量轮在管上滚动，将管的纵向运动传递到光学编码器。为了确保测量轮与管材料的连续接触(这对于测量装置的正确操作是重要的)，测量轮通常具有滚花接触表面，以即使在管的高速和加速度的情况中也避免轮和管之间的滑动。然而，这经常在管的表面上产生不期望的痕迹。为了克服这种不便，测量轮(或者至少轮的径向最外侧部分，其旨在与管接触)可由具有更高摩擦系数的材料(例如橡胶)制成。然而，这导致测量轮的更高的可变形性，导致测量精度的降低。为了防止管围绕其纵向轴线的旋转位移，已知的机器通常配备有防旋转装置，在图1至图3中以24表示。防旋转装置24基本上包括可沿着管T的纵向轴线x移动的托架26，以及两个分别与托架26和机器结构成一体的气动操作的夹持器28和30。托架26在具有循环球轴瓦的引导件上自由滑动，并且通过气动缸32来高速控制其在静止状态中的定位。两个夹持器28和30中的每个都配备有两个具有圆形横截面的凹槽的块，该圆形横截面的标称半径等于待加工管T的半径。总是在夹持器28(即，与托架26成一体的可移动夹持器)保持关闭的同时供给管T，以避免管围绕其轴线的旋转位移。在夹持器28的返回行程中，管T由另一夹持器30(即，与机器结构成一体的固定夹持器)保持在适当位置。这种防旋转装置除了笨重以外，还导致机器的总循环时间增加。在管加工机器(特别是在直管段上操作的弯管机，不仅是在卷绕成盘管的管上操作的机器)的情况中，还存在测量管沿着其纵向轴线的向前位移和/或管围绕其纵向轴线的旋转位移的需要。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种管加工机器(或者更一般地，如在说明书的引言部分中提到的，一种用于加工细长坯料的机器)，其能够以精确、快速和可靠的方式测量所加工管沿着其纵向轴线的向前位移和/或所加工管围绕其纵向轴线的旋转位移，而不会损坏管材料的表面或增加机器的循环时间。根据本专利技术，此目的及其他目的通过一种管加工机器来完全实现，该管加工机器配备有光学传感器，其布置为在加工管的同时光学地测量管沿着其纵向轴线的向前位移和/或管围绕其纵向轴线的旋转位移，其中，光学传感器包括：光源(LED或激光器)，其用于照亮所加工管的表面部分；相机，其用于获取管的所述表面部分的图像；以及数字处理单元，其用于在每个时刻基于由相机在该时刻获取的管的所述表面部分的图像与在前一时刻获取的图像的比较，确定管沿着其纵向轴线的向前位移和/或管围绕其纵向轴线的旋转位移。由于使用这种光学传感器来测量所加工管的向前和/或旋转位移，所以不再必须如现有技术中那样使用测量轮，因此避免了与测量轮和管材料之间的接触相关的上述不便。此外，由于光学传感器不仅允许精确测量所加工管的向前位移，而且允许精确测量其旋转位移的事实，所以不再必须如现有技术中的情况那样提供用于防止管旋转的防旋转系统，而是在已知加工头上游的管的旋转位移的情况下，通过加工头的适当移动来补偿此旋转位移就足够了。因此，机器的循环时间不增加。附图说明从以下参考附图的仅通过非限制性实例给出的详细描述中，本专利技术的其他特征和优点将变得更加明显，附图中：图1示出了根据现有技术的管加工机器；图2示出了图1的机器，没有卷筒；图3详细地示出了图1的机器的矫直单元、进给单元和防旋转装置；图4示出了根据本专利技术的一个实施方式的管加工机器；图5示出了图4的机器的传感器，及其用于将光学传感器定位在所加工管附近的定位机构；并且图6示意性地示出了图5的光学传感器的结构。具体实施方式参考图4，其中，与图1至图3的部件和元件相同或对应的部件和元件用相同的参考数字表示，根据本专利技术的一个实施方式的管加工机器总体上用100表示。下面参考图4描述的机器是弯管机，即，配置为执行管弯曲操作的机器，但是本专利技术不限于此类型的机器，可应用于布置为在管上(或在其他细长坯料上)执行任何其他类型的加工操作的机器。此外，虽然在本文中描述和示出的机器设计为处理卷绕成盘管的管，但是本专利技术不限于此类型的机器，而是也可应用于设计为处理直管段的机器。如以上参考图1至图3描述的现有技术中那样，机器100基本上包括：-卷筒10，待加工的(在此情况中是待弯曲的)管T的盘管C放置在卷筒10上；-矫直单元12，其布置为当管T从盘管C展开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于加工管(T)的机器，包括：加工头(22)，承载适合于在所述管(T)上执行一个或多个加工操作的加工工具；管进给单元(14)，用于将所述管(T)沿着所述管的纵向轴线(x)朝向所述加工头(22)供给；以及可编程控制单元，布置为控制所述管进给单元(14)和所述加工头(22)，/n其特征在于，所述机器还包括位于所述管进给单元(14)下游的光学传感器(34)，所述光学传感器布置为在加工所述管(T)的同时光学地测量所述管(T)沿着所述纵向轴线(x)的向前位移和/或所述管(T)围绕所述纵向轴线(x)的旋转位移，其中，所述光学传感器(34)包括：用于照亮所述管(T)的表面部分(S)的光源(38)；用于获取所述管(T)的表面部分(S)的图像的相机(40)；以及数字处理单元(42)，所述数字处理单元用于在每个时刻基于由所述相机(40)在该时刻获取的所述管(T)的所述表面部分(S)的图像与在前一时刻获取的图像的比较来确定所述管(T)沿着所述纵向轴线(x)的向前位移和/或所述管(T)围绕所述纵向轴线(x)的旋转位移。/n

【技术特征摘要】
20180905 IT 1020180000083561.一种用于加工管(T)的机器，包括：加工头(22)，承载适合于在所述管(T)上执行一个或多个加工操作的加工工具；管进给单元(14)，用于将所述管(T)沿着所述管的纵向轴线(x)朝向所述加工头(22)供给；以及可编程控制单元，布置为控制所述管进给单元(14)和所述加工头(22)，
其特征在于，所述机器还包括位于所述管进给单元(14)下游的光学传感器(34)，所述光学传感器布置为在加工所述管(T)的同时光学地测量所述管(T)沿着所述纵向轴线(x)的向前位移和/或所述管(T)围绕所述纵向轴线(x)的旋转位移，其中，所述光学传感器(34)包括：用于照亮所述管(T)的表面部分(S)的光源(38)；用于获取所述管(T)的表面部分(S)的图像的相机(40)；以及数字处理单元(42)，所述数字处理单元用于在每个时刻基于由所述相机(40)在该时刻获取的所述管(T)的所述表面部分(S)的图像与在前一时刻获取的图像的比较来确定所述管(T)沿着所述纵向轴线(x)的向前位移和/或所述管(T)围绕所述纵向轴线(x)的旋转位移。


2.根据权利要求1所述的机器，其中，所述控制单元连接到光学传感器(34)，以从光学传感器(34)接收与所述管(T)沿着所述纵向轴线(x)的向前位移和/或所述管(T)围绕所述纵向轴线(x)的旋转位移相关的数据，并在加工期间基于这些数据来控制所述管进给单元(14)和所述加工头(22)。


3.根据权利要求1或2所述的机器，还包括定位机构(36)，用于保持所述光学传感器(34)靠近所加工的管(T)并与所述管(T)的纵向轴线(x)对准。


4.根据权利要求3所述的机器，其中，所述光学传感器(34)包括外壳(44)，其中，所述光源(38)、所述相机(40)和所述数字处理单元(42)容纳在所述外壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯托·杰米尼亚尼，
申请(专利权)人：BLM有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT