【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢管表面磨削加工，具体涉及一种钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置。
技术介绍
1、无缝钢管是一种具有优良力学性能的管材，广泛应用于石油开采和输送等领域。随着对能源需求的日益增加和石油勘探领域的扩大，石油钻井深度可达到数千米，为此要将多根无缝钢管的端部采用螺纹连接方式得到更长的管道，但在钢管端部加工螺纹会带来壁厚减薄的问题，进而降低接头处的连接强度。
2、目前，主要通过对无缝钢管的端部进行加厚处理，使钢管端部在加工螺纹后还能达到与管体相近的强度，该加厚工序通过大型c形加厚机完成，主要原理是利用芯棒穿过并挤压位于模腔内的红热钢管，钢管产生镦粗变形后的壁厚增大，期间模腔内产生的巨大变形力会造成部分金属经合模处流出，最终在钢管外圆表面形成两条厚度和宽度较小且位置对称的“筋边”，加厚过的钢管端部根据外径变化分为加厚段和过渡段，见图11。修磨筋边的目的是便于加工螺纹以及连接，修磨后的质量需要满足api标准。
3、常见的修磨方式包括人工修磨、机床修磨和机器人修磨。其中人工修磨是工人手持修磨机对工件进行打磨，此方法呈现的修磨效果与工人的操作经验密切相关，整体的修磨效率较低，修磨质量不稳定；机床修磨具有加工系统刚性好、精度高的优点，但通常机床结构较复杂，机床的加工模式固定导致其无法适用于多种型号产品的加工；机器人修磨是以机械臂抓取工件或修磨机构进行加工，可以充分发挥机器人的可操作空间大、柔性好和加工效率高的优势。在现有修磨方式中，存在砂轮损耗快，以及容易产生大量粉尘，污染工作环境等问题。此外，现有用于机器人修磨的
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种可用于机器人末端的钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置。与现有机器人修磨采用的修磨装置只能逐条修磨筋边相比，本专利技术设计的装置能够一次性磨削去除单根钢管的两条位置对称的筋边，同时能主动控制磨削力恒定，不仅提升修磨效率，还提升了修磨质量。与现有整圈外圆无差别修磨相比，本专利技术修磨过程中，砂轮损耗更慢，产生的粉尘更少，修磨效率却更高，更有利于降低成本，实现工厂生产方式的绿色转型。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置，安装于机械臂上，为能够同时修磨单根钢管的两条筋边，整体装置大致呈现左右对称的结构形式。该装置包括：
4、主体框架；
5、位移机构，中心对称设于主体框架内部两侧；
6、修磨机构，对称设于主体框架两侧，其与位移机构固定连接，工作端位于主体框架外部；
7、连接机构，设于主体框架的顶面，用于装置与机械臂的连接。
8、进一步地，所述主体框架为矩形框架，包括：
9、平行布置的顶板和底板，围绕顶板和底板设有多个支板；在本专利技术的某些实施例中，包括四块支板，分别为前侧支板、后侧支板、左侧支板、右侧支板，呈现长方体形状的主体外框是由各支板通过螺栓连接构成；
10、第一导轨，设于顶板内侧中心线；至少两个第二导轨，平行布置于底板上。
11、进一步地，所述主体框架除顶板外，其余板材均设有开孔，开孔兼顾减重、砂轮限位、气管预留通道、便于换装器件和观察装置内部运动的作用。
12、进一步地，所述顶板和底板的之间设有用于支撑二者的支撑板，避免顶板因承载的负荷过重而变形。
13、进一步地，所述位移机构包括：
14、修磨机构连接架，中部设有伸入主体框架内的第一连接杆，以及对称布置于第一连接杆两侧的第二连接杆；所述第一连接杆与设在第一导轨上的第一滑块固定连接；所述第二连接杆与设在第二导轨上的第二滑块固定连接；更进一步地，修磨机构导轨连接架是采用焊接方式将各块板连接为一体得到的，作为滑块和修磨机构之间的连接桥梁；在本专利技术的某些实施例中，修磨机构连接架要同时和第一导轨、第二导轨进行装配，安装后需要保证其能够在导轨上顺利滑动；
15、气缸，其伸缩杆与第一滑块固定相连，以带动第一滑块移动，进而带动修磨机构连接架的移动；为保证气缸活塞杆在推动内部导轨上的滑块时不发生卡死，在本专利技术的某些实施例中，使用垫片调节二者之间的高度差；为合理利用该主体框架的内部空间，在本专利技术的某些实施例中，两组气缸一前一后平行布置，前侧的气缸控制右下方的修磨机构，后侧的气缸控制左下方的修磨机构，通过控制二位五通电磁阀的通电情况来实现气缸杆换向，可以完成同步控制两个修磨机构与钢管接触或分开的功能。
16、进一步地，所述装置还设有用于控制气缸运动状态的气动回路；本装置的设计以气缸的柔顺性为基础，通过控制气缸杆伸缩来间接推动修磨机构与钢管接触，同时修磨机构与钢管接触所产生的反作用力体现在改变气缸内部的气压，实现柔顺修磨。
17、更进一步地，所述二位五通电磁阀设有两个排气孔，两个排气口分别连接两根气管；其中，一个气管经过分支得到两条支路，该两条支路同时连接两个气缸的进气口；另一个气管也经过分支得到两条支路，该两条支路同时连接两个气缸的出气口。
18、修磨装置采用的气动回路的主要特点：
19、压缩空气首先经过空气过滤器和油雾分离器处理得到干净气体，然后依次进入电气比例阀和二位五通电磁阀，其中电气比例阀内部具有闭环反馈，在plc的控制下能够输出恒定的气压，进而调节气缸输出到钢管的修磨力保持恒定；电磁阀的作用为实现气缸换向，电磁阀的两个排气口分别连接两根气管，为实现两个气缸的同步伸缩控制，由电磁阀出来的每根气管均经过分支得到两条气路，该两分路同时连接两个气缸的进气口或排气口，在靠近每个气缸的两条气路上均安装有速度控制阀，能够调节修磨机构和钢管接触的速度，避免因速度过大造成砂轮和钢管接触时发生损坏。
20、进一步地，所述修磨机构包括：电机安装架，其为侧面敞开的棱柱体，与位移机构固定连接；电机，安装于电机安装架的外侧面，电机的电机轴穿过相抵接的电机安装架，依次与设在电机安装架内侧的联轴器、砂轮安装轴相连；砂轮组件，安装于砂轮安装轴的端部，用于恒力修磨钢管端部的加厚筋边。
21、更进一步地，该装置的修磨机构使用伺服电机来驱动斜边砂轮旋转，但通常电机轴较短导致无法直接安装砂轮，故本专利技术中使用联轴器将电机轴和砂轮安装轴连接“延长”后用于安装砂轮，为避免砂轮在联轴器处产生较大的弯矩后影响砂轮旋转的稳定性，设置了轴承座来支撑砂轮安装轴，可以确保砂轮、砂轮安装轴和电机轴三者的中心处于同一条直线上，确保砂轮在高速旋转时的稳定性和安全性。
22、更进一步地，考虑到一方面需要增大砂轮的利用率，另一方面要避免因砂轮磨损后导致伺服电机与钢管发生干涉和碰撞，在设计中将修磨机构偏转一定的角度。
23、在本专利技术的某些实施例中，电机为伺服电机，具有较高的力矩，能够直接带动砂轮旋转，故二者间未设置减速机构，通过在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置，安装于机械臂上，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置，其特征在于，所述主体框架为矩形框架，包括：
3.根据权利要求2所述的一种钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置，其特征在于，所述顶板(201)和底板(202)的之间设有用于支撑二者的支撑板(212)。
4.根据权利要求2所述的一种钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置，其特征在于，所述位移机构包括：
5.根据权利要求4所述的一种钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置，其特征在于，所述装置还设有用于控制气缸运动状态的气动回路；
6.根据权利要求5所述的一种钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置，其特征在于，所述二位五通电磁阀(57)设有两个排气孔，两个排气口分别连接两根气管；
7.根据权利要求1所述的一种钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置，其特征在于，所述修磨机构包括：
8.根据权利要求7所述的一种钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置，其特征在于，所述砂轮安装轴(313)呈阶梯状。
9.根据权利
10.根据权利要求9所述的一种钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置，其特征在于，所述斜边砂轮(304)、砂轮安装轴(313)和电机轴的中心处于同一条直线上。
...【技术特征摘要】
1.一种钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置，安装于机械臂上，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置，其特征在于，所述主体框架为矩形框架，包括：
3.根据权利要求2所述的一种钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置，其特征在于，所述顶板(201)和底板(202)的之间设有用于支撑二者的支撑板(212)。
4.根据权利要求2所述的一种钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置，其特征在于，所述位移机构包括：
5.根据权利要求4所述的一种钢管端部加厚筋边恒力修磨用装置，其特征在于，所述装置还设有用于控制气缸运动状态的气动回路；
6.根据权利要求5所述的一种钢管端部加厚筋边恒力修...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩先洪，范锐，沈力伟，范应奇，刘茂生，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。