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CN113020364A - 管道连接处限位结构加工机床和机床控制方法 - Google Patents

管道连接处限位结构加工机床和机床控制方法 Download PDF

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CN113020364A
CN113020364A CN202110297002.1A CN202110297002A CN113020364A CN 113020364 A CN113020364 A CN 113020364A CN 202110297002 A CN202110297002 A CN 202110297002A CN 113020364 A CN113020364 A CN 113020364A
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workpiece
punching
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Abstract

本发明涉及机床技术领域，公开了一种管道连接处限位结构加工机床和机床控制方法。其中，所述管道连接处限位结构加工机床包括冲压机构、送料机构、用于驱动所述冲压机构的驱动机构以及用于固定所述冲压机构的固定部；通过上述技术方案，通过送料机构将待加工工件送入进料口；驱动机构驱动所述冲压机构对工件的连接处进行冲压，形成限位结构；其中，所述限位结构为形成在所述工件外表面的凹槽。这样，基于限位结构的形成，两个管道之间就可以实现连接，以限制两根管道之间在轴向上发生相对位移和在周向上发生相对转动。

Description

管道连接处限位结构加工机床和机床控制方法
技术领域
本发明涉及机床技术领域，具体地涉及一种管道连接处限位结构加工机床和机床控制方法。
背景技术
机床(英文名称：machine tool)是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。
在圆形管道连接中，一般通过焊接的方式将两个圆形管道的连接处进行固定，防止两根管道之间在轴向上发生相对位移或在周向上发生相对转动。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的管道连接方式，以限制两根管道之间在轴向上发生相对位移和在周向上发生相对转动。为此，本发明提供一种管道连接处限位结构加工机床和机床控制方法。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种管道连接处限位结构加工机床，所述管道连接处限位结构加工机床包括冲压机构、送料机构、用于驱动所述冲压机构的驱动机构以及用于固定所述冲压机构的固定部；
所述送料机构包括滑动轨道和与所述滑动轨道滑动连接的滑块；所述滑块的上端面设置有伸缩部，所述伸缩部的顶部设置有载料台，所述伸缩部用于升高和降低所述载料台；
所述冲压机构包括中心设置有第一开口的旋转齿盘、设置在所述旋转齿盘的上端面且与所述旋转齿盘同轴设置的固定盘、驱动杆以及至少两个以所述进料口轴线为中心旋转对称的冲压部；所述固定盘的中心设置有与所述第一开口对齐的进料口；在所述驱动机构的驱动下，所述旋转齿盘能够绕着所述固定盘的轴心旋转；所述驱动杆的一端与所述旋转齿盘固定连接；所述冲压部设置在所述进料口处；所述冲压部与所述固定盘铰接；所述冲压部上设置有冲压头；所述冲压部包括尖端部，所述尖端部朝向所述进料口的中心，所述冲压头设置在所述尖端部；所述驱动杆的另一端与所述冲压部连接；驱动所述冲压部能够使得所述冲压部朝向和背离所述旋转齿盘的盘心方向合拢和张开；
驱动机构，包括驱动电机和设置在所述驱动电机的输出轴上的主动齿轮，所述主动齿轮与所述旋转齿盘啮合；
所述滑动轨道经过所述进料口的正下方，通过所述送料机构能够将所述载料台上的物料送入所述进料口中。
通过上述技术方案，通过送料机构将待加工工件送入进料口；驱动机构驱动所述冲压机构对工件的连接处进行冲压，形成限位结构；其中，所述限位结构为形成在所述工件外表面的凹槽。这样，基于限位结构的形成，两个管道之间就可以实现连接，以限制两根管道之间在轴向上发生相对位移和在周向上发生相对转动。
进一步地，所述固定部包括第一固定杆和第二固定杆，所述第一固定杆的一端与所述固定盘固定连接，另一端与所述第二固定杆的固定连接，所述第二固定杆与作业平台固定连接。
进一步地，所述第二固定杆为伸缩杆，其与所述作业平台垂直，驱动所述第二固定杆能够升高或降低所述冲压机构。
进一步地，所述驱动杆设置为五条，所述冲压部设置为五片；每条所述驱动杆分别对应每片所述冲压部；所述冲压部在合拢状态下形成一个盘状结构。
进一步地，所述进料口向下延伸出环状边缘，所述环状边缘伸入所述第一开口中并贴在所述第一开口的内壁上。
进一步地，所述滑动轨道为环形轨道，所述滑动轨道上设置有多个所述滑块。
进一步地，所述管道连接处限位结构加工机床还包括控制器，所述控制器分别与冲压机构、送料机构、驱动机构以及固定部电连接；
所述控制器用于控制和协调所述冲压机构、送料机构、驱动机构以及固定部的工作状态。
本发明第二方面提供一种机床控制方法，所述机床控制方法包括：
S1，通过送料机构将待加工工件送入进料口；
S2，驱动机构驱动所述冲压机构对工件的连接处进行冲压，形成限位结构；
其中，所述限位结构为形成在所述工件外表面的凹槽。
通过上述技术方案，通过送料机构将待加工工件送入进料口；驱动机构驱动所述冲压机构对工件的连接处进行冲压，形成限位结构；其中，所述限位结构为形成在所述工件外表面的凹槽。这样，基于限位结构的形成，两个管道之间就可以实现连接，以限制两根管道之间在轴向上发生相对位移和在周向上发生相对转动。
进一步地，
在S2中，通过所述伸缩部调整所述载料台工件的高度或通过所述固定部调整所述冲压机构的高度，以确保所述工件的连接处处于所述冲压头向所述进料口的中心运动的路径上。
进一步地，在S2之后，驱动所述驱动机构释放工件，通过所述伸缩部调整所述载料台工件的高度或通过所述固定部调整所述冲压机构的高度，以使得工件在垂直方向上离开所述进料口。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本管道连接处限位结构加工机床一种实施方式的结构示意图；
图2是旋转齿盘、驱动杆、冲压部装配关系的一种实施方式的结构示意图；
图3是旋转齿盘一种实施方式的结构示意图；
图4是固定盘一种实施方式的结构示意图；
图5是驱动杆一种实施方式的结构示意图；
图6是冲压部一种实施方式的结构示意图；
图7是图4的另一角度的结构示意图；
图8是旋转齿盘和固定盘装配关系的爆炸图；
图9是铰接结构一种实施方式的结构示意图；
图10是冲压部合拢状态下的结构示意图；
图11是待加工工件的一种实施方式的结构示意图；
图12是限位结构形成的结构示意图；
图13是固定盘另一种实施方式的结构示意图。
附图标记说明
10旋转齿盘 11第一开口
20固定盘 21进料口
30驱动杆 40冲压部
41冲压头 22环状边缘
23固定柱 51上限位块
52下限位块 53连接柱
61滑动轨道 62滑块
63伸缩部 64载料台
71驱动电机 72主动齿轮
81第一固定杆 82第二固定杆
91外管道 92内管道
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指在装配使用状态下的方位。“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明中提供第一方面提供一种管道连接处限位结构加工机床，如图1-图7所示，所述管道连接处限位结构加工机床包括冲压机构、送料机构、用于驱动所述冲压机构的驱动机构以及用于固定所述冲压机构的固定部；
所述送料机构包括滑动轨道61和与所述滑动轨道61滑动连接的滑块62；所述滑块62的上端面设置有伸缩部63，所述伸缩部63的顶部设置有载料台64，所述伸缩部64用于升高和降低所述载料台64。所述送料机构还包括用于驱动所述滑块62沿着所述滑动轨道61滑动的电机，在一种优选的实施方式中，所述电机选用步进电机。步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。
所述冲压机构包括中心设置有第一开口11的旋转齿盘10、设置在所述旋转齿盘10的上端面且与所述旋转齿盘10同轴设置的固定盘20、驱动杆30以及至少两个以所述进料口21轴线为中心旋转对称的冲压部40；所述固定盘20的中心设置有与所述第一开口11对齐的进料口21；在所述驱动机构的驱动下，所述旋转齿盘10能够绕着所述固定盘20的轴心旋转；所述驱动杆30的一端与所述旋转齿盘10固定连接；所述冲压部40设置在所述进料口21处；所述冲压部40与所述固定盘20铰接；所述冲压部40上设置有冲压头41；所述冲压部40包括尖端部，所述尖端部朝向所述进料口21的中心，所述冲压头41设置在所述尖端部；所述驱动杆30的另一端与所述冲压部40连接；驱动所述冲压部40能够使得所述冲压部40朝向和背离所述旋转齿盘10的盘心方向合拢和张开。如图5所示，在一种可选的具体实施方式中，所述驱动杆30的两端均设置有安装孔31。通过所述安装孔31既可以实现铰接也可以实现固定连接。
驱动机构，包括驱动电机71和设置在所述驱动电机71的输出轴上的主动齿轮72，所述主动齿轮72与所述旋转齿盘10啮合。通过所述驱动机构驱动所述冲压部40能够使得所述冲压部40朝向和背离所述旋转齿盘10的盘心方向合拢和张开，实现对工件连接处的冲压；
所述滑动轨道61经过所述进料口21的正下方，通过所述送料机构能够将所述载料台64上的物料送入所述进料口21中。
在一种可选的具体实施方式中，所述驱动杆30与所述旋转齿盘10的连接方式为固定连接；所述驱动杆30与所述冲压部40连接方式为固定连接；所述冲压部40与所述固定盘20的连接方式为铰接。其中，铰接可以通过如下具体铰接结构实现：如图9所示，所述铰接结构包括上限位块51、下限位块52和连接柱53，所述上限位块51和所述下限位块52相互平行，所述连接柱53的一端与所述上限位块51固定连接，其另一端与所述下限位块52固定连接。对于所述冲压部40与所述固定盘20的铰接而言，所述冲压部40套设在所述连接柱53上且与所述连接柱53能够相对转动，所述下限位块52设置在所述固定盘20的上端面。
通过送料机构将待加工工件送入进料口21中，驱动机构驱动所述冲压机构对工件的连接处进行冲压，形成限位结构。其中，所述限位结构为形成在所述工件外表面的凹槽。这样，基于限位结构的形成，两个管道之间就可以实现连接，以限制两根管道之间在轴向上发生相对位移和在周向上发生相对转动。不同形状的所述冲压头41，冲压形成的凹槽的形状是不同的，也就是说，不同形状的冲压头41形成的限位结构是不同的。
进一步地，所述固定部包括第一固定杆81和第二固定杆82，所述第一固定杆81的一端与所述固定盘20固定连接，另一端与所述第二固定杆82的固定连接，所述第二固定杆82与所述作业平台50固定连接。进一步地，所述第二固定杆82为伸缩杆，其与所述作业平台50垂直，驱动所述第二固定杆82能够升高或降低所述冲压机构。可以选用液压缸、气压缸或电动推杆作为伸缩杆。
在一种可选的具体实施方式中，所述驱动杆30设置为五条，所述冲压部40设置为五个；每条所述驱动杆30分别对应每个所述冲压部40。所述冲压部40在合拢状态下形成一个盘状结构(如图10所示)。进一步地，所述进料口21的大小小于或等于所述第一开口11的大小。在一种可选的具体实施方式中，所述第一开口11和所述进料口21均为圆形开口，所述进料口21的大小小于或等于所述第一开口11的大小体现为：所述进料口21的直径小于或等于所述第一开口11的直径。
在前文中已经阐述了所述旋转齿盘10和所述固定盘20之间是能够相对转动的。能够相对转动的具体实现结构是这样的：如图7和图8所示，所述固定盘20的开口向下延伸出环状边缘22，所述环状边缘22伸入所述第一开口11中并贴在所述第一开口11的内壁上。需要说明的是，所述环状边缘22与所述第一开口11的内壁贴合，但不固定，也就是说，所述环状边缘22与所述第一开口11之间会存在一定的摩擦力，但是不影响它们之间的相对转动。进一步具体而言，所述环状边缘22与所述第一开口11发生相对转动时，所述固定盘20是不动的，所述旋转齿盘10转动。所述旋转齿盘10的转动方向为绕着其自身轴线转动。
在另一种可选的具体实施方式中，如图13所述，所述环状边缘22的侧壁上设置有环状凸缘23，所述环状凸缘23起到限位和支撑的作用。
进一步地，如图1所示，所述滑动轨道61为环形轨道，所述滑动轨道61上设置有多个所述滑块62。每个所述滑块62上均设置有伸缩部63和载料台，每个所述滑块62所处的位置即为一个工位。在一种优选的具体实施方式中，相邻所述滑块62之间的间距是相等的。
在一种可选的具体实施中，所述载料台64为一个筒体；在另一种可选的具体实施方式中，所述载料台64可以选用夹具。
进一步地，所述管道连接处限位结构加工机床还包括控制器，所述控制器分别与冲压机构、送料机构、驱动机构以及固定部电连接；
所述控制器用于控制和协调所述冲压机构、送料机构、驱动机构以及固定部的工作状态。
以管道连接为例，以滑动轨道61为环形轨道，简要说明本发明的工作原理：
如图11和图12所示，一个外管道91套在内管道92外，如果没有限位结构，外管道和内管道在周向上和轴向上都能发生相对运动。在此基础上，使用时，将工件置于所述载料台64，驱动所述滑块62在所述滑动轨道61上滑动，使得其中一个所述滑块62位于所述冲压机构的正下方，确切的来说，位于所述进料口21的正下方。通过所述伸缩部64调整所述载料台64上工件的高度或通过所述固定部调整所述冲压机构的高度，以确保所述外管道和内管道的连接处位于所述冲压头41向所述进料口21的中心运动的路径上。随后通过所述驱动机构驱动所述冲压机构，具体而言，基于所述主动齿轮72与所述旋转齿盘10是啮合的，当主动齿轮72正转时，所述主动齿轮72带动旋转齿盘10转动，从而带动所述冲压部40朝向所述进料口21的中心运动。当进料口21进一步朝向进料口21的中心运动时，所述冲压头41挤压外管道和内管道的连接处，并同时在外管道和内管道的外表面形成相互重叠的凹槽，该凹槽就是限位结构。基于凹槽的形成，外管道和内管道在周向上和轴向上就不能发生相对运动，实现了管道之间限位和连接的作用。当主动齿轮72反转时，主动齿轮72带动旋转齿盘10转动，从而带动所述冲压部40背离所述进料口21的中心运动，释放工件，通过所述伸缩部64调整所述载料台64上工件的高度或通过所述固定部调整所述冲压机构的高度，使得工件位于所述冲压机构的下方(位于进料口21之外)，驱动所述滑块41，将加工完成的工件带离所述冲压机构的下方，于此同时，下一个滑块41上的工件将处于冲压机构的下方，重复上述程序，即可对工件的连接处进行冲压，形成限位结构。
以上的过程均可以通过所述控制器控制实现。
本发明第二方面提供一种机床控制方法，所述机床控制方法包括：
S1，通过送料机构将待加工工件送入进料口21；
S2，驱动机构驱动所述冲压机构对工件的连接处进行冲压，形成限位结构；
其中，所述限位结构为形成在所述工件外表面的凹槽。
通过送料机构将待加工工件送入进料口21；驱动机构驱动所述冲压机构对工件的连接处进行冲压，形成限位结构；其中，所述限位结构为形成在所述工件外表面的凹槽。这样，基于限位结构的形成，两个管道之间就可以实现连接，以限制两根管道之间在轴向上发生相对位移和在周向上发生相对转动。
进一步地，在S2中，通过所述伸缩部64调整所述载料台64工件的高度或通过所述固定部调整所述冲压机构的高度，以确保所述工件的连接处处于所述冲压头41向所述进料口21的中心运动的路径上。
进一步地，在S2之后，驱动所述驱动机构释放工件，通过所述伸缩部64调整所述载料台64工件的高度或通过所述固定部调整所述冲压机构的高度，以使得工件在垂直方向上离开所述进料口21。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种管道连接处限位结构加工机床，其特征在于，所述管道连接处限位结构加工机床包括冲压机构、送料机构、用于驱动所述冲压机构的驱动机构以及用于固定所述冲压机构的固定部；
所述送料机构包括滑动轨道(61)和与所述滑动轨道(61)滑动连接的滑块(62)；所述滑块(62)的上端面设置有伸缩部(63)，所述伸缩部(63)的顶部设置有载料台(64)，所述伸缩部(64)用于升高和降低所述载料台(64)；
所述冲压机构包括中心设置有第一开口(11)的旋转齿盘(10)、设置在所述旋转齿盘(10)的上端面且与所述旋转齿盘(10)同轴设置的固定盘(20)、驱动杆(30)以及至少两个以所述进料口(21)轴线为中心旋转对称的冲压部(40)；所述固定盘(20)的中心设置有与所述第一开口(11)对齐的进料口(21)；在所述驱动机构的驱动下，所述旋转齿盘(10)能够绕着所述固定盘(20)的轴心旋转；所述驱动杆(30)的一端与所述旋转齿盘(10)固定连接；所述冲压部(40)设置在所述进料口(21)处；所述冲压部(40)与所述固定盘(20)铰接；所述冲压部(40)上设置有冲压头(41)；所述冲压部(40)包括尖端部，所述尖端部朝向所述进料口(21)的中心，所述冲压头(41)设置在所述尖端部；所述驱动杆(30)的另一端与所述冲压部(40)连接；驱动所述冲压部(40)能够使得所述冲压部(40)朝向和背离所述旋转齿盘(10)的盘心方向合拢和张开；
驱动机构，包括驱动电机(71)和设置在所述驱动电机(71)的输出轴上的主动齿轮(72)，所述主动齿轮(72)与所述旋转齿盘(10)啮合；
所述滑动轨道(61)经过所述进料口(21)的正下方，通过所述送料机构能够将所述载料台(64)上的物料送入所述进料口(21)中。
2.根据权利要求1所述的管道连接处限位结构加工机床，其特征在于，所述固定部包括第一固定杆(81)和第二固定杆(82)，所述第一固定杆(81)的一端与所述固定盘(20)固定连接，另一端与所述第二固定杆(82)的固定连接，所述第二固定杆(82)与作业平台(50)固定连接。
3.根据权利要求2所述的管道连接处限位结构加工机床，其特征在于，所述第二固定杆(82)为伸缩杆，其与所述作业平台(50)垂直，驱动所述第二固定杆(82)能够升高或降低所述冲压机构。
4.根据权利要求1所述的管道连接处限位结构加工机床，其特征在于，所述驱动杆(30)设置为五条，所述冲压部(40)设置为五片；每条所述驱动杆(30)分别对应每片所述冲压部(40)；所述冲压部(40)在合拢状态下形成一个盘状结构。
5.根据权利要求1所述的管道连接处限位结构加工机床，其特征在于，所述进料口(21)向下延伸出环状边缘(22)，所述环状边缘(22)伸入所述第一开口(11)中并贴在所述第一开口(11)的内壁上。
6.根据权利要求1所述的管道连接处限位结构加工机床，其特征在于，所述滑动轨道(61)为环形轨道，所述滑动轨道(61)上设置有多个所述滑块(62)。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的管道连接处限位结构加工机床，其特征在于，所述管道连接处限位结构加工机床还包括控制器，所述控制器分别与冲压机构、送料机构、驱动机构以及固定部电连接；
所述控制器用于控制和协调所述冲压机构、送料机构、驱动机构以及固定部的工作状态。
8.一种机床控制方法，其特征在于，包括权利要求1-6中任意一项所述的机床，所述机床控制方法包括：
S1，通过送料机构将待加工工件送入进料口(21)；
S2，驱动机构驱动所述冲压机构对工件的连接处进行冲压，形成限位结构；
其中，所述限位结构为形成在所述工件外表面的凹槽。
9.根据权利要求8所述的机床控制方法，其特征在于：
在S2中，通过所述伸缩部(64)调整所述载料台(64)工件的高度或通过所述固定部调整所述冲压机构的高度，以确保所述工件的连接处处于所述冲压头(41)向所述进料口(21)的中心运动的路径上。
10.根据权利要求9所述的机床控制方法，其特征在于，在S2之后，驱动所述驱动机构释放工件，通过所述伸缩部(64)调整所述载料台(64)工件的高度或通过所述固定部调整所述冲压机构的高度，以使得工件在垂直方向上离开所述进料口(21)。
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