石油管數控雷射熱處理機的製作方法

2023-10-08 08:53:34 2

專利名稱：石油管數控雷射熱處理機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油管數控雷射熱處理機，屬於數控雷射加工 機設備，主要用於石油管螺紋雷射淬火熱處理，以加強石油管螺紋強度， 保證石油管連接後能滿足石油輸出的要求。
背景技術：
雷射熱處理是一種表面改造技術，主要指雷射淬火、雷射毛化、激 光表面合金化、非晶體化、衝擊強化等，屬高新技術，有著廣泛的用途， 各個行業均在研究這項技術，使之能更好的被應用。而雷射淬火是雷射 熱處理中研究最早、最多，進展最快，並且得到廣泛應用的一種工藝。
雷射淬火是指用高功率密度的雷射束快速掃描工件，在其表面極薄 一層的區域內，溫度以極快速度上升到奧氏體溫度，而工件基體溫度基 本保持不變。當雷射束移開時，由於熱傳導的作用，處於冷態的基體使 其迅速冷卻得到馬氏體組織實現自冷淬火，進而實現工件表面相變硬化。 雷射淬火在提高工件表面硬度、耐磨性、耐蝕性以及強度和高溫性能的 同時，又可使其芯部仍保持較好的韌性，具有顯著的經濟效益。在許多 工業應用方面，逐步取代傳統的淬火處理技術。
石油管管體螺紋採用雷射淬火後，其生產效率極大提高，整個工藝 過程自動化程度高，生產周期短，成本低，逐步被石化行業接受並應用。 目前，國內只有少數石化行業使用雷射淬火設備，且因其性能不能很好 的滿足需求，尚未大面積使用。 發明內容
本實用新型的目的是設計一種便於採用數控系統實現自動對石油管 管體螺紋淬火的石油管數控雷射熱處理機，通過程序控制將石油管從送 料、雷射淬火、出料一併完成，實現高速自動連續加工流水線生產需求。
本實用新型的技術方案:本實用新型的石油管數控雷射熱處理機包 括支臂、Z軸箱、雷射頭、工作檯、旋轉軸、送料線，Z軸箱固定在支臂 的立柱上可沿立柱水平移動；光頭則通過固定在Z軸箱上的滾珠絲槓螺
母副沿Z軸箱上的導軌副垂直移動；旋轉軸固定在工作檯上，可繞水平
軸向轉動，其上還安裝有氣動卡盤。
其送料線包括烘乾組件、主送料組件、輔送料組件、頂料組件，其送料線上有翻料組件，翻料組件包括支座，支座上固定滑座，氣缸固定 在支座內，氣缸的輸出端通過Y接頭與溜板連接，溜板與滑座滑動配合， 溜板上固定翻料板，翻料板上端有對應待加工工件斜面和對應加工好工 件斜面。
所述的石油管數控雷射熱處理機，其頂料組件6. 4主要包括支座，
支座上固定滑座，氣缸固定在支座內，氣缸的輸出端通過Y接頭與溜板
連接，溜板上端安裝有兩個軸，兩個軸上安裝支撐軸承。
所述的石油管數控雷射熱處理機，在旋轉軸處的工作檯上設置位置
檢測組件，位置檢測組件包括支座，支座上安裝溜板與支座滑動配合，
溜板與氣缸輸出端連接，定位盤安裝在溜板上的水平導套上，接近開關
安裝在接近定位盤的溜板上。
所述的石油管數控雷射熱處理機，在送料線末端設置尾位檢測組件，
尾位檢測組件包括支架，支架上安裝接近開關和定位盤，定位盤通過導
套安裝在支架上。
所述的石油管數控雷射熱處理機，其烘乾組件包括底座，在底座側
連接支座，風箱固定在底座，熱風機置於支座上與風箱連通，熱風機出
口有導流板。
本實用新型的有益效果是該裝置將其各種功能設計成一體化，結 構簡單、使用可靠、控制操作簡單、實用性強、製造成本低、易於裝配 調試操作，改變傳統的手工操作方式，極大的提高生產效率。它已用於 實際工業生產中，使用效果非常好並取得了良好的經濟效益。其送料線 6上的組件布置不同的件數即可實現不同長度的管類或軸類工件的自動 化流水線加工。

圖1是本實用新型裝置的整體結構圖。
圖2是圖1的俯視圖。 圖3是頂料組件6. 4結構示意圖。 圖4是圖3的左視圖。 圖5是翻料組件6. 3結構示意圖。 圖6是翻料板6. 3. 6結構示意圖。 圖7是烘乾組件6. 1結構示意圖。 圖8是位置檢測組件6. 6結構示意圖。 圖9是尾位檢測組件6. 5結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型裝置進一步說明 如圖1 2，本實用新型的石油管數控雷射熱處理機包括支臂1、 Z 軸箱2、光頭3、工作檯4、旋轉軸5、送料線6等，配上外圍設備激 光器、操作臺、氣動及冷水機組即可實現雷射淬火。
支臂l、 Z軸箱2、光頭3、工作檯4、旋轉軸5、送料線6等，配上
外圍設備雷射器、操作臺、氣動及冷水機組即可實現雷射淬火，此處
石油管數控雷射熱處理機僅包括機械部分。
所述的石油管數控雷射熱處理機，Z軸箱2固定在支臂1的立柱上 可沿立柱水平移動；光頭3則通過固定在Z軸箱2上的滾珠絲槓螺母副 沿Z軸箱2上的導軌副垂直移動；旋轉軸5固定在工作檯4上，可繞水 平軸向轉動，其上還安裝有氣動卡盤5. 1。
送料線6包括烘乾組件6. 1、主送料組件6.2、輔送料組件6.7、頂 料組件6.4、翻料組件6.3、位置檢測組件6.6、尾位檢測組件6.5。
圖5、圖6是翻料組件6.3結構示意圖 送料線6上有翻料組件6. 3，翻料組件6. 3包括支座6. 3. 4，支座6. 3. 4 上固定滑座6. 3. 2，氣缸6. 3. 1固定在支座6. 3. 4內，氣缸6. 3. 1的輸 出端通過Y接頭6. 3. 5與溜板6. 3. 3連接，溜板6. 3. 3與滑座6. 3. 2滑 動配合，溜板6.3.3上固定翻料板6.3.6，翻料板6. 3. 6上端有對應待 加工工件斜面6. 3. 8和對應加工好工件斜面6. 3. 7。當氣缸6. 3. 1上升， 翻料板即可通過其上的兩個斜度同時將己加工好的工件7.2翻至貨架8 右側，及將貨架8左側上待加工的工件7. 1頂至工作位，實現進出料同 時進行，極大提高加工效率。
氣缸6. 3. 1通過Y接頭6. 3. 5帶動溜板6. 3. 3沿著滑座6. 3. 2上導 軌面垂直移動，固定在溜板6. 3. 3上的翻料板上端為斜面，斜面6. 3. 8 用於頂起待加工工件7. 1 (如圖6)，斜面6.3.7用於頂起已加工完好的 工件7.2。當氣缸6.3. l上升，翻料板即可通過其上的兩個斜度同時將 已加工好的工件翻至右側貨架，及將左側料架上待加工的工件頂至工作 位，實現進出料同時進行，極大提高加工效率。
圖3、圖4是頂料組件6.4結構示意圖頂料組件6.4主要包括支 座6. 4. 4，支座6. 4. 4上固定滑座6. 4. 3，氣缸6. 4. 1固定在支座6. 4. 4 內，氣缸6. 4. 1的輸出端通過Y接頭6. 4. 5與溜板6. 4. 2連接，溜板6. 4. 2 上端安裝有兩個軸6. 4. 6，兩個軸上安裝支撐軸承6. 4. 7。
氣缸6. 4. 1上升，即可帶動溜板6. 4. 2沿滑座6. 4. 3的導軌面垂直 移動，支撐軸承6.4.7也隨著上升，從而託起工件石油管7，使石油管7中心線與旋轉軸5的軸線重合，便於工件的夾緊，且在工件旋轉時，始 終託著工件，保證工件不下撓，其個數可根據工件長度選定。 圖7是烘乾組件6. 1結構示意圖
烘乾組件6. 1包括底座6. 1. 2，在底座6. 1. 2側連接支座6. 1. 4， 風箱6. 1. 1固定在底座6. 1. 2上，熱風機6. 1. 3置於支座6. 1. 4上與風 箱6. 1. 1連通，熱風機6. 1. 3出口有導流板6. 1. 5。
熱風機6. 1. 3吹出的熱風經過風箱6. 1. 1內的導流板6. 1. 5分流至 上下兩側，通過其上均布的小孔吹出，即可將工件上的塗料快速吹乾， 風箱6. 1. 1外層為矽酸鋁纖維氈，用於隔熱保護，增加風箱6. 1. 1的長 度和熱風機6. 1. 3的功率，即可同時對多根工件上的塗料進行加熱。
圖8是位置檢測組件6. 6結構示意圖-
在旋轉軸處的工作檯上設置位置檢測組件6.6，位置檢測組件6.6 包括支座6. 6. 6，支座6. 6. 6上安裝溜板6. 6. 2與支座6. 6. 6滑動配合， 溜板6. 6. 2與氣缸6. 6. 1輸出端連接，定位盤6. 6. 5安裝在溜板6. 6. 2 上的水平導套6. 6. 3上，接近開關6. 6. 4安裝在接近定位盤6. 6. 5的溜 板6.6. 2上。
當工件通過主送料組件6. 2移至定位盤6. 6. 5並使之水平向右移動， 接近開關6.6.4即發送信號給系統，執行下一步程序，此時，旋轉軸5 上的氣動卡盤5. 1夾緊工件，接著，氣缸6. 6. 1向下移動，定位盤6. 6. 5 也隨之向下移動，從而脫離工件端，避免工件轉動時與工件接觸而產生摩擦。
圖9是尾位檢測組件6. 5結構示意圖
在旋轉軸處的工作檯上設置尾位檢測組件6.5，尾位檢測組件6.5 包括支架6. 5. 4，支架6. 5. 4上安裝接近開關6. 5. 3和定位盤6. 5. 2，定 位盤6. 5. 2通過導套6. 5. 1安裝在支架6. 5. 4上。
當工件加工完後，通過主送料組件6. 2反向移至定位盤6. 5. 2時， 位盤6. 5. 2沿著導套6. 5. 1移動極短距離後，接近開關6. 5. 3即發送信 號給系統，執行下一步程序，此時，翻料組件6.3上的架板升起，將已 加工完畢的工件翻至右側料架，同時將左側料架待加工工件頂至待工作 位，繼續下步程序。
加工程序為工件石油管7由翻料組件6. 3將其從貨架8左側上頂 起至三組送料組件6. 2、 6. 7上；在經過烘乾組件6. 1時，吹出的熱風將 工件上的塗料快速吹乾，通過送料組件6. 2上的電機輸送至位置檢測組 件6.6處，通過限位開關將其定位，同時兩組頂料組件6.4將工件7託起，使工件7中心線與旋轉軸5的軸線一致，並發送信號，旋轉軸5上 的氣動卡盤5. 1將工件7夾緊並轉動，此時，從雷射器發出的雷射束通 過固定光路傳到Z軸箱2頂端，並傳至其下方的光頭3上，由光頭3上 的聚焦鏡聚焦後照射到石油管7上的螺紋，實現雷射淬火；加工完後， 氣動卡盤5. 1鬆開，頂料組件6. 4下降，工件7降至送料組件6. 2、 6. 7 上的橡膠滾輪上，送料組件6.2上的電機反轉，反向輸送石油管7至尾 位檢測組件6.5處，由限位開關發送信號給系統，翻料組件6.3將石油 管7頂起至貨架右側，同時將貨架左側上的另一根石油管頂起至主送料 組件6.2上，接近開關6.5.3即發送信號給系統，執行下一步程序，此 時，翻料組件6. 3上的翻料板升起，將已加工完畢的工件翻至右側料架， 同時將左側料架待加工工件頂至待工作位，繼續下步程序。重複上述的 加工過程，從而實現自動化流水線生產。
權利要求1.一種石油管數控雷射熱處理機，包括支臂(1)、Z軸箱(2)、雷射頭(3)、工作檯(4)、旋轉軸(5)、送料線(6)，其特徵在於送料線(6)包括烘乾組件(6.1)、主送料組件(6.2)、輔送料組件(6.7)、頂料組件(6.4)，其特徵在於送料線(6)上有翻料組件(6.3)，翻料組件(6.3)包括支座(6.3.4)，支座(6.3.4)上固定滑座(6.3.2)，氣缸(6.3.1)固定在支座(6.3.4)內，氣缸(6.3.1)的輸出端通過Y接頭(6.3.5)與溜板(6.3.3)連接，溜板(6.3.3)與滑座(6.3.2)滑動配合，溜板(6.3.3)上固定翻料板(6.3.6)，翻料板(6.3.6)上端有對應待加工工件斜面(6.3.8)和對應加工好工件斜面(6.3.7)。
2. 根據權利要求1所述的石油管數控雷射熱處理機，其特徵在於 送料線(6 )上還有頂料組件(6. 4)，頂料組件(6. 4)主要包括支座(6. 4. 4)， 支座(6. 4. 4)上固定滑座(6. 4. 3)，氣缸(6. 4. 1)固定在支座(6. 4. 4)內， 氣缸(6.4.1)的輸出端通過Y接頭(6.4.5)與溜板(6.4.2)連接，溜板 (6. 4. 2)上端安裝有兩個軸(6. 4. 6),兩個軸上安裝支撐軸承(6. 4. 7)。
3. 根據權利要求1或2所述的石油管數控雷射熱處理機，其特徵在 於在旋轉軸處的工作檯上設置位置檢測組件(6. 6)，位置檢測組件(6. 6) 包括支座(6. 6. 6)，支座(6. 6. 6)上安裝溜板(6. 6. 2)與支座(6. 6. 6) 滑動配合，溜板(6. 6. 2)與氣缸(6. 6. 1)輸出端連接，定位盤(6. 6. 5) 安裝在溜板(6.6.2)上的水平導套(6.6.3)上，接近開關(6.6.4)安裝 在接近定位盤(6.6. 5)的溜板(6.6.2)上。
4. 根據權利要求1或2所述的石油管數控雷射熱處理機，其特徵在 於在送料線(6)末端設置尾位檢測組件(6.5)，尾位檢測組件(6.5) 包括支架(6.5.4)，支架(6.5.4)上安裝接近開關(6.5.3)和定位盤 (6. 5. 2)，定位盤(6. 5. 2)通過導套(6. 5. 1)安裝在支架(6. 5. 4)上。
5. 根據權利要求1或2所述的石油管數控雷射熱處理機，其特徵在 於烘乾組件(6. 1)包括底座(6. 1.2)，在底座(6. 1.2)側連接支座 (6.1.4)，風箱(6. 1. l)固定在底座(6.1.2)上，熱風機(6. 1.3)置於支座 (6. 1. 4)上與風箱(6. 1. 1)連通，熱風機(6. 1. 3)出口有導流板(6. 1.5)。
專利摘要本實用新型提供一種石油管數控雷射熱處理機，包括支臂(1)、Z軸箱(2)、光頭(3)、工作檯(4)、旋轉軸(5)、送料線(6)，配上外圍設備雷射器、操作臺、氣動及冷水機組即可實現雷射淬火。Z軸箱(2)固定在支臂(1)的立柱上可沿立柱水平移動；光頭(3)則通過固定在Z軸箱(2)上的滾珠絲槓螺母副沿Z軸箱上的導軌副垂直移動；旋轉軸(5)固定在工作檯(4)上，可繞水平軸向轉動，其上還安裝有氣動卡盤(5.1)。送料線(6)包括位置檢測組件、烘乾組件、主送料組件、輔送料組件、翻料組件、頂料組件、尾位檢測組件，通過程序控制，將石油管從送料、雷射淬火、出料一併完成，實現高速自動連續加工，滿足流水線生產需求。
文檔編號C21D9/08GK201317796SQ200820192158
公開日2009年9月30日 申請日期2008年11月6日 優先權日2008年11月6日
發明者葉祖福, 斌 李, 李慧勤, 鄧家科, 郭平華 申請人:武漢法利萊切割系統工程有限責任公司