CN118268380A - 用于定径机或减径机的辊缝调整装置及其调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于定径机或减径机的辊缝调整装置及其调整方法，其涉及钢管轧制技术领域，辊缝调整装置包括：支撑底座；固定连接在支撑底座上的沿X轴方向延伸的底板，具有滑板的机械臂横移机构，滑板通过机械臂横移机构安装在底板上且能够沿底板在X轴方向进行移动；机械臂和机械臂升降机构，机械臂通过机械臂升降机构安装在滑板上且能够相对滑板在Y轴方向上移动；对接机构，其通过旋转机构和伸缩机构连接在机械臂上，对接机构在伸缩机构的作用下能够在Z轴方向上进行伸缩，从而与可调机架上的外齿套实现连接和脱离；旋转机构能够带动对接机构旋转，从而使得对接机构驱动外齿套旋转。本申请能够高效的自动实现轧辊辊缝的在线调整。

Description

用于定径机或减径机的辊缝调整装置及其调整方法

技术领域

本发明涉及钢管轧制技术领域，特别涉及一种用于定径机或减径机的辊缝调整装置及其调整方法。

背景技术

钢管的定径和减径是热轧无缝钢管生产的重要工序，其作用是将荒管轧制成符合尺寸精度要求的成品钢管。目前热轧无缝钢管生产机组中应用的定径机和减径机(张减机)绝大多数都是三辊形式的，其中用于安装轧辊的部件称之为轧辊机架。三辊定径(减径)机的轧辊机架中三个轧辊中心线互成120°，轧辊中心线位置固定，称为固定机架；另外一种形式是三个轧辊中心线互成120°，但轧辊中心线位置可以调整，称为可调机架。传统三辊定径(减径)机全部采用固定机架，由于成品机架孔型难以兼顾相邻规格产品以及孔型磨损后产品易超差等问题，造成固定成品机架配置数量比较多，生产过程中孔型不断磨损，为保证成品质量不超差需要多次更换成品机架。在一些新建的三辊定径(减径)机组中，除了采用固定机架外，通常在定径(减径)机出口设置2至4架可调机架，当用某一规格的孔型生产相邻规格的产品以及孔型已经磨损但仍要生产原规格的产品时，可以通过对三个轧辊位置的调整来实现，而不需要重新加工或更换新的孔型。调节轧辊位置时，三个轧辊一同调整且参数一致，调节时孔型中心不变。由于孔型曲线的特性，其调节量是有一定限度的，否则不能保证达到所生产钢管的质量要求。定径(减径)机可调机架技术的应用，提高了钢管外径精度，减少了轧辊机架储备的数量，降低了生产成本，减少轧辊机架更换频次和工具消耗。

定径(减径)机可调机架中三个轧辊轴装在偏心套中，轧辊位置通过偏心套进行调节。轧辊的调整可采用手动和电动的方式。由于可调机架属于工作机架，孔型更换时要可调机架移到轧辊间，如果可调机架上都安装电机，成本较高并且机架更换时需要电气设备的连接电缆的插拔，操作维护维护均不方便，另外工作机架尺寸比较紧凑，若电机安装在可调机架上必然做成机架尺寸加大，重量增加。所以当前可调机架通常采用手动调整，但是手动调整也不太方便，劳动强度较高，现场条件较差。可调机架提供了钢管轧制变形的孔型，可调机架的结构以及调整方式直接影响产品的质量、精度和生产效率。现有可调机架的调整方式限制了定径(减径)机可调机架工艺技术进一步的发展的空间。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种用于定径机或减径机的辊缝调整装置及其调整方法，其能够高效的自动实现轧辊辊缝的在线调整。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种用于定径机或减径机的辊缝调整装置，所述用于定径机或减径机的辊缝调整装置包括：

支撑底座；固定连接在所述支撑底座上的沿X轴方向延伸的底板，

具有滑板的机械臂横移机构，所述滑板通过所述机械臂横移机构安装在所述底板上且能够沿所述底板在X轴方向进行移动；

机械臂和机械臂升降机构，所述机械臂通过所述机械臂升降机构安装在所述滑板上且能够相对所述滑板在Y轴方向上移动；

对接机构，其通过旋转机构和伸缩机构连接在所述机械臂上，所述对接机构在伸缩机构的作用下能够在Z轴方向上进行伸缩，从而与可调机架上的外齿套实现连接和脱离；在所述对接机构与所述可调机架上的所述外齿套处于连接状态时，所述旋转机构能够带动所述对接机构旋转，从而使得所述对接机构驱动所述外齿套旋转。

优选地，所述机械臂横移机构包括所述滑板、第一轨道、第一滑块、第一齿条、第一齿轮、第一减速器和第一伺服电机；所述第一轨道固定安装在所述底板上并沿X轴方向延伸，所述第一齿条固定连接在所述底板上并沿X轴方向延伸，所述第一滑块和所述第一减速器安装在所述滑板上，所述第一滑块配合安装在所述第一轨道上且能沿所述第一轨道进行滑动，所述第一伺服电机与所述第一减速器相连接，所述第一齿轮安装在所述第一减速器的输出轴上，所述第一齿轮与所述第一齿条相啮合。

优选地，所述机械臂升降机构包括第二轨道、第二滑块、第二齿条、第二齿轮、第二减速器和第二伺服电机；所述第二轨道固定安装在所述机械臂上并沿Y轴方向延伸，所述第二齿条固定连接在所述机械臂上并沿Y轴方向延伸，所述第二滑块和所述第二减速器安装在所述滑板上，所述第二滑块配合安装在所述第二轨道上且能沿所述第二轨道进行滑动，所述第二伺服电机与所述第二减速器相连接，所述第二齿轮安装在所述第二减速器的输出轴上，所述第二齿轮与所述第二齿条相啮合。

优选地，所述第一伺服电机上安装有第一编码器，其用于检测所述对接机构在X轴方向的位置；所述第二伺服电机上安装有第二编码器，其用于检测所述对接机构在Y轴方向的位置。

优选地，所述对接机构包括转轴和与联轴器，所述转轴的一端的侧壁上具有环形槽，所述转轴的另一端与所述联轴器连接，所述转轴的侧壁上具有沿自身轴线方向延伸的第一键槽；所述联轴器能与可调机架上的外齿套实现连接和脱离，在所述联轴器与所述可调机架上的所述外齿套处于连接状态时，所述联轴器能够带动所述外齿套旋转。

优选地，所述旋转机构包括空心轴减速器、第三伺服电机和支座，所述第三伺服电机与所述空心轴减速器传动连接，所述空心轴减速器通过支座与所述机械臂相连接，所述空心轴减速器通过键与所述第一键槽的配合实现与所述转轴装配连接，所述空心轴减速器的空心轴和所述键能够相对所述第一键槽沿所述转轴的轴线方向滑动。

优选地，所述伸缩机构包括气缸、连接块、具有导向柱的螺钉；所述气缸安装在所述支座上，所述气缸的活塞杆与所述连接块连接在一起，所述连接块上具有U型槽，所述转轴具有环形槽的一端安装在所述连接块的U型槽内，所述连接块的侧面加工有沿Z轴方向延伸的第二键槽，所述螺钉拧设在所述支座上，且所述螺钉的导向柱能在所述第二键槽内滑动。

优选地，所述联轴器包括：对接件，其一端具有能与可调机架上的外齿套实现连接和脱离的对接部，其另一端内齿结构；壳体，所述对接件的部分设置在所述壳体内，且能够在壳体内在第一位置和第二位置之间滑动；设置在所述对接件的另一端内的具有外齿结构的传动件，所述传动件的外齿结构与所述内齿结构配合连接，所述转轴插入所述壳体与所述传动件相连接以能带动所述传动件转动；弹性件，其设置在所述对接件与所述转轴之间以使所述对接件能由所述第二位置复位至所述第一位置。

优选地，所述第三伺服电机上安装有第三编码器，其用于检测所述对接机构绕Z轴的转动角度。

优选地，所述用于定径机或减径机的辊缝调整装置还包括：安装在所述底板上的第一检测装置，其用于检测所述机械臂横移机构在X轴方向是否到达初始位置；

安装在所述滑板上的第二检测装置，其用于检测所述机械臂在Y轴方向是否到达初始位置；

安装在所述机械臂上的第三检测装置，其用于检测所述气缸是否伸出或者缩回，从而判断所述对接机构在Z轴方向是否与所述可调机架上的外齿套达到连接或脱离。

优选地，所述用于定径机或减径机的辊缝调整装置还包括：第四检测装置，其能够位于所述可调机架上的所述外齿套周围，以检测所述设置在所述对接件是否与所述可调机架上的外齿套达到连接或脱离。

一种采用如上述任一所述的用于定径机或减径机的辊缝调整装置的用于定径机或减径机的辊缝调整方法，所述用于定径机或减径机的辊缝调整方法包括：

通过机械臂横移机构将滑板在底板上沿着X轴方向移动达到需要进行辊缝调整的机架位置；

通过机械臂升降机构将机械臂在滑板上沿Y轴方向移动达到需要进行辊缝调整的机架的连接轴的高度位置；

通过伸缩机构将对接机构沿Z轴方向伸出，从而与需要进行辊缝调整的机架的连接轴的外齿套相连接；

在所述对接机构与齿套相连接以后，通过旋转机构驱动所述对接机构转动，从而使得所述对接机构驱动所述外齿套旋转预设角度，以对轧辊辊缝调整；

在对辊辊缝调整完成以后，通过伸缩机构将对接机构沿Z轴方向缩回，从而与需要进行辊缝调整的机架的连接轴的外齿套相脱离。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

本申请中的用于定径机或减径机的辊缝调整装置可以替代人工完成定径机或减径机的可调机架轧辊辊缝的精准设定和调整，利用远程操控和自动调整可以减少工人的劳动强度，改变生产操作方式，改善工人的工作环境。本申请中利用第三伺服电机实现对可调机架轧辊辊缝的精准调整，可以提高钢管外径精度，减少轧辊机架储备的数量，降低生产成本，还可以减少机架更换频次和工具消耗，在一定程度上提升了定径机或减径机的可调机架的自动化智能化水平。可调机架轧辊辊缝需要进行调整时，用于定径机或减径机的辊缝调整装置的对接机构可以从主机座外横移到需要调整的机架前，调整完毕后，将其横移到主机座外初始位置，可调机架调整时无需接插任何管路及管线，极大提升可调机架调整效率。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明实施例中用于定径机或减径机的辊缝调整装置与定径机或减径机配合使用时的正视图；

图2为图1中的右视图；

图3为本发明实施例中对接机构的结构示意图；

图4为本发明实施例中对接机构、旋转机构和伸缩机构配合下的结构示意图。

以上附图的附图标记：

1、机械臂；2、机械臂横移机构；3、机械臂升降机构；4、对接机构；5、旋转机构；6、伸缩机构；7、底板；8、主机座；9、可调机架；10、外齿套；11、第一轨道；12、第一滑块；13、第一齿条；14、第一齿轮；15、滑板；16、第一减速器；17、第一伺服电机；18、第二轨道；19、第二滑块；20、第二齿条；21、第二齿轮；22、第二减速器；23、第二伺服电机；24、对接件；25、转轴；26、联轴器；27、空心轴减速器；28、第三伺服电机；29、支座；30、气缸；31、连接块；32、螺钉；33、第一检测装置；34、第二检测装置；35、第三检测装置；37、第一编码器；38、第二编码器；39、第三编码器；40、弹性件；41、轴端挡板；42、传动件；43、壳体；44、支撑底座。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了能够高效的自动实现轧辊辊缝的在线调整，在本申请中提出了一种用于定径机或减径机的辊缝调整装置，图1为本发明实施例中用于定径机或减径机的辊缝调整装置与定径机或减径机配合使用时的正视图，图2为图1中的右视图，如图1和图2所示，用于定径机或减径机的辊缝调整装置可以包括：支撑底座44；固定连接在支撑底座44上的沿X轴方向延伸的底板7，具有滑板15的机械臂横移机构2，滑板15通过机械臂横移机构2安装在底板7上且能够沿底板7在X轴方向进行移动；机械臂1和机械臂升降机构3，机械臂1通过机械臂升降机构3安装在滑板15上且能够相对滑板15在Y轴方向上移动；对接机构4，其通过旋转机构5和伸缩机构6连接在机械臂1上，对接机构4在伸缩机构6的作用下能够在Z轴方向上进行伸缩，从而与可调机架9上的外齿套10实现连接和脱离；在对接机构4与可调机架9上的外齿套10处于连接状态时，旋转机构5能够带动对接机构4旋转，从而使得对接机构4驱动外齿套10旋转。

如图1所示，支撑底座44用于起到支撑底板7的作用，使得底板7具有一定的离地高度，并保证底板7的稳定性，不会倾倒。支撑底座44可以安装或设置在定径机或减径机的侧方。底板7固定连接在支撑底座44上的沿X轴方向延伸，定径机或减径机上的多个可调机架9沿X轴方向排列设置。

如图1和图2所示，机械臂横移机构2具有滑板15，滑板15通过机械臂横移机构2安装在底板7上且能够沿底板7在X轴方向进行移动。为了实现滑板15能够在底板7上可控的精确的实现沿底板7在X轴方向移动需要的距离，作为可行的，机械臂横移机构2包括滑板15、第一轨道11、第一滑块12、第一齿条13、第一齿轮14、第一减速器16和第一伺服电机17。第一轨道11固定安装在底板7上并沿X轴方向延伸。第一齿条13固定连接在底板7上并沿X轴方向延伸。第一滑块12和第一减速器16安装在滑板15上。第一滑块12配合安装在第一轨道11上且能沿第一轨道11进行滑动，第一伺服电机17与第一减速器16相连接，第一齿轮14安装在第一减速器16的输出轴上，第一齿轮14与第一齿条13相啮合。通过第一伺服电机17通过第一减速器16驱动第一齿轮14转动，第一齿轮14在第一齿条13上移动，从而实现滑板15在底板7上沿X轴方向移动。进一步的，第一伺服电机17上安装有第一编码器37，其用于检测滑板15在X轴方向的位置，即变相检测对接机构4在X轴方向的位置，从而实现滑板15在底板7上可控的精确的实现沿底板7在X轴方向移动需要的距离。

如图1和图2所示，机械臂1通过机械臂升降机构3安装在滑板15上且能够相对滑板15在Y轴方向上移动。Y轴方向与X轴方向可以相垂直，Y轴方向具体为重力方向。为了实现机械臂1能够在滑板15上可控的精确的实现沿Y轴方向移动需要的距离，作为可行的，机械臂升降机构3包括第二轨道18、第二滑块19、第二齿条20、第二齿轮21、第二减速器22和第二伺服电机23。第二轨道18固定安装在机械臂1上并沿Y轴方向延伸。第二齿条20固定连接在机械臂1上并沿Y轴方向延伸。第二滑块19和第二减速器22安装在滑板15上。第二滑块19配合安装在第二轨道18上且能沿第二轨道18进行滑动，第二伺服电机23与第二减速器22相连接，第二齿轮21安装在第二减速器22的输出轴上，第二齿轮21与第二齿条20相啮合。通过第二伺服电机23通过第二减速器22驱动第二齿轮21转动，第二齿轮21在第二齿条20上移动，从而实现机械臂1在滑板15上沿Y轴方向移动。进一步的，第二伺服电机23上安装有第二编码器38，其用于检测机械臂1在Y轴方向的位置，即变相检测出对接机构4在Y轴方向的位置，从而实现机械臂1在滑板15上可控的精确的实现沿Y轴方向移动需要的距离。

如图1和图2所示，对接机构4通过旋转机构5和伸缩机构6连接在机械臂1上。对接机构4能与可调机架9上的外齿套10实现配合连接，并能够实现脱离。对接机构4在伸缩机构6的作用下能够在Z轴方向上进行伸缩，从而与可调机架9上的外齿套10实现连接和脱离。在对接机构4与可调机架9上的外齿套10处于连接状态时，旋转机构5能够带动对接机构4旋转，从而使得对接机构4驱动外齿套10旋转。Z轴方向为垂直于X轴方向和Y轴的方向。

为了实现上述目的，图3为本发明实施例中对接机构的结构示意图，如图3所示，对接机构4可以包括转轴25和与联轴器26。转轴25的一端的侧壁上具有环形槽，转轴25的另一端与联轴器26连接，转轴25的侧壁上具有沿自身轴线方向延伸的第一键槽，第一键槽是为了使得伸缩机构6在对转轴25实现Z方向的伸缩时，还能够保证旋转机构5能够驱动转轴25进行转动。联轴器26能与可调机架9上的外齿套10实现连接和脱离，在联轴器26与可调机架9上的外齿套10处于连接状态时，联轴器26能够带动外齿套10旋转。

如图1和图2所示，旋转机构5可以包括空心轴减速器27、第三伺服电机28和支座29。第三伺服电机28与空心轴减速器27传动连接。空心轴减速器27通过支座29与机械臂1相连接。空心轴减速器27通过键与第一键槽的配合实现与转轴25装配连接，从而使得空心轴减速器27能够驱动转轴25进行转动，同时空心轴减速器27的空心轴和键能够相对第一键槽沿转轴25的轴线方向滑动，进而保证伸缩机构6能够带动转轴25实现Z方向的伸缩。进一步的，第三伺服电机28上安装有第三编码器39，其用于检测对接机构4绕Z轴的转动角度，从而可以可控的精确的实现转轴25转动的角度，进而确保辊缝调整的精度。

图4为本发明实施例中对接机构、旋转机构5和伸缩机构6配合下的结构示意图，如图4所示，伸缩机构6可以包括气缸30、连接块31、具有导向柱的螺钉32。气缸30安装在支座29上。气缸30的活塞杆与连接块31连接在一起，连接块31上具有U型槽，转轴25具有环形槽的一端安装在连接块31的U型槽内，转轴25能够在连接块31的U型槽内进行转动，而连接块31可以保持不转动。连接块31的侧面加工有沿Z轴方向延伸的第二键槽，螺钉32拧设在支座29上，且螺钉32的导向柱能在第二键槽内滑动。螺钉32上可以拧入螺母，利用螺母可以锁定螺钉32，螺钉32拧入支座29的程度则可以调节螺钉32的导向柱刚好嵌入在第二键槽中，通过再利用螺母锁定螺钉32，防止螺钉32转动而导致位置改变。螺钉32的导向柱嵌入在第二键槽中可以给连接块31在周向方向上进行定位，防止其出现转动。而螺钉32的导向柱能在第二键槽内滑动则可以保证气缸30的活塞杆进行伸缩以带动连接块31在Z方向进行伸缩，连接块31则可以带动转轴25在Z方向进行伸缩，最终实现联轴器26能与可调机架9上的外齿套10实现连接和脱离。

由于联轴器26在Z方向伸出时，其可能与可调机架9上的外齿套10具有相互重叠部分，因此无法直接实现与外齿套10的配合连接，为了解决上述问题，作为可行的，联轴器26可以包括：对接件24，其一端具有能与可调机架9上的外齿套10实现连接和脱离的对接部，其另一端内齿结构；壳体43，对接件24的部分设置在壳体43内，且能够在壳体43内在第一位置和第二位置之间滑动；设置在对接件24的另一端内的具有外齿结构的传动件42，传动件42的外齿结构与内齿结构配合连接，转轴25插入壳体43与传动件42相连接以能带动传动件42转动；弹性件40，其设置在对接件24与转轴25之间以使对接件24能由第二位置复位至第一位置。当联轴器26在Z方向伸与可调机架9上的外齿套10具有相互重叠部分，无法直接实现与外齿套10的配合连接时，对接件24在X方向上伸出受到阻碍，弹性件40压缩，对接件24可以由第一位置移动到第二位置，从而避免在气缸30的推动作用下，对接件24与外齿套10之间碰撞受力过大而发生损坏。转轴25插入壳体43后插入传动件42，转轴25的端部连接有轴端挡板41，轴端挡板41抵住传动件42以防止转轴25从连接件中脱离。

作为可行的，如图1和图2所示，用于定径机或减径机的辊缝调整装置还可以包括：安装在底板7上的第一检测装置33，其用于检测机械臂横移机构2在X轴方向是否到达初始位置；安装在滑板15上的第二检测装置34，其用于检测机械臂1在Y轴方向是否到达初始位置；安装在机械臂1上的第三检测装置35，其用于检测气缸30是否伸出或者缩回，从而判断对接机构4在Z轴方向是否与可调机架9上的外齿套10达到连接或脱离。

当需要进行辊缝调整的全部可调机架9调整完成以后，机械臂横移机构2在X轴方向回到初始位置，机械臂1在Y轴方向回到初始位置。当第一检测装置33检测机械臂横移机构2在X轴方向到达初始位置，第二检测装置34检测机械臂1在Y轴方向到达初始位置，第一编码器37和第二编码器38位置清零。通过第三检测装置35可以检测气缸30是否伸出或者缩回，气缸30伸出后再可以控制旋转机构5带动对接机构4旋转。第三检测装置35可以为两个，一个检测气缸30是否伸出，另外一个检测气缸30是否缩回。

作为可行的，如图2所示，用于定径机或减径机的辊缝调整装置还可以包括：第四检测装置，其能够位于可调机架9上的外齿套10周围，以检测设置在对接件24是否与可调机架9上的外齿套10达到连接或脱离。

本申请中的辊缝调整装置可以是一种用于在线远程自动调整定径机或减径机轧辊辊缝的装备，其可以根据预设定的可调轧辊机架的位置参数和轧辊辊缝调整的参数自动计算出辊缝调整装置的对接机构4的运动位置坐标参数和对接机构4的旋转角度参数，对接机构4能够快速、准确的移动到目标位置，通过伸缩机构6自动完成对接机构4与可调机架9的外齿套10的连接和脱开动作，旋转机构5则实现带动对接机构4旋转需要的角度。

在本申请中还提出了一种采用上述任一的用于定径机或减径机的辊缝调整装置的用于定径机或减径机的辊缝调整方法，用于定径机或减径机的辊缝调整方法可以包括以下步骤：

通过机械臂横移机构2将滑板15在底板7上沿着X轴方向移动达到需要进行辊缝调整的机架位置。

在上述步骤中，机械臂横移机构2上的第一伺服电机17经第一减速器16带动第一齿轮14旋转，滑板15带着机械臂1在第一轨道11上沿着X轴方向移动，到达需要进行辊缝调整的指定的机架位置，第一编码器37发出信号，第一伺服电机17停止。

通过机械臂升降机构3将机械臂1在滑板15上沿Y轴方向移动达到需要进行辊缝调整的机架的连接轴的高度位置。

在上述步骤中，机械臂升降机构3上的第二伺服电机23按照指定的机架的连接轴的高度位置调整机械臂1，第二伺服电机23通过滑板15上的第二减速器22带动第二齿轮21旋转，通过机械臂1上的第二齿条20和第二轨道18带动机械臂1在滑板15上沿Y轴方向移动，到达指定的机架的连接轴的高度位置，第二编码器38发出信号，第二伺服电机23停止。

通过伸缩机构6将对接机构4沿Z轴方向伸出，从而与需要进行辊缝调整的机架的连接轴的外齿套10相连接。

在上述步骤中，如果对接机构4直接与需要进行辊缝调整的机架的连接轴的外齿套10顺利连接，其过程如下，伸缩机构6的气缸30的活塞杆伸出，带动连接块31推动转轴25和联轴器26在Z轴方向伸出，实现联轴器26的对接件24的对接部与可调机架9上的外齿套10相对接。这种情况下，对接件24的对接部与可调机架9上的外齿套10无相互重叠部分，气缸30的活塞杆伸出后，对接件24能够直接推入外齿套10。此时第四检测装置检测到对接件24到位信号，对接完成。

另一种不顺利的情况如下，外齿套10与对接件24的内、外齿有相互重叠时，气缸30的活塞杆伸出后，对接件24受到外齿套10的阻碍，弹性件40受到压缩，对接件24缩进壳体43中，由第一位置移动至第二位置，第四检测装置没有检测到对接件24的到位信号。第三伺服电机28低速旋转，带动对接件24低速旋转，当对接件24与外齿套10的内外齿相互重叠为零时，对接件24在弹性件40的压力作用下，弹入外齿套10。第四检测装置检测到对接件24到位信号，第三伺服电机28停止，第三编码器39位置清零，对接完成。

在对接机构4与齿套相连接以后，通过旋转机构5驱动对接机构4转动，从而使得对接机构4驱动外齿套10旋转预设角度，以对轧辊辊缝调整。

在上述步骤中，旋转机构5上的第三伺服电机28按照给定的数值通过空心轴减速器27带动转轴25旋转，转轴25带动联轴器26上的对接件24旋转，从而带动可调机架9上的外齿套10旋转实现轧辊辊缝调整。第三伺服电机28旋到转给定角度后，第三编码器39发出信号，第三伺服电机28旋转停止，从而完成轧辊辊缝调整。

在对辊辊缝调整完成以后，通过伸缩机构6将对接机构4沿Z轴方向缩回，从而与需要进行辊缝调整的机架的连接轴的外齿套10相脱离。

在上述步骤中，轧辊辊缝调整完毕后，伸缩机构6的气缸30的活塞杆缩回，带动连接块31拉动转轴25和联轴器26沿Z轴方向缩回，实现联轴器26的对接件24与可调机架9上的外齿套10脱开。

上述几个步骤为一个机架轧辊辊缝调整的标准工作循环，对于定径机或减径机上设置多个可调机架9的情况，同时可调机架9上的外齿套10的高度不同时，为了节省总的调整时间，避免机械手频繁在Y轴方向移动，可以采用先将外齿套10处于同一高度的几个可调机架9进行调整，然后再调整其它处于另一个同一高度的几个可调机架9进行调整。

待需要进行辊缝调整的所有机架都调整完成后，且伸缩机构6的气缸30的活塞杆缩回后，机械臂横移机构2上的第一伺服电机17经第一减速器16带动第一齿轮14(旋转，滑板15带着机械臂1在第一轨道11上沿着X轴方向移动，移动到轧机主机座8外侧的初始位置(X轴0位)停止，第一编码器37位置清零。机械臂升降机构3上的第二伺服电机23通过滑板15上的第二减速器22带动第二齿轮21旋转，通过机械臂1上的第二齿条20和第二轨道18带动机械臂1在滑板15上沿Y轴方向移动，到达初始位置(Y轴0位)停止，第二编码器38位置清零。

本申请中的用于定径机或减径机的辊缝调整装置可以替代人工完成定径机或减径机的可调机架轧辊辊缝的精准设定和调整，利用远程操控和自动调整可以减少工人的劳动强度，改变生产操作方式，改善工人的工作环境。本申请中利用第三伺服电机实现对可调机架轧辊辊缝的精准调整，可以提高钢管外径精度，减少轧辊机架储备的数量，降低生产成本，还可以减少机架更换频次和工具消耗，在一定程度上提升了定径机或减径机的可调机架的自动化智能化水平。可调机架轧辊辊缝需要进行调整时，用于定径机或减径机的辊缝调整装置的对接机构可以从主机座外横移到需要调整的机架前，调整完毕后，将其横移到主机座外初始位置，可调机架调整时无需接插任何管路及管线，极大提升可调机架调整效率。另外，用于定径机或减径机的辊缝调整装置的旋转机构具有位置自动清零功能，没有累计误差重复精度好。

本申请中的用于定径机或减径机的辊缝调整装置适用于新造的带有可调机架的定径机、减径机和张减机，也可以适用于现有定径机、减径机以及张减机的改造，如增加可调机架及轧辊辊缝的自动设定和调整。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种用于定径机或减径机的辊缝调整装置，其特征在于，所述用于定径机或减径机的辊缝调整装置包括：

支撑底座；固定连接在所述支撑底座上的沿X轴方向延伸的底板，

具有滑板的机械臂横移机构，所述滑板通过所述机械臂横移机构安装在所述底板上且能够沿所述底板在X轴方向进行移动；

机械臂和机械臂升降机构，所述机械臂通过所述机械臂升降机构安装在所述滑板上且能够相对所述滑板在Y轴方向上移动；

对接机构，其通过旋转机构和伸缩机构连接在所述机械臂上，所述对接机构在伸缩机构的作用下能够在Z轴方向上进行伸缩，从而与可调机架上的外齿套实现连接和脱离；在所述对接机构与所述可调机架上的所述外齿套处于连接状态时，所述旋转机构能够带动所述对接机构旋转，从而使得所述对接机构驱动所述外齿套旋转。

2.根据权利要求1所述的用于定径机或减径机的辊缝调整装置，其特征在于，所述机械臂横移机构包括所述滑板、第一轨道、第一滑块、第一齿条、第一齿轮、第一减速器和第一伺服电机；所述第一轨道固定安装在所述底板上并沿X轴方向延伸，所述第一齿条固定连接在所述底板上并沿X轴方向延伸，所述第一滑块和所述第一减速器安装在所述滑板上，所述第一滑块配合安装在所述第一轨道上且能沿所述第一轨道进行滑动，所述第一伺服电机与所述第一减速器相连接，所述第一齿轮安装在所述第一减速器的输出轴上，所述第一齿轮与所述第一齿条相啮合。

3.根据权利要求2所述的用于定径机或减径机的辊缝调整装置，其特征在于，所述机械臂升降机构包括第二轨道、第二滑块、第二齿条、第二齿轮、第二减速器和第二伺服电机；所述第二轨道固定安装在所述机械臂上并沿Y轴方向延伸，所述第二齿条固定连接在所述机械臂上并沿Y轴方向延伸，所述第二滑块和所述第二减速器安装在所述滑板上，所述第二滑块配合安装在所述第二轨道上且能沿所述第二轨道进行滑动，所述第二伺服电机与所述第二减速器相连接，所述第二齿轮安装在所述第二减速器的输出轴上，所述第二齿轮与所述第二齿条相啮合。

4.根据权利要求3所述的用于定径机或减径机的辊缝调整装置，其特征在于，所述第一伺服电机上安装有第一编码器，其用于检测所述对接机构在X轴方向的位置；所述第二伺服电机上安装有第二编码器，其用于检测所述对接机构在Y轴方向的位置。

5.根据权利要求1所述的用于定径机或减径机的辊缝调整装置，其特征在于，所述对接机构包括转轴和与联轴器，所述转轴的一端的侧壁上具有环形槽，所述转轴的另一端与所述联轴器连接，所述转轴的侧壁上具有沿自身轴线方向延伸的第一键槽；所述联轴器能与可调机架上的外齿套实现连接和脱离，在所述联轴器与所述可调机架上的所述外齿套处于连接状态时，所述联轴器能够带动所述外齿套旋转。

6.根据权利要求5所述的用于定径机或减径机的辊缝调整装置，其特征在于，所述旋转机构包括空心轴减速器、第三伺服电机和支座，所述第三伺服电机与所述空心轴减速器传动连接，所述空心轴减速器通过支座与所述机械臂相连接，所述空心轴减速器通过键与所述第一键槽的配合实现与所述转轴装配连接，所述空心轴减速器的空心轴和所述键能够相对所述第一键槽沿所述转轴的轴线方向滑动。

7.根据权利要求6所述的用于定径机或减径机的辊缝调整装置，其特征在于，所述伸缩机构包括气缸、连接块、具有导向柱的螺钉；所述气缸安装在所述支座上，所述气缸的活塞杆与所述连接块连接在一起，所述连接块上具有U型槽，所述转轴具有环形槽的一端安装在所述连接块的U型槽内，所述连接块的侧面加工有沿Z轴方向延伸的第二键槽，所述螺钉拧设在所述支座上，且所述螺钉的导向柱能在所述第二键槽内滑动。

8.根据权利要求5所述的用于定径机或减径机的辊缝调整装置，其特征在于，所述联轴器包括：对接件，其一端具有能与可调机架上的外齿套实现连接和脱离的对接部，其另一端内齿结构；壳体，所述对接件的部分设置在所述壳体内，且能够在壳体内在第一位置和第二位置之间滑动；设置在所述对接件的另一端内的具有外齿结构的传动件，所述传动件的外齿结构与所述内齿结构配合连接，所述转轴插入所述壳体与所述传动件相连接以能带动所述传动件转动；弹性件，其设置在所述对接件与所述转轴之间以使所述对接件能由所述第二位置复位至所述第一位置。

9.根据权利要求6所述的用于定径机或减径机的辊缝调整装置，其特征在于，所述第三伺服电机上安装有第三编码器，其用于检测所述对接机构绕Z轴的转动角度。

10.根据权利要求7所述的用于定径机或减径机的辊缝调整装置，其特征在于，所述用于定径机或减径机的辊缝调整装置还包括：安装在所述底板上的第一检测装置，其用于检测所述机械臂横移机构在X轴方向是否到达初始位置；

安装在所述滑板上的第二检测装置，其用于检测所述机械臂在Y轴方向是否到达初始位置；

安装在所述机械臂上的第三检测装置，其用于检测所述气缸是否伸出或者缩回，从而判断所述对接机构在Z轴方向是否与所述可调机架上的外齿套达到连接或脱离。

11.根据权利要求8所述的用于定径机或减径机的辊缝调整装置，其特征在于，所述用于定径机或减径机的辊缝调整装置还包括：第四检测装置，其能够位于所述可调机架上的所述外齿套周围，以检测所述设置在所述对接件是否与所述可调机架上的外齿套达到连接或脱离。

12.一种采用如权利要求1至11中任一所述的用于定径机或减径机的辊缝调整装置的用于定径机或减径机的辊缝调整方法，其特征在于，所述用于定径机或减径机的辊缝调整方法包括：

通过机械臂横移机构将滑板在底板上沿着X轴方向移动达到需要进行辊缝调整的机架位置；

通过机械臂升降机构将机械臂在滑板上沿Y轴方向移动达到需要进行辊缝调整的机架的连接轴的高度位置；

通过伸缩机构将对接机构沿Z轴方向伸出，从而与需要进行辊缝调整的机架的连接轴的外齿套相连接；

在所述对接机构与齿套相连接以后，通过旋转机构驱动所述对接机构转动，从而使得所述对接机构驱动所述外齿套旋转预设角度，以对轧辊辊缝调整；

在对辊辊缝调整完成以后，通过伸缩机构将对接机构沿Z轴方向缩回，从而与需要进行辊缝调整的机架的连接轴的外齿套相脱离。