CN102011907B - 自动直管法兰装配机 - Google Patents

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CN102011907B CN 201010179862 CN201010179862A CN102011907B CN 102011907 B CN102011907 B CN 102011907B CN 201010179862 CN201010179862 CN 201010179862 CN 201010179862 A CN201010179862 A CN 201010179862A CN 102011907 B CN102011907 B CN 102011907B
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王晓成
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杭州欣诚祥机电技术有限公司
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Abstract

本发明涉及一种装配机,特别涉及一种用于进行自动化装配钢管法兰的装配机。包括底座,底座上设有底座导轨,所述的底座上分别设有从动装配机和主动装配机,所述的从动装配机和主动装配机相对而设,所述的从动装配机和主动装配机分别包括移动台车机构、装配立柱机构和卡盘抓紧机构。自动化程度高,提高工作效率,提高加工精度高,操作简单,性能可靠。

Description

自动直管法兰装配机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种装配机,特别涉及一种用于进行自动化装配钢管法兰的装配机。
背景技术
[0002] 现有技术中的装配法兰,都是进行人工的装配,自动化程度低,而且效率低下,装配怕精度很低,存大很在的很安全隐患。
[0003] 中国专利CN200820037771. 8,公开一种法兰装配装置,它包括有控制柜,控制柜上装设有可固定法兰的卡盘。卡盘设置有三个用以固定法兰的阶梯齿形的卡抓。卡盘的盘平面与地面垂直。此实用新型专利公开的法兰装配方式,是一种简单的装配方式,没有自动化的运作方式,而且固定性差,不适合点焊装置中的使用。 发明内容
[0004] 本发明的主要目的是解决现有技术中存在的不足,提出一种在点焊前把钢管法兰进行固定的自动直管法兰装配机。
[0005] 本发明是通过以下技术途径实现的:
[0006] 一种自动直管法兰装配机,包括底座,底座上设有底座导轨,所述的底座上分别设有从动装配机和主动装配机,所述的从动装配机和主动装配机相对而设,所述的从动装配机和主动装配机分别包括移动台车机构、装配立柱机构和卡盘抓紧机构,所述的移动台车机构包括移动台车底座和剪刀式滚轮架,所述的移动台车底座与底座导轨相匹配,所述的剪刀式滚轮架设在移动台车底座上,移动台车机构上固定设有装配立柱机构;所述的装配立柱机构包括立柱底座、液压油缸、立柱导轨、送丝机、立柱滑块和立柱,所述的立柱底座中设有液压油缸,所述的立柱底座上设有立柱导轨,所述的立柱导轨上设有立柱滑块,所述的液压油缸带动立柱滑块沿立柱导轨移动,所述的立柱滑块上设有立柱,所述的立柱中固定有送丝机,所述的立柱中固定有卡盘抓紧机构;所述的卡盘抓紧机构包括卡盘装置、回转盘、法兰盘、回转盘电机和卡盘电机,所述的回转盘与回转盘电机相固定连接,所述的回转盘电机控制回转盘旋动,回转盘与卡盘装置间设有法兰盘,所述的法兰盘与卡盘电机和卡盘装置相配合,所述的回转盘与卡盘装置相贴合,所述的卡盘装置包括齿轮体、卡盘、丝杆和夹紧块,所述的齿轮体与卡盘电机相固定连接,所述的齿轮体的四周至少均匀分布有三个卡盘,所述的卡盘中设有丝杆,所述的卡杆与齿轮体相固定,所述的卡盘的端部设有夹紧块,所述的夹紧块与丝杆相固定连接;所述的从动装配机和主动装配机的一侧设有上下送料机构,所述的上下送料机构包括送料导轨、送料电机、托料架、送料底座和液压缸,所述的送料底座中设有送料导轨,所述的送料导轨与送料电机相配合连接,所述的送料底座上设有托料架,所述的托料架中设有液压缸,所述的液压缸控制托料架运动,所述的送料底座的两侧分别设有托料架和液压缸;所述的上下送料机构与从动装配机和主动装配机相对应分布,所述的从动装配机、主动装配机和上下送料机构由控制系统相控制。
[0007] 法兰装配机采用自动法兰装配,通过三爪卡盘自动夹紧,自动调整两端法兰对心,三爪卡盘电动卡紧,卡盘旋转主端采用电机齿轮驱动,从动端手动角度调整;装配机两端铺有行走导轨,采用伺服电机加齿轮齿条定位,两端立柱能在行走底盘上前后移动;开始工作时,向控制系统内输入钢管外径、钢管长度,事先准备好钢管和法兰,把法兰吊挂到法兰盘上,电动卡盘快速自动将法兰卡紧;剪刀式滚轮架自动调整上升到特定高度;上下送料机构托着钢管移动到卡盘轴线上停止,上下送料机构升起把钢管放到剪刀式滚轮架上再复位后退;调节钢管两端与法兰轴线对齐,移动两端移动台车机构定位,然后移动两装配机立柱调节插入法兰深度及四周间隙;接下来就可以点焊固定法兰,需要时点动卡盘旋转;点焊完毕后用上下送料机构卸料,运往下一道工序加工位置。整个加工过程劳动强度小,操作简单。如要进行斜法兰装配,只需输入斜法兰角度,立柱会自动调节旋转角度,确保达到斜法兰安装角度要求。
[0008] 底座采用型钢拼焊而成,对整体安装地基基础要求低;多点调整结构,调整方便,能确保整体安装后水平度;导轨和齿条安装在底座的两边,导轨座、齿条座与底座整体焊接,焊接后作应力失效处理再加工导轨座、齿条座等其它安装面,从而保证安装、行走与定位精度。
[0009] 移动台车机构中的移动台车底座位于整个设备底座上面,台车两边安装有行走轮 及限位滚轮,卡在轨道两边,平台移动时无偏移想象,能有效保证剪刀式滚轮架同轴度精度。在台车上面安装有可供台车自由移动的电机减速机、齿轮齿条、移动导轨。通过减速电机带动齿轮齿条啮合,使滚轮在导轨上水平横向运动。台车底座整体采用型钢焊接而成,保证了强度与钢度,台车底座两端有四个焊接挂钩,以便于整个机构可通过车间行吊进行吊装,方便安装;多点调整确保整体安装后水平度。
[0010] 装配立柱机构采用钢构件焊接的立柱,结实坚固;液压油缸带动立柱底部的滑块沿导轨水平横移动,采用直线导轨与滑块的形式,结构稳,移动灵活。送丝机固定到立柱上,方便法兰装好后用二保焊点焊;为了适应斜法兰的安装,立柱可以在平台中心线绕Z轴+/+22. 5度旋转,旋转角度由操作系统输入,电机自行调整,定位精度高,快速便捷。
[0011] 卡盘扣紧机构中的回转盘电机带动回转盘转动,方便点焊;卡盘电机驱动带动伞形齿轮及丝杆,来实现三爪卡盘的夹紧及松开。自动定心卡盘为三爪卡盘,同时带有三个夹紧块,卡盘能让法兰自动定心,自动贴紧卡盘,能很好保证两端法兰的同心度和平行度。夹紧块上带有法兰螺栓孔角度定位销,需要时,能保证钢管两端法兰螺栓孔对齐。
[0012] 剪刀式滚轮架底部装有滚轮丝杠、活动丝母,可根据钢管外径升降和手动调整剪叉角度。剪刀式滚轮架整体可以沿钢管轴向移动,钢管可在主卡盘的带动下在滚轮托架上滚动,便于钢管调整、对接或插接。
[0013] 上下送料机构可完成传递至上料,焊接后下料。液压站由油箱、液压泵及相关的控制液压阀组成,供油平稳,动作迅速。且整个液压系统功率大、油缸同步性好。送料电机带动托料架沿导轨行至存料架管件的正下方,系统控制液压缸动作顶起小车上面的托料架,使管件落到托料架的V型槽中后,托料架往回行走把管件运离存料架,托料架初始位置,托料架托着管件沿导轨行至两滚轮架中间位置停下,根据滚轮架高度,液压缸顶着托料架上升到合适的高度,根据管件的长短两端移动台车动作,至合适的位置,托料架下降把管件放到剪刀式滚轮架上,托料架托料架复位,托料架离开,等法兰装配点焊完成后,托料架重复动作将管件放至另一端的存料架。不但上下料方便、性能稳定,而且安全,也可满足不同管件长度的支撑送料要求。
[0014] 作为优选,所述的剪刀式滚轮架包括滚轮控制箱、丝母、滚轮丝杆、剪刀托架和转动手柄,所述的滚轮控制箱中插接有滚轮丝杆,所述的滚轮丝杆上套有剪刀托架,所述的滚轮丝杆的一端部设有转动手柄,所述的转动手柄位于滚轮控制箱的侧壁,所述的剪刀托架由二根托杆相交叉而成,二根托杆形成滚轮槽,所述的二根托杆中均匀的分布有滚轮;所述的齿轮体为伞形齿轮,所述的齿轮体分别与三个卡盘相固定,所述的三个卡盘均匀的分布在齿轮体的四周,卡盘中夹紧块的两侧分别设有角度定位销,所述的角度定位销与夹紧块相配合,所述的夹紧块与丝杆通过锁定套相固定连接,所述的卡盘间设有定位机构,所述的定位机构与齿轮体相固定;所述的托料架中设有托料槽,所述的送料底座的的侧壁上设有滑轮,所述的滑轮为两两对称状分布。
[0015] 作为优选,所述的二根托杆上分别设有三个滚轮,所述的滚轮从托杆的头部依次均匀的分布在托杆中;所述的回转盘为圆形,卡盘电机插接在回转盘的圆心处,所述的回转盘电机设在卡盘电机的一侧,夹紧块为“L”状,夹紧块的底面与卡盘相接触,所述的定位机构包括定位块、滑块和定位座,所述的定位座中设有滑块,所述的滑块上卡接有定位块;所述的托料槽为平底V形。
[0016] 作为优选,所述的立柱的侧壁上设有加强筋,所述的托料槽的张开角度为45度至75度。
[0017] 作为优选,所述的移动台车底座的两侧分别设有挂钩,所述的挂钩为倒立状固定在移动台车底座的侧壁上。
[0018] 作为优选,所述的齿轮体与卡盘之间设有紧固机构,所述的紧固机构包括小齿轮、端板、压板、螺母和轴承,所述的齿轮体的底部设有压板,所述的卡盘的头部设有端板,所述的丝杆穿接过端板,所述的端板与丝杆间套有轴承,所述的丝杆与小齿轮通过螺母相紧固,所述的齿轮体与小齿轮相匹配;所述的齿轮体外还设有护罩,所述的护罩与卡盘装置相固定。
[0019] 因此,本发明所提供自动直管法兰装配机,自动化程度高,提高工作效率,提高加工精度高,操作简单,性能可靠。
附图说明
[0020] 图I是本发明的结构总装示意图;
[0021] 图2是本发明中移动台车机构的结构示意图;
[0022] 图3是本发明中装配立柱机构的结构示意图;
[0023] 图4是本发明中卡盘扣紧机构的正视结构示意图;
[0024] 图5是图4中C-C剖视结构示意图;
[0025] 图6是本发明中剪刀式滚轮架的侧视结构示意图;
[0026] 图7是本发明中上下送料机构的结构示意图;
[0027] 图8是本发明中上下送料机构的侧视结构示意图;
[0028] 图9是本发明中定位机构的A-A剖视结构示意图。
具体实施方式[0029] 下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0030] 实施例:如图I、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示,一种自动直管法兰装配机,包括底座1,底座I上设有底座导轨2,所述的底座I上分别设有从动装配机3和主动装配机4,所述的从动装配机3和主动装配机4相对而设,所述的从动装配机3和主动装配机4分别包括移动台车机构、装配立柱机构和卡盘抓紧机构,所述的移动台车机构包括移动台车底座5和剪刀式滚轮架6,所述的移动台车底座5与底座导轨2相匹配,移动台车底座5的两侧分别设有挂钩38,所述的挂钩38为倒立状固定在移动台车底座5的侧壁上,所述的剪刀式滚轮架6设在移动台车底座5上,剪刀式滚轮架6包括滚轮控制箱26、丝母27、滚轮丝杆28、剪刀托架29和转动手柄30,所述的滚轮控制箱26中插接有滚轮丝杆28,所述的滚轮丝杆28上套有剪刀托架29,所述的滚轮丝杆28的一端部设有转动手柄30,所述的转动手柄30位于滚轮控制箱26的侧壁,所述的剪刀托架29由二根托杆31相交叉 而成,二根托杆31形成滚轮槽32,所述的二根托杆31中均匀的分布有滚轮33,二根托杆31上分别设有三个滚轮33,所述的滚轮33从托杆31的头部依次均匀的分布在托杆31中;所述的回转盘14为圆形,卡盘电机16插接在回转盘14的圆心处,所述的回转盘电机15设在卡盘电机16的一侧,夹紧块20为“L”状,夹紧块20的底面与卡盘18相接触,所述的定位机构40包括定位块42、滑块43和定位座44,所述的定位座44中设有滑块43,所述的滑块43上卡接有定位块42,移动台车机构上固定设有装配立柱机构;所述的装配立柱机构包括立柱底座7、液压油缸8、立柱导轨9、送丝机10、立柱滑块11和立柱12,立柱12的侧壁上设有加强筋37,所述的立柱底座7中设有液压油缸8,所述的立柱底座7上设有立柱导轨9,所述的立柱导轨9上设有立柱滑块11,所述的液压油缸8带动立柱滑块11沿立柱导轨9移动,所述的立柱滑块11上设有立柱12,所述的立柱12中固定有送丝机10,所述的立柱12中固定有卡盘抓紧机构;所述的卡盘抓紧机构包括卡盘装置13、回转盘14、法兰盘41、回转盘电机15和卡盘电机16,所述的回转盘14与回转盘电机15相固定连接,所述的回转盘电机15控制回转盘14旋动,回转盘14与卡盘装置13间设有法兰盘41,所述的法兰盘41与卡盘电机16和卡盘装置13相配合,所述的回转盘14与卡盘装置13相贴合,所述的卡盘装置13包括齿轮体17、卡盘18、丝杆19和夹紧块20,所述的齿轮体17与卡盘电机16相固定连接,所述的齿轮体17的四周至少均匀分布有三个卡盘18,所述的卡盘18中设有丝杆19,所述的卡杆19与齿轮体17相固定,所述的卡盘18的端部设有夹紧块20,所述的夹紧块20与丝杆19相固定连接,齿轮体17为伞形齿轮,所述的齿轮体17分别与三个卡盘18相固定,所述的三个卡盘18均匀的分布在齿轮体17的四周,卡盘18中夹紧块20的两侧分别设有角度定位销34,所述的角度定位销34与夹紧块20相配合,所述的夹紧块20与丝杆19通过锁定套39相固定连接,所述的卡盘18间设有定位机构40,所述的定位机构40与齿轮体17相固定,所述的齿轮体17与卡盘18之间设有紧固机构,所述的紧固机构包括小齿轮45、端板46、压板47、螺母48和轴承49,所述的齿轮体17的底部设有压板47,所述的卡盘18的头部设有端板46,所述的丝杆19穿接过端板46,所述的端板46与丝杆19间套有轴承49,所述的丝杆19与小齿轮45通过螺母48相紧固,所述的齿轮体17与小齿轮45相匹配;所述的齿轮体17外还设有护罩50,所述的护罩50与卡盘装置13相固定;所述的从动装配机3和主动装配机4的一侧设有上下送料机构,所述的上下送料机构包括送料导轨21、送料电机22、托料架23、送料底座24和液压缸25,所述的送料底座24中设有送料导轨21,所述的送料导轨21与送料电机22相配合连接,所述的送料底座24上设有托料架23,所述的托料架23中设有液压缸25,所述的液压缸25控制托料架23运动,托料架23中设有托料槽32,托料槽32为平底V形,托料槽32的张开角度为45度至75度,所述的送料底座24的的侧壁上设有滑轮36,所述的滑轮36为两两对称状分布,所述的送料底座24的两侧分别设有托料架23和液压缸25 ;所述的上下送料机构与从动装配机3和主动装配机4相对应分布,所述的从动装配机3、主动装配机4和上下送料机构由控制系统相控制。
[0031] 本发明的工作流程如下:
[0032] (I)将钢管工件吊装到托料架上,保证工件在托料架上中心对称,偏心不超过100_,托料架可同时存放5根钢管;
[0033] (2)在触摸屏上输入钢管的外径、长度参数、法兰倾斜角度;
[0034] (3)启动滚轮托架,滚轮托架根据钢管参数自动升降到特定高度,剪叉张开角度自动调整到特定角度;
[0035] (4)调整两端行走台车,系统调节两端卡盘间距与卡盘旋转角度,且卡盘在料架中心线两侧对称分布,确认立柱是否垂直或偏移;
[0036] (5)将钢管法兰吊装到法兰装配机的电动卡盘上,启动按扭,夹紧法兰;
[0037] (6)如果两端法兰没有角度要求时,可直接开动三爪,三爪加紧法兰自动找心,夹紧块自动把法兰压到卡盘上;如果两端法兰有角度要求,需先把角度定位销穿过法兰安装孔后再开动三抓卡紧;
[0038] (7)开动上下送料机构到达所要运送钢管的正下方,上下送料机构提升钢管,待钢管低面高出存料架挡块托起钢管,启动上下送料机构行走;当上下送料机构行走到剪刀式滚轮架中心线后,放下钢管,同时上下送料机构托板降到最低端,上下送料机构再返回到下一送料钢管的正下方;
[0039] (9)启动立柱前后移动机构,系统会自动显示平台所在的位置,采用点动的方式,驱使两端台车向管子靠近,同时升降管子高度,确保管子顺利插入法兰,若两端法兰到位后,系统会自动控制平台停止。若是对接法兰,法兰到位后,调节滚轮架的高度,确保管子与法兰外径平齐。

Claims (5)

1. 一种自动直管法兰装配机,包括底座(1),底座(I)上设有底座导轨(2),其特征在于:所述的底座(I)上分别设有从动装配机(3)和主动装配机(4),所述的从动装配机(3)和主动装配机(4)相对而设,所述的从动装配机(3)和主动装配机(4)分别包括移动台车机构、装配立柱机构和卡盘抓紧机构,所述的移动台车机构包括移动台车底座(5)和剪刀式滚轮架¢),所述的移动台车底座(5)与底座导轨(2)相匹配,所述的剪刀式滚轮架(6)设在移动台车底座(5)上,移动台车机构上固定设有装配立柱机构;所述的装配立柱机构包括立柱底座(7)、液压油缸(8)、立柱导轨(9)、送丝机(10)、立柱滑块(11)和立柱(12),所述的立柱底座(7)中设有液压油缸(8),所述的立柱底座(7)上设有立柱导轨(9),所述的立柱导轨(9)上设有立柱滑块(11),所述的液压油缸(8)带动立柱滑块(11)沿立柱导轨(9)移动,所述的立柱滑块(11)上设有立柱(12),所述的立柱(12)中固定有送丝机(10),所述的立柱(12)中固定有卡盘抓紧机构;所述的卡盘抓紧机构包括卡盘装置(13)、回转盘 (14)、法兰盘(41)、回转盘电机(15)和卡盘电机(16),所述的回转盘(14)与回转盘电机(15)相固定连接,所述的回转盘电机(15)控制回转盘(14)旋动,回转盘(14)与卡盘装置(13)间设有法兰盘(41),所述的法兰盘(41)与卡盘电机(16)和卡盘装置(13)相配合,所述的回转盘(14)与卡盘装置(13)相贴合,所述的卡盘装置(13)包括齿轮体(17)、卡盘(18)、丝杆(19)和夹紧块(20),所述的齿轮体(17)与卡盘电机(16)相固定连接,所述的齿轮体(17)的四周至少均匀分布有三个卡盘(18),所述的卡盘(18)中设有丝杆(19),所述的丝杆(19)与齿轮体(17)相固定,所述的卡盘(18)的端部设有夹紧块(20),所述的夹紧块(20)与丝杆(19)相固定连接;所述的从动装配机(3)、主动装配机(4)和上下送料机构由控制系统相控制;所述的剪刀式滚轮架(6)包括滚轮控制箱(26)、丝母(27)、滚轮丝杆(28)、剪刀托架(29)和转动手柄(30),所述的滚轮控制箱(26)中插接有滚轮丝杆(28),所述的滚轮丝杆(28)上套有剪刀托架(29),所述的滚轮丝杆(28)的一端部设有转动手柄(30),所述的转动手柄(30)位于滚轮控制箱(26)的侧壁,所述的剪刀托架(29)由二根托杆(31)相交叉而成,二根托杆(31)形成滚轮槽(32),所述的二根托杆(31)中均匀的分布有滚轮(33);所述的齿轮体(17)为伞形齿轮,所述的齿轮体(17)分别与三个卡盘(18)相固定,所述的三个卡盘(18)均匀的分布在齿轮体(17)的四周,卡盘(18)中夹紧块(20)的两侧分别设有角度定位销(34),所述的角度定位销(34)与夹紧块(20)相配合,所述的夹紧块(20)与丝杆(19)通过锁定套(39)相固定连接,所述的卡盘(18)间设有定位机构(40),所述的定位机构(40)与齿轮体(17)相固定。
2.根据权利要求I所述的自动直管法兰装配机,其特征在于:所述的从动装配机(3)和主动装配机(4)的一侧设有上下送料机构,所述的上下送料机构包括送料导轨(21)、送料电机(22)、托料架(23)、送料底座(24)和液压缸(25),所述的送料底座(24)中设有送料导轨(21),所述的送料导轨(21)与送料电机(22)相配合连接,所述的送料底座(24)上设有托料架(23),所述的托料架(23)中设有液压缸(25),所述的液压缸(25)控制托料架(23)运动,所述的送料底座(24)的两侧分别设有托料架(23)和液压缸(25);所述的上下送料机构与从动装配机(3)和主动装配机(4)相对应分布;所述的托料架(23)中设有托料槽(35),所述的送料底座(24)的侧壁上设有滑轮(36),所述的滑轮(36)为两两对称状分布;所述的立柱(12)的侧壁上设有加强筋(37),所述的托料槽(35)的张开角度为45度至75度。
3.根据权利要求I所述的自动直管法兰装配机,其特征在于:所述的二根托杆(31)上分别设有三个滚轮(33),所述的滚轮(33)从托杆(31)的头部依次均匀的分布在托杆(31)中;所述的回转盘(14)为圆形,卡盘电机(16)插接在回转盘(14)的圆心处,所述的回转盘电机(15)设在卡盘电机(16)的一侧,夹紧块(20)为“L”状,夹紧块(20)的底面与卡盘(18)相接触,所述的定位机构(40)包括定位块(42)、滑块(43)和定位座(44),所述的定位座(44)中设有滑块(43),所述的滑块(43)上卡接有定位块(42);所述的托料槽(35)为平底V形。
4.根据权利要求3所述的自动直管法兰装配机,其特征在于:所述的移动台车底座(5)的两侧分别设有挂钩(38),所述的挂钩(38)为倒立状固定在移动台车底座(5)的侧壁上。
5.根据权利要求3或4所述的自动直管法兰装配机,其特征在于:所述的齿轮体(17)与卡盘(18)之间设有紧固机构,所述的紧固机构包括小齿轮(45)、端板(46)、压板(47)、螺母(48)和轴承(49),所述的齿轮体(17)的底部设有压板(47),所述的卡盘(18)的头部设有端板(46),所述的丝杆(19)穿接过端板(46),所述的端板(46)与丝杆(19)间套有轴承 (49),所述的丝杆(19)与小齿轮(45)通过螺母(48)相紧固,所述的齿轮体(17)与小齿轮(45)相匹配;所述的齿轮体(17)外还设有护罩(50),所述的护罩(50)与卡盘装置(13)相固定。
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