CN104874970B - 一种带柔性装夹的驱动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带柔性装夹的驱动机构，包括连接件、中部为圆形开口的安装板，连接件端部插入安装板的圆形开口中，安装板上固定有相互连接的电机和回转结构，回转结构内设有蜗轮蜗杆结构，连接件与回转结构传动连接，连接件上设有用于供工件穿过的通孔、两对相互垂直的直线导轨副、用于定位工件的V型块、用于固定工件的链条和用于锁紧链条的链条锁紧器，其中，竖直向直线导轨副竖直向直线导轨和滑块，竖直向直线导轨分别位于所述通孔的两侧，水平向直线导轨副包括水平向直线导轨和滑块，V型块底部设有V型块固定板，V型块固定板与直线导轨副的滑块固定连接。本发明驱动机构有效防止了工件在转动时出现左右窜动和打滑的现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种带柔性装夹的驱动机构，属于天然气管道焊接技术领域。
背景技术
由于输送的油品中含有硫元素和酸性物质，为了防止输油管道被腐蚀破坏，提高管道的使用寿命，选用复合输油管。复合输油管的内衬管材料为316L不锈钢，保证输油管不腐蚀生锈；外基管材料为碳钢，保证输油管具有良好的强度，不易损坏。
在油品的输送过程中，需要将长10～20米长的输油管拼接起来实现油品的长距离输送。管道的连接方式主要有丝扣、焊接和法兰三种连接方式。由于焊接具有施工方便、坚固、严密和节约钢材等优点，所以选用焊接来实现输油管的连接。
在复合输油管的焊接过程中，由于在对接的位置存在异种材料的连接界面，焊接性能较差，不能满足实际需要。因此，需要在管道内壁进行过渡层的堆焊，采用同种材料的焊接，实现管道的优良连接。
在输油管的实际生产过程中，不能保证管道的横向截面为标准的圆形，同时也不能保证管道中心线为一条直线，管道在长度方向存在一定的挠度。现有技术中，在将输油管固定进行焊接时，都是采用三爪卡盘将石油管待焊接的一端硬生生地装夹起来，并由三爪卡盘提供管道旋转动力，石油管的另一端则放在弹簧支撑架上，由于管的轴向并不绝对直，因此工件在转动时会出现左右窜动和打滑的现象。一方面，管子左右窜动会损坏夹具，另一方面由于夹具与管道表面的接触面积小，打滑会使管道表面产生大的划痕。因此一种与石油管为柔性接触的驱动机构的开发很有必要。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种带柔性装夹的驱动机构，该机构在带动工件转动时能够防止工件在转动时出现的左右窜动和打滑现象，不会使管道表面产生大的划痕。
发明内容：为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段为：
一种带柔性装夹的驱动机构，包括连接件、中部为圆形开口的安装板，所述连接件端部插入所述安装板的圆形开口中，所述连接件与所述安装板相互配合连接，所述安装板上固定有相互连接的电机和回转结构，所述回转结构内设有蜗轮蜗杆结构，所述连接件与所述回转结构传动连接，所述连接件上设有用于供工件穿过的通孔、两对相互垂直的直线导轨副、用于定位工件的V型块、用于固定工件的链条和用于锁紧链条的链条锁紧器，其中，所述直线导轨副包括竖直向直线导轨副和水平向直线导轨副，所述竖直向直线导轨副包括竖直向直线导轨和滑块，所述竖直向直线导轨分别位于所述通孔的两侧，所述水平向直线导轨副包括水平向直线导轨和滑块，所述水平向直线导轨位于所述通孔的下方，所述V型块底部设有V型块固定板，所述V型块固定板与所述直线导轨副的滑块固定连接。
进一步优选，所述竖直方向设置的直线导轨上设有限位螺钉，所述水平方向设置的直线导轨端部设有限位器I。
进一步优选，还包括支座、对称设置在所述安装板两侧的升降机和驱动所述升降机的手轮，所述升降机之间设有连接轴，所述安装板与所述升降机的升降杆固定连接，所述支座上还设有能使所述安装板上下滑动的直线导轨，直线导轨上设有限位器II。
进一步优选，所述安装板置于支撑架上，所述安装板通过所述支撑架置于所述支座内。
进一步优选，所述支座顶部还设有用于限制工件高度的限位块。
进一步优选，所述电机与所述回转结构之间设有减速箱。
有益效果：相比于现有技术，本发明驱动机构与管道的焊接端为柔性连接，有效防止了工件在转动时出现左右窜动和打滑的现象，减小了装夹对工件表面的损伤，另外，本发明驱动机构在连接件上设有两对相互垂直的直线导轨移动副，在长度方向存在一定挠度的工件在旋转过程中可以自由在与其径向相互垂直的两个方向运动，两个方向的运动复合从而起到自动调心的作用。
附图说明
图1为本发明带柔性装夹驱动机构的结构示意图I；
图2为本发明带柔性装夹驱动机构的结构示意图II；
图3为工件在本发明带柔性装夹驱动机构上自动对心的过程图（由a到b）；
图4是本发明实施例1对应的结构示意图；
图5是本发明实施例2对应的结构示意图；
图6是本发明实施例3对应的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明内容作进一步说明。应理解，这些实施案例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
如图1~3所示，本发明带柔性装夹的驱动机构，包括连接件9、中部为圆形开口的安装板13，连接件9端部插入安装板13的圆形开口中，连接件9与安装板13相互配合连接，安装板13上固定有相互连接的电机15和回转结构14，回转结构14内设有蜗轮蜗杆结构，电机15与回转结构14之间设有减速箱，减速箱使回转结构14输出的转矩变大，转动的速度变小，因此能提高连接件9转动的稳定性，进而使工件1转动的更平滑、精确，连接件9与回转结构14传动连接，连接件9上设有用于供工件1穿过的通孔23、两对相互垂直设置的直线导轨副、用于定位工件1的V型块2、用于固定工件1的链条5和用于锁紧链条5的链条锁紧器4，两对相互垂直设置的直线导轨副包括竖直向直线导轨副和水平向直线导轨副，直线导轨副包括滑块和成对设置的直线导轨，滑块可以在直线导轨上滑动，竖直向直线导轨副包括滑块6和竖直向直线导轨25，竖直向直线导轨25（两条）沿竖直方向设置，竖直向直线导轨25分别位于通孔23的两侧，水平向直线导轨副包括滑块和直线导轨7，水平向直线导轨7（两条）沿水平方向设置，该直线导轨副的直线导轨7位于通孔23的下方，V型块2底部设有V型块固定板3，V型块固定板3的底部与水平向直线导轨7的滑块固定连接，V型块固定板3的端部与竖直向直线导轨25的滑块6固定连接，链条锁紧器4位于V型块固定板3上，竖直向直线导轨25上设有限位螺钉31，水平向直线导轨7端部设有限位器I8，限位器I8能限制直线导轨7上滑块的行程，防止滑块（从直线导轨7上）脱轨。
本发明带柔性装夹的驱动机构还包括支座26、对称设置在安装板13两侧的升降机18和驱动升降机18升降的手轮19，升降机18通过手轮19来驱动升降，以此来实现安装板9上所有部件的升降，升降机18之间设有连接轴17，连接轴17将两个升降机18输入轴连接到一起，实现用一个手轮19可以同时控制两个升降机18的升降，安装板13置于支撑架27上，安装板13通过支撑架27置于支座26上，安装板13与升降机18的升降杆固定连接，安装板13底部固定连接滑块11，因此安装板13可以在升降机18的带动下沿着支座26上的直线导轨10上下滑动，直线导轨10上设有限位螺钉30，支座26顶部还设有用于限制工件1高度的限位块20。
实施例1，以图4中直径为450mm钢管为例。
第一步，将钢管1待焊接端放在V型块2上，然后用链条5拴住钢管1并用链条锁紧器4锁住，此时钢管1和V型块2通过链条5固定在一起，自此钢管柔性装夹完成；
第二步，启动伺服电机15并通过变速箱带动回转部件14转动，回转部件14带动连接件9转动，装夹在连接件9上的钢管转动，由于连接件9上有两对相互垂直的直线导轨移动副，非笔直Φ450mm钢管1和V型块2一起在旋转过程中可以自由在水平向直线导轨7和竖直向直线导轨25上滑动（具体运动过程参考如图3），两个径向运动复合从而起到自动调心作用。
实施例2，以图5中直径为400mm钢管为例。
第一步，将钢管1待焊接端放在V型块2上，然后用链条5拴住钢管1并用链条锁紧器4锁住（如果钢管长，可以将另一端放到辅助支撑架上），自此钢管柔性装夹完成；
第二步，启动伺服电机15并通过变速箱带动回转部件14转动，回转部件14带动连接件9转动，装夹在连接件9上的钢管转动，由于连接件9上有两对相互垂直的直线导轨移动副，非笔直Φ400mm钢管1在旋转过程中可以自由沿径向相互垂直两个方向运动（具体运动过程参考如图3），两个径向运动复合从而起到自动调心作用。
实施例3，以图6中直径为350mm钢管为例。
第一步，将钢管1待焊接端放在V型块2上，然后用链条5拴住钢管1并用链条锁紧器4锁住（如果钢管长，可以将另一端放到辅助支撑架上），自此钢管1柔性装夹完成；
第二步，启动伺服电机15并通过变速箱带动回转部件14转动，回转部件14带动连接件9转动，装夹在连接件9上的钢管1转动，由于连接件9上有两对相互垂直的直线导轨移动副，非笔直Φ350mm钢管1在旋转过程中可以自由沿径向相互垂直两个方向运动（具体运动过程参考如图3），两个径向运动复合从而起到自动调心作用。
Claims (6)
1.一种带柔性装夹的驱动机构，其特征在于：包括连接件、中部为圆形开口的安装板，所述连接件端部插入所述安装板的圆形开口中，所述连接件与所述安装板相互配合连接，所述安装板上固定有相互连接的电机和回转结构，所述回转结构内设有蜗轮蜗杆结构，所述连接件与所述回转结构传动连接，所述连接件上设有用于供工件穿过的通孔、两对相互垂直的直线导轨副、用于定位工件的V型块、用于固定工件的链条和用于锁紧链条的链条锁紧器，其中，所述直线导轨副包括竖直向直线导轨副和水平向直线导轨副，所述竖直向直线导轨副包括竖直向直线导轨和滑块，所述竖直向直线导轨分别位于所述通孔的两侧，所述水平向直线导轨副包括水平向直线导轨和滑块，所述水平向直线导轨位于所述通孔的下方，所述V型块底部设有V型块固定板，所述V型块固定板与所述直线导轨副的滑块固定连接。
2.根据权利要求1所述的带柔性装夹的驱动机构，其特征在于：所述竖直向直线导轨上设有限位螺钉，所述水平向直线导轨端部设有限位器I。
3.根据权利要求1所述的带柔性装夹的驱动机构，其特征在于：还包括支座、对称设置在所述安装板两侧的升降机和驱动所述升降机的手轮，所述升降机之间设有连接轴，所述安装板与所述升降机的升降杆固定连接，所述支座上还设有能使所述安装板上下滑动的直线导轨，直线导轨上设有限位器II。
4.根据权利要求3所述的带柔性装夹的驱动机构，其特征在于：所述安装板置于支撑架上，所述安装板通过所述支撑架置于所述支座内。
5.根据权利要求3所述的带柔性装夹的驱动机构，其特征在于：所述支座顶部还设有用于限制工件高度的限位块。
6.根据权利要求1所述的带柔性装夹的驱动机构，其特征在于：所述电机与所述回转结构之间设有减速箱。
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Denomination of invention: Drive mechanism with flexible clamp Effective date of registration: 20191220 Granted publication date: 20160622 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Nanjing City South Branch Pledgor: Nanjing Ying Nigema industrial automation technology Co., Ltd Registration number: Y2019320000385 |
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Date of cancellation: 20210310 Granted publication date: 20160622 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Nanjing City South Branch Pledgor: NANJING YINGNIGEMA INDUSTRIAL AUTOMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2019320000385 |
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Denomination of invention: A driving mechanism with flexible clamping Effective date of registration: 20210325 Granted publication date: 20160622 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Nanjing City South Branch Pledgor: NANJING YINGNIGEMA INDUSTRIAL AUTOMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980002108 |
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Date of cancellation: 20211229 Granted publication date: 20160622 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Nanjing City South Branch Pledgor: NANJING YINGNIGEMA INDUSTRIAL AUTOMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980002108 |
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Denomination of invention: A driving mechanism with flexible clamping Effective date of registration: 20211230 Granted publication date: 20160622 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Nanjing City South Branch Pledgor: NANJING YINGNIGEMA INDUSTRIAL AUTOMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980017188 |