CN105364404A - 一种筒体涨紧旋转装置 - Google Patents

Abstract

本发明的筒体涨紧旋转装置，包括基座、涨紧机构及旋转机构，所述涨紧机构包括涨轴、涨套、拉杆及涨轴驱动组件，所述旋转机构包括转轴，驱动所述转轴转动的转轴驱动组件、与该转轴轴向连接的用于安装支撑所述涨套的导电套，所述涨套由所述至少两个合围体合围组成，涨套利用一涨套安装组件安装于所述导电套上并可沿径向涨开或缩回，所述涨轴可在涨套和导电套内部沿涨套和导电套轴向往复滑动，涨轴上设有涨紧部用于涨开涨套，所述拉杆沿轴向穿过所述转轴中部与涨轴固定连接，涨轴的涨紧部对涨套施加径向压力以涨开涨套。此装置能对金属筒体进行精确定位和提高生产工作效率，且有利于整个焊接工艺流程的全自动化。

Description

一种筒体涨紧旋转装置

技术领域

本发明涉及金属筒体焊接设备领域，尤其涉及一种筒体涨紧旋转装置。

背景技术

在将金属材质的支脚焊接到金属材质的呈圆筒状的筒体上时，先要对该筒体进行定位固定，且由于在该筒体的圆周外表面上设定的若干个焊接位置上均要焊接上支脚，就需要有若干次定位，现有技术采用的是人工抓取筒体将筒体置于焊接工位上对其进行定位，焊接好第一个支脚后，在人工将筒体旋转一定角度定位用以焊接下一个支脚，直到全部支脚焊接完毕后，再用人工取下筒体以备后续工序。这种人工置放定位和人工旋转角度定位不精确，且效率低下，不利于整个焊接工艺的全自动化。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种筒体涨紧旋转装置，以提高金属筒体定位精确度和焊接生产效率，以利于实现焊接过程全程的自动化。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种筒体涨紧旋转装置，包括基座、设置于基座上用于涨紧工件的涨紧机构、用于驱动涨紧机构旋转的旋转机构，所述涨紧机构包括涨轴、套设于涨轴外的用于涨紧工件的涨套、与涨轴轴向连接的拉杆、用于驱动拉杆进而驱动涨轴沿轴向运动的涨轴驱动组件，所述旋转机构包括旋转设于基座上的转轴、驱动所述转轴转动的转轴驱动组件、与该转轴轴向连接的用于安装支撑所述涨套的导电套，所述涨套由所述至少两个合围体合围组成，涨套利用一涨套安装组件安装于所述导电套上并可沿径向涨开或缩回，所述涨轴可在涨套和导电套内部沿涨套及导电套轴向往复滑动，涨轴上设有涨紧部用于涨开涨套，所述拉杆沿轴向穿过所述转轴中部与涨轴固定连接，涨轴的涨紧部对涨套施加径向压力以涨开涨套。

进一步地，所述涨套的每一合围体的外侧壁上设有电极，电极凸出涨套外侧壁表面设定距离，涨套利用所述电极抵顶工件内表面以涨紧工件；所述涨紧部为具有设定锥度的圆锥柱。

进一步地，所述涨套的每一合围体的外侧壁上设有与电极相适配的电极凹槽，凹槽内设有螺纹孔，电极上设有与所述螺纹孔相适配的螺栓孔，电极安装于所述电极凹槽内，利用螺栓穿过所述螺栓孔将电极固定于涨套的外侧壁上。

进一步地，所述涨套的内侧壁上设有若干条涨套滑道，所述导电套内侧壁上亦设有与所述若干条涨套滑道对接的导电套滑道，所述涨轴的外侧壁设有若干个键槽，每一个键槽内均设有一与所述每一涨套滑道和每一导电套滑道相适配的键，涨轴利用所述每一键与每一涨套滑道和每一导电套滑道的配合而沿轴向往复滑动与所述涨套和导电套内。

进一步地，所述涨套在与所述导电套相连接的一端设有法兰及与该法兰相邻的涨套环槽，所述涨套安装组件包括压环及挡圈，所述压环套设于所述涨套环槽及法兰外，压环与涨套环槽之间设有可伸缩的弹性复位件以使涨套在涨轴对其施加的涨紧力去除后收缩恢复原位。

进一步地，所述挡圈用于对筒体工件的端面进行限位，利用螺栓穿过所述挡圈及压环将二者轴向固定于所述导电套上而将所述涨套安装于所述导电套上。

进一步地，所述转轴驱动组件包括套设固定于所述转轴外部的一传动齿轮、与该传动齿轮啮合的主动齿轮及用于驱动该主动齿轮的驱动单元。

进一步地，所述拉杆穿设于一拉杆支座内，该拉杆支座内设有所述涨轴驱动组件，该涨轴驱动组件包括气缸、设于该气缸活的塞杆上用于与所述拉杆轴向连接固定的联接器，气缸底部固定于一气缸支座上，气缸支座固定于所述拉杆支座上，而拉杆支座与所述转轴轴向固定连接随转轴同步运转。

进一步地，所述涨紧旋转装置还包括一个水气滑环组件，该水气滑环组件包括一与外部冷却水源相连接的水气通轴及与该水气通轴相连通的冷却水道；该冷却水道包括位于该涨轴、拉杆及水气通轴上的水道，且涨轴、拉杆及水气通轴上的水道依次连通。

进一步地，所述涨套由三个等分的合围体合围组成，依据伺服或旋转机构完成不同角度位置转换。

与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果。

1、涨轴的涨紧部在涨套内腔中可撑开涨套的若干个合围体，使得若干合围体表面的电极抵顶并涨紧筒体内壁，从而实现对筒体涨紧固定的要求。

2、本发明利用转轴驱动组件驱动主动齿轮旋转，主动齿轮带动传动齿轮旋转，传动齿轮带动转轴和涨轴旋转，从而带动筒体旋转，采用伺服电机控制所需旋转的角度，从而达到精确定位筒体表面焊接位置的目的。

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例的主视图；

图2为本发明实施例的爆炸图；

图3为本发明实施例涨轴的涨紧部的示意图；

图4a为本发明实施例涨套的立体图；

图4b为本发明实施例涨套的主视图；

图5为本发明实施例导电套的立体图；

图6a为本发明实施例压环的剖视图；

图6b为本发明实施例挡圈的立体图；

图7为发明实施例不含转轴驱动组件部分的主视图；

图8为图7中A-A截面图。

附图标记：

1.涨紧旋转装置

10.基座，101.轴承

11.涨紧机构

111.涨轴，1111.涨紧部，1112.键槽，1113.键，

112.涨套

1121.合围体，1122.电极，1122’.换型电极，

1123.涨套滑道，1124.法兰，1125.涨套环槽，1126.电极凹槽

113.拉杆，114.涨轴驱动组件，1141.气缸，1142.联接器，11421.绝缘板，11422.绝缘套，11423.接水口，1143.气缸支座，

115.涨套安装组件，1151.压环，11511法兰孔，11512.弹性复位件孔，

1152.挡圈，11521电极避空槽，

116.拉杆支座

12.旋转机构

121.转轴1211.键,

122.转轴驱动组件

1221.传动齿轮，1222.主动齿轮，1223.转轴驱动单元，1224.

减速电机

123.导电套，1231.导电套滑道

13.水气滑环组件，131.水气通轴，1311.水气输出接口，132.通轴支座，133.水气环，134.高压密封圈。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1至8所示，本发明的筒体涨紧旋转装置1，包括基座10、设置于基座10上用于涨紧工件的涨紧机构11、用于驱动涨紧机构11旋转的旋转机构12，及用于冷却的水气滑环组件13。

所述涨紧机构11包括涨轴111、套设于涨轴111外的用于涨紧工件的涨套112、与涨轴111轴向连接的拉杆113、用于驱动拉杆113进而驱动涨轴111沿轴向运动的涨轴驱动组件114。

如图3所示，所述涨轴111的前端设有涨紧部1111，涨紧部1111为具有设定锥度的圆锥柱，所述涨紧部1111的作用是当其进入涨套112中，涨套112由于受到径向的压力导致涨套112被涨开；所述涨轴111的外侧壁上沿轴向开设有若干个键槽1112，每一键槽1112内安装有一键1113，键1113除了正常的传动功能外还同时用作涨轴111的滑轨。所述涨轴111可在涨套112和下文将要描述的导电套123内部沿涨套112和导电套123轴向往复滑动。

如图4a、图4b所示，所述涨套112是由若干个合围体1121合围而成的圆筒状部件，所述涨套112由至少两个合围体1121合围组成，所述涨套112由若干个合围体1121合围组成，合围体的数量与筒体上的设定的焊接位置的数量即支脚的数量相同，本实施例中所述筒体上要焊接3个支脚，因此涨套112由3个合围体1121合围组成。所述合围体1121的内表面上沿轴向设置有与所述键1113相适配以供所述键1113在其内滑动的涨套滑道1123。涨套112与所述导电套123相连接的一端设有法兰1124用于与下文将要描述的涨套安装组件115相配合而被限定于径向伸缩范围内，涨套112上设有法兰1124的一端还设有涨套环槽1125。合围体1121可以是等分的合围体或非等分的合围体，本实施例采用等分的合围体。若需由若干个非等分的合围体合围而成，其结构和数量满足所需功能即可。

如图1、图2及图6所示，所述涨套112利用一涨套安装组件115安装于所述导电套123上并可沿径向涨开或缩回，所述涨套安装组件115包括压环1151及挡圈1152，所述压环1151内设有一个轴向贯通的阶梯轴孔，阶梯轴孔中内径较大的一个孔为法兰孔11511，法兰孔11511的内径大于所述涨套112涨开到最大时法兰1124的最大外径，阶梯轴孔中内径较小的一个孔为弹性复位件孔11512，用于安装一具有伸缩功能的弹性复位件，本实施的弹性复位件采用拉簧(图中未示)，该拉簧为圆形弹簧，压环1151利用其弹性复位件孔11512对应套设于所述涨套环槽1225外，压环1151的弹性复位件孔内壁与涨套环槽224之间设有所述拉簧以使涨套112在涨轴111对其施加的涨紧力去除后收缩恢复原位。所述挡圈1152用于对筒体工件的端面进行限位，所述挡圈1152内设有若干个与所述电极1122相适配的电极避空槽11521(如图6b所示)以使电极1122及涨套112被进一步限定于一圆周范围内，以保持涨套112成圆筒状，利用螺栓穿过所述挡圈1152及压环1151，将挡圈1152及压环1151轴向固定于所述导电套123上。

如图1所示，所述涨套112的每一合围体1121的外侧壁上设有电极1122，电极1122凸出涨套112外侧壁表面设定的适当距离，涨套112利用所述电极1122抵顶圆筒状的工件内表面以涨紧工件；对应的，所述涨套112的每一合围体1121的外侧壁上设有与电极1122相适配的电极凹槽1126，电极凹槽1126内设有螺纹孔，电极1122上设有与所述螺纹孔相适配的螺栓孔，电极1122安装于所述电极凹槽1126内，利用螺栓穿过所述螺栓孔与螺纹孔连接将电极1122固定于涨套22的外侧壁上。本实施例的电极1122可用一换型电极1122’(如图2所示)代替，即电极的型号是根据工件型号变化而做出适应性变化的，可按需要替换使用相应电极。

如图1及图2所示，所述拉杆113穿设于一拉杆支座116内，拉杆113沿轴向穿过下文将要描述的转轴121中部与所述涨轴111固定连接。所述拉杆支座116与转轴121固定连接而随转轴121旋转，拉杆支座116上与转轴121相连接的一端沿轴向设有螺栓孔(图中未标号)，转轴121上与拉杆支座116相连接的一端沿轴向设有与所述螺栓孔相配套的内螺纹孔(图中未示)。所述拉杆支座116内设有所述涨轴驱动组件114，该涨轴驱动组件114包括气缸1141、设于该气缸1141活塞杆上用于与所述拉杆113轴向连接固定的联接器1142，气缸1141底部固定于一气缸支座1143上，气缸支座1143固定设于拉杆支座116上，所述拉杆113及气缸1141随拉杆支座116旋转进而与转轴121同步旋转。

所述旋转机构12包括旋转设于基座1上的转轴121，驱动所述转轴121转动的转轴驱动组件122、与该转轴121轴向连接的用于安装支撑所述涨套122的导电套123。

如图1及图2所示，所述转轴驱动组件122包括套设固定于所述转轴121外部的一传动齿轮1221、与该传动齿轮1221啮合的主动齿轮1222及用于驱动该主动齿轮1222的转轴驱动单元1223。所述转轴驱动单元1223包括一伺服电机，可以通过对所述伺服电机设定旋转角度的方式来控制主动齿轮1222进而控制工件的旋转角度，从而实现对工件的精确定位。

如图1、图2、图7及图8所示，所述涨紧旋转装置1还包括一用于冷却的水气滑环组件13，水气滑环组件13包括一与外部冷却水源相连接的设有带法兰的水气通轴131、用于安装固定该水气通轴131的通轴支座132、多个水气通环133和多个高压密封圈134及与该水气通轴131相连通的冷却水道(图中未标号)。所述水气通轴131上设有水气输出接口1311，每个水气通环133外设水气输入接口与内设水气环槽贯通；水气通轴131内设水气通孔，法兰位置设有水气输出接口1311与水气通孔贯通，并与连接器1142通冷却水，与气缸1141通压缩空气；水气通轴131通过螺栓与气缸支座1143连接；多个水气通环133通过螺栓与通轴支座132连接；水气通轴131外圆与多个水气通环133内圆通过精加工配合，并用多个高压密封圈134密封；通轴支座132与外部连接固定。所述通轴支座132固定于所述气缸支座1143背部；所述冷却水道包括位于所述涨轴111、拉杆113及水气通轴131上的水道，且涨轴111、拉杆113及水气通轴131上的水道依次连通。当涨紧旋转装置1在工作时，水气滑环组件13可以将冷却水通过水气通轴131流进冷却水道，从而达到降低机械温度的效果。

本发明的筒体涨紧旋转装置的连接关系和工作原理如下：

带有减速电机1224的伺服电机旋转，进而驱动主动齿轮1222，进而驱动传动齿轮1221，传动齿轮1221通过设在转轴121上的键1211，从而使转轴121通过设在基座10内的轴承101沿基座10轴线旋转。转轴121前端通过螺栓与导电套123连接；导电套123通过键1113与涨轴111连接并带动涨轴111旋转；涨轴111通过键1113与合围体1121连接；压环1151通过螺栓与导电套123连接；压环1151通过内设法兰孔11511和合围体1121的法兰1124对合围体1121进行轴向限位，并导电。

转轴121后端利用螺栓及其上的内螺纹孔与拉杆支座116连接；拉杆支座116通过螺栓与气缸支座1143连接；气缸支座1143通过螺栓与气缸1141连接；气缸1141通过活塞杆上的螺纹与连接器1142连接；连接器1142上设有绝缘板11421和绝缘套11422，以保护气缸1141；连接器1142通过螺栓与拉杆113连接；连接器1142上设有通水孔和接水口11423，用来与水气滑环组件13通水；连接器1142与拉杆113连接处设有密封圈，防止漏水；拉杆113通过螺栓与涨轴111连接；拉杆113与涨轴111连接处设有密封圈，防止漏水。

工作时，外部压缩空气通过水气滑环组件13供给气缸1141；外部冷却水通过水气滑环组件13的水气通轴131、连接器1142、拉杆113、涨轴111的通水孔冷却涨轴111，进而冷却涨套112和电极1122。

工作时，气缸1141伸出时，涨套112在拉簧(图中未画出，其安装在涨套环槽1125内)作用下缩回，从而解除涨紧工件；气缸1141缩回时，转轴121通过锥面使涨套112张开，并导电，进而涨套112张开，通过电极1122涨紧工件内壁，从而涨紧工件，并导电。

工作时，前述转轴121通过设在基座10内的轴承101沿基座10轴线旋转，进而使包含涨轴111、涨套112、导电套123、电极1122、转轴121、拉杆113、连接器1142、拉杆支座116、气缸支座1143、气缸1141、水气通轴131都一起旋转；控制伺服电机的旋转角度就可以精确定位工件所需的焊接角度。具体地，当金属筒体工件套在电极1122上后，气缸1141的活塞杆带动拉杆113向气缸1141方向移动，从而带动涨轴111运动，涨轴111的涨紧部进入涨套112沿径向将涨套112撑开，涨套112上的电极1122抵顶工件内壁而将工件固定，此时转轴驱动单元1223带动主动齿轮1222进而带动传动齿轮1221旋转，从而带动转轴121旋转，由转轴121带动涨轴111转动从而带动工件转动。由于转动的角度时限设定，由转轴驱动单元112的伺服电机控制转动角度，当工件旋转到事先设置的角度后，伺服电机停止转动，工件因停止而定位，此时可以对工件进行焊接操作。焊接完后，转轴121反方向旋转复位，而气缸1141的活塞杆亦复位，拉杆113远离气缸1141移动，涨轴111的涨紧部径向脱离涨套112，涨套112的合围体1121在弹性复位件的作用下恢复圆筒状，涨套112表面的电极1122脱离工件的内表面而松卸工件，此时工件可以取出。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (10)

1.一种筒体涨紧旋转装置，包括基座、设置于基座上用于涨紧工件的涨紧机构、用于驱动涨紧机构旋转的旋转机构，其特征在于：所述涨紧机构包括涨轴、套设于涨轴外的用于涨紧工件的涨套、与涨轴轴向连接的拉杆、用于驱动拉杆进而驱动涨轴沿轴向运动的涨轴驱动组件，所述旋转机构包括旋转设于基座上的转轴、驱动所述转轴转动的转轴驱动组件、与该转轴轴向连接的用于安装支撑所述涨套的导电套，所述涨套由所述至少两个合围体合围组成，涨套利用一涨套安装组件安装于所述导电套上并可沿径向涨开或缩回，所述涨轴可在涨套和导电套内部沿涨套及导电套轴向往复滑动，涨轴上设有涨紧部用于涨开涨套，所述拉杆沿轴向穿过所述转轴中部与涨轴固定连接，涨轴的涨紧部对涨套施加径向压力以涨开涨套。

2.根据权利要求1所述的筒体涨紧旋转装置，其特征在于：所述涨套的每一合围体的外侧壁上设有电极，电极凸出涨套外侧壁表面设定距离，涨套利用所述电极抵顶工件内表面以涨紧工件；所述涨紧部为具有设定锥度的圆锥柱。

3.根据权利要求2所述的筒体涨紧旋转装置，其特征在于：所述涨套的每一合围体的外侧壁上设有与电极相适配的电极凹槽，凹槽内设有螺纹孔，电极上设有与所述螺纹孔相适配的螺栓孔，电极安装于所述电极凹槽内，利用螺栓穿过所述螺栓孔将电极固定于涨套的外侧壁上。

4.根据权利要求1所述的筒体涨紧旋转装置，其特征在于：所述涨套的内侧壁上设有若干条涨套滑道，所述导电套内侧壁上亦设有与所述若干条涨套滑道对接的导电套滑道，所述涨轴的外侧壁设有若干个键槽，每一个键槽内均设有一与所述每一涨套滑道和每一导电套滑道相适配的键，涨轴利用所述每一键与每一涨套滑道和每一导电套滑道的配合而沿轴向往复滑动与所述涨套和导电套内。

5.根据权利要求1所述的筒体涨紧旋转装置，其特征在于：所述涨套在与所述导电套相连接的一端设有法兰及与该法兰相邻的涨套环槽，所述涨套安装组件包括压环及挡圈，所述压环套设于所述涨套环槽及法兰外，压环与涨套环槽之间设有可伸缩的弹性复位件以使涨套在涨轴对其施加的涨紧力去除后收缩恢复原位。

6.根据权利要求5所述的筒体涨紧旋转装置，其特征在于：所述挡圈用于对筒体工件的端面进行限位，利用螺栓穿过所述挡圈及压环将二者轴向固定于所述导电套上而将所述涨套安装于所述导电套上。

7.根据权利要求1所述的筒体涨紧旋转装置，其特征在于：所述转轴驱动组件包括套设固定于所述转轴外部的一传动齿轮、与该传动齿轮啮合的主动齿轮及用于驱动该主动齿轮的驱动单元。

8.根据权利要求1所述的筒体涨紧旋转装置，其特征在于：所述拉杆穿设于一拉杆支座内，该拉杆支座内设有所述涨轴驱动组件，该涨轴驱动组件包括气缸、设于该气缸活塞杆上用于与所述拉杆轴向连接固定的联接器，气缸底部固定于一气缸支座上，气缸支座固定于所述拉杆支座上，而拉杆支座与所述转轴轴向固定连接随转轴同步运转。

9.根据权利要求1所述的筒体涨紧旋转装置，其特征在于：所述涨紧旋转装置还包括一个水气滑环组件，该水气滑环组件包括一与外部冷却水源相连接的水气通轴及与该水气通轴相连通的冷却水道；该冷却水道包括位于该涨轴、拉杆及水气通轴上的水道，且涨轴、拉杆及水气通轴上的水道依次连通。

10.根据权利要求1所述的筒体涨紧旋转装置，其特征在于：所述涨套由三个等分的合围体合围组成，依据伺服或旋转机构完成不同角度位置转换。