CN108927624A - 破拱器壳体法兰孔自动化定位及法兰智能化焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于破拱器制造设备技术领域，涉及一种破拱器壳体法兰孔自动化定位及法兰智能化焊接设备。V形托辊对胶囊形壳体或者破拱器壳体在生产线上前后运输，行程开关确定胶囊形壳体纵向大体的位置，慢升液压缸和快升液压缸将胶囊形壳体举升到较高的位置，平电动托辊带动胶囊形壳体旋转，三个传感器检测大孔或者小孔的方位，液压卡盘对大孔或者小孔进行精确定位，弧形压板压紧胶囊形壳体，搬运机器人将大法兰或者小法兰插入孔内，焊接机器人焊接。本发明的有益效果：能实现产线化、自动化、智能化生产，人工劳动强度降低，对工人技能的要求降低，工作效率提高，制造成本降低，产品的制造精度提高。

Description

破拱器壳体法兰孔自动化定位及法兰智能化焊接设备

技术领域

本发明属于破拱器制造设备技术领域，涉及一种破拱器壳体焊接的工装夹具，具体涉及一种破拱器壳体法兰孔自动化定位及法兰智能化焊接设备。

背景技术

各行业生产系统中，储料仓的应用极为广泛，储料仓内物料受各种因素影响有时会压实粘结成拱，从而使物料不能从仓口顺利排出，影响生产。目前广泛使用压缩空气破拱，由于其使用方便，无污染，能用于煤炭、水泥、粮食、矿石、沙、塑料粉粒、杂物等各类散状或块状物料的破拱疏通。随着我国社会的发展、经济的兴盛，市场上对破拱器的需求量也日益增多，许多传统的靠人工完成的工作已经满足不了需要，破拱器的需求量供不应求，所以自动化生产破拱器的工艺不断地被引入到加工厂内，生产效率随着提高。

破拱器包括破拱器壳体，破拱器壳体包括胶囊形壳体、大法兰和小法兰；胶囊形壳体包括一个圆柱形的筒体和两个封头，三者组合焊在一起形成一个胶囊形状的容器，里面围成一个空腔；筒体的中部设置大法兰，大法兰的中心线和筒体的中心线相垂直；在筒体的中部、大法兰的对面设置小法兰，大法兰的中心线和小法兰的中心线在同一条直线上。大法兰包括一个法兰盘和一个短管，法兰盘预先和短管的一端焊接，胶囊形壳体上钻出大孔，短管的另一端插入大孔内大约30至40毫米然后焊接。小法兰也有同样的结构和连接方式，只是小孔的位置在相对的对面。大孔的直径大于小孔的直径，两个孔的中心线重合。

随着智能科技的发展，材料的下料尺寸、钻孔的大小和位置等都能保证很高的精确度。目前在加工过程中还是靠人工组对插大法兰和小法兰，人工点焊后再满焊，工作效率太低，劳动强度太大，对工人技能的要求太高，总体来说成本较高。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的不足之处，提供一种能降低劳动强度、对工人技能的要求降低、工作效率较高、制造成本降低、产品的制造精度较高的破拱器壳体法兰孔自动化定位及法兰智能化焊接设备。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种破拱器壳体法兰孔自动化定位及法兰智能化焊接设备，包括V形托辊、升降组件、行程开关组件、压紧组件、传感器组件、液压卡盘组件、机架、快升液压缸和慢升液压缸；

V形托辊包括托辊支架和两个斜电动托辊；两个斜电动托辊的固定轴分别和托辊支架固定连接，两个斜电动托辊倾斜放置，两个斜电动托辊的相互靠近的一端位置较低，相互远离的另一端的位置较高，左右两个斜电动托辊组成一个“V”字形；多个V形托辊排列在一个水平面上，托辊支架和机架固定连接，多个靠左的斜电动托辊前后方向排成一列，多个靠右的斜电动托辊前后方向排成一列；胶囊形壳体或者破拱器壳体水平放在V形托辊上，胶囊形壳体的圆柱形的筒体与斜电动托辊接触成相切的位置状态，斜电动托辊通电转动时能带动胶囊形壳体或者破拱器壳体朝前方水平移动；多个V形托辊至少分成三个区域，位于焊接工位的V形托辊分为一个区域，单独设置一个控制电路，位于后方的V形托辊分为一个区域，用于运送焊接前的胶囊形壳体，位于前方的V形托辊分为一个区域，用于运送焊接后的破拱器壳体；

行程开关组件包括开关组件支架、开关摆杆、行程开关和开关液压缸；开关液压缸包括开关液缸体和开关活塞杆；行程开关固定连接在开关摆杆的一端，开关摆杆的另一端和开关活塞杆的末端通过开关摆杆-缸杆铰链相连；开关摆杆的中部通过开关支架-摆杆铰链和开关组件支架相连；开关液缸体的尾部通过开关支架-缸体铰链和开关组件支架相连；开关组件支架和机架固定连接；

升降组件包括升降架、四个导杆和四个平电动托辊；导杆竖直设置，导杆的下端和升降架固定连接，导杆的上端和平电动托辊的固定轴固定连接，平电动托辊的输出辊的轴心线前后水平方向设置，四个平电动托辊处于同一个水平面上，靠左设置两个平电动托辊，靠右设置两个平电动托辊，四个平电动托辊的中心连线成一个长方形；破拱器壳体的圆柱形的筒体可以放置在四个平电动托辊上，破拱器壳体的圆柱形的筒体与平电动托辊的输出辊成相切的位置，靠左的两个平电动托辊在破拱器壳体的圆柱形的筒体的左下方，靠右的两个平电动托辊在破拱器壳体的圆柱形的筒体的右下方；四个平电动托辊朝一个方向同时旋转，则靠摩擦力带动胶囊形壳体或者破拱器壳体朝相反的方向旋转；机架上设置导套，四个导杆分别和导套配合，导杆沿着导套上下平移；

慢升液压缸包括慢缸缸体和慢缸活塞杆；慢缸活塞杆朝下，慢缸活塞杆的下末端和机架固定连接；慢缸缸体的尾部朝上；快升液压缸包括快缸缸体和快缸活塞杆；快缸活塞杆朝上，快缸活塞杆的上末端和升降架固定连接；快缸缸体的尾部朝下；快缸缸体尾部的下端和慢缸缸体尾部的上端固定连接；当慢升液压缸通入压力液压油慢缸活塞杆向下伸出时，由于慢缸活塞杆是被固定住的，所以慢缸缸体被反作用地举起，通过快升液压缸举升升降架，导杆沿着导套向上平移，四个平电动托辊的输出辊缓慢上升轻举胶囊形壳体的圆柱形的筒体，能减轻碰撞，防止据烈碰撞产生变形；慢缸活塞杆伸出的行程的末端后保持住这种状态，然后快升液压缸通入压力液压油快缸活塞杆快速向上伸出举升升降架，导杆继续沿着导套快速向上平移，能节省时间；快缸活塞杆伸出到行程的末端后保持住这种状态；

压紧组件包括压紧支架、压紧液压缸和压紧摆动件；压紧液压缸包括压紧液缸体和压紧活塞杆；压紧摆动件的一端固定连接有弧形压板，压紧摆动件的另一端通过压紧液缸-摆件铰链和压紧活塞杆的末端相连，压紧摆动件的中部通过压紧支架-摆件铰链和压紧支架相连；压紧液缸体通过压紧支架-液缸铰链和压紧支架相连；压紧支架和机架固定连接；

传感器组件包括传感器支架、传感器液压缸、传感摆动件和三个传感器；传感器液压缸包括传感器缸体和传感器活塞杆；三个传感器按左、中、右排列成一排，固定连接在传感摆动件的一端，左、右两个传感器检测部位的距离小于大孔的直径并且大于小孔的直径，中间的传感器与另外两个传感器的距离相等；传感摆动件的另一端通过传感器支架-摆件铰链和传感器支架连接；传感摆动件的中部通过传感器液缸-摆件铰链和传感器活塞杆的末端连接；传感器缸体的末端通过传感器支架-液缸铰链和传感器支架连接；传感器支架和机架固定连接；

液压卡盘组件包括卡盘组件支架、卡盘液压缸、卡盘摆动件和液压卡盘；卡盘液压缸包括卡盘液缸缸体和卡盘活塞杆；液压卡盘固定连接在卡盘摆动件的一端，卡盘摆动件的另一端通过卡盘支架-摆件铰链和卡盘组件支架相连，卡盘摆动件的中部通过卡盘液缸-摆件铰链和卡盘活塞杆相连；卡盘组件支架和机架固定连接。

本发明的工作过程如下所述。

1)开关液压缸通入压力液压油，开关活塞杆收缩拉动开关摆杆绕开关支架-摆杆铰链摆动，直到行程开关位于胶囊形壳体向前运行的通道上，行程开关的触发头正对着胶囊形壳体朝前的封头的中心位置。

2)位于后方区域的V形托辊和位于焊接工位的V形托辊同时通电，其输出辊旋转，带动上面的胶囊形壳体沿着水平方向朝向平移。

3)胶囊形壳体朝前的封头碰到行程开关的触发头，系统得到一个电信号后马上断开位于后方区域的V形托辊和位于焊接工位的V形托辊的电源，焊接工位的及后面的胶囊形壳体停止朝前平移。

4)开关液压缸反向通入压力液压油，开关活塞杆伸张推动开关摆杆绕绕开关支架-摆杆铰链摆动，直到行程开关及开关摆杆躲开胶囊形壳体运行的通道。

5)慢升液压缸通入压力液压油，慢缸缸体被反作用地举起，通过快升液压缸举升升降架，导杆沿着导套向上平移，四个平电动托辊的输出辊缓慢上升轻举胶囊形壳体的圆柱形的筒体；慢缸活塞杆伸出到行程的末端后保持住这种状态，然后快升液压缸通入压力液压油，快缸活塞杆快速向上伸出举升升降架，导杆继续沿着导套快速向上平移；快缸活塞杆伸出到行程的末端后保持住这种状态，把胶囊形壳体举升到高位置。

6)传感器液压缸通入压力液压油，传感器活塞杆伸出推动传感摆动件绕传感器支架-摆件铰链摆动，把三个传感器推送到胶囊形壳体的圆柱形的筒体的中上部。

7)平电动托辊通电旋转，带动胶囊形壳体旋转，大孔和小孔同时随着旋转，三个传感器能同时采集信号，传感器的检测部位靠近碳钢材料能得到一个信号，远离碳钢材料能得到另一个信号，胶囊形壳体是由碳钢材料制成。直到左、右两边的传感器同时得到了靠近碳钢材料的信号，中间的传感器得到了远离碳钢材料的信号，这时正好是小孔位于正上方靠近传感器的位置、大孔位于正下方。这时小孔只是处于大体的位置，还需要进一步精确定位。

8)传感器液压缸反向通入压力液压油，传感器活塞杆缩进拉动传感摆动件绕传感器支架-摆件铰链摆动，传感摆动件和三个传感器远离小孔的正上方。

9)卡盘液压缸通入压力液压油，卡盘活塞杆伸出卡盘液缸缸体，推送卡盘摆动件绕卡盘支架-摆件铰链摆动，液压卡盘被推送到小孔的正上方，液压卡盘的四个卡爪伸到小孔内。

10)液压卡盘通入压力液压油，液压卡盘的四个卡爪同步远离液压卡盘的中心线，四个卡爪同步向外撑小孔的内壁，则胶囊形壳体被动地前后小范围移动，在平电动托辊上小范围转动，胶囊形壳体和平电动托辊之间产生小范围滑动。然后液压卡盘反向通入压力液压油，再正向通入压力液压油，四个卡爪反复地向外撑和放开小孔的内壁，直到小孔的中心和液压卡盘的中心线重合。

11)保证液压卡盘的四个卡爪是撑紧小孔的状态，压紧液压缸通入压力液压油，压紧活塞杆伸出压紧液缸体，推送压紧摆动件绕压紧支架-摆件铰链摆动，弧形压板被推送到胶囊形壳体的正上方、小孔的附近，弧形压板压紧胶囊形壳体，靠摩擦力保证胶囊形壳体不再移动或转动位置。

12)保证液压卡盘的四个卡爪是收拢状态，即远离小孔，卡盘液压缸反向通入压力液压油，卡盘活塞杆缩进卡盘液缸缸体，拉动卡盘摆动件绕卡盘支架-摆件铰链摆动，卡盘摆动件和液压卡盘被拉到远离小孔的正上方。

13)此时的小孔已被精确定位，可以使用搬运机器人将小法兰的短管插入到小孔内，并使焊接机器人焊接。

14)压紧液压缸通入压力液压油，压紧活塞杆缩进压紧液缸体，拉动压紧摆动件绕压紧支架-摆件铰链摆动，压紧摆动件和弧形压板被拉动而远离胶囊形壳体的正上方。

15)平电动托辊通电旋转，带动胶囊形壳体旋转，等焊好的小法兰离开正上方后停止。

16)重复步骤6)。

17)平电动托辊通电旋转，带动胶囊形壳体旋转，大孔和小法兰同时随着旋转，三个传感器同时采集信号，直到左、中、右三个传感器同时得到了远离碳钢材料的信号，这时正好是大孔位于正上方、小法兰位于正下方。这时大孔只是处于大体的位置，还需要进一步精确定位。

18)传感器液压缸反向通入压力液压油，传感器活塞杆缩进，拉动传感摆动件绕传感器支架-摆件铰链摆动，传感摆动件和三个传感器远离大孔的正上方。

19)卡盘液压缸通入压力液压油，卡盘活塞杆伸出卡盘液缸缸体，推送卡盘摆动件绕卡盘支架-摆件铰链摆动，液压卡盘被推送到大孔的正上方，液压卡盘的四个卡爪伸到大孔内。

20)液压卡盘通入压力液压油，液压卡盘的四个卡爪同步远离液压卡盘的中心线，四个卡爪同步向外撑大孔的内壁，则胶囊形壳体被动地前后小范围移动，在平电动托辊上小范围转动，胶囊形壳体和平电动托辊之间产生小范围滑动。然后液压卡盘反向通入压力液压油，再正向通入压力液压油，四个卡爪反复地向外撑和放开大孔的内壁，直到大孔的中心和液压卡盘的中心线重合。

21)保证液压卡盘的四个卡爪是撑紧大孔的状态，压紧液压缸通入压力液压油，压紧活塞杆伸出压紧液缸体，推送压紧摆动件绕压紧支架-摆件铰链摆动，弧形压板被推送到胶囊形壳体的正上方、大孔的附近，弧形压板压紧胶囊形壳体，靠摩擦力保证胶囊形壳体不再移动或转动位置。

22)保证液压卡盘的四个卡爪是收拢状态，即远离小孔，卡盘液压缸反向通入压力液压油，卡盘活塞杆缩进卡盘液缸缸体，拉动卡盘摆动件绕卡盘支架-摆件铰链摆动，卡盘摆动件和液压卡盘被拉动远离小孔的正上方。

23)此时的大孔已被精确定位，可以使用搬运机器人将大法兰的短管插入到大孔内，并使焊接机器人焊接。

24)压紧液压缸通入压力液压油，压紧活塞杆缩进压紧液缸体，拉动压紧摆动件绕压紧支架-摆件铰链摆动，压紧摆动件和弧形压板被拉动而远离胶囊形壳体的正上方。

25)快升液压缸反向通入压力液压油，快缸活塞杆快速向下缩进，升降架降落，导杆沿着导套快速向下平移；快缸活塞杆缩进到行程的末端后保持住这种状态，把胶囊形壳体降落到中间位置。慢升液压缸反向通入压力液压油，慢缸缸体被反作用地降落，通过快升液压缸降落升降架，导杆沿着导套继续向下平移，四个平电动托辊的输出辊缓慢降落轻放破拱器壳体至V形托辊上，四个平电动托辊继续下落直到离开破拱器壳体。

26)位于焊接工位的V形托辊和位于前方区域的V形托辊同时通电，其输出辊旋转，带动上面的已焊好的破拱器壳体沿着水平方向朝前平移运至下一道工序。

本发明的有益效果：能实现产线化、自动化、智能化生产，人工劳动强度降低，对工人技能的要求降低，工作效率提高，制造成本降低，产品的制造精度提高。

附图说明

图1是本发明实施例的三维结构示意图，胶囊形壳体11朝前的封头碰到行程开关43的触发头的状况；

图2是焊接工位区域的三维结构示意图，行程开关43躲开胶囊形壳体11运行通道的状况；

图3是焊接工位区域的三维结构示意图，慢升液压缸92和快升液压缸91伸出时的状况；

图4是焊接工位区域的三维结构示意图，三个传感器631位于胶囊形壳体11的圆柱形的筒体的中上部的状况；

图5是焊接工位区域的三维结构示意图，液压卡盘731位于小孔113的正上方的状况；

图6是焊接工位区域的三维结构示意图，弧形压板531压紧胶囊形壳体11的状况；

图7是焊接工位区域的三维结构示意图，液压卡盘731远离小孔113的正上方的状况；

图8是V形托辊2的三维结构示意图；

图9是行程开关组件4的三维结构示意图；

图10是升降组件3的三维结构示意图；

图11是压紧组件5的三维结构示意图；

图12是传感器组件6的三维结构示意图；

图13是液压卡盘组件7的三维结构示意图；

图14是破拱器壳体1的三维结构局部剖视示意图；

图中所示：1.破拱器壳体；11.胶囊形壳体；112.大孔；113.小孔；12.大法兰；13.小法兰；2.V形托辊；21.斜电动托辊；22.托辊支架；3.升降组件；31.升降架；32.导杆；33.平电动托辊；4.行程开关组件；41.开关组件支架；42.开关摆杆；43.行程开关；44.开关液压缸；441.开关液缸体；442.开关活塞杆；412.开关支架-摆杆铰链；414.开关支架-缸体铰链；424.开关摆杆-缸杆铰链；5.压紧组件；51.压紧支架；52.压紧液压缸；521.压紧液缸体；522.压紧活塞杆；53.压紧摆动件；531.弧形压板；512.压紧支架-液缸铰链；523.压紧液缸-摆件铰链；513.压紧支架-摆件铰链；6.传感器组件；61.传感器支架；62.传感器液压缸；621.传感器缸体；622.传感器活塞杆；63.传感摆动件；631.传感器；613.传感器支架-摆件铰链；623.传感器液缸-摆件铰链；612.传感器支架-液缸铰链；7.液压卡盘组件；71.卡盘组件支架；72.卡盘液压缸；721.卡盘液缸缸体；722.卡盘活塞杆；73.卡盘摆动件；731.液压卡盘；712.卡盘支架-液缸铰链；713.卡盘支架-摆件铰链；723.卡盘液缸-摆件铰链；81.地基；82.机架；821.导套；822.法兰导向板；91.快升液压缸；911.快缸缸体；912.快缸活塞杆；92.慢升液压缸；921.慢缸缸体；922.慢缸活塞杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例：参见图1至图14。

一种破拱器壳体法兰孔自动化定位及法兰智能化焊接设备，包括V形托辊2、升降组件3、行程开关组件4、压紧组件5、传感器组件6、液压卡盘组件7、机架82、快升液压缸91和慢升液压缸92；

V形托辊2包括托辊支架22和两个斜电动托辊21；两个斜电动托辊21的固定轴分别和托辊支架22固定连接，两个斜电动托辊21倾斜放置，两个斜电动托辊21的相互靠近的一端位置较低，相互远离的另一端的位置较高，左右两个斜电动托辊21组成一个“V”字形；多个V形托辊2排列在一个水平面上，托辊支架22和机架82固定连接，多个靠左的斜电动托辊21前后方向排成一列，多个靠右的斜电动托辊21前后方向排成一列；胶囊形壳体11或者破拱器壳体1水平放在V形托辊2上，胶囊形壳体11的圆柱形的筒体与斜电动托辊21接触成相切的位置状态，斜电动托辊21通电转动时能带动胶囊形壳体11或者破拱器壳体1朝前方水平移动；多个V形托辊2至少分成三个区域，位于焊接工位的V形托辊2分为一个区域，单独设置一个控制电路，位于后方的V形托辊2分为一个区域，用于运送焊接前的胶囊形壳体11，位于前方的V形托辊2分为一个区域，用于运送焊接后的破拱器壳体1；

行程开关组件4包括开关组件支架41、开关摆杆42、行程开关43和开关液压缸44；开关液压缸44包括开关液缸体441和开关活塞杆442；行程开关43固定连接在开关摆杆42的一端，开关摆杆42的另一端和开关活塞杆442的末端通过开关摆杆-缸杆铰链424相连；开关摆杆42的中部通过开关支架-摆杆铰链412和开关组件支架41相连；开关液缸体441的尾部通过开关支架-缸体铰链414和开关组件支架41相连；开关组件支架41和机架82固定连接；

升降组件3包括升降架31、四个导杆32和四个平电动托辊33；导杆32竖直设置，导杆32的下端和升降架31固定连接，导杆32的上端和平电动托辊33的固定轴固定连接，平电动托辊33的输出辊的轴心线前后水平方向设置，四个平电动托辊33处于同一个水平面上，靠左设置两个平电动托辊33，靠右设置两个平电动托辊33，四个平电动托辊33的中心连线成一个长方形；破拱器壳体1的圆柱形的筒体可以放置在四个平电动托辊33上，破拱器壳体1的圆柱形的筒体与平电动托辊33的输出辊成相切的位置，靠左的两个平电动托辊33在破拱器壳体1的圆柱形的筒体的左下方，靠右的两个平电动托辊33在破拱器壳体1的圆柱形的筒体的右下方；四个平电动托辊33朝一个方向同时旋转，则靠摩擦力带动胶囊形壳体11或者破拱器壳体1朝相反的方向旋转；机架82上设置导套821，四个导杆32分别和导套821配合，导杆32沿着导套821上下平移；

慢升液压缸92包括慢缸缸体921和慢缸活塞杆922；慢缸活塞杆922朝下，慢缸活塞杆922的下末端和机架82固定连接；慢缸缸体921的尾部朝上；快升液压缸91包括快缸缸体911和快缸活塞杆912；快缸活塞杆912朝上，快缸活塞杆912的上末端和升降架31固定连接；快缸缸体911的尾部朝下；快缸缸体911尾部的下端和慢缸缸体921尾部的上端固定连接；当慢升液压缸92通入压力液压油慢缸活塞杆922向下伸出时，由于慢缸活塞杆922是被固定住的，所以慢缸缸体921被反作用地举起，通过快升液压缸91举升升降架31，导杆32沿着导套821向上平移，四个平电动托辊33的输出辊缓慢上升轻举胶囊形壳体11的圆柱形的筒体，能减轻碰撞，防止据烈碰撞产生变形；慢缸活塞杆922伸出的行程的末端后保持住这种状态，然后快升液压缸91通入压力液压油快缸活塞杆912快速向上伸出举升升降架31，导杆32继续沿着导套821快速向上平移，能节省时间；快缸活塞杆912伸出到行程的末端后保持住这种状态；

压紧组件5包括压紧支架51、压紧液压缸52和压紧摆动件53；压紧液压缸52包括压紧液缸体521和压紧活塞杆522；压紧摆动件53的一端固定连接有弧形压板531，压紧摆动件53的另一端通过压紧液缸-摆件铰链523和压紧活塞杆522的末端相连，压紧摆动件53的中部通过压紧支架-摆件铰链513和压紧支架51相连；压紧液缸体521通过压紧支架-液缸铰链512和压紧支架51相连；压紧支架51和机架82固定连接；

传感器组件6包括传感器支架61、传感器液压缸62、传感摆动件63和三个传感器631；传感器液压缸62包括传感器缸体621和传感器活塞杆622；三个传感器631按左、中、右排列固定连接在传感摆动件63的一端，左、右两个传感器631检测部位的距离小于大孔112的直径并且大于小孔113的直径，中间的传感器631与另外两个传感器631的距离相等；传感摆动件63的另一端通过传感器支架-摆件铰链613和传感器支架61连接；传感摆动件63的中部通过传感器液缸-摆件铰链623和传感器活塞杆622的末端连接；传感器缸体621的末端通过传感器支架-液缸铰链612和传感器支架61连接；传感器支架61和机架82固定连接；

液压卡盘组件7包括卡盘组件支架71、卡盘液压缸72、卡盘摆动件73和液压卡盘731；卡盘液压缸72包括卡盘液缸缸体721和卡盘活塞杆722；液压卡盘731固定连接在卡盘摆动件73的一端，卡盘摆动件73的另一端通过卡盘支架-摆件铰链713和卡盘组件支架71相连，卡盘摆动件73的中部通过卡盘液缸-摆件铰链723和卡盘活塞杆722相连；卡盘组件支架71和机架82固定连接。

本实施例的工作过程如下所述。

1)开关液压缸44通入压力液压油，开关活塞杆442收缩拉动开关摆杆42绕开关支架-摆杆铰链412摆动，直到行程开关43位于胶囊形壳体11向前运行的通道上，行程开关43的触发头正对着胶囊形壳体11朝前的封头的中心位置。

2)位于后方区域的V形托辊2和位于焊接工位的V形托辊2同时通电，其输出辊旋转，带动上面的胶囊形壳体11沿着水平方向朝向平移。

3)胶囊形壳体11朝前的封头碰到行程开关43的触发头，系统得到一个电信号后马上断开位于后方区域的V形托辊2和位于焊接工位的V形托辊2的电源，焊接工位的及后面的胶囊形壳体11停止朝前平移。如图1所示。

4)开关液压缸44反向通入压力液压油，开关活塞杆442伸张推动开关摆杆42绕开关支架-摆杆铰链412摆动，直到行程开关43及开关摆杆42躲开胶囊形壳体11运行的通道。如图2所示。

5)慢升液压缸92通入压力液压油，慢缸缸体921被反作用地举起，通过快升液压缸91举升升降架31，导杆32沿着导套821向上平移，四个平电动托辊33的输出辊缓慢上升轻举胶囊形壳体11的圆柱形的筒体；慢缸活塞杆922伸出的行程的末端后保持住这种状态，然后快升液压缸91通入压力液压油，快缸活塞杆912快速向上伸出举升升降架31，导杆32继续沿着导套821快速向上平移；快缸活塞杆912伸出到行程的末端后保持住这种状态，把胶囊形壳体11举升到高位置。如图3所示。

6)传感器液压缸62通入压力液压油，传感器活塞杆622伸出推动传感摆动件63绕传感器支架-摆件铰链613摆动，把三个传感器631推送到胶囊形壳体11的圆柱形的筒体的中上部。如图4所示。

7)平电动托辊33通电旋转，带动胶囊形壳体11旋转，大孔112和小孔113同时随着旋转，三个传感器631能同时采集信号，传感器631的检测部位靠近碳钢材料能得到一个信号，远离碳钢材料能得到另一个信号，胶囊形壳体是由碳钢材料制成。直到左、右两边的传感器631同时得到了靠近碳钢材料的信号，中间的传感器631得到了远离碳钢材料的信号，这时正好是小孔113位于正上方靠近传感器的位置、大孔112位于正下方。这时小孔113只是处于大体的位置，还需要进一步精确定位。

8)传感器液压缸62反向通入压力液压油，传感器活塞杆622缩进，拉动传感摆动件63绕传感器支架-摆件铰链613摆动，传感摆动件63和三个传感器631远离小孔113的正上方。

9)卡盘液压缸72通入压力液压油，卡盘活塞杆722伸出卡盘液缸缸体721，推送卡盘摆动件73绕卡盘支架-摆件铰链713摆动，液压卡盘731被推送到小孔113的正上方，液压卡盘731的四个卡爪伸到小孔113内。如图5所示。

10)液压卡盘731通入压力液压油，液压卡盘731的四个卡爪同步远离液压卡盘731的中心线，四个卡爪同步向外撑小孔113的内壁，则胶囊形壳体11被动地前后小范围移动，在平电动托辊上小范围转动，胶囊形壳体11和平电动托辊33之间产生小范围滑动。然后液压卡盘731反向通入压力液压油，再正向通入压力液压油，四个卡爪反复地向外撑和放开小孔113的内壁，直到小孔113的中心和液压卡盘731的中心线重合。

11)保证液压卡盘731的四个卡爪是撑紧小孔113的状态，压紧液压缸52通入压力液压油，压紧活塞杆522伸出压紧液缸体521，推送压紧摆动件53绕压紧支架-摆件铰链513摆动，弧形压板531被推送到胶囊形壳体11的正上方、小孔113的附近，弧形压板531压紧胶囊形壳体11，靠摩擦力保证胶囊形壳体11不再移动或转动位置。如图6所示。

12)保证液压卡盘731的四个卡爪是收拢状态，即远离小孔113，卡盘液压缸72反向通入压力液压油，卡盘活塞杆722缩进卡盘液缸缸体721，拉动卡盘摆动件73绕卡盘支架-摆件铰链713摆动，卡盘摆动件73和液压卡盘731被拉到远离小孔113的正上方。如图7所示。

13)此时的小孔113已被精确定位，可以使用搬运机器人将小法兰13的短管插入到小孔113内，并使焊接机器人焊接。

14)压紧液压缸52通入压力液压油，压紧活塞杆522缩进压紧液缸体521，拉动压紧摆动件53绕压紧支架-摆件铰链513摆动，压紧摆动件53和弧形压板531被拉动而远离胶囊形壳体11的正上方。

15)平电动托辊33通电旋转，带动胶囊形壳体11旋转，等焊好的小法兰13离开正上方后停止。

16)重复步骤6)。

17)平电动托辊33通电旋转，带动胶囊形壳体11旋转，大孔112和小法兰13同时随着旋转，三个传感器631同时采集信号，直到左、中、右三个传感器631同时得到了远离碳钢材料的信号，这时正好是大孔112位于正上方、小法兰13位于正下方。这时大孔112只是处于大体的位置，还需要进一步精确定位。

18)传感器液压缸62反向通入压力液压油，传感器活塞杆622缩进拉动传感摆动件63，传感摆动件63和三个传感器631远离大孔112的正上方。

19)卡盘液压缸72通入压力液压油，卡盘活塞杆722伸出卡盘液缸缸体721，推送卡盘摆动件73绕卡盘支架-摆件铰链713摆动，液压卡盘731被推送到大孔112的正上方，液压卡盘731的四个卡爪伸到大孔112内。

20)液压卡盘731通入压力液压油，液压卡盘731的四个卡爪同步远离液压卡盘731的中心线，四个卡爪同步向外撑大孔112的内壁，则胶囊形壳体11被动地前后小范围移动，在平电动托辊33上小范围转动，胶囊形壳体11和平电动托辊33之间产生小范围滑动。然后液压卡盘731反向通入压力液压油，再正向通入压力液压油，四个卡爪反复地向外撑和放开大孔112的内壁，直到大孔112的中心和液压卡盘731的中心线重合。

21)保证液压卡盘731的四个卡爪是撑紧大孔112的状态，压紧液压缸52通入压力液压油，压紧活塞杆522伸出压紧液缸体521，推送压紧摆动件53绕压紧支架-摆件铰链513摆动，弧形压板531被推送到胶囊形壳体11的正上方、大孔112的附近，弧形压板531压紧胶囊形壳体11，靠摩擦力保证胶囊形壳体11不再移动或转动位置。

22)保证液压卡盘731的四个卡爪是收拢状态，即远离小孔113，卡盘液压缸72反向通入压力液压油，卡盘活塞杆722缩进卡盘液缸缸体721，拉动卡盘摆动件73绕卡盘支架-摆件铰链713摆动，卡盘摆动件73和液压卡盘731被拉动远离小孔113的正上方。

23)此时的大孔112已被精确定位，可以使用搬运机器人将大法兰12的短管插入到大孔112内，并使焊接机器人焊接。

24)压紧液压缸52通入压力液压油，压紧活塞杆522缩进压紧液缸体521，拉动压紧摆动件53绕压紧支架-摆件铰链513摆动，压紧摆动件53和弧形压板531被拉动而远离胶囊形壳体11的正上方。

25)快升液压缸91反向通入压力液压油，快缸活塞杆912快速向下缩进，升降架31降落，导杆32沿着导套821快速向下平移；快缸活塞杆912缩进到行程的末端后保持住这种状态，把胶囊形壳体11降落到中间位置。慢升液压缸92反向通入压力液压油，慢缸缸体921被反作用地降落，通过快升液压缸91降落升降架31，导杆32沿着导套821继续向下平移，四个平电动托辊33的输出辊缓慢降落轻放破拱器壳体1至V形托辊2上，四个平电动托辊33继续下落直到离开破拱器壳体1。

26)位于焊接工位的V形托辊2和位于前方区域的V形托辊2同时通电，其输出辊旋转，带动上面的已焊好的破拱器壳体1沿着水平方向朝前平移运至下一道工序。

本实施例的有益效果：能实现产线化、自动化、智能化生产，人工劳动强度降低，对工人技能的要求降低，工作效率提高，制造成本降低，产品的制造精度提高。

Claims (1)

1.一种破拱器壳体法兰孔自动化定位及法兰智能化焊接设备，其特征在于，包括V形托辊、升降组件、行程开关组件、压紧组件、传感器组件、液压卡盘组件、机架、快升液压缸和慢升液压缸；

V形托辊包括托辊支架和两个斜电动托辊；两个斜电动托辊的固定轴分别和托辊支架固定连接，两个斜电动托辊倾斜放置，两个斜电动托辊的相互靠近的一端位置较低，相互远离的另一端的位置较高，左右两个斜电动托辊组成一个“V”字形；多个V形托辊排列在一个水平面上，托辊支架和机架固定连接，多个靠左的斜电动托辊前后方向排成一列，多个靠右的斜电动托辊前后方向排成一列；胶囊形壳体或者破拱器壳体水平放在V形托辊上，胶囊形壳体的圆柱形的筒体与斜电动托辊接触成相切的位置状态，斜电动托辊通电转动带动胶囊形壳体或者破拱器壳体朝前方水平移动；

行程开关组件包括开关组件支架、开关摆杆、行程开关和开关液压缸；开关液压缸包括开关液缸体和开关活塞杆；行程开关固定连接在开关摆杆的一端，开关摆杆的另一端和开关活塞杆的末端通过开关摆杆-缸杆铰链相连；开关摆杆的中部通过开关支架-摆杆铰链和开关组件支架相连；开关液缸体的尾部通过开关支架-缸体铰链和开关组件支架相连；开关组件支架和机架固定连接；

升降组件包括升降架、四个导杆和四个平电动托辊；导杆竖直设置，导杆的下端和升降架固定连接，导杆的上端和平电动托辊的固定轴固定连接，平电动托辊的输出辊的轴心线前后水平方向设置，四个平电动托辊处于同一个水平面上，靠左设置两个平电动托辊，靠右设置两个平电动托辊，四个平电动托辊的中心连线成一个长方形；破拱器壳体的圆柱形的筒体放置在四个平电动托辊上，破拱器壳体的圆柱形的筒体与平电动托辊的输出辊成相切的位置，靠左的两个平电动托辊在破拱器壳体的圆柱形的筒体的左下方，靠右的两个平电动托辊在破拱器壳体的圆柱形的筒体的右下方；机架上设置导套，四个导杆分别和导套配合，导杆沿着导套上下平移；

慢升液压缸包括慢缸缸体和慢缸活塞杆；慢缸活塞杆朝下，慢缸活塞杆的下末端和机架固定连接；慢缸缸体的尾部朝上；快升液压缸包括快缸缸体和快缸活塞杆；快缸活塞杆朝上，快缸活塞杆的上末端和升降架固定连接；快缸缸体的尾部朝下；快缸缸体尾部的下端和慢缸缸体尾部的上端固定连接；

压紧组件包括压紧支架、压紧液压缸和压紧摆动件；压紧液压缸包括压紧液缸体和压紧活塞杆；压紧摆动件的一端固定连接有弧形压板，压紧摆动件的另一端通过压紧液缸-摆件铰链和压紧活塞杆的末端相连，压紧摆动件的中部通过压紧支架-摆件铰链和压紧支架相连；压紧液缸体通过压紧支架-液缸铰链和压紧支架相连；压紧支架和机架固定连接；

传感器组件包括传感器支架、传感器液压缸、传感摆动件和三个传感器；传感器液压缸包括传感器缸体和传感器活塞杆；三个传感器按左、中、右排列成一排，固定连接在传感摆动件的一端，左、右两个传感器检测部位的距离小于大孔的直径并且大于小孔的直径，中间的传感器与另外两个传感器的距离相等；传感摆动件的另一端通过传感器支架-摆件铰链和传感器支架连接；传感摆动件的中部通过传感器液缸-摆件铰链和传感器活塞杆的末端连接；传感器缸体的末端通过传感器支架-液缸铰链和传感器支架连接；传感器支架和机架固定连接；

液压卡盘组件包括卡盘组件支架、卡盘液压缸、卡盘摆动件和液压卡盘；卡盘液压缸包括卡盘液缸缸体和卡盘活塞杆；液压卡盘固定连接在卡盘摆动件的一端，卡盘摆动件的另一端通过卡盘支架-摆件铰链和卡盘组件支架相连，卡盘摆动件的中部通过卡盘液缸-摆件铰链和卡盘活塞杆相连；卡盘组件支架和机架固定连接。