CN111043918A - 一种弹头自动刮药设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种结构紧凑，自动化程度高的弹体自动刮药设备，包括运输台、柔性夹具、弹体旋转驱动组件以及刮刀组件，所述运输台包括沿X向布置的基座，所述基座的后端侧面设置有弹体旋转驱动组件，所述弹体旋转驱动组件上设置有立柱，所述立柱上沿Y向滑移设置有第一滑枕，所述刮刀组件沿Z向滑移设置于所述第一滑枕上，所述基座上滑移设置有转运车，所述柔性夹具设置于所述转运车上，本发明设计合理，结构紧凑，自动化程度高，通过柔性夹具，转运车、弹体旋转驱动组件以及刮刀组件的配合使用，从而完成弹体的自动刮药作业，提高刮药作业精度，避免人工刮药不均或破坏弹头内壁漆面。

Description

一种弹头自动刮药设备

技术领域

本发明涉及一种弹头自动刮药设备。

背景技术

弹体由弹身和弹头组成，如图14所示，弹头的内腔口部通常会有附着一层残留药粉810，为了对这些残留药粉810进行回收通常需要对其进行刮除，现有技术中，对残留药粉810通常为人工清理，具体为将弹体放置在对应型号的夹具上，通过人工手持刮刀，并将刮刀由口部伸入至弹头内，再对其内壁上的残留药粉810进行刮除，弹头内壁涂有漆，一方面在刮药时漆层不允许被破坏，另一方面，残留药粉810形成的内弧形与弹头轴线的同轴度公差不得超过2mm，因此，通过人工刮出很难达到精度要求，同时容易造成弹头内壁漆面破坏，达不到相关技术要求。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出一种结构紧凑，自动化程度高的弹头自动刮药设备。

为实现上述技术问题，本发明采取的解决方案为：弹头自动刮药设备，包括运输台、柔性夹具、弹体旋转驱动组件以及刮刀组件，所述运输台包括沿X向布置的基座，所述基座的后端侧面设置有弹体旋转驱动组件，所述弹体旋转驱动组件上设置有立柱，所述立柱上沿Y向滑移设置有第一滑枕，所述刮刀组件沿Z向滑移设置于所述第一滑枕上，所述基座上滑移设置有转运车，所述柔性夹具设置于所述转运车上。

进一步改进的是：还包括两个滑台，所述滑台设置于所述基座的前端两侧，所述滑台与所述基座构成″T″字型布局，所述柔性夹具为两个，两个所述柔性夹具均沿Z向可滑移设置于所述滑台上，所述滑台、所述基座的两端均设置有用于对所述柔性夹具进行定位的定位机构。

进一步改进的是：所述刮刀组件包括刮刀、刀座和刀杆，还包括第二滑枕，所述第二滑枕沿Z向滑移设置于所述第一滑枕上，所述第二滑枕具有一个朝向所述基座伸出的第一延伸部，所述刀座固连于所述第一延伸部上，所述刀杆与所述刀座可拔插连接。

进一步改进的是：所述柔性夹具包括滑动座、支架和夹紧组件，所述滑动座可滑移设置于所述滑台上，所述支架固连于所述滑动座上，所述夹紧组件可上下滑移设置于所述支架上，所述滑动座上转动安装有与所述夹紧组件相对应的快换卡盘。

进一步改进的是：所述夹紧组件包括两个弧形的夹紧座，所述夹紧座的内环壁上可转动设置有若干仿形滚子，还包括转动安装有所述支架上的连杆，所述夹紧座可上下滑移设置于所述连杆上，所述连杆与所述夹紧座径向联动，两个所述夹紧座的后端连接有压紧弹簧，所述滑台上设置有用于驱动所述连杆转动的联动机构。

进一步改进的是：所述联动机构包括两组结构相同的第一旋转驱动块和第二旋转驱动块，所述第一旋转驱动块固连于所述连杆的下端，所述第二旋转驱动块可上下滑移设置于所述滑台上，所述第一旋转驱动块包括连接轴，所述连接轴的外周面对称设置有两个螺旋状凸块，两个所述螺旋状凸块之间保留有可相互插接的缺口。

进一步改进的是：所述弹体旋转驱动组件包括基台、滑块、第一摩擦轮和第二摩擦轮，所述滑块沿Z向可滑动安装于所述基台上，所述第二摩擦轮转动设置于所述滑块上，所述第一摩擦轮与所述快换卡盘联动，还包括用于驱动所述第二摩擦轮转动的驱动机构。

进一步改进的是：所述驱动机构包括两个同步带轮、同步带和第二电机，所述同步带轮转动安装于所述滑块上，所述第二电机固连于所述滑块底部并与其中一个同步带轮同轴连接，另一个所述同步带轮与所述第二摩擦轮同轴连接，两个所述同步带轮之间绕设有同步带。

进一步改进的是：所述定位机构包括定位台，所述定位台可上下滑移设置于所述滑台以及所述基座的两端，所述定位台上固连有至少两根定位柱，所述滑动座、转运车上开设有供所述定位柱穿过的定位孔。

进一步改进的是：还包括换刀组件，所述换刀组件设置于所述基座两侧且位于所述刮刀组件的下方，所述换刀组件包括至少两组换刀连接座和换刀架，所述换刀架固连于所述换刀连接座上，所述换刀架的顶部设置有用于夹紧刀杆的环套，所述换刀连接座可上下滑移设置于所述基座上。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明设计合理，结构紧凑，自动化程度高，通过柔性夹具，转运车、弹体旋转驱动组件以及刮刀组件的配合使用，从而完成弹体的自动刮药作业，通过在刀座上安装测力传感器，并通过测传感器的反馈信号控制刮刀沿Y向和Z 向的给进，从而提高刮药作业精度，避免人工刮药不均或破坏弹头内壁漆面；

2、运输台由基座和两个滑台构成″T″字型布局，并在基座和滑台上可滑动设置有两个柔性夹具，并通过转运车对两个柔性夹具进行交替运输，从而实现离线上料工序和刮药工序同步进行，操作时只需要一个操作员在上料工位操作即可，从而大幅提高工作效率，降低劳动强度；

3、柔性夹具由连杆可上下滑移设置在其上的夹紧座组成，两个夹紧座的后端由压紧弹簧连接，连杆通过第一旋转驱动块和第二旋转驱动块的离合实现夹紧座的旋转开启，较现有技术中通过电机驱动旋转开启的方式降低了设备运行成本，实现纯机械驱动连接，同时提高了夹紧座开启的稳定性，便于使用和后期维护，此外，夹紧座能够根据弹体高度进行距离调节，从而能够对不同型号的弹体进行夹紧，具备良好的通用性；

4、弹体旋转驱动组件通过同步带轮驱动第二摩擦轮转动，并通过滑块沿Z 向滑移使得第一摩擦轮和第二摩擦轮摩擦接触，从而实现弹体的驱动旋转，通过摩擦接触的方式驱动弹体旋转从而实现无级传动，较电机驱动的方式而言，其结构简单，运行稳定，无需主动停机即可实现弹体的旋转或停止，大幅降低电机及传动部件磨损。

附图说明

图1是本发明实施例弹头自动刮药设备的结构示意图。

图2是本发明柔性夹具的立体图。

图3是本发明柔性夹具的侧视图。

图4是本发明柔性夹具的俯视图。

图5是本发明运输台的结构示意图。

图6是本发明运输台的俯视图。

图7是本发明立柱的结构示意图。

图8是本发明刮刀组件的结构示意图。

图9是本发明换刀组件的结构示意图。

图10是本发明刀座的剖视图。

图11是本发明弹体旋转驱动组件的结构示意图。

图12是本发明弹体旋转驱动组件的侧视图。

图13是本发明防爆工房的设备布局示意图。

图14是本发明背景技术中弹体的剖视图。

图15是本发明实施例刮刀运行示意图。

图中：运输台100、基座110、滑台120、第一气缸121、第一定位柱122、第一定位台123、转运车130、第二气缸131、第二定位台132、第三气缸133、第二定位柱134、升降滑轨140、第四气缸141；

柔性夹具200、支架210、连杆220、第一旋转驱动块221、夹紧组件230、仿形滚子231、夹紧座232、快换卡盘240、第一摩擦轮241、滑动座250、定位孔251、第五气缸260、第二旋转驱动块261；

立柱300、第一电机310、丝杆320；

弹体旋转驱动组件400、基台410、滑块420、第二摩擦轮430、同步带轮440、同步带441、第六气缸450、第二电机460；

刮刀组件500、第一滑枕510、第三电机511、第二滑枕520、刮刀530、刀杆531、测力传感器532、刀座533、滚珠顶丝534、吹尘管540、抽尘管 550、风琴551；

换刀组件600、第七气缸610、换刀连接座620、换刀架630；防爆工房 700、防爆小窗710；弹体800，残留药粉810。

具体实施方式

现结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

实施例：

如图1所示，本发明实施例所揭示的是弹头自动刮药设备，包括运输台100、柔性夹具200、立柱300、弹体旋转驱动组件400、刮刀组件500和换刀组件600，为了方便进一步说明，沿运输台100的长度方向表征为X向，沿运输台 100的高度方向表征为Y向，沿运输台100的宽度方向表征为Z向；

如图5、图6所示，所述运输台100包括沿X向设置的基座110，所述基座110的前端两侧设置有滑台120，所述滑台120与所述基座110构成″T″字型布局，所述滑台120上设置有沿Z向布置的导轨，所述滑台120上安装有用于驱动所述柔性夹具200滑移的第一气缸121，所述滑台120内通过气缸可上下滑移设置有第一定位台123，所述第一定位台123上安装有至少两根第一定位柱122，所述基座110上沿X向滑移安装有转运车130，所述基座110远离滑台120的一端固定安装有用于驱动转运车130滑动的第二气缸131，所述转运车130上设置有沿Z向布置的导轨，所述转运车130上的导轨与所述滑台 120上的导轨可衔接成一条导轨线以实现所述柔性夹具200换向转运，所述基座110的两端固定安装有第三气缸133，所述第三气缸133的顶部固连有第二定位台132，所述第二定位台132上设置有至少两根第二定位柱134，所述转运车130上开设有与所述第二定位柱134相对应的定位孔，当转运车130滑移至基座110的端部时，通过第三气缸133驱动第二定位台132上下滑移，从而使第二定位柱134卡入转运车130的定位孔内，从而实现转运车130在X向上的机械定位，所述基座110的中间段还包括一个可使整个基座110连接成一条轨道线的升降滑轨140，所述升降滑轨140通过第四气缸141驱动其上下滑移，如图13所示，所述基座110的前段安装于防爆工房700的外部，所述基座110的后段对应安装于防爆工房700的内部，所述防爆工房700的内壁位于所述升降滑轨140的正上方滑移设置有防爆小窗710，从而实现人、药隔离状态下的弹体800的离线夹紧，工房内外运输台100用于装夹弹体800的内外转换，从而提高操作安全性。

如图2、3、4所示，所述柔性夹具200为两组，所述柔性夹具200包括滑动座250、支架210和夹紧组件230，所述滑动座250可滑移设置于所述滑台 120和转运车130上，所述滑动座250上开设有与所述第一定位柱122、第二定位柱134相对应的定位孔251，通过第一定位柱122穿设于滑动座250的定位孔251内，从而实现柔性夹具200在滑台120上的锁止定位，通过第二定位柱134穿设于滑动座250的定位孔251内，从而实现柔性夹具200在转运车 130上的锁止定位；

所述支架210安装于所述滑动座250上，所述支架210为两组，所述支架 210上沿Y向转动安装有两根连杆220，所述连杆220的底部穿出所述滑动座 250并固定安装有第一旋转驱动块221，所述滑台120上安装有第五气缸260，所述第五气缸260的顶部安装有与所述第一旋转驱动块221相对应的第二旋转驱动块261，所述第一旋转驱动块221与所述第二旋转驱动块261结构相同，所述夹紧组件230包括两个弧形夹紧座232，所述夹紧座232可上下滑移设置于所述连杆220上，所述夹紧座232与所述连杆220径向联动，具体为，所述第一旋转驱动块221包括连接轴，所述连接轴与所述连杆220同轴连接，所述连接轴的外周面对称设置有两个螺旋状凸块，两个所述螺旋状凸块之间保留有可相互插接的缺口，第五气缸260驱动第一旋转驱动块221向上滑移时，所述第一旋转驱动块221上的螺旋状凸块沿第二旋转驱动块261上的缺口插入，从而使第二旋转驱动块261沿所述螺旋轨迹转动，当连杆220转动时可驱动位于两侧的夹紧座232开启，两个所述弧形夹紧座232的后端通过压紧弹簧连接，当第一旋转驱动块221与第二旋转驱动块261分离时，两个弧形夹紧座232在压紧弹簧的作用下复位夹紧，所述夹紧座232的内弧面转动安装有若干仿形滚子231，所述仿形滚子231的圆周面延伸出所述夹紧座232的内弧面，所述滑动座250的一端面且位于所述夹紧组件230的正下方转动安装有用于固定弹体 800底部的快换卡盘240，所述快换卡盘240的转轴穿设于所述滑动座250的下方且固定安装有第一摩擦轮241，使用时，根据弹体800的高度对夹紧组件 230的高度进行调节，将弹体800的底部安装在所述快换卡盘240上，当两个夹紧座232闭合时，所述仿形滚子231的圆周面紧贴于弹体800的外壁，从而使弹体800能够在夹紧的同时实现转动。

如图1、图7、图8所示，所述立柱300设置于所述基座110的后端两侧，所述刮刀组件500沿Z向、Y向可滑移设置于所述立柱300上，具体为，所述刮刀组件500包括刮刀530、刀座533和刀杆531，所述立柱300的前端沿Y 向可滑移设置有第一滑枕510，所述立柱300上沿Y向可转动安装有丝杆320，所述立柱300的顶部安装有用于驱动所述丝杆320转动的第一电机310，所述第一滑枕510的背面固连有与所述丝杆320螺纹连接的螺纹座，所述第一滑枕510的前端面沿Z向可滑移设置有第二滑枕520，所述第一滑枕510上固连有用于驱动所述第二滑枕520滑移的第三电机511，所述第二滑枕520具有一个朝向所述基座110伸出的第一延伸部，所述刀座533固连于所述第一延伸部上，所述刮刀530为菱形刮刀，所述刀杆531固连于所述刮刀530上，如图10所示，所述刀座533内开设有供所述刀杆531插入的刀槽，所述刀槽的内壁安装有若干用于夹紧所述刀杆531的滚珠顶丝534，所述刀杆531的外周面开设有与所述滚珠顶丝534相匹配的环形槽，所述刀杆531可拔插设置于所述刀座533 内，并通过滚珠顶丝534进行限位固定，从而实现装刀和卸刀，所述刀座533 上安装有测力传感器532，通过测力传感器532检测刀杆531的挤压力，从而检测刀体是否接触到药面；

还包括吹尘管540和抽尘管550，所述吹尘管540连于所述第一延伸部，所述吹尘管540的下端口可延伸至弹体800内部且位于所述刮刀530的上方，所述吹尘管540通过管道与外部吹灰装置(图中未示出)连接，所述抽尘管550 固连于所述第一延伸部上，所述抽尘管550的上下端面上均固连有风琴551，所述抽尘管550的上端风琴551与外部吸灰装置(图中未示出)连接，所述抽尘管550的下端风琴551可抵至于弹体800的外壁，从而达到密封效果，避免药粉泄露。

如图1，图9所示，所述换刀组件600设置于所述基座110两侧且位于所述刮刀组件500的下方，所述换刀组件600包括至少两组换刀连接座620和换刀架630，所述换刀架630固连于所述换刀连接座620上，所述换刀架630的顶部设置有用于夹紧刀杆531的环套，所述基座110的两侧安装有第七气缸610，所述换刀连接座620与所述第七气缸610连接。

如图1、11、12所示，所述弹体旋转驱动组件400设置于所述立柱300 的底部，所述弹体旋转驱动组件400包括基台410，滑块420、第二摩擦轮430 和同步带轮440，所述立柱300固连于所述基台410上，所述滑块420沿Z 向可滑移设置于所述基台410上，所述基台410上安装有用于驱动所述滑块420 滑移的第六气缸450，所述滑块420具有朝向所述基座110一侧的第二延伸部，所述第二延伸部上转动设置有与所述第一摩擦轮241相对应的第二摩擦轮430，所述第二摩擦轮430的底部同轴固连有第一同步带轮440，所述滑块420上转动安装有第二同步带轮440，两个同步带轮440之间绕设有同步带441，所述滑块420的底部安装有用于驱动所述第二同步带轮440转动的第二电机460。

本发明设有弹体800自动刮药设备，具体操作工序如下：

步骤1：通过气缸驱动第一定位台123上升，第一定位台123上的第一定位柱122插接于滑动座250上的定位孔251内并使柔性夹具200锁止，通过第五气缸260上升，使第一旋转驱动块221插接于第二旋转驱动块261上从而使连杆220转动，连杆220转动带动夹紧座232转动开启，人工放入弹体800，将弹体800的底部固定于快换卡盘240上，弹体800的顶部放置在两个夹紧座 232之间，第五气缸260下降，使第一旋转驱动块221插与第二旋转驱动块261 分离，在压紧弹簧的作用下使两个夹紧座232闭合，从而实现弹体800的夹紧，此时，弹体800的外壁紧贴于仿形滚子231的外周面，从而完成第一组弹体800 的夹装作业，重复上述步骤，将第二组弹体800夹装于另一个柔性夹具200上，从而完成弹体800夹装工序；

步骤2：通过气缸驱动第一定位柱122下降并释放柔性夹具200，通过第一气缸121推动其中一个柔性夹具200至转运车130上，开启防爆小窗710，同时通过第四气缸141驱动升降滑轨140上升，从而衔接基座110上的导轨，通过第二气缸131沿基座110上的导轨拉动转运车130至基座110后端的刮药工位，关闭防爆小窗710，从而完成弹体800运输工序；

步骤3：位于基座110后端的第三气缸133上升，从而驱动第二定位台132 上的第二定位柱134穿过转运车130以及滑台120上的定位孔，从而实现柔性夹具200在刮药工位上的锁止定位，第二电机460驱动同步带轮440转动，从而使第二摩擦轮430转动，第六气缸450驱动滑块420朝向基座110方向运动，直至第二摩擦轮430压紧与对应侧的第一摩擦轮241，从而带动弹体800 转动，完成弹体800驱动转动工序；

步骤4：第一电机310驱动第一滑枕510沿Y向运动，带动刮刀530进入弹体800内部，通过测力传感器532检测刀杆531的挤压力和刀体的Y向行程检测刀体是否接触到药面，启动吹灰装置和吸灰装置，同时记录刀体Y向行程数据；

步骤5：通过第三电机511驱动第二滑枕520沿Z向运动，从而使刮刀530 沿Z向给进，如图15所示，先刮除较硬的弹药，通过吹灰装置吹起已刮下药粉的同时，降低刀尖的温度，通过吸灰装置将吹起的弹药吸出，刮刀530沿弹壁弧线从上往下运动至药面，弹体800旋转，通过测力传感器532反馈的信号和控制Z向进给极限控制刮刀530的Z向进给，随型刮除剩余弹药，至刀下降到Y 值时停止，期间通过吹尘管540和吸尘管吸出刮除弹药，从而完成刮药工序；

步骤6：刮刀530Z向退刀，Y向提刀，关闭吹灰装置，关闭吸灰装置，弹体旋转驱动组件400沿Z向退出，第一摩擦轮241与第二摩擦轮430分离，弹体800停止旋转，第三气缸133下降，第二定位柱134退出以释放转运车 130和柔性夹具200，开启防爆小窗710，第二气缸131推动转运车130至防爆工房700外，第一气缸121驱动另一个柔性夹具200至转运车130上，同时使第一个柔性夹具200由转运车130上推出，从而完成柔性夹具200的交替，重复上述步骤，完成第二个柔性夹具200上残药药粉的刮除，从而完成一次上料和刮药的循环作业。

换刀时，第一滑枕510驱动刀座533沿Y向下降，第七气缸610驱动空载换刀架630沿Y向上升，刀座533沿Z向运动并使当前刀杆插接于空载换刀架的环套上，刀座533沿Y向上升，当刮刀530阻挡至环套处时使刀杆531挣脱滚珠顶丝534并脱出刀座533，该换刀架下降，另一个带有待换刮刀的换刀架沿Y向上升，刀座533沿Z向移动至该换刀架上方后沿Y向下降，并使待换刮刀的刀杆插入刀座533中并由滚珠顶丝534夹紧，刀座533沿Z向退出从而取出刮刀，从而完成换刀工序。

运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims (10)

1.一种弹体自动刮药设备，其特征在于：包括运输台、柔性夹具、弹体旋转驱动组件以及刮刀组件，所述运输台包括沿X向布置的基座，所述基座的后端侧面设置有弹体旋转驱动组件，所述弹体旋转驱动组件上设置有立柱，所述立柱上沿Y向滑移设置有第一滑枕，所述刮刀组件沿Z向滑移设置于所述第一滑枕上，所述基座上滑移设置有转运车，所述柔性夹具设置于所述转运车上。

2.根据权利要求1所述的弹体自动刮药设备，其特征在于：还包括两个滑台，所述滑台设置于所述基座的前端两侧，所述滑台与所述基座构成″T″字型布局，所述柔性夹具为两个，两个所述柔性夹具均沿Z向可滑移设置于所述滑台上，所述滑台、所述基座的两端均设置有用于对所述柔性夹具进行定位的定位机构。

3.根据权利要求2所述的弹体自动刮药设备，其特征在于：所述刮刀组件包括刮刀、刀座和刀杆，还包括第二滑枕，所述第二滑枕沿Z向滑移设置于所述第一滑枕上，所述第二滑枕具有一个朝向所述基座伸出的第一延伸部，所述刀座固连于所述第一延伸部上，所述刀杆与所述刀座可拔插连接。

4.根据权利要求1或3所述的弹体自动刮药设备，其特征在于：所述柔性夹具包括滑动座、支架和夹紧组件，所述滑动座可滑移设置于所述滑台上，所述支架固连于所述滑动座上，所述夹紧组件可上下滑移设置于所述支架上，所述滑动座上转动安装有与所述夹紧组件相对应的快换卡盘。

5.根据权利要求4所述的弹体自动刮药设备，其特征在于：所述夹紧组件包括两个弧形的夹紧座，所述夹紧座的内环壁上可转动设置有若干仿形滚子，还包括转动安装有所述支架上的连杆，所述夹紧座可上下滑移设置于所述连杆上，所述连杆与所述夹紧座径向联动，两个所述夹紧座的后端连接有压紧弹簧，所述滑台上设置有用于驱动所述连杆转动的联动机构。

6.根据权利要求5所述的弹体自动刮药设备，其特征在于：所述联动机构包括两组结构相同的第一旋转驱动块和第二旋转驱动块，所述第一旋转驱动块固连于所述连杆的下端，所述第二旋转驱动块可上下滑移设置于所述滑台上，所述第一旋转驱动块包括连接轴，所述连接轴的外周面对称设置有两个螺旋状凸块，两个所述螺旋状凸块之间保留有可相互插接的缺口。

7.根据权利要求4所述的弹体自动刮药设备，其特征在于：所述弹体旋转驱动组件包括基台、滑块、第一摩擦轮和第二摩擦轮，所述滑块沿Z向可滑动安装于所述基台上，所述第二摩擦轮转动设置于所述滑块上，所述第一摩擦轮与所述快换卡盘联动，还包括用于驱动所述第二摩擦轮转动的驱动机构。

8.根据权利要求7所述的弹体自动刮药设备，其特征在于：所述驱动机构包括两个同步带轮、同步带和第二电机，所述同步带轮转动安装于所述滑块上，所述第二电机固连于所述滑块底部并与其中一个同步带轮同轴连接，另一个所述同步带轮与所述第二摩擦轮同轴连接，两个所述同步带轮之间绕设有同步带。

9.根据权利要求4所述的弹体自动刮药设备，其特征在于：所述定位机构包括定位台，所述定位台可上下滑移设置于所述滑台以及所述基座的两端，所述定位台上固连有至少两根定位柱，所述滑动座、转运车上开设有供所述定位柱穿过的定位孔。

10.根据权利要求4所述的弹体自动刮药设备，其特征在于：还包括换刀组件，所述换刀组件设置于所述基座两侧且位于所述刮刀组件的下方，所述换刀组件包括至少两组换刀连接座和换刀架，所述换刀架固连于所述换刀连接座上，所述换刀架的顶部设置有用于夹紧刀杆的环套，所述换刀连接座可上下滑移设置于所述基座上。

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