CN111151580A - 一种轧管芯棒自动装卸机械手 - Google Patents

Abstract

一种轧管芯棒自动装卸机械手，属于无缝钢管生产装置技术领域，解决芯棒更换自动化程度低、工作效率低的技术问题，本装置包括安装平台和平移机构，安装平台上由左向右依次设置有第一机械手指装配、第二机械手指装配、第三机械手指装配，第一机械手指装配夹紧顶杆的首部，第二机械手指装配夹紧芯棒的尾部，第三机械手指装配夹紧芯棒的首部，顶杆的首端与芯棒的尾端螺纹连接；第一机械手指装配、第二机械手指装配和第三机械手指装配的结构相同，第一机械手指装配、第二机械手指装配和第三机械手指装配均包括油缸底座、液压缸、机械手指底座、第一连接指和第二连接指。本发明操作简单，自动化程度高，提高无缝管生产效率和质量，减少工人的劳动强度。

Description

一种轧管芯棒自动装卸机械手

技术领域

本发明属于无缝钢管生产装置技术领域，具体涉及一种轧管芯棒自动装卸机械手。

背景技术

限动芯棒连轧管技术成为当今热轧无缝钢管生产技术发展的主流，在采用限动芯棒连轧管工艺轧管时，毛管和芯棒一起被推向第一架轧管机架并开始轧制，然后芯棒在受控状态下以恒定速度向前移动。轧制完毕后，荒管前端被脱管机沿轧制方向拉出，芯棒则在限动装置的作用下快速返回原位，进行芯棒更换。

车间无缝钢管生产制造时装取芯棒的工作特点是：在结束轧管轧制、芯棒脱出后，由于加工磨损需要更换时，需要多位操作工人人工将芯棒取下，其不足之处是：生产成本大，人工换芯棒时间较多，并且自动化程度低，劳动强度大，工作效率低，危险系数高等。

发明内容

为了克服现有技术的不足，解决芯棒更换自动化程度低、工作效率低的技术问题，本发明提供一种轧管芯棒自动装卸机械手。

本发明通过以下技术方案予以实现。

一种轧管芯棒自动装卸机械手，它包括安装平台和平移机构，安装平台上由左向右依次设置有第一机械手指装配、第二机械手指装配、第三机械手指装配，其中：

所述第一机械手指装配夹紧顶杆的首部，第二机械手指装配夹紧芯棒的尾部，第三机械手指装配夹紧芯棒的首部，顶杆的首端与芯棒的尾端通过右旋螺纹螺纹连接；

所述第一机械手指装配、第二机械手指装配和第三机械手指装配的结构相同，第一机械手指装配、第二机械手指装配和第三机械手指装配均包括油缸底座、液压缸、机械手指底座、第一连接指和第二连接指：

所述第一连接指设置为C字形，第一连接指包括左右相对设置的两个第一连接指侧板，所述第二连接指设置为J字形，第二连接指的首部设置为弯曲部，第二连接指的尾部设置为直线部，第二连接指包括左右对称设置的两个第二连接指侧板，第一连接指的宽度相同与第二连接指弯曲部的宽度相同，第一连接指与第二连接指的弯曲部连接成优弧形状；

所述液压缸的一端铰接于油缸底座上，液压缸的活塞杆贯穿机械手指底座与第二连接指侧板的尾部铰接，贯穿第二连接指侧板的首部设置有第一接触轮轴，第一接触轮轴上设置有第一接触轮；第一连接指侧板的首部与第二连接指侧板的中部铰接，贯穿第一连接指侧板首部与第二连接指侧板中部铰接位置处设置有第二接触轮轴，第二接触轮轴上设置有第二接触轮；第一连接指侧板的尾部与机械手指底座的上部铰接，贯穿第一连接指侧板的尾部与机械手指底座的上部设置有第三接触轮轴，第三接触轮轴上设置有第三接触轮；液压缸的活塞杆伸缩运动驱动第一连接指和第二连接指优弧形状的开口张开或者闭合，使第一接触轮、第二接触轮以及第三接触轮同时夹紧工件或者松开工件；

所述平移机构包括液压马达、液压马达平移底座、安装法兰、第一直线滑轨、第二直线滑轨、第二机械手指装配平移底座、主动锥齿轮轴、从动锥齿轮和左旋螺纹座，所述第一机械手指装配和第三机械手指装配的油缸底座固定安装于安装平台上表面的前侧，第一机械手指装配和第三机械手指装配的机械手指底座分别固定设置于安装平台上表面宽度方向的中部；所述第二机械手指装配的油缸底座和机械手指底座均固定设置于第二机械手指装配平移底座上，第二直线滑轨设置于安装平台上并位于第二机械手指装配平移底座的下方，第二机械手指装配沿第二直线滑轨水平往复滑动；

所述第一直线滑轨设置于第二机械手指装配和第三机械手指装配之间安装平台的下表面上，液压马达竖直向上安装于液压马达平移底座上，液压马达平移底座带动液压马达可沿第一直线滑轨水平往复滑动，液压马达的动力输出轴贯穿安装平台并延伸至安装平台的上方，液压马达的动力输出轴通过安装法兰与主动锥齿轮轴连接，液压马达驱动主动锥齿轮轴顺时针或者逆时针转动；所述左旋螺纹座固定设置于第一机械手指装配和第二机械手指装配之间的安装平台的上方，左旋螺纹座的上部设置有左旋螺纹孔；在第二机械手指装配中第三接触轮轴上靠近主动锥齿轮轴一端的端部设置有从动锥齿轮，从动锥齿轮与主动锥齿轮轴啮合，第二机械手指装配中第三接触轮轴上靠近左旋螺纹座一端的侧壁上设置有与所述右旋螺纹相反的左旋螺纹，并且第三接触轮轴上设置有左旋螺纹的一端贯穿螺纹孔延伸至左旋螺纹座的外部。

进一步地，所述第二连接指的尾部通过销轴连接，液压缸的活塞杆与销轴铰接。

进一步地，所述第一接触轮轴、第二接触轮轴与第三接触轮轴两端的外端部与对应的连接指侧板装配位置处分别设置有端盖。

进一步地，所述第一接触轮和第二接触轮的外圆面上均设置有防滑纹或者防滑齿。

进一步地，所述第二机械手指装配中第三接触轮轴上靠近左旋螺纹一端的外端部安装有防脱帽。

进一步地，所述接触轮轴与对应的接触轮一体成型。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

1.本发明可以不计顶头、芯棒位置是否在准确位置，均可夹紧固定顶头、芯棒。

2.本发明操作简单，自动化程度高，提高无缝管生产效率和质量，而且可以大幅减少工人的劳动强度，降低了工人的工作的危险系数，有很好的推广和实用价值，能够提升行业的经济效益和社会效益。

3.本发明可适用于多种直径的限动芯棒的装卸。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本发明主视结构示意图；

图3为本发明俯视结构示意图；

图4为本发明右视结构示意图；

图5为第一机械手指装配或者第三机械手指装配主视结构示意图；

图6为第一机械手指装配或者第三机械手指装配俯视结构示意图；

图7为第一机械手指装配或者第三机械手指装配右视结构示意图；

图8为图7中A-A面剖视结构示意图；

图9为图7中B-B面剖视结构示意图；

图10为图7中C-C面剖视结构示意图；

图11为第一连接指主视结构示意图；

图12为第二连接指主视结构示意图；

图13为第二机械手指装配主视结构示意图；

图14为第二机械手指装配右视结构示意图；

图15为图13中D-D面剖视结构示意图；

图16为图14中E-E面剖视结构示意图；

图17为图14中F-F面剖视结构示意图；

图18为图14中G-G面剖视结构示意图；

图中，1为第一机械手指装配，2为第二机械手指装配，21为固定底板，22为套筒，23为第一销轴，3为第三机械手指装配，31为油缸底座，32为液压缸，33为机械手指底座，34为第二连接指，35为第一连接指，36为第一接触轮，37为第三接触轮，38为第二接触轮，39为第三接触轮轴，310为第一接触轮轴，311为销轴，312为端盖，4为平移机构，41为液压马达，42为液压马达平移底座，43为安装法兰，44为第一直线滑轨，45为第二直线滑轨，46为第二机械手指装配平移底座，47为主动锥齿轮轴，48为从动锥齿轮，49为支撑座，410为防脱帽，5为安装平台。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例均按照常规实验条件。另外，对于本领域技术人员而言，在不偏离本发明的实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

如图1至图18所示的一种轧管芯棒自动装卸机械手，它包括安装平台5和平移机构4，安装平台5上由左向右依次设置有第一机械手指装配1、第二机械手指装配2、第三机械手指装配3，其中：

所述第一机械手指装配1夹紧顶杆的首部，第二机械手指装配2夹紧芯棒的尾部，第三机械手指装配3夹紧芯棒的首部，顶杆的首端与芯棒的尾端通过右旋螺纹螺纹连接；

所述第一机械手指装配1、第二机械手指装配2和第三机械手指装配3的结构相同，第一机械手指装配1、第二机械手指装配2和第三机械手指装配3均包括油缸底座31、液压缸32、机械手指底座33、第一连接指35和第二连接指34：

所述第一连接指35设置为C字形，第一连接指35包括左右相对设置的两个第一连接指侧板，所述第二连接34指设置为J字形，第二连接指34的首部设置为弯曲部，第二连接指34的尾部设置为直线部，第二连接指34包括左右对称设置的两个第二连接指侧板，第一连接指35的宽度相同与第二连接指34弯曲部的宽度相同，第一连接指35与第二连接指34的弯曲部连接成优弧形状；

所述液压缸32的一端铰接于油缸底座31上，液压缸32的活塞杆贯穿机械手指底座33与第二连接指侧板的尾部铰接，贯穿第二连接指侧板的首部设置有第一接触轮轴310，第一接触轮轴310上设置有第一接触轮36；第一连接指侧板的首部与第二连接指侧板的中部铰接，贯穿第一连接指侧板首部与第二连接指侧板中部铰接位置处设置有第二接触轮轴313，第二接触轮轴313上设置有第二接触轮38；第一连接指侧板的尾部与机械手指底座33的上部铰接，贯穿第一连接指侧板的尾部与机械手指底座33的上部设置有第三接触轮轴39，第三接触轮轴39上设置有第三接触轮37；液压缸31的活塞杆伸缩运动驱动第一连接指35和第二连接指34优弧形状的开口张开或者闭合，使第一接触轮36、第二接触轮38以及第三接触轮37同时夹紧工件或者松开工件；

所述平移机构4包括液压马达41、液压马达平移底座42、安装法兰43、第一直线滑轨44、第二直线滑轨45、第二机械手指装配平移底座46、主动锥齿轮轴47、从动锥齿轮48和左旋螺纹座49，所述第一机械手指装配1和第三机械手指装配3的油缸底座31固定安装于安装平台5上表面的前侧，第一机械手指装配1和第三机械手指装配3的机械手指底座33分别固定设置于安装平台5上表面宽度方向的中部；所述第二机械手指装配2的油缸底座31和机械手指底座33均固定设置于第二机械手指装配平移底座46上，第二直线滑轨45设置于安装平台5上并位于第二机械手指装配平移底座46的下方，第二机械手指装配2沿第二直线滑轨45水平往复滑动；

所述第一直线滑轨44设置于第二机械手指装配2和第三机械手指装配3之间安装平台的下表面上，液压马达41竖直向上安装于液压马达平移底座42上，液压马达平移底座42带动液压马达41可沿第一直线滑轨44水平往复滑动，液压马达41的动力输出轴贯穿安装平台5并延伸至安装平台5的上方，液压马达41的动力输出轴通过安装法兰43与主动锥齿轮轴47连接，液压马达41驱动主动锥齿轮轴47顺时针或者逆时针转动；所述左旋螺纹座49固定设置于第一机械手指装配1和第二机械手指装配2之间的安装平台5的上方，左旋螺纹座49的上部设置有左旋螺纹孔；在第二机械手指装配2中第三接触轮轴39上靠近主动锥齿轮轴47一端的端部设置有从动锥齿轮48，从动锥齿轮48与主动锥齿轮47轴啮合，第二机械手指装配2中第三接触轮轴39上靠近左旋螺纹座49一端的侧壁上设置有与所述右旋螺纹相反的左旋螺纹，并且第三接触轮轴39上设置有左旋螺纹的一端贯穿螺纹孔延伸至左旋螺纹座49的外部。

由于在第二机械手指装配2中第三接触轮轴39一端通过从动锥齿轮48与主动锥齿轮47轴啮合，所以当液压缸32驱动机械手指装配上的接触轮夹紧顶杆和芯棒时，液压马达41通过圆锥齿轮啮合传动驱动第三接触轮37旋开芯棒和顶杆的右旋螺纹的同时，在第三接触轮轴39带有左旋螺纹的一端和左旋螺纹座49的配合下使得第二机械手指装配2向左旋螺纹座49一侧水平移动，以实现芯棒与顶杆的分离。

进一步地，所述第二连接指34的尾部通过销轴311连接，液压缸32的活塞杆与销轴311铰接。

进一步地，所述第一接触轮轴310、第二接触轮轴313与第三接触轮轴39两端的外端部与对应的连接指侧板装配位置处分别设置有端盖312。

进一步地，所述第一接触轮36和第二接触轮38的外圆面上均设置有防滑纹或者防滑齿。

进一步地，所述第二机械手指装配2中第三接触轮轴39上靠近左旋螺纹一端的外端部安装有防脱帽410。

进一步地，所述接触轮轴与对应的接触轮一体成型。

本发明的使用过程如下：

S1、顶杆的首端与芯棒的尾端通过右旋螺纹连接，在轧制完成后，顶头、芯棒、顶杆随限动装置快速返回原位，机械手指装配1、2、3上各接触轮在液压缸32的配合下呈打开状态，等待机械臂将本装置运送至指定的位置；

S2、如图1所示，第一机械手指装配1夹紧顶杆的首部，第二机械手指装配2夹紧芯棒的尾部，第三机械手指装配3夹紧芯棒的首部，限动装置将顶杆、芯棒和顶头拉回至指定位置；

S3、机械手指装配1、2、3的液压缸32顶起，由接触轮把顶杆、芯棒抱紧，液压马达41驱动主动锥齿轮轴47转动，从而带动第二机械手指装配2中第三接触轮轴39转动，配套的接触轮转动将芯棒与顶杆连接处的右旋螺纹旋开，为了配合芯棒随螺纹向后的旋动，第三接触轮轴39另一侧为顶杆与芯棒相反的左旋螺纹，并加装左旋螺纹座49。第二机械手指装配2、液压马达41与安装平台5之间均设置有直线滑轨45，第二机械手指装配2沿第二直线滑轨45水平往复滑动，这样第二机械手指装配2、液压马达41等可随芯棒的旋动而向后沿滑轨平移，从而实现芯棒与顶杆的脱离。第三机械手指装配3主要是支撑、托举旋下前后的芯棒；

相反地，将芯棒放置在打开的机械手指装配2、3上，再由相应的液压缸32闭合机械手指装配2、3，此时液压马达41带动第二机械手指装配2第二接触轮轴39在左旋螺纹座49的作用下将芯棒与顶杆旋合，以达到实现顶杆与芯棒的安装。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种轧管芯棒自动装卸机械手，它包括安装平台（5）和平移机构（4），安装平台（5）上由左向右依次设置有第一机械手指装配（1）、第二机械手指装配（2）、第三机械手指装配（3），其特征在于：

所述第一机械手指装配（1）夹紧顶杆的首部，第二机械手指装配（2）夹紧芯棒的尾部，第三机械手指装配（3）夹紧芯棒的首部，顶杆的首端与芯棒的尾端通过右旋螺纹螺纹连接；

所述第一机械手指装配（1）、第二机械手指装配（2）和第三机械手指装配（3）的结构相同，第一机械手指装配（1）、第二机械手指装配（2）和第三机械手指装配（3）均包括油缸底座（31）、液压缸（32）、机械手指底座（33）、第一连接指（35）和第二连接指（34）：

所述第一连接指（35）设置为C字形，第一连接指（35）包括左右相对设置的两个第一连接指侧板，所述第二连接（34）指设置为J字形，第二连接指（34）的首部设置为弯曲部，第二连接指（34）的尾部设置为直线部，第二连接指（34）包括左右对称设置的两个第二连接指侧板，第一连接指（35）的宽度相同与第二连接指（34）弯曲部的宽度相同，第一连接指（35）与第二连接指（34）的弯曲部连接成优弧形状；

所述液压缸（32）的一端铰接于油缸底座（31）上，液压缸（32）的活塞杆贯穿机械手指底座（33）与第二连接指侧板的尾部铰接，贯穿第二连接指侧板的首部设置有第一接触轮轴（310），第一接触轮轴（310）上设置有第一接触轮（36）；第一连接指侧板的首部与第二连接指侧板的中部铰接，贯穿第一连接指侧板首部与第二连接指侧板中部铰接位置处设置有第二接触轮轴（313），第二接触轮轴（313）上设置有第二接触轮（38）；第一连接指侧板的尾部与机械手指底座（33）的上部铰接，贯穿第一连接指侧板的尾部与机械手指底座（33）的上部设置有第三接触轮轴（39），第三接触轮轴（39）上设置有第三接触轮（37）；液压缸（31）的活塞杆伸缩运动驱动第一连接指（35）和第二连接指（34）优弧形状的开口张开或者闭合，使第一接触轮（36）、第二接触轮（38）以及第三接触轮（37）同时夹紧工件或者松开工件；

所述平移机构（4）包括液压马达（41）、液压马达平移底座（42）、安装法兰（43）、第一直线滑轨（44）、第二直线滑轨（45）、第二机械手指装配平移底座（46）、主动锥齿轮轴（47）、从动锥齿轮（48）和左旋螺纹座（49），所述第一机械手指装配（1）和第三机械手指装配（3）的油缸底座（31）固定安装于安装平台（5）上表面的前侧，第一机械手指装配（1）和第三机械手指装配（3）的机械手指底座（33）分别固定设置于安装平台（5）上表面宽度方向的中部；所述第二机械手指装配（2）的油缸底座（31）和机械手指底座（33）均固定设置于第二机械手指装配平移底座（46）上，第二直线滑轨（45）设置于安装平台（5）上并位于第二机械手指装配平移底座（46）的下方，第二机械手指装配（2）沿第二直线滑轨（45）水平往复滑动；

所述第一直线滑轨（44）设置于第二机械手指装配（2）和第三机械手指装配（3）之间安装平台的下表面上，液压马达（41）竖直向上安装于液压马达平移底座（42）上，液压马达平移底座（42）带动液压马达（41）可沿第一直线滑轨（44）水平往复滑动，液压马达（41）的动力输出轴贯穿安装平台（5）并延伸至安装平台（5）的上方，液压马达（41）的动力输出轴通过安装法兰（43）与主动锥齿轮轴（47）连接，液压马达（41）驱动主动锥齿轮轴（47）顺时针或者逆时针转动；所述左旋螺纹座（49）固定设置于第一机械手指装配（1）和第二机械手指装配（2）之间的安装平台（5）的上方，左旋螺纹座（49）的上部设置有左旋螺纹孔；在第二机械手指装配（2）中第三接触轮轴（39）上靠近主动锥齿轮轴（47）一端的端部设置有从动锥齿轮（48），从动锥齿轮（48）与主动锥齿轮（47）轴啮合，第二机械手指装配（2）中第三接触轮轴（39）上靠近左旋螺纹座（49）一端的侧壁上设置有与所述右旋螺纹相反的左旋螺纹，并且第三接触轮轴（39）上设置有左旋螺纹的一端贯穿螺纹孔延伸至左旋螺纹座（49）的外部。

2.根据权利要求1所述的一种轧管芯棒自动装卸机械手，其特征在于：所述第二连接指（34）的尾部通过销轴（311）连接，液压缸（32）的活塞杆与销轴（311）铰接。

3.根据权利要求1所述的一种轧管芯棒自动装卸机械手，其特征在于：所述第一接触轮轴（310）、第二接触轮轴（313）与第三接触轮轴（39）两端的外端部与对应的连接指侧板装配位置处分别设置有端盖（312）。

4.根据权利要求1所述的一种轧管芯棒自动装卸机械手，其特征在于：所述第一接触轮（36）和第二接触轮（38）的外圆面上均设置有防滑纹或者防滑齿。

5.根据权利要求1所述的一种轧管芯棒自动装卸机械手，其特征在于：所述第二机械手指装配（2）中第三接触轮轴（39）上靠近左旋螺纹一端的外端部安装有防脱帽（410）。

6.根据权利要求1所述的一种轧管芯棒自动装卸机械手，其特征在于：所述接触轮轴与对应的接触轮一体成型。

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