CN112247699A - 批量式弯曲微细管打磨机器人生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种批量式弯曲微细管打磨机器人生产线，包括机架台、传送机构、出料槽和多个打磨机器人；所述传送机构等间隔布满有细管固定座，相邻两个所述细管固定座之间的间距与相邻两个打磨机器人的间距相等；所述打磨机器人包括真空密封装置和变径打磨装置；所述真空密封装置设于传送机构的一侧上，并用于封堵住弯曲微细管一端及对弯曲微细管内进行抽真空；所述变径打磨装置包括两个打磨支撑座、第一驱动部件、第二驱动部件以及螺旋变径打磨头；本发明将多个打磨机器人等间隔设置在传送机构上，实现批量式打磨弯曲微细管，适应多种规格弯曲微细管的打磨处理，机械化操作，大大提高生产效率，节省成本。

Description

批量式弯曲微细管打磨机器人生产线

技术领域

本发明涉及一种批量式弯曲微细管打磨机器人生产线。

背景技术

微细管是指管内径小于3mm、且长径比较大的管道，由于其直径比较小，现有的微细管打磨设备是通过刚性杆固定，只能针对直管型的微细管进行打磨，对于具有弯曲部的微细管无法进行打磨，且打磨设备的打磨直径固定，只能适应一种规格的微细管，无法适应多种规格微细管的打磨，适用性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种批量式弯曲微细管打磨机器人生产线。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种批量式弯曲微细管打磨机器人生产线，包括机架台、设置在机架台顶端上的传送机构和设置在机架台的一端端部上的出料槽，以及多个等间隔设置在传送机构上方的打磨机器人；所述出料槽紧靠传送机构的传送前端，所述传送机构上等间隔布满有细管固定座，相邻两个所述细管固定座之间的间距与相邻两个打磨机器人的间距相等。

其中，每个所述打磨机器人均包括真空密封装置和变径打磨装置；所述真空密封装置设于传送机构的一侧上，并用于封堵住弯曲微细管一端及对弯曲微细管内进行抽真空；

所述变径打磨装置包括两个打磨支撑座、第一驱动部件、第二驱动部件以及螺旋变径打磨头；所述两个打磨支撑座对应间隔固定在传送机构的两侧上；

所述第一驱动部件包括导轨、螺杆、L形的滑座、打磨驱动电机、主动齿轮、十字轴传动链、单向齿轮和导向筒，所述导轨滑动连接在两个打磨支撑座上，所述螺杆的两端分别对应固定在导轨的两端上，所述滑座的短臂滑动连接在导轨上，所述滑座的长臂活动穿设于螺杆上，所述打磨驱动电机固定在滑座的长臂的一侧，所述十字轴传动链的一端转动连接在滑座的长臂的另一侧并与打磨驱动电机的输出端连接，所述主动齿轮固定套设于十字轴传动链的一端端部上，所述单向齿轮螺纹连接在螺杆上、并转动连接在滑座的长臂上，所述单向齿轮与主动齿轮啮合，所述导向筒通过一个U形架固定在导轨远离真空密封装置的一端，所述十字轴传动链的另一端活动贯穿导向筒后与螺旋变径打磨头连接；

所述螺旋变径打磨头的整体长度小于弯曲微细管的弯曲部的弦长，所述螺旋变径打磨头包括变径驱动电机、扭杆、滑槽杆、螺旋变径弹片和封堵气囊，所述扭杆的一端固定连接在十字轴传动链的另一端，所述变径驱动电机活动套设于扭杆的一端上，所述滑槽杆活动套设于扭杆上并与变径驱动电机的输出端连接，所述滑槽杆靠近变径驱动电机的一端沿其长度方向设有条形孔，所述螺旋变径弹片外表面上设有磨料层，所述螺旋变径弹片的一端活动嵌设在条形孔内，所述螺旋变径弹片的另一端固定在扭杆的另一端上，所述封堵气囊固定在扭杆的另一端上；

所述第二驱动部件固定在与真空密封装置位于同一侧的打磨支撑座上，并用于带动螺旋变径打磨头置入弯曲微细管另一端的内孔中。

其中，所述真空密封装置包括气缸支架、密封驱动气缸和真空密封头，所述气缸支架固定在传送机构上，所述密封驱动气缸固定在气缸支架上，所述真空密封头固定在密封驱动气缸的输出端上。

其中，所述第二驱动部件包括电磁推杆和连接块，所述电磁推杆固定在打磨支撑座上，所述连接块的一端与电磁推杆的输出端连接，所述连接块的另一端固定连接在导轨上。

其中，与所述真空密封装置位于不同侧的所述打磨支撑座上设有供螺旋变径打磨头活动穿过的通孔，且所述通孔的轴线与螺旋变径打磨头的轴线重合。

其中，所述单向齿轮包括棘轮螺母、外齿轮、棘爪和簧片，所述外齿轮的背向滑座的一侧开设有齿形腔，所述外齿轮活动套设于棘轮螺母上并与主动齿轮啮合，所述棘轮螺母位于齿形腔内，所述棘轮螺母螺纹连接在螺杆上且转动连接在滑座的长臂上，所述棘爪和簧片均设于齿形腔内，所述棘爪的一端轴接在外齿轮上，所述棘爪的另一端与棘轮螺母啮合，所述簧片的一端固定在外齿轮上，所述簧片的另一端压紧贴靠在棘爪的另一端上。

本发明的有益效果为：本发明通过螺旋变径弹片的自身弹性及可变形性进而能够自适应对不同规格的弯曲微细管进行打磨，且螺旋变径弹片的体积小更便于伸入弯曲微细管内，同时结合十字轴传动链的柔性实现对弯曲微细管上弯曲部的打磨，适用性强。

本发明将多个打磨机器人等间隔设置在传送机构上，实现批量式打磨弯曲微细管，机械化操作，大大提高生产效率，节省成本。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明另一视角的立体图；

图3是本发明的打磨机器人的立体图；

图4是本发明的变径打磨装置部分结构的立体图；

图5是图4中I处的局部结构放大示意图；

图6是本发明的螺旋变径打磨头的立体图；

附图标记说明：机架台-a1；传送机构-a2；细管固定座-a21；出料槽-a3；打磨机器人-a4；真空密封装置-a41；变径打磨装置-a42；

打磨支撑座-1；第一驱动部件-2；导轨-21；螺杆-22；滑座-23；打磨驱动电机-24；主动齿轮-25；十字轴传动链-26；单向齿轮-27；导向筒-28；U形架-29；第二驱动部件-3；电磁推杆-31；连接块-32；螺旋变径打磨头-4；变径驱动电机-41；扭杆-42；滑槽杆-43；螺旋变径弹片-44；封堵气囊-45；气缸支架-5；密封驱动气缸-6；真空密封头-7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图6所示，本实施例所述的一种批量式弯曲微细管打磨机器人生产线，包括机架台a1、设置在机架台a1顶端上的传送机构a2和设置在机架台a1的一端端部上的出料槽a3，以及多个等间隔设置在传送机构a2上方的打磨机器人a4；所述出料槽a3紧靠传送机构a2的传送前端，所述传送机构a2上等间隔布满有细管固定座a21，相邻两个所述细管固定座a21之间的间距与相邻两个打磨机器人a4的间距相等。本实施例打磨机器人a4的数量设置为三个。

工作时，传送机构a2将空置的细管固定座a21移动至传送后端，然后外界机械手依次将待打磨的弯曲微细管对应放置在三个细管固定座a21上，然后传送机构a2将这三个承载有弯曲微细管的细管固定座a21传送至与三个打磨机器人a4一一对应，然后三个打磨机器人a4分别一一对应地对三个细管固定座a21上的弯曲微细管同步进行打磨处理，当三个弯曲微细管打磨完成后，传送机构a2将三个经打磨机器人a4打磨完成的弯曲微细管向传送前端输送，同时外界机械手将下一批次的待打磨弯曲微细管依次放置在传送机构a2传送后端的细管固定座a21上，经打磨机器人a4打磨完成的弯曲微细管移动至传送机构a2的传送前端的端部时，依次由出料槽a3移出工作区；如此重复循环，进行批量打磨弯曲微细管。

本实施例将打磨机器人a4等间隔设置传送机构a2上，实现批量式打磨弯曲微细管，机械化操作，大大提高生产效率，节省成本。

基于上述实施例的基础上，进一步地，每个所述打磨机器人a4均包括真空密封装置a41和变径打磨装置a42；所述真空密封装置a41设于传送机构a2的一侧上，并用于封堵住弯曲微细管一端及对弯曲微细管内进行抽真空；

所述变径打磨装置a42包括两个打磨支撑座1、第一驱动部件2、第二驱动部件3以及螺旋变径打磨头4；所述两个打磨支撑座1对应间隔固定在传送机构a2的两侧上；

所述第一驱动部件2包括导轨21、螺杆22、L形的滑座23、打磨驱动电机24、主动齿轮25、十字轴传动链26、单向齿轮27和导向筒28，所述导轨21滑动连接在两个打磨支撑座1上，所述螺杆22的两端分别对应固定在导轨21的两端上，所述滑座23的短臂滑动连接在导轨21上，所述滑座23的长臂活动穿设于螺杆22上，所述打磨驱动电机24固定在滑座23的长臂的一侧，所述十字轴传动链26的一端转动连接在滑座23的长臂的另一侧并与打磨驱动电机24的输出端连接，所述主动齿轮25固定套设于十字轴传动链26的一端端部上，所述单向齿轮27螺纹连接在螺杆22上、并转动连接在滑座23的长臂上，所述单向齿轮27与主动齿轮25啮合，所述导向筒28通过一个U形架29固定在导轨21远离真空密封装置a41的一端，所述十字轴传动链26的另一端活动贯穿导向筒28后与螺旋变径打磨头4连接；

所述螺旋变径打磨头4的整体长度小于弯曲微细管的弯曲部的弦长，所述螺旋变径打磨头4包括变径驱动电机41、扭杆42、滑槽杆43、螺旋变径弹片44和封堵气囊45，所述扭杆42的一端固定连接在十字轴传动链26的另一端，所述变径驱动电机41活动套设于扭杆42的一端上，所述滑槽杆43活动套设于扭杆42上并与变径驱动电机41的输出端连接，所述滑槽杆43靠近变径驱动电机41的一端沿其长度方向设有条形孔，所述螺旋变径弹片44外表面上设有磨料层，所述螺旋变径弹片44的一端活动嵌设在条形孔内，所述螺旋变径弹片44的另一端固定在扭杆42的另一端上，所述封堵气囊45固定在扭杆42的另一端上；

所述第二驱动部件3固定在与真空密封装置a41位于同一侧的打磨支撑座1上，并用于带动螺旋变径打磨头4置入弯曲微细管另一端的内孔中。

工作时，当传送机构a2将承载有弯曲微细管的细管固定座a21移动至打磨机器人a4对应时，并使弯曲微细管的两端分别对应真空密封装置a41和螺旋变径打磨头4，然后螺旋变径打磨头4的变径驱动电机41带动滑槽杆43旋转，滑槽杆43带动一端嵌设于滑槽杆43的条形孔内的螺旋变径弹片44扭转，使得螺旋变径弹片44长度增加、直径减小，以便于在弯曲细微管内移动，接着真空密封装置a41将弯曲细微管对应的一端封堵住，同时第二驱动部件3经由第一驱动部件2带动螺旋变径打磨头4对应插入弯曲微细管内孔中，此时螺旋变径打磨头4的封堵气囊45充气膨胀后与管内壁贴合，从而使的弯曲细微管内形成密闭空间，封堵完成后，真空密封装置a41通过外界真空泵对弯曲细微管内进行抽真空，由于弯曲微细管内气压减小，使得螺旋变径打磨头4在外界大气压作用下逐渐伸入弯曲微细管内、同时对十字轴传动链26产生拉力，而十字轴传动链26拉动滑座23沿着导轨21滑动，同时滑座23推动单向齿轮27沿着螺杆22空转移动，直至螺旋变径打磨头4移动至弯曲微细管靠近真空密封装置a41一端的端部，然后封堵气囊45排气，同时真空密封装置a41解封，此时弯曲微细管内处于常压状态，然后变径驱动电机41断电不工作，螺旋变径弹片44在自身弹力作用下直径变大并与管内壁贴紧，完成定心动作，如此自适应弯曲微细管的内径，利用自身的弹性保持与管内壁贴紧，保证打磨精度，然后第一驱动部件2的打磨驱动电机24正向旋转，经由十字轴传动链26带动整个螺旋变径打磨头4旋转，同时主动齿轮25带动单向齿轮27转动，经由单向齿轮27与螺杆22配合，单向齿轮27推动滑座23沿着导轨21朝着远离导向筒28的方向移动，如此再通过十字轴传动链26拉动整个螺旋变径打磨头4再次沿着弯曲微细管反向移动，从而使螺旋变径打磨头4的螺旋变径弹片44旋转，使得螺旋变径弹片44上的磨料层对弯曲微细管内壁进行打磨；在经过弯曲微细管的弯曲部时，由于整个螺旋变径打磨头4的长度小于弯曲部的弦长，再结合十字轴传动链26的柔性，利用螺旋变径弹片44的可变形性实现对弯曲微细管的弯曲部进行打磨。

本实施例通过螺旋变径弹片44的自身弹性及可变形性进而能够自适应对不同规格的弯曲微细管进行打磨，且螺旋变径弹片44的体积小更便于伸入弯曲微细管内，同时结合十字轴传动链26的柔性实现对弯曲微细管上弯曲部的打磨，适用性强。

本实施例采用十字轴传动链26在打磨驱动电机24与螺旋变径打磨头4之间传递扭矩和拉力，同时便于匹配弯曲微细管的弯曲部。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述真空密封装置a41包括气缸支架5、密封驱动气缸6和真空密封头7，所述气缸支架5固定在传送机构a2上，所述密封驱动气缸6固定在气缸支架5上，所述真空密封头7固定在密封驱动气缸6的输出端上。

实际使用时，密封驱动气缸6带动真空密封头7朝向弯曲微细管的端部伸出，使得真空密封头7与弯曲微细管的端部密封配合，进而将弯曲微细管的一端封堵住，而在对弯曲微细管内进行抽真空时，利用真空密封头7通过外界真空泵将弯曲微细管的密闭空间进行抽真空处理，使弯曲微细管内的气压变小，进而整个螺旋变径打磨头4在外界大气压作用下逐渐从弯曲微细管的一端移动至另一端。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述第二驱动部件3包括电磁推杆31和连接块32，所述电磁推杆31固定在打磨支撑座1上，所述连接块32的一端与电磁推杆31的输出端连接，所述连接块32的另一端固定连接在导轨21上。

实际使用时，电磁推杆31经由连接块32驱动导轨21相对打磨支撑座1滑动，导轨21带动固定连接在十字轴传动链26上的螺旋变径打磨头4朝向弯曲微细管的管口移动，并使螺旋变径打磨头4伸入弯曲微细管内，以便后续封堵气囊45封堵住弯曲微细管的管口，实现螺旋变径打磨头4初步伸入弯曲微细管内。

基于上述实施例的基础上，进一步地，与所述真空密封装置a41位于不同侧的所述打磨支撑座1上设有供螺旋变径打磨头4活动穿过的通孔，且所述通孔的轴线与螺旋变径打磨头4的轴线重合。如此设置，便于对承载有弯曲微细管的细管固定座a21进行快速定位，进而与螺旋变径打磨头4和真空密封装置a41匹配精确，打磨精度更高。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述单向齿轮27包括棘轮螺母、外齿轮、棘爪和簧片，所述外齿轮的背向滑座23的一侧开设有齿形腔，所述外齿轮活动套设于棘轮螺母上并与主动齿轮25啮合，所述棘轮螺母位于齿形腔内，所述棘轮螺母螺纹连接在螺杆22上且转动连接在滑座23的长臂上，所述棘爪和簧片均设于齿形腔内，所述棘爪的一端轴接在外齿轮上，所述棘爪的另一端与棘轮螺母啮合，所述簧片的一端固定在外齿轮上，所述簧片的另一端压紧贴靠在棘爪的另一端上。

实际使用过程中，当封堵气囊45和真空密封头7封堵住弯曲微细管两端形成密闭空间时，螺旋变径打磨头4在外界大气压作用下逐渐伸入弯曲微细管内，并同时对十字轴传动链26产生拉力，十字轴传动链26拉动滑座23移动，滑座23推动单向齿轮27移动，此时单向齿轮27的棘轮螺母在螺杆22的配合下空转，跟随滑座23同步移动，直至螺旋变径打磨头4移动至弯曲微细管靠近真空密封头7的一端内；而当打磨驱动电机24带动主动齿轮25旋转时，主动齿轮25带动单向齿轮27的外齿轮旋转，外齿轮经由棘爪和簧片配合将旋转力矩传递至棘轮螺母上，使得棘轮螺母沿着螺杆22转动，从而经由滑座23带动十字轴传动链26移动，十字轴传动链26对螺旋变径打磨头4产生拉力，使螺旋变径打磨头4沿着弯曲微细管移动，并对管道内壁进行打磨。

基于上述实施例的基础上，具体地，所述十字轴传动链26包括驱动端连接头、打磨端连接头和传动链单元，所述驱动端连接头、打磨端连接头分别对应铰接在传动链单元的两端，所述驱动端连接头对应与打磨驱动电机24的输出端连接，所述打磨端连接头对应与扭杆42的一端固定连接，所述传动链单元包括多个依次相互铰接在一起的链节，每个所述链节均包括万向链节和十字轴，所述十字轴连接在万向链节上。如此设置，利用传动链单元即可传递拉力以及传动打磨驱动电机24的旋转力矩至螺旋变径打磨头4上，且能适应弯曲微细管的弯曲部。

本实施例中，所述细管固定座a21间隔凸设有多个用于支承和固定弯曲微细管的支撑柱体。如此设置，便于将弯曲微细管快速定位固定，提高工作效率。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (7)

1.一种批量式弯曲微细管打磨机器人生产线，其特征在于：包括机架台（a1）、设置在机架台（a1）顶端上的传送机构（a2）和设置在机架台（a1）的一端端部上的出料槽（a3），以及多个等间隔设置在传送机构（a2）上方的打磨机器人（a4）；所述出料槽（a3）紧靠传送机构（a2）的传送前端，所述传送机构（a2）上等间隔布满有细管固定座（a21），相邻两个所述细管固定座（a21）之间的间距与相邻两个打磨机器人（a4）的间距相等。

2.根据权利要求1所述的批量式弯曲微细管打磨机器人生产线，其特征在于：每个所述打磨机器人（a4）均包括真空密封装置（a41）和变径打磨装置（a42）；所述真空密封装置（a41）设于传送机构（a2）的一侧上，并用于封堵住弯曲微细管一端及对弯曲微细管内进行抽真空；

所述变径打磨装置（a42）包括两个打磨支撑座（1）、第一驱动部件（2）、第二驱动部件（3）以及螺旋变径打磨头（4）；所述两个打磨支撑座（1）对应间隔固定在传送机构（a2）的两侧上；

所述第一驱动部件（2）包括导轨（21）、螺杆（22）、L形的滑座（23）、打磨驱动电机（24）、主动齿轮（25）、十字轴传动链（26）、单向齿轮（27）和导向筒（28），所述导轨（21）滑动连接在两个打磨支撑座（1）上，所述螺杆（22）的两端分别对应固定在导轨（21）的两端上，所述滑座（23）的短臂滑动连接在导轨（21）上，所述滑座（23）的长臂活动穿设于螺杆（22）上，所述打磨驱动电机（24）固定在滑座（23）的长臂的一侧，所述十字轴传动链（26）的一端转动连接在滑座（23）的长臂的另一侧并与打磨驱动电机（24）的输出端连接，所述主动齿轮（25）固定套设于十字轴传动链（26）的一端端部上，所述单向齿轮（27）螺纹连接在螺杆（22）上、并转动连接在滑座（23）的长臂上，所述单向齿轮（27）与主动齿轮（25）啮合，所述导向筒（28）通过一个U形架（29）固定在导轨（21）远离真空密封装置（a41）的一端，所述十字轴传动链（26）的另一端活动贯穿导向筒（28）后与螺旋变径打磨头（4）连接；

所述螺旋变径打磨头（4）的整体长度小于弯曲微细管的弯曲部的弦长，所述螺旋变径打磨头（4）包括变径驱动电机（41）、扭杆（42）、滑槽杆（43）、螺旋变径弹片（44）和封堵气囊（45），所述扭杆（42）的一端固定连接在十字轴传动链（26）的另一端，所述变径驱动电机（41）活动套设于扭杆（42）的一端上，所述滑槽杆（43）活动套设于扭杆（42）上并与变径驱动电机（41）的输出端连接，所述滑槽杆（43）靠近变径驱动电机（41）的一端沿其长度方向设有条形孔，所述螺旋变径弹片（44）外表面上设有磨料层，所述螺旋变径弹片（44）的一端活动嵌设在条形孔内，所述螺旋变径弹片（44）的另一端固定在扭杆（42）的另一端上，所述封堵气囊（45）固定在扭杆（42）的另一端上；

所述第二驱动部件（3）固定在与真空密封装置（a41）位于同一侧的打磨支撑座（1）上，并用于带动螺旋变径打磨头（4）置入弯曲微细管另一端的内孔中。

3.根据权利要求2所述的批量式弯曲微细管打磨机器人生产线，其特征在于：所述真空密封装置（a41）包括气缸支架（5）、密封驱动气缸（6）和真空密封头（7），所述气缸支架（5）固定在传送机构（a2）上，所述密封驱动气缸（6）固定在气缸支架（5）上，所述真空密封头（7）固定在密封驱动气缸（6）的输出端上。

4.根据权利要求2所述的批量式弯曲微细管打磨机器人生产线，其特征在于：所述第二驱动部件（3）包括电磁推杆（31）和连接块（32），所述电磁推杆（31）固定在打磨支撑座（1）上，所述连接块（32）的一端与电磁推杆（31）的输出端连接，所述连接块（32）的另一端固定连接在导轨（21）上。

5.根据权利要求2所述的批量式弯曲微细管打磨机器人生产线，其特征在于：与所述真空密封装置（a41）位于不同侧的所述打磨支撑座（1）上设有供螺旋变径打磨头（4）活动穿过的通孔，且所述通孔的轴线与螺旋变径打磨头（4）的轴线重合。

6.根据权利要求1所述的批量式弯曲微细管打磨机器人生产线，其特征在于：所述单向齿轮（27）包括棘轮螺母、外齿轮、棘爪和簧片，所述外齿轮的背向滑座（23）的一侧开设有齿形腔，所述外齿轮活动套设于棘轮螺母上并与主动齿轮（25）啮合，所述棘轮螺母位于齿形腔内，所述棘轮螺母螺纹连接在螺杆（22）上且转动连接在滑座（23）的长臂上，所述棘爪和簧片均设于齿形腔内，所述棘爪的一端轴接在外齿轮上，所述棘爪的另一端与棘轮螺母啮合，所述簧片的一端固定在外齿轮上，所述簧片的另一端压紧贴靠在棘爪的另一端上。

7.根据权利要求1-5所述的批量式弯曲微细管打磨机器人生产线，其特征在于：所述单向齿轮（27）包括棘轮螺母、外齿轮、棘爪和簧片，所述外齿轮的背向滑座（23）的一侧开设有齿形腔，所述外齿轮活动套设于棘轮螺母上并与主动齿轮（25）啮合，所述棘轮螺母位于齿形腔内，所述棘轮螺母螺纹连接在螺杆（22）上且转动连接在滑座（23）的长臂上，所述棘爪和簧片均设于齿形腔内，所述棘爪的一端轴接在外齿轮上，所述棘爪的另一端与棘轮螺母啮合，所述簧片的一端固定在外齿轮上，所述簧片的另一端压紧贴靠在棘爪的另一端上。

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