CN112440134A - 一种薄壁型智能化内撑工装设备 - Google Patents

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Abstract

一种薄壁型智能化内撑工装设备，包括主轴装置(1)、电动推杆(2)、液压闸瓦装置(3)和进给装置(8)，其特征在于，电动推杆(2)与进给装置(8)连接后，安装到主轴装置(1)内部，进给装置(8)与液压闸瓦装置(3)、内撑闸片(4)用螺纹连接到主轴装置(1)上；同时将主轴装置1安装到主轴支座(5)上；本发明是一种省时，省力，准确定位，实现远程控制，无人化管理的一种薄壁型智能化内撑工装设备，本发明解决了一直是急待解决的问题。

Description

一种薄壁型智能化内撑工装设备
技术领域
本发明是一种薄壁型智能化内撑工装设备，属于机械设备技术领域，特别是一种应用到多种机床的薄壁型智能化内撑工装设备。
背景技术
目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。一个工厂里大约拥有数千甚至近万套专用夹具；但是有关内撑工装的夹具少之又少，而智能化的内撑工装设备就更寥寥无几了。现有的内撑工装设备，大多是手动或者半自动的形式，而且与车床用的三抓卡盘类似，设计的很复杂，需要与机床设备联系在一起，才能完成装夹，需要手动，人工操作，精度低，工作量大，可靠性低，生产效率低；同时焊接之后的冷却问题一直没有解决，更不可能实现远程操作和控制，很难与其他自动化设备组合。同时由于与机床的组合应用，限制了加工工件的大小尺寸，对于一些特殊尺寸的零件不能使用。设备的造价也很昂贵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄壁型智能化内撑工装设备，设备与其他装置分体结构，组装拆卸方便。
一种薄壁型智能化内撑工装设备，包括主轴装置1、电动推杆2、液压闸瓦装置3和进给装置8，其特征在于，电动推杆2与进给装置8连接后，安装到主轴装置1内部，进给装置8与液压闸瓦装置3、内撑闸片4用螺纹连接到主轴装置1上；同时将主轴装置1安装到主轴支座5上；
将走行轨道9利用膨胀螺栓安装在地面固定位置上，运载小车10装配到走行轨道9上，滚筒11用螺栓连接在运载小车10上；极限装置12安装在走行轨道9上；
主轴支座5安装在与运载小车10同一轴线上，主轴装置1与驱动装置6用V带7连接；同时在外部布置直径监测仪13、压力传感器14、驱动装置6和电动推杆2分别连接到PLC控制系统；
当工件利用运载小车10到达指定位置后，启动电动推杆2带动进给装置8，使液压闸瓦装置3动作。
主轴装置1设计成阶梯型空心结构，可以提高主轴强度和刚度，同时进给装置8布置在主轴装置1的空心结构内部，在主轴装置1中设有冷却系统装置。
进给装置8采用电动推杆直连形式，前端为锥形结构；
所述驱动装置6布置在整体设备左部，采用V带传动形式。
PLC控制系统在终端留出端口，连接到整个加工系统的中控室，以方便远程控制。
本发明是一种省时，省力，准确定位，实现远程控制，无人化管理的一种薄壁型智能化内撑工装设备，本发明解决了一直是急待解决的问题。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
其中，1为主轴装置、2为电动推杆、3为液压闸瓦装置、4为内撑闸片、5为主轴支座、6为驱动装置、7为V带、8为进给装置、9为走行轨道、10为运载小车、11为滚筒、12为极限装置、13为直径监测仪、14为压力传感器等。。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种薄壁型智能化内撑工装设备，设备与其他装置分体结构，组装拆卸方便。
一种薄壁型智能化内撑工装设备，包括主轴装置1、电动推杆2、液压闸瓦装置3和进给装置8，其特征在于，电动推杆2与进给装置8连接后，安装到主轴装置1内部，进给装置8与液压闸瓦装置3、内撑闸片4用螺纹连接到主轴装置1上；同时将主轴装置1安装到主轴支座5上；
将走行轨道9利用膨胀螺栓安装在地面固定位置上，运载小车10装配到走行轨道9上，滚筒11用螺栓连接在运载小车10上；极限装置12安装在走行轨道9上；
主轴支座5安装在与运载小车10同一轴线上，主轴装置1与驱动装置6用V带7连接；同时在外部布置直径监测仪13、压力传感器14、驱动装置6和电动推杆2分别连接到PLC控制系统；
当工件利用运载小车10到达指定位置后，启动电动推杆2带动进给装置8，使液压闸瓦装置3动作。
主轴装置1设计成阶梯型空心结构，可以提高主轴强度和刚度，同时进给装置8布置在主轴装置1的空心结构内部，在主轴装置1中设有冷却系统装置。
进给装置8采用电动推杆直连形式，前端为锥形结构；
所述驱动装置6布置在整体设备左部，采用V带传动形式。
PLC控制系统在终端留出端口，连接到整个加工系统的中控室，以方便远程控制。
主要内撑结构采用液压式四瓣组合形式，同时动作，也可以分体动作，受力均匀，安全可靠，主轴支座对需要加工的薄壁零件定位准确，同时配合轨道自动调整到准确位置。时刻检测被加工件的尺寸，圆度，调整内撑位置，保证内撑工装筒内圆度，减小焊接变形；采用先进方便、快捷的冷却系统进行降温处理；设备工作过程中，可带动工件实现任意角度旋转，方便多工位焊接作业；同时与其他智能化焊接设备如与焊接机器人配合使用；将之与驱动装置一起利用PLC控制系统连接起来，实时监控焊接过程，在PLC控制系统终端留出端口，连接到整个加工系统的中控室，以方便远程控制，实现无人化管理。
本发明的技术方案是这样实现的：一种应用于薄壁焊接的薄壁型智能化内撑工装设备，包括主轴装置、电动推杆、液压闸瓦装置、内撑闸片、主轴支座、驱动装置、V带、进给装置、走行轨道、运载小车、滚筒、极限装置、直径监测仪、压力传感器等。将走行轨道利用膨胀螺栓安装在地面固定位置上，运载小车装配到走行轨道上，滚筒利用螺栓连接在运载小车上；极限装置安装在走行轨道上；主轴支座安装在与运载小车同一轴线上，主轴装置与驱动装置利用V带连接，电动推杆与进给装置连接后，安装到主轴装置内部，进给装置与液压闸瓦装置、内撑闸片利用螺纹连接到主轴装置上，同时将主轴装置安装到主轴支座上，当工件利用运载小车到达指定位置后，启动电动推杆带动进给装置，使液压闸瓦装置动作。同时在外部布置直径监测仪，以及压力传感器，与驱动装置、电动推杆连接到PLC控制系统。
所述的设备工作原理是，将需要加工的工件利用运载小车运送到主轴支座处，套在内撑闸片外部；此时电动推杆提供动力单元，将动力利用进给装置传递给液压闸瓦装置，液压闸瓦装置动作，带动内撑闸片开始动作，当闸片与工件接近后，继续缓慢动作，同时利用直径监测仪，以及压力传感器，当内撑闸片达到规定尺寸后，电动推杆停止动作；当需要多处焊接时，启动驱动装置，利用V带传动平稳，可靠、噪音低特点，将驱动装置带动主轴装置一起旋转，连同工件同时动作，实现多处焊接功能。将直径监测仪、压力传感器、液压闸瓦装置和驱动装置相结合，利用PLC控制系统将内撑工装设备设计成智能化控制结构；当直径监测仪监测出闸片的直径为设定值后，发出信号给PLC控制系统，PLC控制系统给驱动装置发出停止信号；如果直径监测仪没有发出信号时，表示驱动装置继续动作。
所述的设备结构特点及操作方法是，设计时首次将内撑闸片设计成四瓣结构，同时内撑闸片整体采用弧形结构，内撑闸片属于易损件，设计成与液压闸瓦装置利用螺栓连接形式，易于更换，四瓣闸片可同时驱动，也可以分体驱动，内撑过程中尺寸有误差时，可做微调。主轴装置设计成阶梯结构，极大的提高了结构的强度和刚度，同时与主轴支座采用滚动轴承连接形式，润滑密封方便，，主轴装置采用空心轴形式，将进给装置布置在主轴主轴装置内，同时电动推杆与进给装置连接，方便与液压闸瓦装置结合，同时在空心轴处设计冷却系统，可以采用不同的冷却介质，实现焊接过程中的冷却作用，节省大量时间、空间，降低结构成本。运载小车设计时充分考虑了加工工件的特点，在运载小车两侧安装滚筒，当工件需要旋转角度时可以利用滚筒与工件之间的滚动摩擦力方便工件旋转角度，同时运载小车下部采用可调整的手动举推机，当工件与内撑主轴同轴度有误差时，调整小车下部的手动举推机，实现工件位置的调整。走行轨道上的限位装置采用弹性缓冲好的弹簧与橡胶器装配到一起，能更好的吸收外力，当运载小车由于误操作而脱轨时，保护好设备。同时，运载小车与内撑闸瓦装置采用分体结构，可以实现一车多用的情况，节约成本。具体操作方法是，将运载小车放到支撑轨道上，将需要加工的工件放到运载小车上，推动运载小车，将工件套在内撑闸瓦装置上，调整工件高度到合适位置，启动电动推杆将动力传递给进给装置，同时进给装置带动液压闸瓦装置及闸片动作，当闸片与工件足够靠近后，缓慢动作，当达到设定的尺寸后，电动推杆向PLC控制系统发出信号，PLC控制系统采集到信号后，向电动推杆发出停止信号，电动推杆完成动作，实现实时调整、停车功能。需要多处焊接时，启动驱动装置，利用V带传动，带动主轴装置使工件一起旋转任意角度，当达到需要的位置时，PLC发出停止命令，驱动装置停止动作。同时PLC控制系统可在终端留出端口，连接到整个加工系统的中控室，以方便远程控制。采用该种薄壁型智能化内撑工装设备，结构紧凑，操作简单，实时定点定位停车，方便安装，维修，合理应用地形，同时将节省大量人力和物力，提高生产效率，在我国目前及未来几十年，劳动力越来越紧缺、劳动成本越来越高的情况下，起着不可估量的作用。
本发明的要点在于它的工作原理及结构特点。其结构特点是，设计时首次将内撑闸片设计成四瓣结构，同时内撑闸片整体采用弧形结构，内撑闸片属于易损件，设计成与液压闸瓦装置利用螺栓连接形式，易于更换，四瓣闸片可同时驱动，也可以分体驱动，内撑过程中尺寸有误差时，可做微调。主轴装置设计成阶梯结构，极大的提高了结构的强度和刚度，同时与主轴支座采用滚动轴承连接形式，润滑密封方便，，主轴装置采用空心轴形式，将进给装置布置在主轴主轴装置内，同时电动推杆与进给装置连接，方便与液压闸瓦装置结合，同时在空心轴处设计冷却系统，可以采用不同的冷却介质，实现焊接过程中的冷却作用，节省大量时间、空间，降低结构成本。运载小车设计时充分考虑了加工工件的特点，在运载小车两侧安装滚筒，当工件需要旋转角度时可以利用滚筒与工件之间的滚动摩擦力方便工件旋转角度，同时运载小车下部采用可调整的手动举推机，当工件与内撑主轴同轴度有误差时，调整小车下部的手动举推机，实现工件位置的调整。走行轨道上的限位装置采用弹性缓冲好的弹簧与橡胶器装配到一起，能更好的吸收外力，当运载小车由于误操作而脱轨时，保护好设备。同时，运载小车与内撑闸瓦装置采用分体结构，可以实现一车多用的情况，节约成本。具体操作方法是，将运载小车放到支撑轨道上，将需要加工的工件放到运载小车上，推动运载小车，将工件套在内撑闸瓦装置上，调整工件高度到合适位置，启动电动推杆将动力传递给进给装置，同时进给装置带动液压闸瓦装置及闸片动作，当闸片与工件足够靠近后，缓慢动作，当达到设定的尺寸后，电动推杆向PLC控制系统发出信号，PLC控制系统采集到信号后，向电动推杆发出停止信号，电动推杆完成动作，实现实时调整、停车功能。需要多处焊接时，启动驱动装置，利用V带传动，带动主轴装置使工件一起旋转任意角度，当达到需要的位置时，PLC发出停止命令，驱动装置停止动作。同时PLC控制系统可在终端留出端口，连接到整个加工系统的中控室，以方便远程控制。
参照附图，一种应用于薄壁焊接的薄壁型智能化内撑工装设备，包括主轴装置1、电动推杆2、液压闸瓦装置3、内撑闸片4、主轴支座5、驱动装置6、V带7、进给装置8、走行轨道9、运载小车10、滚筒11、极限装置12、直径监测仪13、压力传感器14等。将走行轨道9利用膨胀螺栓安装在地面固定位置上，运载小车10装配到走行轨道9上，滚筒11利用螺栓连接在运载小车10上；极限装置12安装在走行轨道9上；主轴支座5安装在与运载小车10同一轴线上，主轴装置1与驱动装置6利用V带7连接，电动推杆2与进给装置8连接后，安装到主轴装置1内部，进给装置8与液压闸瓦装置3、内撑闸片4利用螺纹连接到主轴装置1上，同时将主轴装置1安装到主轴支座5上，当工件利用运载小车10到达指定位置后，启动电动推杆2带动进给装置8，使液压闸瓦装置3动作。同时在外部布置直径监测仪13，以及压力传感器14，与驱动装置6、电动推杆2连接到PLC控制系统。
所述的设备工作原理是，将需要加工的工件利用运载小车运送到主轴支座处，套在内撑闸片外部；此时电动推杆提供动力单元，将动力利用进给装置传递给液压闸瓦装置，液压闸瓦装置动作，带动内撑闸片开始动作，当闸片与工件接近后，继续缓慢动作，同时利用直径监测仪，以及压力传感器，当内撑闸片达到规定尺寸后，电动推杆停止动作；当需要多处焊接时，启动驱动装置，利用V带传动平稳，可靠、噪音低特点，将驱动装置带动主轴装置一起旋转，连同工件同时动作，实现多处焊接功能。将直径监测仪、压力传感器、液压闸瓦装置和驱动装置相结合，利用PLC控制系统将内撑工装设备设计成智能化控制结构；当直径监测仪监测出闸片的直径为设定值后，发出信号给PLC控制系统，PLC控制系统给驱动装置发出停止信号；如果直径监测仪没有发出信号时，表示驱动装置继续动作。
所述的设备结构特点及操作方法是，设计时首次将内撑闸片设计成四瓣结构，同时内撑闸片整体采用弧形结构，内撑闸片属于易损件，设计成与液压闸瓦装置利用螺栓连接形式，易于更换，四瓣闸片可同时驱动，也可以分体驱动，内撑过程中尺寸有误差时，可做微调。主轴装置设计成空心式阶梯结构，极大的提高了结构的强度和刚度，同时与主轴支座采用滚动轴承连接形式，润滑密封方便，主轴装置采用空心轴形式，将进给装置布置在主轴主轴装置内，进给装置设计成锥形结构形式，电动推杆与进给装置连接，方便与液压闸瓦装置结合，同时在空心轴处设计冷却系统，可以采用不同的冷却介质，实现焊接过程中的冷却作用，节省大量时间、空间，降低结构成本。运载小车设计时充分考虑了加工工件的特点，在运载小车两侧安装滚筒，当工件需要旋转角度时可以利用滚筒与工件之间的滚动摩擦力方便工件旋转角度，同时运载小车下部采用可调整的手动举推机，当工件与内撑主轴同轴度有误差时，调整小车下部的手动举推机，实现工件位置的调整。走行轨道上的限位装置采用弹性缓冲好的弹簧与橡胶器装配到一起，能更好的吸收外力，防止运载小车由于误操作而脱轨，保护好设备本体。同时，运载小车与内撑闸瓦装置采用分体结构，可以实现一车多用的情况，节约成本。具体操作方法是，将运载小车放到支撑轨道上，将需要加工的工件放到运载小车上，推动运载小车，将工件套在内撑闸瓦装置上，调整工件高度到合适位置，启动电动推杆将动力传递给进给装置，同时进给装置带动液压闸瓦装置及闸片动作，当闸片与工件足够靠近后，缓慢动作，当达到设定的尺寸后，电动推杆向PLC控制系统发出信号，PLC控制系统采集到信号后，向电动推杆发出停止信号，电动推杆完成动作，实现实时调整、停车功能。需要多处焊接时，启动驱动装置，利用V带传动，带动主轴装置使工件一起旋转任意角度，当达到需要的位置时，PLC发出停止命令，驱动装置停止动作。同时PLC控制系统可在终端留出端口，连接到整个加工系统的中控室，以方便远程控制。采用该种薄壁型智能化内撑工装设备，结构紧凑，操作简单，实时定点定位停车，方便安装，维修，合理应用地形，同时将节省大量人力和物力，提高生产效率，在我国目前及未来几十年，劳动力越来越紧缺、劳动成本越来越高的情况下，起着不可估量的作用。

Claims (5)

1.一种薄壁型智能化内撑工装设备，包括主轴装置(1)、电动推杆(2)、液压闸瓦装置(3)和进给装置(8)，其特征在于，电动推杆(2)与进给装置(8)连接后，安装到主轴装置(1)内部，进给装置(8)与液压闸瓦装置(3)、内撑闸片(4)用螺纹连接到主轴装置(1)上；同时将主轴装置1安装到主轴支座(5)上；
将走行轨道(9)利用膨胀螺栓安装在地面固定位置上，运载小车(10)装配到走行轨道(9)上，滚筒(11)用螺栓连接在运载小车(10)上；极限装置(12安装在走行轨道(9)上；
主轴支座(5)安装在与运载小车(10)同一轴线上，主轴装置(1)与驱动装置(6)用V带(7)连接；同时在外部布置直径监测仪(13)、压力传感器(14)、驱动装置(6)和电动推杆(2)分别连接到PLC控制系统；
当工件利用运载小车(10)到达指定位置后，启动电动推杆(2)带动进给装置(8)，使液压闸瓦装置(3)动作。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁型智能化内撑工装设备，其特征在于，主轴装置(1)设计成阶梯型空心结构，可以提高主轴强度和刚度，同时进给装置(8)布置在主轴装置(1)的空心结构内部，在主轴装置(1)中设有冷却系统装置。
3.根据权利要求1或所述的一种薄壁型智能化内撑工装设备，其特征在于，进给装置(8)采用电动推杆直连形式，前端为锥形结构。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种薄壁型智能化内撑工装设备，其特征在于，所述驱动装置(6)布置在整体设备左部，采用V带传动形式。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种薄壁型智能化内撑工装设备，PLC控制系统在终端留出端口，连接到整个加工系统的中控室，以方便远程控制。
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