CN113102182B - 钢管拧丝机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了钢管拧丝机，包括拧丝机机架及设置在拧丝机机架两端的定机头和动机头，动机头通过移动底托板沿机架上设置的导轨水平移动，定机头通过固定底托板固定设置在机架上，移动底托板和固定底托板上对称设置有结构相同的各部件，具体包括储料机构、涂胶机构、移料机构、拧丝机构及旋转臂下料机构。本发明结构设计合理、操作简单、安全可靠、省时省力、使用方便，通过本发明实现了对钢管接头的自动上料，自动涂胶以及自动安装接头到钢管的一端或两端，实现接头及钢管在各个工位的自动转运，自动输出，循环加工，效率及自动化程度高。
Description
技术领域
本发明属于机械设备技术领域，具体涉及一种可两端同步进行的钢管拧丝机。
背景技术
钢管在加工完成后，通常需要在钢管的一端或两端安装接头，目前接头的安装方式多是需要人工将接头安装到钢管上，该种安装方式时间较长，而且存在很大的安全隐患，操作不安全，虽然，目前采用机械设备进行半自动化的加工，但需要认为将钢管放置到位后，在进行钢管端部接头的安装，安装完成后需要人工取走，或者钢管两头进行接头安装时，需要先安装一头，然后在调转方向安装另外一头，效率低，同时无法进行自动化衔接，工人的劳动强度比较大。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明设计的目的在于提供一种钢管拧丝机，可实现两端同时安装且自动衔接的目的。
本发明通过以下技术方案加以实现：
所述的钢管拧丝机，包括拧丝机机架及设置在拧丝机机架两端的定机头和动机头，所述动机头通过移动底托板沿拧丝机机架上设置的导轨水平移动，以调整与定机头之间的距离，所述定机头通过固定底托板固定设置在拧丝机机架上，其特征在于所述移动底托板和固定底托板上对称设置有结构相同的各部件，具体包括：
储料机构：包括三轴料盘及设置在三轴料盘上方的空间直角坐标轴机械臂，所述三轴料盘上设置有待安装的接头；
涂胶机构：包括接头夹持旋转机构及涂胶桶固定机构，两者配合实现对接头内壁的涂胶工序；
移料机构：设置在储料机构和涂胶机构的同一侧，用于接收空间直角坐标轴机械臂传送过来的接头，并将接头夹紧后移送到接头夹持旋转机构对应的水平位置，包括水平位移机构和竖直位移机构；
拧丝机构：包括三爪卡盘机构及与三爪卡盘机构配合使用的用于钢管夹持的夹钳机构；
旋转臂下料机构：用于将加工完成后的钢管夹持后移送至接料槽处。
所述的钢管拧丝机，其特征在于所述空间直角坐标轴机械臂包括用于固定三轴料盘的料盘固定座、设置在料盘固定座外围四角处的支撑立板座、设置在支撑立板座上方的相互配合使用的X轴驱动组件、Y轴驱动组件及Z轴驱动组件，所述Z轴驱动组件的下端设置用于夹持接头的机械手。
所述的钢管拧丝机，其特征在于所述接头夹持旋转机构包括涂胶滑台底板、固定设置在涂胶滑台底板上的第一直线导轨、与第一直线导轨滑动配合的涂胶滑台板、固定在涂胶滑台板上的旋转座,所述旋转座内设置有涂胶转动轴，所述涂胶转动轴伸出旋转座一端固定连接有手指气缸，所述手指气缸连接有涂胶夹持夹爪，涂胶转动轴由电机齿轮带动旋转。
所述的钢管拧丝机，其特征在于所述涂胶桶固定机构包括涂胶支座、竖直固定在涂胶支座上的空心光轴、套接设置在空心光轴上的第一夹座、通过角度调节盘安装在第一夹座上的涂胶模组底板，所述涂胶模组底板上固定设置有螺母座导轨，所述螺母座导轨上滑动设置有涂胶丝杆螺母座，所述涂胶模组底板的上端固定安装有涂胶电机座，所述涂胶电机座上固定有涂胶伺服电机，所述涂胶伺服电机通过涂胶联轴器及丝杆尾座连接涂胶丝杆，所述涂胶丝杆的另一端与涂胶丝杆螺母座连接，所述涂胶丝杆螺母座上通过涂胶桶夹座固定有涂胶胶桶。
所述的钢管拧丝机，其特征在于所述水平位移机构包括移载底板、移载滑台板、移载夹钳面板，所述移载底板上安装有无杆气缸，所述移载滑台板与无杆气缸固定，移载夹钳面板通过竖直位移机构与移载滑台板连接，随移载滑台板水平方向移动，所述移载夹钳面板的两端分别固定设置有气动气缸，所述气动气缸上设置有上料夹钳。
所述的钢管拧丝机，其特征在于竖直位移机构包括设置在两上料夹钳之间固定在移载夹钳面板上表面上的竖直位移气缸及分设在竖直位移气缸两侧的移载导杆，所述移裁导杆的下端穿过移载夹钳面板后与移载滑台板固定连接。
所述的钢管拧丝机，其特征在于所述夹钳机构包括夹紧滑台底板、设置在夹紧滑台底板上的导轨垫条、固定在导轨垫条上的第二直线导轨、与第二直线导轨配合使用的夹紧滑台面板、固定在夹紧滑台面板上表面上的夹座底板，所述夹座底板上对称设置有夹钳固座及夹钳滑座，所述夹钳滑座由夹钳滑座气缸驱动实现与夹钳固座之间的距离调节，所述夹钳固座和夹钳滑座的内表面均设置有夹钳内衬垫。
所述的钢管拧丝机，其特征在于所述旋转臂下料机构包括轴座、第二夹座、设置在第二夹座上的箱体、设置在箱体一侧上的转动上料臂板，所述箱体内设置有与转动上料臂板底部固定连接的转动轴，所述转动轴由电机驱动实现转动上料臂板180度转动，所述转动轴的顶端依次设置有横推固定板、横推气缸板、移载夹爪气缸、移载夹爪，所述横推气缸板由横推气缸驱动，所述移载夹爪气缸安装在横推气缸板上，移载夹爪由移载夹爪气缸驱动，所述横推固定板与横推气缸板之间通过横推导杆连接。
所述的钢管拧丝机，其特征在于所述箱体上还设置有摇臂感应板及传感器。
所述的钢管拧丝机，其特征在于所述接料槽包括接料托板及接料侧挡板，所述接料托板的端部设置有挡料块。
本发明结构设计合理、操作简单、安全可靠、省时省力、使用方便，通过本发明实现了对钢管接头的自动上料，自动涂胶以及自动安装接头到钢管的一端或两端，实现接头及钢管在各个工位的自动转运，自动输出，循环加工，效率及自动化程度高。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明储料机构的结构示意图；
图3为涂胶机构的接头夹持旋转机构的结构示意图；
图4为涂胶机构的涂胶桶固定机构的结构示意图；
图5为本发明移料机构的结构示意图；
图6为本发明三爪卡盘的结构示意图；
图7为本发明夹钳机构的结构示意图；
图8为本发明旋转臂下料机构的结构示意图；
图中，1-拧丝机机架，2-定机头，3-动机头，4-移动底托板，5-固定底托板，6-储料机构，601-三轴料盘，602-空间直角坐标轴机械臂，6021-料盘固定座，6022-支撑立板座，6023-X轴驱动组件，6024-Y轴驱动组件，6025-Z轴驱动组件，7-接头，8-涂胶机构，801-接头夹持旋转机构，8011-涂胶滑台底板，8012-第一直线导轨，8013-涂胶滑台板，8014-旋转座，8015-涂胶转动轴，8016-手指气缸，8017-涂胶夹持夹爪，802-涂胶桶固定机构，8021-涂胶支座，8022-空心光轴，8023-第一夹座，8024-角度调节盘，8025-涂胶模组底板，8026-螺母座导轨，8027-涂胶丝杆螺母座，8028-涂胶电机座，8029-涂胶伺服电机，8030-涂胶联轴器，8031-丝杆尾座，8032-涂胶丝杆，8033-涂胶桶夹座，8034-涂胶胶桶，9-移料机构，901-移载底板，902-移载滑台板，903-移载夹钳面板，904-无杆气缸，905-气动气缸，906-上料夹钳，907-竖直位移气缸，908-移载导杆，10-拧丝机构，1001-三爪卡盘，1002-夹钳机构，10021-夹紧滑台底板，10022-导轨垫条，10023-第二直线导轨，10024-夹紧滑台面板，10025-夹座底板，10026-夹钳固座，10027-夹钳滑座，10028-夹钳滑座气缸，10029-夹钳内衬垫，11-旋转臂下料机构，1101-轴座，1102-第二夹座，1103-箱体，1104-转动上料臂板，1105-转动轴，1106-横推固定板，1107-横推气缸板，1108-移载夹爪气缸，1109-移载夹爪，1110-横推气缸，1111-横推导杆，1112-摇臂感应板，1113-传感器，12-接料槽，1201-接料托板，1202-接料侧挡板，1203-挡料块。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做进一步详细描述，并给出具体实施方式。
如图1所示，本发明钢管拧丝机，主要用于车螺纹后的钢管一端或者两端上安装二通或三通接头，具体结构包括拧丝机机架及设置在拧丝机机架两端的定机头和动机头，动机头通过移动底托板沿拧丝机机架上设置的导轨水平移动，以调整与定机头之间的距离，定机头通过固定底托板固定设置在拧丝机机架上，移动底托板和固定底托板上对称设置有结构相同的各部件，以实现根据钢管长度调整动机头与定机头之间的距离，实现钢管两端可同时加工的目的。具体包括用于放置待安装接头及抓取的储料机构、涂胶机构、给涂料机构输送待涂胶接头的移料机构、将涂完胶的接头安装到钢管端部的拧丝机构及用于夹取拧丝完成的钢管并输送到接料槽的旋转臂下料机构。
如图2所示，储料机构包括三轴料盘及设置在三轴料盘上方的空间直角坐标轴机械臂，三轴料盘用于摆放待安装的接头，空间直角坐标轴机械臂包括用于固定三轴料盘的料盘固定座、设置在料盘固定座外围四角处的支撑立板座、设置在支撑立板座上方的相互配合使用的X轴驱动组件、Y轴驱动组件及Z轴驱动组件， Z轴驱动组件的下端设置用于夹持接头的机械手，其中X轴驱动组件、Y轴驱动组件及Z轴驱动组件的具体结构为公知技术，不做详细描述，可从图2中清楚看出该X轴驱动组件、Y轴驱动组件及Z轴驱动组件的具体结构。
如图3-图4所示，涂胶机构包括接头夹持旋转机构及涂胶桶固定机构，两者配合实现对接头内壁的涂胶工序；其中，接头夹持旋转机构包括涂胶滑台底板、固定设置在涂胶滑台底板上的第一直线导轨、与第一直线导轨滑动配合的涂胶滑台板、固定在涂胶滑台板上的旋转座,该旋转座内设置有涂胶转动轴，涂胶转动轴伸出旋转座一端固定连接有手指气缸，手指气缸连接有涂胶夹持夹爪，涂胶转动轴由电机齿轮带动旋转，涂胶转动轴动作带动涂胶夹持夹爪360度旋转，从而实现给接头端部内部一圈的涂胶。涂胶桶固定机构包括涂胶支座、竖直固定在涂胶支座上的空心光轴、套接设置在空心光轴上的第一夹座、通过角度调节盘安装在第一夹座上的涂胶模组底板，该涂胶模组底板上固定设置有螺母座导轨，螺母座导轨上滑动设置有涂胶丝杆螺母座，涂胶模组底板的上端固定安装有涂胶电机座，涂胶电机座上固定有涂胶伺服电机，涂胶伺服电机通过涂胶联轴器及丝杆尾座连接涂胶丝杆，涂胶丝杆的另一端与涂胶丝杆螺母座连接，涂胶丝杆螺母座上通过涂胶桶夹座固定有涂胶胶桶，实现调整好提交胶桶涂胶针的倾斜位置，使得涂胶针的端部伸入到接头端部内壁处，接头转动实现胶的均匀涂覆，便于后续安装更为牢固。
如图5所示，移料机构包括水平位移机构和竖直位移机构，该移料机构设置在储料机构和涂胶机构的同一侧，用于接收空间直角坐标轴机械臂传送过来的接头，并将接头夹紧后移送到接头夹持旋转机构对应的水平位置，水平位移机构包括移载底板、移载滑台板、移载夹钳面板，移载底板上安装有无杆气缸，移载滑台板与无杆气缸固定，移载夹钳面板通过竖直位移机构与移载滑台板连接，随移载滑台板水平方向移动，移载夹钳面板的两端分别固定设置有气动气缸，气动气缸上设置有上料夹钳，用于夹取空间直角坐标轴机械臂递送过来的待涂胶的接头。竖直位移机构包括设置在两上料夹钳之间固定在移载夹钳面板上表面上的竖直位移气缸及分设在竖直位移气缸两侧的移载导杆，移裁导杆的下端穿过移载夹钳面板后与移载滑台板固定连接，竖直位移气缸动作，带动移载夹钳面板沿移载导杆上移，直至上料夹钳与涂胶夹持夹爪处于同一高度。
如图6-图7所示，拧丝机构包括三爪卡盘机构及与三爪卡盘机构配合使用的用于钢管夹持的夹钳机构，三爪卡盘为现有常规技术，具体结构不做详细描述。夹钳机构包括夹紧滑台底板、设置在夹紧滑台底板上的导轨垫条、固定在导轨垫条上的第二直线导轨、与第二直线导轨配合使用的夹紧滑台面板、固定在夹紧滑台面板上表面上的夹座底板，其中，夹座底板上对称设置有夹钳固座及夹钳滑座，夹钳滑座由夹钳滑座气缸驱动实现与夹钳固座之间的距离调节，夹钳固座和夹钳滑座的内表面均设置有夹钳内衬垫，用于保护钢管的外表面。
如图8所示，旋转臂下料机构用于将加工完成后的钢管夹持后移送至接料槽处，接料槽包括接料托板及接料侧挡板，为防止钢管滚落，在接料托板的端部设置有挡料块。旋转臂下料机构包轴座、第二夹座、设置在第二夹座上的箱体、设置在箱体一侧上的转动上料臂板，箱体内设置有与转动上料臂板底部固定连接的转动轴，该转动轴由电机驱动实现转动上料臂板180度转动，转动轴的顶端依次设置有横推固定板、横推气缸板、移载夹爪气缸、移载夹爪，横推气缸板由横推气缸驱动，移载夹爪气缸安装在横推气缸板上，移载夹爪由移载夹爪气缸驱动，横推固定板与横推气缸板之间通过横推导杆连接，箱体上还设置有摇臂感应板及传感器，用于感应接头的位置及上料臂板的转动角度。
本发明工作过程，储料机构的空间坐标直角坐标轴机械臂按固定路线移动，由机械手夹取三轴料盘内的接头，夹取后移动到移料机构水平位移机构处，将接头送至上料夹钳处，上料夹钳夹住接头后通过无杆气缸的动作带动移载滑动板水平方向移动至涂胶机构的接头夹持旋转机构位置处，移动到与涂胶夹持夹爪对应水平位置后，竖直位移机构的竖直位移气缸动作，带动移载夹钳面板沿移载导杆上移直至与涂胶夹持夹爪处于同一竖直高度，此时，涂胶滑台板沿第一直线导轨移动，带动涂胶夹持夹爪向移料机构方向移动，直至涂胶夹持夹爪夹取住接头后，往回移动到预定位置后，涂胶桶固定机构的涂胶模组底板上的涂胶丝杆螺母座沿涂胶丝杆下移，直至涂胶针伸入到接头端部的内壁处，准备涂胶，此时，接头夹持旋转机构的涂胶转动轴动作，带动涂胶夹持夹爪360度旋转，从而实现给接头涂胶，与此同时，涂胶过程中，移料机构的移载滑台板往回移动，在此夹取待涂胶的接头，而位于移载夹钳面板另一端的上料夹钳位移到对应涂胶夹持夹爪水平位置处，夹取涂胶后的接头，涂胶夹持夹住夹取完成涂胶作业的接头后，继续前移至三爪卡盘处，三爪卡盘夹取涂胶完成后的接头，与夹钳机构的夹钳固座和夹钳滑座配合完成接头的安装，即完成拧丝动作，拧丝完成后，由旋转臂下料机构的上料臂板转动90度后由其上设置的移载夹爪夹取钢管的两端后，反向转动180度后将钢管放置到接料槽处，即完成整个钢管的拧丝过程。
Claims (10)
1.钢管拧丝机，包括拧丝机机架（1）及设置在拧丝机机架（1）两端的定机头（2）和动机头（3），所述动机头（3）通过移动底托板（4）沿拧丝机机架（1）上设置的导轨水平移动，以调整与定机头（2）之间的距离，所述定机头（2）通过固定底托板（5）固定设置在拧丝机机架（1）上，其特征在于所述移动底托板（4）和固定底托板（5）上对称设置有结构相同的各部件，具体包括：
储料机构（6）：包括三轴料盘（601）及设置在三轴料盘（601）上方的空间直角坐标轴机械臂（602），所述三轴料盘（601）上设置有待安装的接头（7）；
涂胶机构（8）：包括接头夹持旋转机构（801）及涂胶桶固定机构（802），两者配合实现对接头内壁的涂胶工序；
移料机构（9）：设置在储料机构（6）和涂胶机构（8）的同一侧，用于接收空间直角坐标轴机械臂（602）传送过来的接头（7），并将接头（7）夹紧后移送到接头夹持旋转机构（801）对应的水平位置，包括水平位移机构和竖直位移机构；
拧丝机构（10）：包括三爪卡盘机构（1001）及与三爪卡盘机构（1001）配合使用的用于钢管夹持的夹钳机构（1002）；
旋转臂下料机构（11）：用于将加工完成后的钢管夹持后移送至接料槽（12）处。
2.如权利要求1所述的钢管拧丝机，其特征在于所述空间直角坐标轴机械臂（602）包括用于固定三轴料盘（601）的料盘固定座（6021）、设置在料盘固定座（6021）外围四角处的支撑立板座（6022）、设置在支撑立板座（6022）上方的相互配合使用的X轴驱动组件（6023）、Y轴驱动组件（6024）及Z轴驱动组件（6025），所述Z轴驱动组件（6025）的下端设置用于夹持接头的机械手。
3.如权利要求1所述的钢管拧丝机，其特征在于所述接头夹持旋转机构（801）包括涂胶滑台底板（8011）、固定设置在涂胶滑台底板（8011）上的第一直线导轨（8012）、与第一直线导轨（8012）滑动配合的涂胶滑台板（8013）、固定在涂胶滑台板（8013）上的旋转座（8014）,所述旋转座（8014）内设置有涂胶转动轴（8015），所述涂胶转动轴（8015）伸出旋转座（8014）一端固定连接有手指气缸（8016），所述手指气缸（8016）连接有涂胶夹持夹爪（8017），涂胶转动轴（8015）由电机齿轮带动旋转。
4.如权利要求1所述的钢管拧丝机，其特征在于所述涂胶桶固定机构（802）包括涂胶支座（8021）、竖直固定在涂胶支座（8021）上的空心光轴（8022）、套接设置在空心光轴（8022）上的第一夹座（8023）、通过角度调节盘（8024）安装在第一夹座（8023）上的涂胶模组底板（8025），所述涂胶模组底板（8025）上固定设置有螺母座导轨（8026），所述螺母座导轨（8026）上滑动设置有涂胶丝杆螺母座（8027），所述涂胶模组底板（8025）的上端固定安装有涂胶电机座（8028），所述涂胶电机座（8028）上固定有涂胶伺服电机（8029），所述涂胶伺服电机（8029）通过涂胶联轴器（8030）及丝杆尾座（8031）连接涂胶丝杆（8032），所述涂胶丝杆（8032）的另一端与涂胶丝杆螺母座（8027）连接，所述涂胶丝杆螺母座（8027）上通过涂胶桶夹座（8033）固定有涂胶胶桶（8034）。
5.如权利要求1所述的钢管拧丝机，其特征在于所述水平位移机构包括移载底板（901）、移载滑台板（902）、移载夹钳面板（903），所述移载底板（901）上安装有无杆气缸（904），所述移载滑台板（902）与无杆气缸（904）固定，移载夹钳面板（903）通过竖直位移机构与移载滑台板（902）连接，随移载滑台板（902）水平方向移动，所述移载夹钳面板（903）的两端分别固定设置有气动气缸（905），所述气动气缸（905）上设置有上料夹钳（906）。
6.如权利要求5所述的钢管拧丝机，其特征在于竖直位移机构包括设置在两上料夹钳（906）之间固定在移载夹钳面板（903）上表面上的竖直位移气缸（907）及分设在竖直位移气缸（907）两侧的移载导杆（908），所述移载导杆（908）的下端穿过移载夹钳面板（903）后与移载滑台板（902）固定连接。
7.如权利要求1所述的钢管拧丝机，其特征在于所述夹钳机构（1002）包括夹紧滑台底板（10021）、设置在夹紧滑台底板（10021）上的导轨垫条（10022）、固定在导轨垫条（10022）上的第二直线导轨（10023）、与第二直线导轨（10023）配合使用的夹紧滑台面板（10024）、固定在夹紧滑台面板（10024）上表面上的夹座底板（10025），所述夹座底板（10025）上对称设置有夹钳固座（10026）及夹钳滑座（10027），所述夹钳滑座（10027）由夹钳滑座气缸（10028）驱动实现与夹钳固座（10026）之间的距离调节，所述夹钳固座（10026）和夹钳滑座（10027）的内表面均设置有夹钳内衬垫（10029）。
8.如权利要求1所述的钢管拧丝机，其特征在于所述旋转臂下料机构（11）包括轴座（1101）、第二夹座（1102）、设置在第二夹座（1102）上的箱体（1103）、设置在箱体（1103）一侧上的转动上料臂板（1104），所述箱体（1103）内设置有与转动上料臂板（1104）底部固定连接的转动轴（1105），所述转动轴（1105）由电机驱动实现转动上料臂板（1104）180度转动，所述转动轴（1105）的顶端依次设置有横推固定板（1106）、横推气缸板（1107）、移载夹爪气缸（1108）、移载夹爪（1109），所述横推气缸板（1107）由横推气缸（1110）驱动，所述移载夹爪气缸（1108）安装在横推气缸板（1107）上，移载夹爪（1109）由移载夹爪气缸（1108）驱动，所述横推固定板（1106）与横推气缸板（1107）之间通过横推导杆（1111）连接。
9.如权利要求8所述的钢管拧丝机，其特征在于所述箱体（1103）上还设置有摇臂感应板（1112）及传感器（1113）。
10.如权利要求1所述的钢管拧丝机，其特征在于所述接料槽（12）包括接料托板（1201）及接料侧挡板（1202），所述接料托板（1201）的端部设置有挡料块（1203）。
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