CN113427193A - 一种大型筒体自动定位旋转的变位工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型筒体自动定位旋转的变位工装，包括移栽平台、自动内撑圆装置、动力旋转机构、自动箍圆抱紧机构、液压气压泵站；自动内撑圆装置设置在动力旋转机构上，与液压气压泵站通过油管连接，用于装夹一个大型筒体，而动力旋转机构设置在移栽平台上，自动箍圆抱紧机构用于夹紧另一个筒体，其中，自动箍圆抱紧机构与自动内撑圆装置同轴；以保证两个不同筒径筒体的同轴度。本发明中移栽平台上自动内撑圆装置和自动箍圆抱紧机构分别可以定位两种筒径的筒体，并且都可以实现一定范围内的变径，同样可以保证两个拼接起来的筒体的同轴度，并且整个工装无动力源，方便工装的整体转运。

Description

一种大型筒体自动定位旋转的变位工装

技术领域

本发明涉及大型筒体焊接工装技术领域，具体涉及一种大型筒体自动定位旋转的变位工装。

背景技术

现有的技术中采用人工吊运装有大型筒体的随行工装组合，将整体落在前后两个滚轮架上，以此实现大型筒体的旋转，但是无法保证大型筒体的同轴度，整体转运也十分不便，只能靠人工使用行车吊运，多种筒径的大型筒体的定位工装难以实现兼容；因此现有技术存在使用不方便，生产效率低，自动化程度低的问题。

现有技术中两个大型筒体的拼接的方法为使用两个专用的定位随行工装，以此来将两个大型筒体合并为一个总成，随行工装不脱离，再进行转运焊接，此方法无法保证两个不同的筒体的同轴度，转运不便，当涉及多种筒径的时候无法共用工装。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种大型筒体自动定位旋转的变位工装，将两个不同筒径的大型筒体合并为一个总成时保证同轴度。

为此，本发明提出了一种大型筒体自动定位旋转的变位工装，包括移栽平台、自动内撑圆装置、动力旋转机构、自动箍圆抱紧机构、液压气压泵站；所述自动内撑圆装置设置在所述动力旋转机构上，与所述液压气压泵站通过油管连接，用于装夹一个大型筒体，而所述动力旋转机构设置在所述移栽平台上，所述自动箍圆抱紧机构用于夹紧另一个筒体，其中，所述自动箍圆抱紧机构与所述自动内撑圆装置同轴；以保证两个不同筒径筒体的同轴度。

进一步，所述动力旋转机构具有传动机构和设置在所述移栽平台上的电磁离合器一，同时所述移栽平台一端还设有电源快插接头母插头，所述电源快插接头母插头与所述液压气压泵站电连接，

所述移栽平台下方设置与其滑动连接的底座，所述底座上具有动力输入模块和电源快插接头公插头，所述动力输入模块包括驱动电机和电磁离合器二，其中，所述电磁离合器二与所述电磁离合器一相结合，以带动所述自动内撑圆装置和所述大型筒体旋转；所述电源快插接头公插头与所述电源快插接头母插头插接配合，为液压气压泵站、以及移栽平台上设置的电机提供动力。

进一步，所述自动箍圆抱紧机构设置在所述移栽平台一端，所述自动箍圆抱紧机构包括上模、下模、若干旋转变径机构、锁紧机构；所述上模和所述下模均呈半圆弧状，所述上模和所述下模上具有能相对转动的圆形导轨和回转机构，所述旋转变径机构分布在所述上模和所述下模中的所述回转机构上，用于支撑大型筒体，其中，所述上模一端与所述下模转动连接，所述上模另一端与所述下模通过锁紧机构连接，用于夹紧所述大型筒体一端。

进一步，所述旋转变径机构包含变径块、连接轴、链传动机构；所述连接轴一端与所述链传动机构连接，所述连接轴另一端与所述变径块连接，其中，若干所述链传动机构串联连接，通过链传动机构可以带动若干所述变径块同步转动，以完成变径目的。

进一步，所述旋转变径机构共设有十八个，且所述旋转变径机构在所述回转机构上环形阵列分布；所述变径块呈偏平状矩形，所述变径块的四个侧面均为内圆弧面，所述变径块上具有与连接轴配合的安装孔，并且所述安装孔的中心轴线到四个所述内圆弧面的距离均不相等。

进一步，所述旋转变径机构还包括定位气缸，所述变径块上具有定位孔，所述定位气缸位于连接轴两侧并与所述回转机构连接，所述定位气缸与所述定位孔相匹配，其中，所述定位气缸的进气端具有快插接头，所述定位气缸通过所述快插接头与气压源可拆卸连接。

进一步，所述回转机构外侧设有若干随动机构，所述随动机构包含两个滚轮，所述随动机构的滚轮与所述圆形导轨滚动，所述使圆形导轨与所述回转机构转动连接。

进一步，所述锁紧机构为液压缸，所述液压缸与所述上模连接，用于实现所述自动箍圆抱紧机构的自动开闭。

进一步，所述传动机构包括花键轴、链轮、链条、齿轮组、回转轴承、减速器，所述花键轴一端与减速器通过联轴器传动连接，自动内撑圆装置通过回转轴承安装动力旋转机构的支架上。

进一步，所述大型筒体为混凝土搅拌桶，所述大型筒体具有筒身和出料口，所述出料口与所述自动内撑圆装置连接，所述筒身与所述自动箍圆抱紧机构连接。

本发明提供的大型筒体自动定位旋转的变位工装，可以实现大型筒体的定位焊接，可实现多种筒径的定位，可保证不同筒径的两个组合筒体的同轴度，并且整个工装无动力源，方便工装的整体转运；采用一种可实现快速转运的移栽平台，移栽平台上自动内撑圆装置和自动箍圆抱紧机构可以定位不同筒径的两个筒体，并且都可以实现一定范围内的变径，同样可以保证两个拼接起来的筒体的同轴度。

本发明实现程序控制可实现自动化，减少人工，提高效率，降低成本；具有旋转功能，能够很好的满足筒体在加工焊接时旋转的需要；设计适应一定范围尺寸不同筒径的组合筒体的定位；自身无动力源，输送便捷；可以良好的保证不同筒径的组合筒体的同轴度。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的大型筒体自动定位旋转的变位工装的结构示意图一；

图2为本发明的大型筒体自动定位旋转的变位工装的结构示意图二；

图3为本发明的大型筒体自动定位旋转的变位工装中自动箍圆抱紧机构的结构示意图一；

图4为本发明的大型筒体自动定位旋转的变位工装中自动箍圆抱紧机构的结构示意图二；

图5为本发明的大型筒体自动定位旋转的变位工装中随动机构的结构示意图；

图6为本发明的大型筒体自动定位旋转的变位工装中旋转变径机构的结构示意图；

图7为本发明的大型筒体自动定位旋转的变位工装中减速器和电磁离合器一的结构示意图。

附图标记说明

1、移栽平台；2、自动内撑圆装置；3、动力旋转机构；4、自动箍圆抱紧机构；5、液压气压泵站；6、电源快插接头母插头；31、花键轴；32、链轮；33、链条；34、齿轮组；35、回转轴承；36、减速器；37、电磁离合器一；41、上模；42、下模；43、液压缸；44、旋转变径机构；46、圆形导轨；47、回转机构；48、随动机构；441、变径块；442、连接轴；443、链传动机构；444、盖板；445、定位气缸。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明的大型筒体自动定位旋转的变位工装，包括：移栽平台1、自动内撑圆装置2、动力旋转机构3、自动箍圆抱紧机构4、液压气压泵站5等几大部分，所述自动内撑圆装置2设置在所述动力旋转机构3上，用于装夹一个大型筒体，所述自动箍圆抱紧机构4用于夹紧另一个筒体，其中，所述自动箍圆抱紧机构4与所述自动内撑圆装置2同轴，以保证两个不同筒径筒体的同轴度。

具体地，整个工装存放在底座上，其中，移栽平台1做为变位工装的基座，其上设置的机构随其移动，移栽平台1底部装有摩擦轮，摩擦轮安装在底座的轨道上，可借由外部动力而移动，以便将该工装移动至其他工位。

如图3、图4所示，自动箍圆抱紧机构4包括：上模41、下模42、液压缸43、以及若干旋转变径机构44；上模41、下模42均呈半圆弧状，上模41的一端与下模42的一端通过一根旋转轴转动连接，上模41以该旋转轴旋转。

上模41的另一端与下模42通过液压缸43活动连接，液压缸43作为锁紧机构，用于打开或锁闭所述开合机构，液压缸43与上模活动连接，通过液压油缸的伸缩使上模41打开与关闭；液压缸43缩回带动上模41打开，油缸伸出时带动上模41关闭；实现装置自动开闭功能，其中，液压缸43与液压气压泵站5通过油管连接。

如图4所示，上模41和下模42分别具有圆形导轨46和安装在圆形导轨46内侧的回转机构47，圆形导轨46与回转机构47可以相对转动。其中，回转机构47外侧设有若干随动机构48(如图5所示)，每个随动机构48包含两个滚轮，随动机构48的滚轮可在圆形导轨46上滚动，从而使圆形导轨46与回转机构47转动连接。

如图3所示，旋转变径机构44安装在上模41和下模42中的回转机构47上，旋转变径机构44共设置有十八个，且环形阵列分布，用于支撑其中一个大型筒体。

如图3、图6所示，旋转变径机构44包含变径块441、连接轴442、链传动机构443、盖板444；十八个连接轴442安装在上模41和下模42中，并能自转；链传动机构443设置在连接轴的一端，变径块441设置在连接轴442另一端。

上模41、下模42的旋转变径机构44各自用链条相连，而盖板444设置在链传动机构443外侧，起到防护作用；其中，若干链传动机构443串联连接；其中，上模和下模分别有一个连接轴442外端具有四角转头或六角转头，工作人员可以通过扳手使对应的连接轴442转动，经过链传动机构443传动，实现十八个变径块441同步转动，以完成变径抱紧功能。

其中，变径块441大致呈偏平状的矩形，变径块的四个侧面均为内圆弧面，同时变径块441上具有与连接轴配合的安装孔，所述安装孔为偏心孔，偏心孔中心轴线到四个内圆弧面的距离不等。当变径块转动时，变径块中与自动箍圆抱紧机构4中心对应的内圆弧面距离开合机构中心轴线的距离发生变化，从而实现变径，用于夹紧四种不同直径的筒体，在焊接其他筒径前由人工进行变径块的方向切换。

具体地，旋转变径机构44还包括定位气缸445，所述定位气缸445位于连接轴两侧，并与上模或下模上的回转机构47固定，变径块上具有定位孔，通过定位气缸445的缸杆伸长，插入变径块的定位孔内，定位住变径块，保证其相对精度。

其中，定位气缸445的进气端具有快插接头，定位气缸445通过快插接头与液压气压泵站5可拆卸连通，当变径块441位置调整后，将快插接头断开，以便上模和下模带动筒体旋转，避免气管影响其转动。

自动内撑圆装置2为类似于六爪卡盘的机构，具有液压缸活塞杆、圆盘状的固定座、在固定座上沿径向延伸的若干个挡块、以及齿轮齿条传动机构，若干挡块环形整列分布。

其中，液压缸活塞杆与液压气压泵站5通过油管连接，通过液压缸活塞杆驱动所述齿轮齿条传动机构工作，进而带动挡块径向移动，支撑住搅拌筒后锥筒体(另外一个大型筒体)。当挡块运动接触搅拌筒后锥筒体侧壁时，由于筒体阻挡，均布在四周的挡块将不会再移动，液压缸活塞杆停止运动，从而实现筒体的校圆与定位，保持两个筒体的同轴度。

使用液压系统驱动，优势是可以提供很大的扭矩，并且液压缸可以伺服控制，以此来实现不同筒径的筒体正常撑圆。

动力旋转机构3安装在移栽平台1中间位置，而自动内撑圆装置2安装在动力旋转机构3上，通过动力旋转机构3能驱动自动内撑圆装置2旋转，进而带动大型筒体旋转，以满足焊接要求。

如图2所示，动力旋转机构3包括支架、传动机构，以及电磁离合器一37，传动机构包括花键轴31、链轮32、链条33、齿轮组34、回转轴承35、减速器36；减速器36和电磁离合器一37安装在移栽平台1上，且电磁离合器一37穿过移栽平台1(如图7所示)。

其中，安装移栽平台1的底座上设置了动力输入模块，动力输入模块上装有电机和电磁离合器二，电机与电磁离合器二传动连接；当移栽平台1在底座上到位后，动力输入模块伸出，动力输入模块的电磁离合器二与电磁离合器一37相结合，以此来带动减速器转动，进而带动动力旋转机构3旋转工作。

如图2所示，花键轴31一端与减速器36通过联轴器传动连接，花键轴31另一端连接链轮32，链轮32再与链条33连接，链条33再通过传动轴将动力传递到齿轮组34；其中，自动内撑圆装置2通过回转轴承35安装动力旋转机构3的支架上，通过齿轮组34转动带动自动内撑圆装置2旋转，进而带动大型筒体同步转动，以满足焊接要求。

如图1所示，移栽平台1的前端设有电源快插接头母插头6，电源快插接头母插头6与液压气压泵站5、移栽平台1上的若干电机电连接，这些电机设置在自动内撑圆装置和自动箍圆抱紧机构中，用于驱动对应机构工作，当移栽平台1在底座上移动至对应的工位时，装在底座上的另一个电源快插接头公插头与装在移栽平台1上的电源快插接头母插头6插接配合，为液压气压泵站和移栽平台1上的若干电机提供动力，使液压气压泵站5可以工作。

整个工装的动力来源分为两部分，其一为减速器的转动，其二为液压气压泵站的动力，依靠小车前端的电源快插接头母插头6来提供，当移栽平台在底座上移动到位后，装在底座上的电源快插接头公插头将会顶出与电源快插接头母插头6配合，来给液压气压泵站供电。通过这两种方法实现小车自身的无动力控制。

下面结合附图简述本发明的工作原理和工作过程。

首先，根据大型筒体直径大小在变径块441上选择尺寸大小与其相匹配的内圆弧面，将定位气缸445上的快插接头插上，使定位气缸445缩回，使用扳手对连接轴的端部进行旋转，再通过链传动机构443即可实现所有的变径块换向，拧动到位后，定位气缸445会顶出，定位住变径块保证齐相对精度，最后将拔下接头断气即可。

然后将筒体主体部分放置在下模42上的若干变径块441之中，再通过液压缸43伸长，将上模与下模连接在一起并夹紧，实现夹紧筒体的目的。

再然后，通过自动内撑圆装置2中卡盘的伸缩将另一个大型筒体固定好；将移栽平台1移动至相应工位，使动力输入模块的电磁离合器二与电磁离合器一37相结合，此来带动减速器36转动，再带动动力旋转机构3中其他部件旋转工作。

最后，动力旋转机构3再驱动自动内撑圆装置2旋转，进而带动大型筒体旋转，是两个不同筒径筒体焊接在一起，并保证同轴度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大型筒体自动定位旋转的变位工装，其特征在于，包括移栽平台(1)、自动内撑圆装置(2)、动力旋转机构(3)、自动箍圆抱紧机构(4)、液压气压泵站(5)；

所述自动内撑圆装置(2)设置在所述动力旋转机构(3)上，与所述液压气压泵站(5)通过油管连接，用于装夹一个大型筒体，而所述动力旋转机构(3)设置在所述移栽平台(1)上，所述自动箍圆抱紧机构(4)用于夹紧另一个筒体，其中，所述自动箍圆抱紧机构(4)与所述自动内撑圆装置(2)同轴；以保证两个不同筒径筒体的同轴度。

2.根据权利要求1所述的大型筒体自动定位旋转的变位工装，其特征在于，所述动力旋转机构(3)具有传动机构和设置在所述移栽平台(1)上的电磁离合器一(37)，同时所述移栽平台(1)一端还设有电源快插接头母插头，所述电源快插接头母插头与所述液压气压泵站(5)电连接，

所述移栽平台(1)下方设置与其滑动连接的底座，所述底座上具有动力输入模块和电源快插接头公插头，所述动力输入模块包括驱动电机和电磁离合器二，其中，所述电磁离合器二与所述电磁离合器一(37)相结合，以带动所述自动内撑圆装置(2)和所述大型筒体旋转；所述电源快插接头公插头与所述电源快插接头母插头(6)插接配合，为液压气压泵站(5)提供动力。

3.根据权利要求1所述的大型筒体自动定位旋转的变位工装，其特征在于，所述自动箍圆抱紧机构(4)设置在所述移栽平台(1)一端，所述自动箍圆抱紧机构(4)包括上模(41)、下模(42)、若干旋转变径机构(44)、锁紧机构；所述上模(41)和所述下模(42)均呈半圆弧状，所述上模(41)和所述下模(42)上具有能相对转动的圆形导轨(46)和回转机构(47)，所述旋转变径机构(44)分布在所述上模(41)和所述下模(42)中的所述回转机构(47)上，用于支撑和夹紧大型筒体，其中，所述上模(41)一端与所述下模(42)转动连接，所述上模(41)另一端与所述下模(42)通过锁紧机构连接，用于夹紧所述大型筒体一端。

4.根据权利要求3所述的大型筒体自动定位旋转的变位工装，其特征在于，所述旋转变径机构(44)包含变径块(441)、连接轴(442)、链传动机构(443)；所述连接轴(442)一端与所述链传动机构(443)连接，所述连接轴(442)另一端与所述变径块(441)连接，其中，若干所述链传动机构(443)串联连接，通过链传动机构(443)可以带动若干所述变径块(441)同步转动，以完成变径目的。

5.根据权利要求4所述的大型筒体自动定位旋转的变位工装，其特征在于，所述旋转变径机构(44)共设有十八个，且所述旋转变径机构(44)在所述回转机构(47)上环形阵列分布；所述变径块(441)呈偏平状矩形，所述变径块(441)的四个侧面均为内圆弧面，所述变径块(441)上具有与连接轴配合的安装孔，并且所述安装孔的中心轴线到四个所述内圆弧面的距离均不相等。

6.根据权利要求4所述的大型筒体自动定位旋转的变位工装，其特征在于，所述旋转变径机构(44)还包括定位气缸(445)，所述变径块上具有定位孔，所述定位气缸(445)位于连接轴(442)两侧并与所述回转机构(47)连接，所述定位气缸(445)与所述定位孔相匹配，其中，所述定位气缸(445)的进气端具有快插接头，所述定位气缸(445)通过所述快插接头与气压源可拆卸连接。

7.根据权利要求3所述的大型筒体自动定位旋转的变位工装，其特征在于，所述回转机构(47)外侧设有若干随动机构(48)，所述随动机构(48)包含两个滚轮，所述随动机构(48)的滚轮与所述圆形导轨(46)滚动，所述使圆形导轨(46)与所述回转机构(47)转动连接。

8.根据权利要求3所述的大型筒体自动定位旋转的变位工装，其特征在于，所述锁紧机构为液压缸(45)，所述液压缸(43)与所述上模(41)连接，用于实现所述自动箍圆抱紧机构的自动开闭。

9.根据权利要求1所述的大型筒体自动定位旋转的变位工装，其特征在于，所述传动机构包括花键轴(31)、链轮(32)、链条(33)、齿轮组(34)、回转轴承(35)、减速器(36)，所述花键轴(31)一端与减速器(36)通过联轴器传动连接，自动内撑圆装置(2)通过回转轴承(35)安装动力旋转机构(3)的支架上。

10.根据权利要求1所述的大型筒体自动定位旋转的变位工装，其特征在于，所述大型筒体为混凝土搅拌桶，所述大型筒体具有筒身和出料口，所述出料口与所述自动内撑圆装置(2)连接，所述筒身与所述自动箍圆抱紧机构(4)连接。

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