CN113618414B - 一种风管用数控上下钻铆胶设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风管加工装置技术领域，特别地，涉及一种风管用数控上下钻铆胶设备，包括X轴方向、Y轴方向，以及Z轴方向，所述设备包括机架，以及设于机架一侧用于沿Y轴方向输送工件的输送线；所述机架上设有双轴直线模组，所述双轴直线模组上设有安装座，所述双轴直线模组用于驱动安装座沿Y轴、Z轴方向移动；所述安装座上设有用于对工件进行钻孔的第一钻孔装置，以及用于拉铆钉的铆钉枪；其中所述第一钻孔装置和铆钉枪的工作端沿Y轴方向位于同一水平线上；所述设备还包括用于沿X轴方向推送输送线上的工件的推料机构，以及设于机架上用于压紧工件的压料机构。本方案较之传统的人工工作，可以降低劳动强度，也大大提高了工作效率。

Description

一种风管用数控上下钻铆胶设备

技术领域

本发明涉及风管加工装置技术领域，特别地，涉及一种风管用数控上下钻铆胶设备。

背景技术

风管在制造时，通常需要在风管的两端安装法兰，安装法兰时，主要依靠铆钉来进行固定，即铆接。

风管铆接一般包括钻孔和拉铆钉步骤，即先利用电钻在风管和法兰上钻上供铆钉穿过的铆钉孔，然后利用铆钉枪向该铆钉孔内进行拉铆钉操作，如此以实现风管的铆接。然而，目前还是主要依靠人工方式来完成上述两步骤，不仅劳动强度高，而且效率非常低，故还有待改进。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种风管用数控上下钻铆胶设备。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种风管用数控上下钻铆胶设备，包括X轴方向、Y轴方向，以及Z轴方向，所述设备包括机架，以及设于机架一侧用于沿Y轴方向输送工件的输送线；所述机架上设有双轴直线模组，所述双轴直线模组上设有安装座，所述双轴直线模组用于驱动安装座沿Y轴、Z轴方向移动；所述安装座上设有用于对工件进行钻孔的第一钻孔装置，以及用于拉铆钉的铆钉枪；其中所述第一钻孔装置和铆钉枪的工作端沿Y轴方向位于同一水平线上，且二者的工作端均朝向输送线；所述设备还包括用于沿X轴方向推送输送线上的工件的推料机构，以及设于机架上用于压紧工件的压料机构。

采用本方案的优点在于：

首先，本方案中，通过设置双轴直线模组，并利用安装座来安装铆钉枪和第一钻孔装置，如此由双轴直线模组来带动第一钻孔装置和铆钉枪实现Y轴、Z轴方向运动，如此便可实现对工件两端的法兰进行钻孔，拉铆操作，如此较之传统的人工工作，无疑可以降低劳动强度，也大大提高了工作效率。

其次，本方案中，通过在输送线上设置推料机构，以及压料机构，如此当工件随输送线输送至加工位置时，可以由推料机构将工件整体推入压料机构下方，最终经压料机构进行压紧，在推料机构以及压料机构的共同夹紧下，便可实现对工件的夹紧，以保证在钻铆工作时，工件的稳定性。

同时，推料机构可以一次推入多个同高度的工件至压料机构下方被压料机构压紧，相当于一次可以装夹多个工件，以供后续的钻铆操作。

进一步的，安装座上还设有用以沿Y轴方向水平扫描工件的第一扫描装置，以及用以沿Z轴方向竖直扫描工件的第二扫描装置。

进一步的，所述安装座上还设有用于在工件上钻加固孔的第二钻孔装置，和/或用于对工件进行打胶的打胶枪；其中所述第二钻孔装置和打胶枪的工作端均朝向输送线。

进一步的，所述推料机构包括设于输送线上方的推料板、用于沿X轴方向驱动推料板移动的动力组件，以及设于输送线靠近机架一端用于阻挡工件的挡料件。

进一步的，所述动力组件为丝杠直线模组/气缸/液压缸。

进一步的，所述输送线为辊线，所述辊线包括若干间隔设置的输送辊；所述动力组件至少部分设于辊线的下方，且相邻的两输送辊之间活动穿设有连接件，所述连接件一端与推料板固定，另一端安装在动力组件上，由动力组件驱动位移。

进一步的，所述压料机构包括用于抵压工件上端的压条，以及安装在机架上用于驱动压条沿Z轴方向位移的驱动组件。

进一步的，所述驱动组件包括气缸/液压缸。

进一步的，所述双轴直线模组包括第一齿轮齿条直线伺服模组和第二齿轮齿条直线伺服模组；

所述第一齿轮齿条直线伺服模组包括固定安装在机架上端且沿Y轴方向设置的第一滑轨和第一齿条，以及滑动安装在第一滑轨上的第一滑座，所述第一滑座上固定设有第一伺服电机，所述第一伺服电机的轴端固定安装有与所述第一齿条啮合的第一齿轮；

所述第二齿轮齿条直线伺服模组包括固定安装在第一滑座上且沿Z轴方向设置的第二滑轨和第二齿条，以及滑动安装在第二滑轨上的第二滑座，所述第二滑座上固定设有第二伺服电机，第二伺服电机的轴端固定安装有与所述第二齿条啮合的第二齿轮；所述安装座固定安装在第二滑座上，

本发明的其它优点和效果在具体实施方式部分进行具体阐述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的侧视结构示意图；

图3为工件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

实施例：

如图1所示，本实施例提供一种风管用数控上下钻铆胶设备，包括X轴方向、Y轴方向，以及Z轴方向，需要说明的这里的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向并非指实体存在的轴体，而仅指代方向，具体的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向如图1和图2所示，X轴方向、Y轴方向、Z轴方向两两相互垂直。

所述设备包括机架1，以及设于机架1一侧用于沿Y轴方向输送工件的输送线2；输送线2的作用主要在于输送工件，即将工件置于输送线2上，由输送线2沿Y轴方向进行输送。这里的工件指的是风管和风管两端的法兰整体。这里的输送线2可以采用辊线或者传送带等，具体的在此不做限定，本实施例展示的是以辊线作为输送线2，即辊线由若干并排间隔设置的输送辊21组成，输送辊21的轴向沿X轴方向，由输送辊21旋转带动工件沿Y轴方向运动。

结合图2所示，所述机架1上设有双轴直线模组，所述双轴直线模组上设有安装座5，所述双轴直线模组用于驱动安装座5沿Y轴、Z轴方向移动。

所述安装座5上设有用于对工件进行钻孔的第一钻孔装置61，以及用于拉铆钉的铆钉枪62；其中所述第一钻孔装置61和铆钉枪62的工作端位于同一水平线上，且二者的工作端均朝向输送线2，这里工作端分别指的是，第一钻孔装置61的工作端指是钻头部，铆钉枪62的工作端指的是枪头部。将第一钻孔装置61和铆钉枪62的工作端设于同一水平线上的目的在于，第一钻孔装置61在钻孔后，无需再控制铆钉枪62在Z轴方向上进行移动，仅需在Y轴方向上移动铆钉枪62，便可进行拉铆操作。

这里的第一钻孔装置61采用电钻，为了方便区分，这里的将该电钻记为第一电钻，其主要用于在工件的法兰位置进行钻孔，形成供铆钉穿设的铆钉孔。需要说明的是第一电钻滑动安装安装座5上，并且在安装座5上设置有第一气缸(视角原因图中未示出)，通过第一气缸沿X轴方向推拉第一电钻，钻孔时，通过第一气缸推动第一电钻沿X轴方向向工件一侧前进进行钻孔。

这里的铆钉枪62可以采用现有的自动铆钉枪62，其滑动安装在安装座5上，并且在安装座5上还设置第二气缸(视角原因图中未示出)，通过第二气缸沿X轴方向推拉铆钉枪62，拉铆时，铆钉枪62随安装座5移动至钻好的铆钉孔位置，通过第二气缸推动铆钉枪62沿X轴方向向工件一侧前进，将铆钉穿入铆钉孔内，进行拉铆操作。

所述设备还包括用于沿X轴方向推送输送线2上的工件的推料机构，以及设于机架1上用于压紧工件的压料机构；当工件随输送线2传输至工作区域，即拉铆操作区域时，输送线2停止输送，通过推料机构将位于该区域内的所有工件沿X轴方向推送至预定位置，接着压料机构动作，压紧在工件的上端，对工件实现压紧，以供后续的钻铆胶操作。

安装座5上还设有用以沿Y轴方向水平扫描工件的第一扫描装置65，以及用以沿Z轴方向竖直扫描工件的第二扫描装置66。第一扫描装置65和第二扫描装置66均可采用激光扫描装置。

第一扫描装置65随安装座5沿Y轴方向进行移动，通过第一扫描装置的激光头完成对工件的扫描，以确定工件的数量和每个工件的长度，这里的长度指的工件沿Y轴方向的长度。

第二扫描装置66随安装座5沿Z轴方向进行移动，通过第二扫描装置的激光头完成对工件的扫描，以确定工件的高度。

本方案中，通过设置双轴直线模组，并利用安装座5来安装铆钉枪62和第一钻孔装置61，如此由双轴直线模组来带动第一钻孔装置61和铆钉枪62实现Y轴、Z轴方向运动，如此便可实现对工件两端的法兰进行钻孔，拉铆操作，如此较之传统的人工工作，无疑可以降低劳动强度，也大大提高了工作效率。

其次，本方案中，通过在输送线2上设置推料机构，以及压料机构，如此当工件随输送线2输送至加工位置时，可以由推料机构将工件整体推入压料机构下方，最终经压料机构进行压紧，在推料机构以及压料机构的共同夹紧下，便可实现对工件的夹紧，以保证在钻铆工作时，工件的稳定性。

同时，推料机构可以一次推入多个同高度的工件至压料机构下方被压料机构压紧，相当于一次可以装夹多个工件，以供后续的钻铆操作。

而且在安装座5上还设有用以沿Y轴方向水平扫描工件的第一扫描装置65，以及用以沿Z轴方向竖直扫描工件的第二扫描装置66，通过第一扫描装置65来确定工件的数量以及每个工件的长度，并通过第二扫描装置66来确定工件的高度，如此后续设备便可依照两个扫描装置确定的数据，来依次对各工件进行钻铆操作，如此便可进一步提高工作效率。

安装座5上设有用于对工件进行打胶的打胶枪64，和/或，所述安装座5上还设有用于在工件上钻加固孔的第二钻孔装置63，其中所述第二钻孔装置63和打胶枪64的工作端均朝向输送线2。

需要说明的是，法兰和风管在铆接结束后，在其接缝处需要进行注胶密封处理,如图3中a部所指区域，故而设置打胶枪64，这里打胶枪64可以采用现有的自动打胶枪64。具体的，打胶枪64滑动安装在安装座5上，在安装座5上设有第三气缸(视角原因图中未示出)，通过第三气缸沿X轴方向推拉打胶枪64，以实现打胶枪64的前进或后退，打胶时，通过安装座5带动打胶枪64移动至法兰和风管的接缝处，然后由第三气缸控制打胶枪64前进，接着由双轴直线模组带动安装座5沿Y轴方向移动，便可使打胶枪64沿接缝移动进行打胶。

对于一些较大的风管，需要在后期在风管上穿设加固杆，故而本实施例中，设置了第二钻孔装置63，通过第二钻孔装置63在风管上进行钻孔，形成供加固杆穿设的加固孔。这里的第二钻孔装置63，可以采用电钻，这里将其记为第二电钻；其中第二电钻滑动安装在安装座5，在安装座5上设有第四气缸，通过第四气缸沿X轴方向推拉第四电钻。

本实施例中，推料机构的具体结构为：所述推料机构包括设于输送线2上方的推料板72、用于沿X轴方向驱动推料板72移动的动力组件71，以及设于输送线2靠近机架1一端用于阻挡工件的挡料件74，挡料件74沿Y轴方向延伸，这里的挡料件74可以是固定安装在输送线2上的限位板，也可直接利用输送线2的侧边板作为挡料件74，在此不做具体限定；工作时，动力组件71推动推料板72沿X轴方向前进，进而推料板72推动输送线2上的工件前进，直至工件的下部侧壁抵接到挡料件74上，即达到预定位置。

本实施例中，所述动力组件71为丝杠直线模组/气缸/液压缸，本实施例所展示的是丝杠直线模组作为动力组件71的情形，其应用于辊线作为输送线2的方案中：

所述动力组件71至少部分设于辊线的下方，且相邻的两输送辊21之间活动穿设有连接件73，所述连接件73一端与推料板72固定，另一端安装在动力组件71上，由动力组件71驱动位移。

具体的：丝杠直线模组包括转动连接在输送辊21下方的丝杠711、固定在输送辊21下方的导杆712，以及用于驱动丝杠711旋转的电机(图中未示出)，其中丝杠711和导杆712均沿X轴方向延伸，连接件73下部分别穿设在丝杠711和导杆712上，且连接件73与丝杠711螺纹连接，如此通过电机带动丝杠711旋转，在导杆712的导向下，便可带动连接件73和与连接件73固定的推料板72沿X轴方向进行移动，实现推料的目的。

本实施例中，所述压料机构包括用于抵压工件上端的压条81，以及安装在机架1上用于驱动压条81沿Z轴方向位移的驱动组件82，所述驱动组件82包括气缸/液压缸，本实施例展示的是以气缸作为驱动组件82的方案，该气缸竖直固定安装在机架1顶部，气缸的活塞杆与压条81固定，压料时，通过气缸驱动压条81下压至工件的上端，如此以实现工件的压紧。

本实施例中，所述双轴直线模组采用现有的齿轮齿条直线伺服模组，具体的，包括第一齿轮齿条直线伺服模组和第二齿轮齿条直线伺服模组；

其中，所述第一齿轮齿条直线伺服模组包括固定安装在机架1上端且沿Y轴方向设置的第一滑轨31和第一齿条32，以及滑动安装在第一滑轨31上的第一滑座33，所述第一滑座33上固定设有第一伺服电机34，所述第一伺服电机34的轴端固定安装有与所述第一齿条32啮合的第一齿轮(图中未示出)；如此通过第一伺服电机34带动第一齿轮旋转，由于第一齿轮和第一齿条32啮合，且第一伺服电机34是固定在第一滑座33上的，故而，第一滑座33便可沿第一滑轨31进行移动(即沿Y轴方向移动)。

所述第二齿轮齿条直线伺服模组包括固定安装在第一滑座33上且沿Z轴方向设置的第二滑轨41和第二齿条42，以及滑动安装在第二滑轨41上的第二滑座43，所述第二滑座43上固定设有第二伺服电机44，第二伺服电机44的轴端固定安装有与所述第二齿条42啮合的第二齿轮(图中未示出)；所述安装座5固定安装在第二滑座43上。如此当第二伺服电机44工作时，通过第二齿轮与第二齿条42的配合，便可带动第二滑座43沿第二滑轨41进行移动(即沿Z轴方向移动)，而安装座5是固定在第二滑座43上的，故而第二滑座43便可带动安装座5沿Z轴方向移动。而第二滑轨41是固定在第一滑座33上的，故而可以由第一滑座33带动整个第二齿轮齿条直线伺服模组沿Y轴方向移动。

本设备由PLC控制，通过PLC分别控制双轴直线模组、第一扫描装置65、第二扫描装置66、第一钻孔装置61、铆钉枪62、打胶枪64，以及第二钻孔装置63等，结合图3所示，采用本设备工作步骤为：

S1、首先由输送线2沿Y轴方向将工件输送至预定区域，即推料板72位置处，此时输送线2停止输送。

S2、开始推料：由推料机构沿X轴方向将输送线2上的工件推送至预定位置，即工件靠近机架1一侧的侧底壁抵靠在挡料件74位置。

S3、开始压料：由压料机构动作压紧工件的上端，此时工件便被夹紧。

S4开始扫描：首先由双轴直线模组带动安装座5整体沿Y轴方向进行移动，在此过程中，第一扫描装置65的激光头沿Y轴方向对工件进行扫描，确定工件的数量，以及每个工件的长度为L。

S5、下方法兰开始打铆钉孔：根据步骤S4的扫描结果，双轴直线模组动作，带动第一钻孔装置61沿Y轴方向依次对每个工件进行钻孔，形成铆钉孔，钻孔结束后，双轴直线模组带动铆钉枪62沿Y轴方向依次将铆钉穿入铆钉孔内并进行拉铆动作。当然，在这里，也可以是钻好一个铆钉孔后就对该铆钉孔进行铆钉拉铆动作，具体可根据实际需要选择。

在此步骤中，如图3所示，沿Y轴方向上，每个工件的第一个铆钉孔和最后一个铆钉孔距离该工件边缘线的距离为G(一般默认为20mm)；打孔规则为：打孔高度为离输送线2的输送面向上20mm，可微调：

实际铆钉孔的数量，即孔数＝Round((L-2G)/X)+1；

实际铆钉孔的间距，即孔间距＝(L-2G)/Round((L-2G)/X)

上述的，Round为Round函数，X为输入参照系数，该参照系数可根据实际进行修改，如此当G确定后，比如G取120mm，只需调整X的值，便可控制孔数和孔间距。

S6、待下方的法兰钻铆结束后，开始上方法兰的钻铆，具体的：双轴直线模组带动安装座5整体沿Z轴方向向上移动，在此过程中，第二扫描装置66的激光头扫描，确定工件的高度为H，这里的工件高度指的是工件的上端位置，然后双轴直线模组驱动第一电钻至上方法兰钻孔位置，该钻孔位置高度为工件的高度减去下方法兰的铆钉孔与下方法兰底部之间的距离。待第一电钻移动至钻孔位置后，重复步骤S4和S5进行上方法兰的钻铆。

S7、待上下两法兰钻铆均结束后，PLC控制双轴直线模组动作，带动打胶枪64至法兰与风管的接缝处，并沿Y轴方向带动打胶枪64依次对各工件进行打胶操作。

以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种风管用数控上下钻铆胶设备，包括X轴方向、Y轴方向，以及Z轴方向，其特征在于，所述设备包括机架，以及设于机架一侧用于沿Y轴方向输送工件的输送线；所述机架上设有双轴直线模组，所述双轴直线模组上设有安装座，所述双轴直线模组用于驱动安装座沿Y轴、Z轴方向移动；所述安装座上设有用于对工件进行钻孔的第一钻孔装置，以及用于拉铆钉的铆钉枪；其中所述第一钻孔装置和铆钉枪的工作端沿Y轴方向位于同一水平线上，且二者的工作端均朝向输送线；所述设备还包括用于沿X轴方向推送输送线上的工件的推料机构，以及设于机架上用于压紧工件的压料机构；

安装座上还设有用以沿Y轴方向水平扫描工件的第一扫描装置，以及用以沿Z轴方向竖直扫描工件的第二扫描装置；

所述安装座上设有第一气缸，通过第一气缸沿X轴方向推拉第一钻孔装置；安装座上还设置第二气缸，通过第二气缸沿X轴方向推拉铆钉枪；

扫描时，双轴直线模组带动安装座整体沿Y轴方向进行移动，在此过程中，第一扫描装置的激光头沿Y轴方向对工件进行扫描，确定工件的数量，以及每个工件的长度为L；

钻孔时，根据扫描结果，双轴直线模组动作，带动第一钻孔装置沿Y轴方向依次对每个工件进行钻孔，形成铆钉孔；

其中，沿Y轴方向上，每个工件的第一个铆钉孔和最后一个铆钉孔距离该工件边缘线的距离为G；

实际铆钉孔的数量，即孔数=Round((L-2G)/X)+1；

实际铆钉孔的间距，即孔间距=（L-2G）/Round((L-2G)/X)，其中Round为Round函数，X为输入参照系数。

2.根据权利要求1所述的一种风管用数控上下钻铆胶设备，其特征在于，所述安装座上还设有用于在工件上钻加固孔的第二钻孔装置，和/或用于对工件进行打胶的打胶枪；其中所述第二钻孔装置和/或打胶枪的工作端均朝向输送线。

3.根据权利要求1所述的一种风管用数控上下钻铆胶设备，其特征在于，所述推料机构包括设于输送线上方的推料板、用于沿X轴方向驱动推料板移动的动力组件，以及设于输送线靠近机架一端用于阻挡工件的挡料件。

4.根据权利要求3所述的一种风管用数控上下钻铆胶设备，其特征在于，所述动力组件为丝杠直线模组/气缸/液压缸。

5.根据权利要求3所述的一种风管用数控上下钻铆胶设备，其特征在于，所述输送线为辊线，所述辊线包括若干间隔设置的输送辊；所述动力组件至少部分设于辊线的下方，且相邻的两输送辊之间活动穿设有连接件，所述连接件一端与推料板固定，另一端安装在动力组件上，由动力组件驱动位移。

6.根据权利要求1所述的一种风管用数控上下钻铆胶设备，其特征在于，所述压料机构包括用于抵压工件上端的压条，以及安装在机架上用于驱动压条沿Z轴方向位移的驱动组件。

7.根据权利要求6所述的一种风管用数控上下钻铆胶设备，其特征在于，所述驱动组件包括气缸/液压缸。

8.根据权利要求1所述的一种风管用数控上下钻铆胶设备，其特征在于，所述双轴直线模组包括第一齿轮齿条直线伺服模组和第二齿轮齿条直线伺服模组；

所述第一齿轮齿条直线伺服模组包括固定安装在机架上端且沿Y轴方向设置的第一滑轨和第一齿条，以及滑动安装在第一滑轨上的第一滑座，所述第一滑座上固定设有第一伺服电机，所述第一伺服电机的轴端固定安装有与所述第一齿条啮合的第一齿轮；

所述第二齿轮齿条直线伺服模组包括固定安装在第一滑座上且沿Z轴方向设置的第二滑轨和第二齿条，以及滑动安装在第二滑轨上的第二滑座，所述第二滑座上固定设有第二伺服电机，第二伺服电机的轴端固定安装有与所述第二齿条啮合的第二齿轮；所述安装座固定安装在第二滑座上。

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