CN114279700A - 一种球阀自动数字化测试机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球阀自动数字化测试机，涉及阀门测试设备领域，其技术方案要点是：包括机架、设置在机架上的上料机构、下接触工装、下三抓卡盘机构以及扭矩测试机构，下接触工装与下三抓卡盘机构同轴心线设置，上料机构和扭矩测试机构分别设置在下三抓卡盘机构的两侧，机架上位于上料机构和下三抓卡盘机构的上方设置有可沿空间坐标系的X轴和Z轴运动的移载机构，移载机构的输出端上设置有支撑板，支撑板上分别设置有用于抵压产品上法兰的上接触工装和用于对产品上法兰进行径向夹紧的上三抓卡盘机构。本发明具有球阀夹持方便，操作简便，测试项目多样，测试精度高的优点。

Description

一种球阀自动数字化测试机

技术领域

本发明涉及阀门测试设备领域，更具体地说，它涉及一种球阀自动数字化测试机。

背景技术

球阀是用带圆形通孔的球体作启闭件，球体随阀杆转动，以实现启闭动作的阀门。球阀主要用做切断、分配和改变介质的流动方向。

球阀在生产时需要使用专业的装置进行多项性能测试，目前现有技术中用于球阀的测试装置各式各样，但大多并不能满足数据化、自动化测试的要求，某些测试装置需要手动操作，得到的测量数据精确度不高，这样经过测试的球阀的品质无法得到保障，并且该类装置功能单一，测试阀门的多项性能指标时，需要使用多台独立的设备，操作繁琐且测试成本较高。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种球阀自动数字化测试机，具有球阀夹持方便，操作简便，测试项目多样，测试精度高的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种球阀自动数字化测试机，包括机架、设置在机架上的上料机构、用于支撑产品下法兰的下接触工装、用于对产品下法兰进行径向夹紧的下三抓卡盘机构以及用于对产品输入端进行扭矩测试的扭矩测试机构，所述下接触工装与下三抓卡盘机构同轴心线设置，所述上料机构和扭矩测试机构分别设置在下三抓卡盘机构的两侧，所述机架上位于上料机构和下三抓卡盘机构的上方设置有可沿空间坐标系的X轴和Z轴运动的移载机构，所述移载机构的输出端上设置有支撑板，所述支撑板上分别设置有用于抵压产品上法兰的上接触工装和用于对产品上法兰进行径向夹紧的上三抓卡盘机构。

在其中一个实施例中，所述上料机构包括设置在机架上的上倍速链、下倍速链、设置在上倍速链或下倍速链上的治具板，所述上倍速链和下倍速链的输送方向相反，所述上倍速链和下倍速链的两端分别设置有用于将下倍速链上的治具板提升至上倍速链上的第一提升组件以及用于将上倍速链上的治具板移载至下倍速链上的第二提升组件，所述机架上位于上倍速链的下方设置有用于将治具板顶离上倍速链的电缸顶升台，所述机架上位于电缸顶升台的一侧还设置有用于对治具板进行限位的阻挡气缸。

在其中一个实施例中，所述第一提升组件和第二提升组件均包括设置在机架上的伺服升降台以及设置在伺服升降台上的皮带输送线。

在其中一个实施例中，所述上三抓卡盘机构包括设置在支撑板上的第一油缸、第二油缸和第三油缸，所述支撑板上设置有第一滑槽轨道、第二滑槽轨道和第三滑槽轨道，所述第一滑槽轨道、第二滑槽轨道和第三滑槽轨道沿上接触工装的周向环形阵列设置，所述第一油缸滑动连接在第一滑槽轨道上，所述第二油缸滑动连接在第二滑槽轨道上，所述第三油缸滑动连接在第三滑槽轨道上，所述支撑板上分别设置有供第一油缸、第二油缸和第三油缸的活塞杆伸出的腰型滑槽，所述第一油缸、第二油缸和第三油缸的活塞杆的端部分别固定连接有夹块，所述支撑板上还设置有用于驱动第一油缸、第二油缸和第三油缸径向滑动的联动组件。

在其中一个实施例中，所述联动组件包括设置在支撑板上的第四油缸、第一V形杆、第二V形杆、第一铰接杆和第二铰接杆，所述第四油缸沿第一油缸的滑行方向设置，所述第四油缸的活塞杆与第一油缸固定连接，所述第一V形杆和第二V形杆的中部分别铰接在位于第一油缸两侧的支撑板上，所述第一V形杆和第二V形杆的两端均设置有腰型槽，所述第一V形杆的一端和第二V形杆的一端分别与第一油缸铰接，所述第一V形杆的另一端与第一铰接杆的一端铰接，所述第二V形杆的另一端与第二铰接杆的一端铰接，所述第一铰接杆的另一端与第二油缸铰接，所述第二铰接杆的另一端与第三油缸铰接。

在其中一个实施例中，所述支撑板上沿第一油缸的滑动方向设置有电阻尺，所述电阻尺的输出端与第一油缸固定连接。

在其中一个实施例中，所述扭矩测试机构包括固定连接在机架上的连接板、滑动连接在连接板上的支座以及滑动连接在支座上的扭矩测试架，所述连接板上设置有用于驱动支座沿Z向升降的第一电缸，所述第一电缸的输出端与支座固定连接，所述支座上设置有用于驱动扭矩测试支架沿X向滑动的第二电缸，所述第二电缸的输出端与扭矩测试架固定连接，所述扭矩测试架上固定连接有用于提供扭力的伺服电机，所述伺服电机的输出端上设置有扭矩传感器，所述扭矩传感器的输出端上设置有用于与产品出入端连接的卡头。

在其中一个实施例中，所述移载机构包括滑动连接在机架上的移载板以及通过导轴滑动连接在移载板上的驱动板，所述机架上设置有用于驱动移载板滑动的驱动油缸，所述驱动油缸的输出端与移载板固定连接,所述移载板上设置有用于驱动驱动板升降的纵向电缸，所述纵向电缸的输出端与驱动板固定连接。

综上所述，本发明具有以下有益效果：1、通过上料机构、移载机构、扭矩测试机构、上接触工装和下接触工装的设置，工作时，球阀由上料机构自动上料至下接触工装的一侧，移载机构上的上三抓卡盘机构夹持在球阀的上法兰上，并将其装载至下接触工装上，移载机构带动球阀沿Z轴下降，使得球阀的两个法兰端分别抵触在上接触工装和下接触工装上，下三抓卡盘机构对球阀的下法兰进行径向夹紧，从而实现球阀两个端面的密封，此时由上接触工装或下接触工装向球阀内通入压力测试介质即可对球阀进行气密性以及壳体强度的检测，同时扭矩测试机构可以对球阀输入端的扭矩进行测试，具有自动化程度高，操作简便，测试项目多样的优点；2、在对球阀进行装夹时，上三抓卡盘机构和下三抓卡盘机构径向抓紧球阀的两个法兰以实现对球阀的固定，上接触工装和下接触工装仅接触球阀的两个法兰端面，实现球阀的密封，球阀的两个法兰端面不受太大的压紧力，从而可以减小对后续测试项目造成的干扰，提高了测试精度。

附图说明

图1为本申请的实施例的球阀自动数字化测试机的结构示意图；

图2为本申请的实施例的球阀自动数字化测试机中上三抓卡盘机构的结构示意图；

图3为本申请的实施例的球阀自动数字化测试机中上接触工装的结构示意图；

图4为本申请的实施例的球阀自动数字化测试机中扭矩测试机构的结构示意图；

图5为本申请的实施例的球阀自动数字化测试机中移载机构的结构示意图。

图中：1、机架；2、上料机构；21、第一提升组件；22、治具板；23、上倍速链；24、下倍速链；25、第二提升组件；3、下接触工装；4、下三抓卡盘机构；5、扭矩测试机构；51、连接板；52、支座；53、扭矩测试架；54、第一电缸；55、第二电缸；56、伺服电机；57、扭矩传感器；58、卡头；6、移载机构；61、移载板；62、驱动油缸；63、导轴；64、驱动板；65、纵向电缸；7、支撑板；71、腰型滑槽；8、上三抓卡盘机构；81、第一滑槽轨道；811、第一油缸；82、第二滑槽轨道；821、第二油缸；83、第三滑槽轨道；831、第三油缸；84、夹块；85、第四油缸；86、第一V形杆；87、第二V形杆；88、第一铰接杆；89、第二铰接杆；890、电阻尺；9、上接触工装。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本申请的实施例提供了一种球阀自动数字化测试机，包括机架1、设置在机架1上的上料机构2、用于支撑产品下法兰的下接触工装3、用于对产品下法兰进行径向夹紧的下三抓卡盘机构4以及用于对产品输入端进行扭矩测试的扭矩测试机构5，所述下接触工装3与下三抓卡盘机构4同轴心线设置。所述上料机构2和扭矩测试机构5分别设置在下三抓卡盘机构4的两侧，所述机架1上位于上料机构2和下三抓卡盘机构4的上方设置有可沿空间坐标系的X轴和Z轴运动的移载机构6，所述移载机构6的输出端上设置有支撑板7，所述支撑板7上分别设置有用于抵压产品上法兰的上接触工装9和用于对产品上法兰进行径向夹紧的上三抓卡盘机构8。还包括PLC控制器，所述上料机构2、上三抓卡盘机构8、下三抓卡盘机构4、扭矩测试机构5、移载机构6均与PLC控制器电性连接。

需要注意的是，所述上接触工装9和下接触工装3上均设置有用于引入压力介质的引入孔以及用于向球阀内通入压力介质的引出孔，所述上接触工装9上还设置有用于检测球阀压力变化定的压力变送器，所述压力引出孔和压力变送器之间气路连通，所述压力变送器与PLC控制器电性连接。

工作过程中，球阀由上料机构2自动上料至下接触工装3的一侧，移载机构6上的上三抓卡盘机构8夹持在球阀的上法兰上，并将其装载至下接触工装3上，移载机构6带动球阀沿Z轴下降，使得球阀的两个法兰端分别抵触在上接触工装9和下接触工装3上，下三抓卡盘机构4对球阀的下法兰进行径向夹紧，从而实现球阀两个端面的密封，此时由上接触工装9或下接触工装3向球阀内通入压力测试介质即可对球阀进行气密性以及壳体强度的检测，同时扭矩测试机构5可以对球阀输入端的扭矩进行测试。

上述方式，通过上料机构2、移载机构6、扭矩测试机构5、上接触工装9和下接触工装3的设置，具有自动化程度高，操作简便，测试项目多样的优点；在对球阀进行装夹时，上三抓卡盘机构8和下三抓卡盘机构4径向抓紧球阀的两个法兰以实现对球阀的固定，上接触工装9和下接触工装3仅接触球阀的两个法兰端面，实现球阀的密封，球阀的两个法兰端面不受太大的压紧力，从而可以减小对后续测试项目造成的干扰，提高了测试精度。

在上述基础上，如图1所示，所述上料机构2包括设置在机架1上的上倍速链23、下倍速链24、设置在上倍速链23或下倍速链24上的治具板22。所述上倍速链23和下倍速链24的输送方向相反，所述上倍速链23和下倍速链24的两端分别设置有用于将下倍速链24上的治具板22提升至上倍速链23上的第一提升组件21以及用于将上倍速链23上的治具板22移载至下倍速链24上的第二提升组件25。所述机架1上位于上倍速链23的下方设置有用于将治具板22顶离上倍速链23的电缸顶升台，所述机架1上位于电缸顶升台的一侧还设置有用于对治具板22进行限位的阻挡气缸。

需要注意的是，所述上倍速链23和下倍速链24为现有技术，图示中未画出其具体结构，电缸顶升台也为本领域中常用的技术手段，在本实施例中不做赘述。

上述机构工作时，治具板22可由上倍速链23流向第二提升组件25，第二提升组件25将其移载至下倍速链24上，接着治具板22由下倍速链24流向一提升组件，第一提升组件21将其再次提升至上倍速链23上，实现了治具板22的循环使用，人工可在第一提升组件21和第二提升组件25中分别进行球阀的上料盒下料，装有球阀的治具板22运行到下接触工装3的一侧时，阻挡气缸的活塞杆伸出并阻挡在治具板22的一侧，电缸顶升台将球阀和治具板22顶升至指定高度，移载机构6将球阀移载后，治具板22在原地待位，检测完毕后，移载机构6将球阀转运回治具板22上，由上倍速链23流向第二提升组件25进行下料。

上述方式，实现了工件的自动上下料，减少了人工劳力的投入，有效提高了检测效率。

在上述基础上，所述第一提升组件21和第二提升组件25均包括设置在机架1上的伺服升降台以及设置在伺服升降台上的皮带输送线。

具体的，所述伺服升降台可实现纵向升降，所述皮带输送线将治具板22输送至上倍速链23或下倍速链24上，其具体结构为本领域常规手段，在图示中也未做出示意。

上述方式，具有工作稳定性高，结构简单，使用方便的优点。

在上述基础上，如图2和图3所示，所述上三抓卡盘机构8包括设置在支撑板7上的第一油缸811、第二油缸821和第三油缸831，所述支撑板7上设置有第一滑槽轨道81、第二滑槽轨道82和第三滑槽轨道83。所述第一滑槽轨道81、第二滑槽轨道82和第三滑槽轨道83沿上接触工装9的周向环形阵列设置，所述第一油缸811滑动连接在第一滑槽轨道81上，所述第二油缸821滑动连接在第二滑槽轨道82上，所述第三油缸831滑动连接在第三滑槽轨道83上。所述支撑板7上分别设置有供第一油缸811、第二油缸821和第三油缸831的活塞杆伸出的腰型滑槽71，所述第一油缸811、第二油缸821和第三油缸831的活塞杆的端部分别固定连接有夹块84。所述支撑板7上还设置有用于驱动第一油缸811、第二油缸821和第三油缸831径向滑动的联动组件。

需要注意的是，所述下三抓卡盘机构4和上三抓卡盘机构8规格相同。

上述机构工作时，联动组件可同时驱动第一油缸811、第二油缸821和第三油缸831径向滑动，从而实现对球阀的夹紧或松开，同时三个滑块可进行纵向升降以调整球阀与上接触工装9的接触距离。

上述方式，上接触工装9和下接触工装3仅接触球阀的两个法兰端面，实现球阀的密封，球阀的两个法兰端面不受太大的压紧力，从而可以减小对后续测试项目造成的干扰，提高了测试精度。

在上述基础上，所述联动组件包括设置在支撑板7上的第四油缸85、第一V形杆86、第二V形杆87、第一铰接杆88和第二铰接杆89，所述第四油缸85沿第一油缸811的滑行方向设置，所述第四油缸85的活塞杆与第一油缸811固定连接，所述第一V形杆86和第二V形杆87的中部分别铰接在位于第一油缸811两侧的支撑板7上，所述第一V形杆86和第二V形杆87的两端均设置有腰型槽，所述第一V形杆86的一端和第二V形杆87的一端分别与第一油缸811铰接，所述第一V形杆86的另一端与第一铰接杆88的一端铰接，所述第二V形杆87的另一端与第二铰接杆89的一端铰接，所述第一铰接杆88的另一端与第二油缸821铰接，所述第二铰接杆89的另一端与第三油缸831铰接。

上述组件工作时，第四油缸85驱动第一油缸811滑动，第一V形杆86、第二V形杆87、第一铰接杆88和第二铰接杆89会随之联动，从而实现第一油缸811、第二油缸821和第三油缸831的同时动作。

上述方式，使得三个夹块84可以同时对球阀进行夹紧或松开，一致性较好，有利于提高球阀的装夹稳定性。

在上述基础上，所述支撑板7上沿第一油缸811的滑动方向设置有电阻尺890，所述电阻尺890的输出端与第一油缸811固定连接。

具体地，电阻尺890可以起到限位器的作用，可以精准控制第一油缸811的滑行距离。

上述方式，通过电阻尺890的设置，可以同步调节三个夹块84的夹紧行程，从而可以精准控制夹块84对球阀的夹紧力。

在上述基础上，如图4所示，所述扭矩测试机构5包括固定连接在机架1上的连接板51、滑动连接在连接板51上的支座52以及滑动连接在支座52上的扭矩测试架53，所述连接板51上设置有用于驱动支座52沿Z向升降的第一电缸54，所述第一电缸54的输出端与支座52固定连接，所述支座52上设置有用于驱动扭矩测试支架沿X向滑动的第二电缸55，所述第二电缸55的输出端与扭矩测试架53固定连接。所述扭矩测试架53上固定连接有用于提供扭力的伺服电机56，所述伺服电机56的输出端上设置有扭矩传感器57，所述扭矩传感器57的输出端上设置有用于与产品出入端连接的卡头58。

上述机构工作时，第一电缸54驱动支座52纵向升降，使得卡头58对准球阀的输入端，第二电缸55带动扭矩测试中支架沿X向滑动，使得卡头58自动卡入阀门的输入端，伺服电机56转动，实现球阀的扭矩测试，测试数据扭矩传感器57发送给PLC控制器进行数据处理，并显示测试结果。

上述方式，扭矩测试机构5可自动与球阀对接，减少了人工劳力的投入，具有测试效率和测试精度高的优点。

在上述基础上，如图1和图5所示，所述移载机构6包括滑动连接在机架1上的移载板61以及通过导轴63滑动连接在移载板61上的驱动板64，所述机架1上设置有用于驱动移载板61滑动的驱动油缸62，所述驱动油缸62的输出端与移载板61固定连接,所述移载板61上设置有用于驱动驱动板64升降的纵向电缸65，所述纵向电缸65的输出端与驱动板64固定连接。

工作时，移载机构6可带动支撑板7进行X向和Z向移动，以实现对球阀的取放。

上述方式，移载板61整体在机架1上移动有利于提高支撑板7运动的稳定性，从而可以进一步提高上三抓机构对球阀夹紧的稳定性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种球阀自动数字化测试机，其特征在于：包括机架(1)、设置在机架(1)上的上料机构(2)、用于支撑产品下法兰的下接触工装(3)、用于对产品下法兰进行径向夹紧的下三抓卡盘机构(4)以及用于对产品输入端进行扭矩测试的扭矩测试机构(5)，所述下接触工装(3)与下三抓卡盘机构(4)同轴心线设置，所述上料机构(2)和扭矩测试机构(5)分别设置在下三抓卡盘机构(4)的两侧，所述机架(1)上位于上料机构(2)和下三抓卡盘机构(4)的上方设置有可沿空间坐标系的X轴和Z轴运动的移载机构(6)，所述移载机构(6)的输出端上设置有支撑板(7)，所述支撑板(7)上分别设置有用于抵压产品上法兰的上接触工装(9)和用于对产品上法兰进行径向夹紧的上三抓卡盘机构(8)。

2.根据权利要求1所述的球阀自动数字化测试机，其特征在于：所述上料机构(2)包括设置在机架(1)上的上倍速链(23)、下倍速链(24)、设置在上倍速链(23)或下倍速链(24)上的治具板(22)，所述上倍速链(23)和下倍速链(24)的输送方向相反，所述上倍速链(23)和下倍速链(24)的两端分别设置有用于将下倍速链(24)上的治具板(22)提升至上倍速链(23)上的第一提升组件(21)以及用于将上倍速链(23)上的治具板(22)移载至下倍速链(24)上的第二提升组件(25)，所述机架(1)上位于上倍速链(23)的下方设置有用于将治具板(22)顶离上倍速链(23)的电缸顶升台，所述机架(1)上位于电缸顶升台的一侧还设置有用于对治具板(22)进行限位的阻挡气缸。

3.根据权利要求2所述的球阀自动数字化测试机，其特征在于：所述第一提升组件(21)和第二提升组件(25)均包括设置在机架(1)上的伺服升降台以及设置在伺服升降台上的皮带输送线。

4.根据权利要求1所述的球阀自动数字化测试机，其特征在于：所述上三抓卡盘机构(8)包括设置在支撑板(7)上的第一油缸(811)、第二油缸(821)和第三油缸(831)，所述支撑板(7)上设置有第一滑槽轨道(81)、第二滑槽轨道(82)和第三滑槽轨道(83)，所述第一滑槽轨道(81)、第二滑槽轨道(82)和第三滑槽轨道(83)沿上接触工装(9)的周向环形阵列设置，所述第一油缸(811)滑动连接在第一滑槽轨道(81)上，所述第二油缸(821)滑动连接在第二滑槽轨道(82)上，所述第三油缸(831)滑动连接在第三滑槽轨道(83)上，所述支撑板(7)上分别设置有供第一油缸(811)、第二油缸(821)和第三油缸(831)的活塞杆伸出的腰型滑槽(71)，所述第一油缸(811)、第二油缸(821)和第三油缸(831)的活塞杆的端部分别固定连接有夹块(84)，所述支撑板(7)上还设置有用于驱动第一油缸(811)、第二油缸(821)和第三油缸(831)径向滑动的联动组件。

5.根据权利要求4所述的球阀自动数字化测试机，其特征在于：所述联动组件包括设置在支撑板(7)上的第四油缸(85)、第一V形杆(86)、第二V形杆(87)、第一铰接杆(88)和第二铰接杆(89)，所述第四油缸(85)沿第一油缸(811)的滑行方向设置，所述第四油缸(85)的活塞杆与第一油缸(811)固定连接，所述第一V形杆(86)和第二V形杆(87)的中部分别铰接在位于第一油缸(811)两侧的支撑板(7)上，所述第一V形杆(86)和第二V形杆(87)的两端均设置有腰型槽，所述第一V形杆(86)的一端和第二V形杆(87)的一端分别与第一油缸(811)铰接，所述第一V形杆(86)的另一端与第一铰接杆(88)的一端铰接，所述第二V形杆(87)的另一端与第二铰接杆(89)的一端铰接，所述第一铰接杆(88)的另一端与第二油缸(821)铰接，所述第二铰接杆(89)的另一端与第三油缸(831)铰接。

6.根据权利要求4所述的球阀自动数字化测试机，其特征在于：所述支撑板(7)上沿第一油缸(811)的滑动方向设置有电阻尺(890)，所述电阻尺(890)的输出端与第一油缸(811)固定连接。

7.根据权利要求1所述的球阀自动数字化测试机，其特征在于：所述扭矩测试机构(5)包括固定连接在机架(1)上的连接板(51)、滑动连接在连接板(51)上的支座(52)以及滑动连接在支座(52)上的扭矩测试架(53)，所述连接板(51)上设置有用于驱动支座(52)沿Z向升降的第一电缸(54)，所述第一电缸(54)的输出端与支座(52)固定连接，所述支座(52)上设置有用于驱动扭矩测试支架沿X向滑动的第二电缸(55)，所述第二电缸(55)的输出端与扭矩测试架(53)固定连接，所述扭矩测试架(53)上固定连接有用于提供扭力的伺服电机(56)，所述伺服电机(56)的输出端上设置有扭矩传感器(57)，所述扭矩传感器(57)的输出端上设置有用于与产品出入端连接的卡头(58)。

8.根据权利要求1所述的球阀自动数字化测试机，其特征在于：所述移载机构(6)包括滑动连接在机架(1)上的移载板(61)以及通过导轴(63)滑动连接在移载板(61)上的驱动板(64)，所述机架(1)上设置有用于驱动移载板(61)滑动的驱动油缸(62)，所述驱动油缸(62)的输出端与移载板(61)固定连接,所述移载板(61)上设置有用于驱动驱动板(64)升降的纵向电缸(65)，所述纵向电缸(65)的输出端与驱动板(64)固定连接。

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