CN114905212A - 同轴定位装置和中空回转体生产线 - Google Patents

Abstract

本发明属于工程机械生产领域，公开了一种同轴定位装置和中空回转体生产线，其中，同轴定位装置包括：随行工装，包括平行于中空回转体的横截面布置以用于承载多个中空回转体的工装基准面板和设置在工装基准面板上以能够将最靠近工装基准面板的中空回转体定位的工装定位总成；对中机构，包括沿周向依次间隔排布的多个对中伸缩件和用于控制多个对中伸缩件沿径向同步外伸或内缩的伸缩控制机构；和轴向位移机构，用于控制对中机构在多个中空回转体的中空腔体内沿轴向位移。通过采用本发明的技术方案，不仅能解决目前手工测量定位操作所存在的低效和可靠性差问题，还能保证经同轴定位后的多个中空回转体与后续不同工位的相对位置基准统一。

Description

同轴定位装置和中空回转体生产线

技术领域

本发明涉及工程机械生产技术领域，具体地，涉及一种同轴定位装置和中空回转体生产线。

背景技术

参照图6，现有混凝土泵车中的底架圆筒10主要由环板件101和圆筒件102组成，在焊接生产过程中，要求圆筒件102与环板件内圈101a同轴，如果二者的同轴度超出允许偏差范围，会造成泵车的臂架上装重心发生偏移，严重时甚至会影响整车重心，导致泵车在施工过程中存有倾翻风险。

但在目前的底架圆筒10的制作过程中，通常采用人工划线方法确定圆筒件102与环板件101的对接位置，测量误差不稳定，无法有效保证圆筒件102与环板件内圈101a的同轴度在允许偏差范围内。

发明内容

针对现有技术的上述至少一种缺陷或不足，本发明提供了一种同轴定位装置和中空回转体生产线，目的在于解决目前手工测量定位操作所存在的低效和可靠性差问题，保证经同轴定位后的多个中空回转体与后续不同工位的相对位置基准统一，为实现多个中空回转体的自动化生产提供基础和保障。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种同轴定位装置，其设置为用于对沿轴向两两对置的多个中空回转体同轴定位且包括：

随行工装，包括平行于所述中空回转体的横截面布置以用于承载多个所述中空回转体的工装基准面板和设置在所述工装基准面板上以能够将最靠近所述工装基准面板的所述中空回转体定位的工装定位总成；

对中机构，包括沿周向依次间隔排布的多个对中伸缩件和用于控制多个所述对中伸缩件沿径向同步外伸或内缩的伸缩控制机构；和

轴向位移机构，用于控制所述对中机构在多个所述中空回转体的中空腔体内沿轴向位移。

可选地，所述工装基准面板形成有沿周向依次间隔排布且分别沿径向延伸设置的多个通用定位槽，所述工装定位总成包括多个通用滑锁组件和用于限位抵接最靠近所述工装基准面板的所述中空回转体的外周壁的多个限位件，所述限位件通过所述通用滑锁组件与任选的所述通用定位槽形成可锁位固定的滑移配合连接。

可选地，所述工装定位总成还包括用于压夹固定最靠近所述工装基准面板的所述中空回转体的多个压夹件，所述压夹件通过所述通用滑锁组件与任选的所述通用定位槽形成可锁位固定的滑移配合连接。

可选地，所述通用定位槽形成为T形槽，所述通用滑锁组件包括T形螺栓和松紧螺母，所述限位件和所述压夹件均设有螺栓穿插孔，所述T形螺栓穿插所述螺栓穿插孔且两端分别与所述T形槽和所述松紧螺母配合连接。

可选地，所述螺栓穿插孔包括所述限位件中的限位件螺孔和所述压夹件中的压夹件套孔，所述限位件通过所述限位件螺孔与所述T形螺栓固定连接，所述压夹件通过所述压夹件套孔可沿轴向滑移地套接于所述T形螺栓。

可选地，所述工装定位总成包括固定设置在所述工装基准面板上的法兰孔嵌装块。

可选地，所述工装定位总成还包括法兰压块和松紧螺栓，所述法兰压块形成有压块套孔，所述法兰孔嵌装块形成有嵌装块螺孔，所述法兰压块和所述法兰孔嵌装块沿轴向层叠且所述压块套孔和所述嵌装块螺孔沿轴向对位设置，所述松紧螺栓穿过所述压块套孔后与所述嵌装块螺孔螺纹配合连接设置。

可选地，所述工装定位总成还包括设置在所述工装基准面板上的对接缝定位结构。

可选地，所述对接缝定位结构包括轴向延伸定位杆和径向延伸定位杆，所述轴向延伸定位杆的两端分别连接所述工装基准面板和所述径向延伸定位杆。

可选地，所述对中机构还包括：

座体，包括平行于所述工装基准面板布置的座体基准面板；

多个伸缩导向结构，在所述座体中沿周向依次间隔排布且分别沿径向延伸布置，多个所述伸缩导向结构与多个所述对中伸缩件一一对应形成滑移配合连接；和

所述伸缩控制机构，设置于所述座体且包括转动件、多个连杆和伸缩动力装置，所述转动件的转动轴线与所述座体基准面板的中垂线重合设置，多个所述连杆的径向内端沿周向依次间隔铰接于所述转动件，多个所述连杆的径向外端一一对应铰接于多个所述对中伸缩件，所述伸缩动力装置能够驱动所述转动件绕所述转动轴线自转。

可选地，所述对中伸缩件、所述伸缩导向结构和所述连杆的数量均为四个，四个所述对中伸缩件沿周向依次等间隔布置，所述转动件形成为矩形转动板，四个所述连杆的径向内端分别铰接于所述矩形转动板的四个边角部。

可选地，任意一个所述对中伸缩件形成为传动伸缩件，所述伸缩动力装置沿所述传动伸缩件的径向延伸方向布置且包括缸体和直线伸缩杆，所述缸体在所述座体中固定设置，所述直线伸缩杆的径向内端可滑动套接于所述缸体且径向外端固定连接于所述传动伸缩件。

可选地，所述伸缩控制机构还包括分别与所述座体基准面板和所述缸体固定连接的缸体固定座，所述转动件可转动连接于所述缸体固定座。

可选地，各个所述伸缩导向结构均包括形成在所述座体基准面板上的径向滑槽和/或固定设置在所述座体中的径向滑轨。

可选地，所述座体包括沿周向围闭设置的座体周向围板以及分别盖合所述座体周向围板的轴向两端开口设置的座体外接面板和所述座体基准面板，所述座体外接面板、所述座体基准面板和所述座体周向围板共同限定出座体内腔，所述伸缩控制机构设置在所述座体内腔中。

可选地，所述对中伸缩件包括伸缩件定位部，各个所述伸缩导向结构均包括形成在所述座体基准面板上的径向滑槽，所述伸缩件定位部与对应的所述径向滑槽形成滑移配合连接且伸出所述座体基准面板的轴向外侧面外设置。

可选地，所述对中伸缩件包括沿轴向内外连接的伸缩件导向部和所述伸缩件定位部，各个所述伸缩导向结构均还包括与所述径向滑槽对位布置且设置在所述座体基准面板的轴向内侧面的径向滑轨，所述伸缩件导向部与对应的所述径向滑轨形成滑移配合连接且与对应的所述连杆的径向外端铰接。

可选地，所述对中伸缩件的径向外端设有弹性缓冲件。

可选地，所述工装基准面板形成有面板中心孔，所述轴向位移机构包括轴向位移传动件和轴向位移动力装置，所述同轴定位装置还包括装置固定基座；

其中，所述装置固定基座与所述面板中心孔沿轴向对位布置，所述随行工装可拆卸连接于所述装置固定基座，所述轴向位移传动件可沿轴向滑移地套接在所述装置固定基座内且轴向两端分别与所述对中机构和所述轴向位移动力装置连接，所述对中机构可沿轴向位移地嵌入所述面板中心孔内。

可选地，所述同轴定位装置还包括接地安装法兰板和工装安装结构，所述工装安装结构固定设置在所述装置固定基座靠近所述随行工装的轴向端部，所述接地安装法兰板固定套接在所述装置固定基座的外周壁且与所述工装安装结构沿轴向间隔设置。

可选地，所述同轴定位装置还包括设置在所述装置固定基座的周壁上且与所述轴向位移传动件的外周壁滚动接触的多个导向轮。

本发明第二方面提供了一种中空回转体生产线，其包括上述的同轴定位装置。

通过上述技术方案，在对沿轴向两两对置的多个中空回转体同轴定位时，首先将第一个需要同轴定位的中空回转体放置在工装基准面板上，利用轴向位移机构控制对中机构伸入该中空回转体的中空腔体内，并配合工装定位总成的定位作用，首先将该中空回转体定位在工装基准面板上。然后，使第二个需要同轴定位的中空回转体与已经同轴定位的第一个中空回转体沿轴向对置，并控制对中机构伸入第二个中空回转体的中空腔体内以执行对第二个中空回转体的同轴定位操作，再通过焊接等固定手段将第一和第二个中空回转体相互固定。如此类推，剩余的多个中空回转体通过相同方式同轴定位和相互固定。在所有的中空回转体均同轴定位且固定为一体结构后，可将该一体结构连同随行工装整体流转至生产线的后续不同工位上，从而不仅解决目前手工测量定位操作所存在的低效和可靠性差问题，还保证经同轴定位后的多个中空回转体与后续不同工位的相对位置基准统一，为实现多个中空回转体的自动化生产提供了基础和保障。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明具体实施方式中的一种同轴定位装置的示意图；

图2为图1中的随行工装在俯视视角下的立体图；

图3为图2中的随行工装的仰视图；

图4为图1中的对中机构在俯视视角下的立体图；

图5用于展示图4中的对中机构的内部结构；

图6为现有的一种设置在混凝土泵车中的底架圆筒的示意图；

图7用于展示利用图2中的随行工装对图6中的环板件定位；

图8用于展示在图7的基础上进一步利用图4中的对中机构对图6中的圆筒件同轴定位。

附图标记说明：

10 底架圆筒

101 环板件 102 圆筒件

103 第一中心连线 104 第二中心连线

101a 环板件内圈 101b 环板件法兰

101c 法兰定位孔 102a 卷筒对接缝

20 对中机构

201 座体基准面板 202 座体周向围板

203 座体外接面板 204 对中伸缩件

205 转动件 206 连杆

207 伸缩动力装置 208 缸体固定座

209 径向滑槽 210 径向滑轨

203a 面板法兰部 203b 法兰部外接孔

204a 伸缩件定位部 204b 伸缩件导向部

30 随行工装

301 工装基准面板 302 工装外接面板

303 限位件 304 压夹件

305 嵌装块固定孔 306 法兰压块

307 对接缝定位结构 308 工装吊环

301a 通用定位槽 301b 面板中心孔

302a 工装外接孔

40 接地安装法兰板 50 工装安装结构

60 导向轮 70 装置固定基座

80 轴向位移传动件 90 轴向位移动力装置

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本发明。

参照图1至图5，本发明第一示例性实施例提供了一种同轴定位装置，用于对沿轴向两两对置的多个中空回转体同轴定位。同轴定位装置主要包括对中机构20、随行工装30和轴向位移机构。

具体地，随行工装30包括工装基准面板301和工装定位总成，工装基准面板301平行于中空回转体的横截面布置以用于承载多个中空回转体，工装定位总成设置在工装基准面板301上以能够将最靠近工装基准面板301的中空回转体定位。多个中空回转体在随行工装30上经过精确的同轴定位且相互固定形成为一体结构后，随行工装30可与自动化输送系统如AGV小车(Automated Guided Vehicle)、RGV小车(Rail Guided Vehicle)接驳，以带着该一体结构在生产线的各个工位之间流转。

对中机构20包括多个对中伸缩件204和伸缩控制机构，多个对中伸缩件204沿周向依次间隔排布，伸缩控制机构用于控制多个对中伸缩件204沿径向同步外伸或内缩。轴向位移机构用于控制对中机构20在多个中空回转体的中空腔体内沿轴向位移。

通过设置上述结构，在对沿轴向两两对置的多个中空回转体同轴定位时，首先将第一个需要同轴定位的中空回转体放置在工装基准面板301上，利用轴向位移机构控制对中机构20伸入该中空回转体的中空腔体内，并配合工装定位总成的定位作用，首先将该中空回转体定位在工装基准面板301上。然后，使第二个需要同轴定位的中空回转体与已经同轴定位的第一个中空回转体沿轴向对置，并控制对中机构20伸入第二个中空回转体的中空腔体内以执行对第二个中空回转体的同轴定位操作，再通过焊接等固定手段将第一和第二个中空回转体相互固定。如此类推，剩余的多个中空回转体通过相同方式同轴定位和相互固定。在所有的中空回转体均同轴定位且固定为一体结构后，可将该一体结构连同随行工装30整体流转至生产线的后续不同工位上，从而不仅解决目前手工测量定位操作所存在的低效和可靠性差问题，还保证经同轴定位后的多个中空回转体与后续不同工位的相对位置基准统一，为实现多个中空回转体的自动化生产提供了基础和保障。

在一种可选或优选的实施例中，参照图2，工装基准面板301形成有沿周向依次间隔排布且分别沿径向延伸设置的多个通用定位槽301a。工装定位总成包括多个通用滑锁组件和多个限位件303，多个限位件303用于限位抵接最靠近工装基准面板301的中空回转体的外周壁，以对该中空回转体进行径向定位。需要说明的是，所有通用定位槽301a的形状大小均相同，所有通用滑锁组件的组成结构、形状、大小均相同，任意一个通用定位槽301a与任意一个通用滑锁组件均能形成可锁位固定的滑移配合连接，通用性强。因此，限位件303通过通用滑锁组件与任选的通用定位槽301a形成可锁位固定的滑移配合连接，从而能够根据最靠近工装基准面板301的中空回转体的外径来调节各个限位件303的径向位置，并在各个限位件303均限位抵接该中空回转体的外周壁时对各个限位件303锁位固定。

在一种可选或优选的实施例中，工装定位总成还可包括多个压夹件304，多个压夹件304用于压夹固定最靠近工装基准面板301的中空回转体。在利用对中机构和多个限位件303对最靠近工装基准面板301的中空回转体径向定位后，通过多个压夹件304压夹固定该中空回转体，使得该中空回转体与工装基准面板301的相对位置不变，更能保证剩余的多个中空回转体精确同轴定位。为了适应中空回转体的大小进行压夹固定，压夹件304除了具有压夹固定功能，还应能够沿径向位移。例如，为了简化结构，压夹件304可通过通用滑锁组件与任选的通用定位槽301a形成可锁位固定的滑移配合连接。

基于通用滑锁组件和通用定位槽301a的通用性特点，可灵活调整多个限位件303和多个压夹件303在工装基准面板301上的布置方式，使随行工装30适于承载、定位具有不同外形的中空回转体，产品适应性强。

在一种可选或优选的实施例中，通用定位槽301a形成为T形槽，通用滑锁组件包括T形螺栓和松紧螺母，限位件303和压夹件304均设有螺栓穿插孔，T形螺栓穿插螺栓穿插孔且两端分别与T形槽和松紧螺母配合连接。在旋松松紧螺母时，限位件303和压夹件304不会被锁位固定，从而能够在对应的T形槽上沿径向位移。在旋紧松紧螺母时，限位件303和压夹件304被锁位固定，可起到将最靠近工装基准面板301的中空回转体定位在工装基准面板301的作用。

在一种可选或优选的实施例中，根据限位件303和压夹件304的功能特点的不同，使限位件303中的螺栓穿插孔形成为限位件螺孔，使压夹件304中的螺栓穿插孔形成为压夹件套孔。限位件303通过限位件螺孔与T形螺栓固定连接(即螺纹配合连接)，从而在沿径向位移的过程中不会沿周向或轴向位移，避免影响其对中空回转体径向定位时的稳定性和定位精度。压夹件304则通过压夹件套孔可沿轴向滑移地套接于T形螺栓，此时，通过调节松紧螺母的松紧状态，可改变压夹件304与工装基准面板301之间的轴向间距，也即利用压夹件304和工装基准面板301沿轴向夹紧中空回转体。

在一种可选或优选的实施例中，同轴定位的目标对象为图6中底架圆筒10的环板件101和圆筒件102，环板件101的外周缘形成有环板件法兰101b，环板件法兰101b中形成有法兰定位孔101c。在本实施例中，工装定位总成还包括固定设置在工装基准面板301上的法兰孔嵌装块(未作图示)，在将环板件101放置于工装基准面板301时，使法兰孔嵌装块嵌装于法兰定位孔101c中，以限位环板件101沿周向位移，起到预定位的作用。法兰孔嵌装块可设置为在工装基准面板301上一体成型，也可作为独立部件可拆卸安装在工装基准面板301上。例如，可在工装基准面板301上设置嵌装块固定孔305，利用螺栓组件穿连该嵌装块固定孔305和相应形成在法兰孔嵌装块上的固定连接孔，将法兰孔嵌装块固定在工装基准面板301上。

在一种可选或优选的实施例中，工装定位总成还包括法兰压块306和松紧螺栓，法兰压块306形成有压块套孔，法兰孔嵌装块形成有嵌装块螺孔，法兰压块306和法兰孔嵌装块沿轴向层叠且压块套孔和嵌装块螺孔沿轴向对位设置，松紧螺栓穿过压块套孔后与嵌装块螺孔螺纹配合连接设置。通过调节松紧螺栓，可改变法兰压块306与工装基准面板301之间的轴向间距，在固定环板件101与工装基准面板301的相对位置时，利用法兰压块306与工装基准面板301沿轴向夹紧环板件法兰101b，而前述的多个压夹件304，则用于与工装基准面板301沿轴向夹紧环板件101的外圈部。

在一种可选或优选的实施例中，同轴定位的目标对象为通过平板卷制对接而成的卷筒件，其卷制成型后相应形成有沿轴向延伸的对接缝。在对该卷筒件同轴定位时，可先利用该对接缝的位置确定该卷筒件与工装基准面板301的相对位置，对卷筒件进行预定位。基于此，在本实施例中，在工装基准面板301上设置对接缝定位结构307，用于指示对接缝与之沿径向对齐时便确定卷筒件与工装基准面板301的相对位置正确。

例如，参照图2和图8，对接缝定位结构可包括轴向延伸定位杆和径向延伸定位杆，轴向延伸定位杆的两端分别连接工装基准面板301和径向延伸定位杆。在预定位卷筒件时，使其对接缝与径向延伸定位杆沿径向对齐，便可确定此时卷筒件与工装基准面板301的相对位置正确，继而再利用对中机构20对卷筒件同轴定位。

对于图6中的底架圆筒10，其圆筒件102也是通过平板卷制对接而成，并相应形成有卷筒对接缝102a，且该卷筒对接缝102a必须位于第一中心连线103和第二中心连线104的周向间隔区域内，第一中心连线103为环板件101的轴心与其中一个法兰定位孔101c的轴心的连线，第二中心连线104为环板件101的轴心与另一个法兰定位孔101c的轴心的连线。基于此底架圆筒10的具体结构，需要将对接缝定位结构307设置在两个法兰孔嵌装块的周向间隔区域内，方能确保圆筒件102与环板件101的相对位置正确。

或者，也可采用投影激光线等方式对齐卷筒件的对接缝，而无须在随行工装30中设置对接缝定位结构307。

在一种可选或优选的实施例中，随行工装30设有用于将随行工装30可拆卸连接至外部结构上的工装外接结构。当随行工装30安装在本示例性实施例的同轴定位装置时，工装外接结构充当随行工装30的固定连接结构，当需要将随行工装30连同多个中空回转体转运到其他工位时，解除工装外接结构与同轴定位装置的固定连接，将随行工装30拆出后转运至其他工位上，再通过工装外接结构将随行工装30固定连接在该工位上。

例如，参照图3，随行工装30还可包括固定设置在工装基准面板301的轴向一侧的工装外接面板302，工装外接面板302上形成有多个工装外接孔302a，通过螺栓组件等穿插固定结构与工装外接孔302a和相应形成在同轴定位装置中的连接孔的穿连配合，可将随行工装30可拆卸固定连接在同轴定位装置中。

在一种可选或优选的实施例中，为便于随行工装30的自动化转运，可在工装基准面板301上固定设置工装吊运结构，例如工装吊环308等，以便于吊运设备将随行工装30吊装后转运至不同工位。

在一种可选或优选的实施例中，参照图4和图5，对中机构20还包括座体、多个伸缩导向结构和伸缩控制机构。其中，座体包括座体基准面板201，座体基准面板201平行于工装基准面板301布置，也即平行于中空回转体的横截面布置。多个伸缩导向结构在座体中沿周向依次间隔排布且分别沿径向延伸布置，并且，多个伸缩导向结构与多个对中伸缩件204一一对应形成滑移配合连接，以限定多个对中伸缩件204沿径向位移。伸缩控制机构设置于座体且包括转动件205、多个连杆206和伸缩动力装置207，转动件205的转动轴线与座体基准面板201的中垂线重合设置，多个连杆206的径向内端沿周向依次间隔铰接于转动件205，多个连杆206的径向外端一一对应铰接于多个对中伸缩件204，伸缩动力装置207可以是油缸、气缸、电动伺服机构等，其能够驱动转动件205绕转动轴线自转，转动件205的自转能够同步带动多个连杆206产生位移，从而带动多个对中伸缩件204分别沿径向同步外伸或同步内缩。

在一种可选或优选的实施例中，对中伸缩件204、伸缩导向结构和连杆206的数量均为四个，四个对中伸缩件204沿周向依次等间隔布置，转动件205形成为矩形转动板，四个连杆206的径向内端分别铰接于矩形转动板的四个边角部。此结构既能保证同轴定位精度，又能节省对中伸缩件204、伸缩导向结构和连杆206的数量，简化对中机构的具体组成。对于转动件205而言，当然还可将其设置为其他形状，本实施例对此不作限制。

在一种可选或优选的实施例中，伸缩动力装置207包括缸体和直线伸缩杆，此时，将任意一个对中伸缩件204设置为传动伸缩件，将伸缩动力装置207沿传动伸缩件的径向延伸方向布置。更具体地，使缸体在座体中固定设置，使直线伸缩杆的径向内端可滑动套接于缸体且径向外端固定连接于传动伸缩件。在此结构下，通过直线伸缩杆相对于缸体作直线伸缩移动，直线伸缩杆带动传动伸缩件沿径向位移，在与传动伸缩件铰接的连杆206的传动下，转动件205自转，从而同步带动其余的多个连杆206产生位移，进而带动其余的多个对中伸缩件204沿径向同步外伸或同步内缩。

可见，本实施例中的对中机构20能够将伸缩动力装置207的直线运动转化为转动件205的旋转运动，再将转动件205的旋转运动转化为多个对中伸缩件204的同步径向运动，因此可直接从市面上选取直线电机、电动缸等现成的动力装置作为伸缩动力装置207，而无须重新设计伸缩动力装置207，有利于简化结构，提高生产效率，节省生产设计成本，便于维修维护。

在一种可选或优选的实施例中，参照图5，伸缩控制机构还包括分别与座体基准面板201和缸体固定连接的缸体固定座208，转动件205可转动连接于缸体固定座208，例如，转动件205通过轴承可转动连接于缸体固定座208。由于转动件205的转动轴线与座体基准面板201的中垂线重合设置，意味着此时缸体固定座208位于座体的中部位置，因此伸缩控制机构的各个部件布置较为集中、紧凑，可有效缩减对中机构20所占用的径向空间，并且还无须额外设置用于固定缸体固定座208的结构，节省对中机构20的部件数量。

在一种可选或优选的实施例中，将对中机构20产品化、装置化，使其形成为可在同轴定位装置中整体拆装的结构。具体地，将座体设置为箱形结构，为了形成箱形结构，座体还包括座体周向围板202和座体外接面板203，其中，座体周向围板202沿周向围闭设置，起整体支撑、防护作用。座体基准面板201和座体外接面板203分别盖合座体周向围板202的轴向两端开口设置，并通过座体基准面板201、座体周向围板202和座体外接面板203共同限定出座体内腔，以将伸缩控制机构整体内置在该座体内腔中。而多个对中伸缩件204则能够沿径向外伸至超出座体周向围板202，确保多个对中伸缩件204的径向外端能够限位抵接中空回转体的内周壁以进行同轴定位。本实施例不限制多个对中伸缩件204是否设置在座体内腔中，只要保证多个对中伸缩件204能够沿径向外伸至超出座体周向围板202即可。此外，对中机构20通过座体外接面板203与轴向位移机构形成固定连接，从而通过轴向位移机构带动对中机构20沿轴向位移。

在一种可选或优选的实施例中，各个伸缩导向结构均包括形成在座体基准面板201上的径向滑槽209和/或固定设置在座体中的径向滑轨210。即，伸缩导向结构可以是直接形成在座体基准面板201上的滑槽结构，也可以是不属于座体基准面板201的额外滑轨结构。

在一种可选或优选的实施例中，参照图4，在伸缩控制机构整体内置于座体内腔的前提下，进一步将对中伸缩件204中用于限位抵接中空回转体的内周壁的部分设置为伸出座体基准面板201的轴向外侧面外。具体地，对中伸缩件204包括伸缩件定位部204a，该伸缩件定位部204a用于限位抵接中空回转体的内周壁，各个伸缩导向结构均包括形成在座体基准面板201上的径向滑槽209，伸缩件定位部204a与对应的径向滑槽209形成滑移配合连接且伸出座体基准面板201的轴向外侧面外设置。这样，无须在座体周向围板202上形成供对中伸缩件204径向向外伸出的通孔，不仅整体性好，强度高，还能对内置在座体内腔中的伸缩控制机构起到更好的防护作用。

进一步地，参照图5，对中伸缩件204还可包括伸缩件导向部204b，该伸缩件导向部204b和伸缩件定位部204a沿轴向内外连接，各个伸缩导向结构均还包括与径向滑槽209对位布置且设置在座体基准面板201的轴向内侧面的径向滑轨210，伸缩件导向部204b与对应的径向滑轨210形成滑移配合连接且与对应的连杆206的径向外端铰接。通过伸缩件导向部204b与径向滑轨210以及伸缩件定位部204a与径向滑槽209的滑移配合，对中伸缩件204受到双重导向作用，能够在沿径向滑移时更加稳定顺畅。伸缩件导向部204b与径向滑轨210的滑移配合能够有效避免伸缩件定位部204a卡死而过度磨损径向滑槽209的槽内周壁，避免最终影响伸缩件定位部204a的径向位移精度而导致对中机构20失效。

在一种可选或优选的实施例中，对中伸缩件204的径向外端设有弹性缓冲件，能够在限位抵接中空回转体的内周壁时起到缓冲作用，避免刚性结构直接触碰导致中空回转体或对中伸缩件204结构磨损。

在一种可选或优选的实施例中，座体外接面板203的周缘部形成为面板法兰部203a，面板法兰部203a中形成有沿周向依次间隔布置的多个法兰部外接孔203b。利用螺栓组件等穿连法兰部外接孔203b和相应形成在轴向位移机构中的连接孔，可将对中机构20整体可拆卸连接于轴向位移机构。

在一种可选或优选的实施例中，参照图1和图2，工装基准面板301形成有面板中心孔301b，轴向位移机构包括轴向位移传动件80和轴向位移动力装置90，轴向位移动力装置90可以是油缸、气缸、电动伺服机构等，同轴定位装置还包括装置固定基座70。其中，装置固定基座70与面板中心孔301b沿轴向对位布置，随行工装30可拆卸连接于装置固定基座70，轴向位移传动件80可沿轴向滑移地套接在装置固定基座70内且轴向两端分别与对中机构20和轴向位移动力装置90连接，对中机构20可沿轴向位移地嵌入面板中心孔301b内。在轴向位移动力装置90的驱动下，轴向位移传动件80能够朝向随行工装30滑移，从而带动对中机构20沿轴向穿出面板中心孔301b外。

还需特别说明的是，面板中心孔301b主要有三方面作用：一是作为工装基准面板301的减重孔；二是作为对中机构20沿轴向移动的避让孔；三是便于焊接机器人等设备的机械手臂从该面板中心孔301b穿入多个中空回转体的中空腔体内，以实现对相邻的两个中空回转体的焊接等固定操作。

基于本实施例中的结构设置，在安装同轴定位装置时，可在地面上预先挖出一定深度的基坑，并在基坑内预埋钢构，然后将装置固定基座70和轴向位移机构预埋在该基坑内且通过预埋钢构固定，并使随行工装30位于地面上方，如此可降低同轴定位装置的整体操作高度，符合人机工程。

进一步地，同轴定位装置还可包括接地安装法兰板40和工装安装结构50。工装安装结构50固定设置在装置固定基座70靠近随行工装30的轴向端部，以作为同轴定位装置中用于承载、精定位随行工装30的工位结构，接地安装法兰板40是同轴定位装置的主要承载结构之一，其固定套接在装置固定基座70的外周壁且与工装安装结构50沿轴向间隔设置。

在固定安装同轴定位装置时，可将接地安装法兰板40紧贴地面并通过上述预埋钢构固定，此时工装安装结构50高于地面布置，工装安装结构50与接地安装法兰板40之间的轴向间隔区域可便于叉车等转运设备的承载结构伸入以将随行工装30承接并移出同轴定位装置外，继而进一步将随行工装30转运至其他工位上。

在一种可选或优选的实施例中，同轴定位装置还包括设置在装置固定基座70的周壁上且与轴向位移传动件80的外周壁滚动接触的多个导向轮60，多个导向轮60能够对轴向位移传动件80起到导向滑移作用，保证轴向位移传动件80稳定顺畅地沿轴向滑移。

本发明第二示例性实施例提供了一种可作为独立产品生产的对中机构20，其具体设置可参照前述的同轴定位装置中有关的实施例，在此不作重复赘述。

本发明第三示例性实施例提供了一种可作为独立产品生产的随行工装30，同样，其具体设置可参照前述的同轴定位装置中有关的实施例，在此不作重复赘述。

本发明第四示例性实施例提供了一种中空回转体生产线，其包括前述的同轴定位装置，因此显然具备由该同轴定位装置带来的所有技术效果，故此处不作重复赘述。

下面以图6中的底架圆筒10为例，进一步解释说明本发明的同轴定位装置如何实现其同轴定位功能。

具体地，底架圆筒10的生产线中设有同轴定位装置和在地面上预先挖好的基坑，同轴定位装置采用了图1至图5中展示的所有结构特征，并且，接地安装法兰板40紧贴地面并通过基坑内的预埋钢构固定，装置固定基座70和轴向位移机构位于基坑内，但装置固定基座70的上端伸出地面，使得所连接的工装安装结构50高于地面设置，工装安装结构50作为同轴定位装置中用于承载、定位随行工装30的工位结构。

在上述结构的基础上，下面进一步描述对底架圆筒10中的环板件101和圆筒件102进行同轴定位的步骤，具体为：

1)通过轴向位移动力装置90驱动轴向位移传动件80滑移到最低点，即滑移到基坑底部；

2)将随行工装30搬运到工装安装结构50上，利用工装外接孔302a将随行工装30准确定位在工装安装结构50上；

3)将环板件101搬运到工装基准面板301的顶面；

4)参照图7，使两个法兰孔嵌装块(未作图示)对应嵌入两个法兰定位孔101c中，以确定环板件101在工装基准面板301的顶面上的大致摆放位置，然后调节松紧螺栓，以利用法兰压块306和工装基准面板301的顶面压接环板件法兰101b，实现对环板件法兰101b的初步定位，但此步骤中先不将环板件法兰101b完全压紧；

5)使多个限位件303分别沿径向位移至限位抵接环板件101的外周壁，实现对环板件外圈的初步定位；

6)通过轴向位移动力装置90驱动轴向位移传动件80向上滑移，以驱动对中机构20同步向上移动，直至多个对中伸缩件204与环板件101大致位于同一水平高度为止，然后通过伸缩动力装置207驱动转动件205自转以同步带动多个连杆206产生位移，从而带动多个对中伸缩件204沿径向同步外伸，对环板件内圈101a进行精确的同轴定位；

7)利用多个压夹件304与工装基准面板301的顶面完全压紧环板件外圈，并利用法兰压块306和工装基准面板301的顶面完全压紧环板件法兰101b，从而将环板件101固定在工装基准面板301的顶面上；

8)控制多个对中伸缩件204沿径向同步内缩，然后控制对中机构20向下移动一定距离，以避免后续将圆筒件102搬运到环板件101的顶面时发生磕碰；

9)参照图8，将圆筒件102搬运到环板件101的顶面；

10)使圆筒件102中的卷筒对接缝102a沿径向对齐对接缝定位结构307，以确定圆筒件102在环板件101的顶面上的大致摆放位置；

11)控制对中机构20向上移动至伸入圆筒件102的内腔，然后控制多个对中伸缩件204沿径向同步外伸，对圆筒件102进行精确的同轴定位，从而也完成环板件101和圆筒件102的同轴定位；

12)焊接环板件101与圆筒件102的连接位置处的焊缝，从而固定连接环板件101和圆筒件102，形成底架圆筒10；

13)控制多个对中伸缩件204沿径向同步内缩，然后控制对中机构20向下移动至最低位；

14)解除随行工装30与工装安装结构50的固定连接，然后将底架圆筒10连同随行工装30整体搬出同轴定位装置外，后续可将其进一步搬运到生产线的其他工位上；或者，也可无须解除随行工装30与工装安装结构50的固定连接，而是直接将底架圆筒10从工装基准面板301的顶面拆出，即只将底架圆筒10搬出同轴定位装置外，后续可将其进一步搬运到生产线的其他工位上。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (22)

1.一种同轴定位装置，其特征在于，所述同轴定位装置设置为用于对沿轴向两两对置的多个中空回转体同轴定位且包括：

随行工装(30)，包括平行于所述中空回转体的横截面布置以用于承载多个所述中空回转体的工装基准面板(301)和设置在所述工装基准面板(301)上以能够将最靠近所述工装基准面板(301)的所述中空回转体定位的工装定位总成；

对中机构(20)，包括沿周向依次间隔排布的多个对中伸缩件(204)和用于控制多个所述对中伸缩件(204)沿径向同步外伸或内缩的伸缩控制机构；和

轴向位移机构，用于控制所述对中机构(20)在多个所述中空回转体的中空腔体内沿轴向位移。

2.根据权利要求1所述的同轴定位装置，其特征在于，所述工装基准面板(301)形成有沿周向依次间隔排布且分别沿径向延伸设置的多个通用定位槽(301a)，所述工装定位总成包括多个通用滑锁组件和用于限位抵接最靠近所述工装基准面板(301)的所述中空回转体的外周壁的多个限位件(303)，所述限位件(303)通过所述通用滑锁组件与任选的所述通用定位槽(301a)形成可锁位固定的滑移配合连接。

3.根据权利要求2所述的同轴定位装置，其特征在于，所述工装定位总成还包括用于压夹固定最靠近所述工装基准面板(301)的所述中空回转体的多个压夹件(304)，所述压夹件(304)通过所述通用滑锁组件与任选的所述通用定位槽(301a)形成可锁位固定的滑移配合连接。

4.根据权利要求3所述的同轴定位装置，其特征在于，所述通用定位槽(301a)形成为T形槽，所述通用滑锁组件包括T形螺栓和松紧螺母，所述限位件(303)和所述压夹件(304)均设有螺栓穿插孔，所述T形螺栓穿插所述螺栓穿插孔且两端分别与所述T形槽和所述松紧螺母配合连接。

5.根据权利要求4所述的同轴定位装置，其特征在于，所述螺栓穿插孔包括所述限位件(303)中的限位件螺孔和所述压夹件(304)中的压夹件套孔，所述限位件(303)通过所述限位件螺孔与所述T形螺栓固定连接，所述压夹件(304)通过所述压夹件套孔可沿轴向滑移地套接于所述T形螺栓。

6.根据权利要求1所述的同轴定位装置，其特征在于，所述工装定位总成包括固定设置在所述工装基准面板(301)上的法兰孔嵌装块。

7.根据权利要求6所述的同轴定位装置，其特征在于，所述工装定位总成还包括法兰压块(306)和松紧螺栓，所述法兰压块(306)形成有压块套孔，所述法兰孔嵌装块形成有嵌装块螺孔，所述法兰压块(306)和所述法兰孔嵌装块沿轴向层叠且所述压块套孔和所述嵌装块螺孔沿轴向对位设置，所述松紧螺栓穿过所述压块套孔后与所述嵌装块螺孔螺纹配合连接设置。

8.根据权利要求1所述的同轴定位装置，其特征在于，所述工装定位总成还包括设置在所述工装基准面板(301)上的对接缝定位结构(307)。

9.根据权利要求8所述的同轴定位装置，其特征在于，所述对接缝定位结构包括轴向延伸定位杆和径向延伸定位杆，所述轴向延伸定位杆的两端分别连接所述工装基准面板(301)和所述径向延伸定位杆。

10.根据权利要求1所述的同轴定位装置，其特征在于，所述对中机构(20)还包括：

座体，包括平行于所述工装基准面板(301)布置的座体基准面板(201)；

多个伸缩导向结构，在所述座体中沿周向依次间隔排布且分别沿径向延伸布置，多个所述伸缩导向结构与多个所述对中伸缩件(204)一一对应形成滑移配合连接；和

所述伸缩控制机构，设置于所述座体且包括转动件(205)、多个连杆(206)和伸缩动力装置(207)，所述转动件(205)的转动轴线与所述座体基准面板(201)的中垂线重合设置，多个所述连杆(206)的径向内端沿周向依次间隔铰接于所述转动件(205)，多个所述连杆(206)的径向外端一一对应铰接于多个所述对中伸缩件(204)，所述伸缩动力装置(207)能够驱动所述转动件(205)绕所述转动轴线自转。

11.根据权利要求10所述的同轴定位装置，其特征在于，所述对中伸缩件(204)、所述伸缩导向结构和所述连杆(206)的数量均为四个，四个所述对中伸缩件(204)沿周向依次等间隔布置，所述转动件(205)形成为矩形转动板，四个所述连杆(206)的径向内端分别铰接于所述矩形转动板的四个边角部。

12.根据权利要求10所述的同轴定位装置，其特征在于，任意一个所述对中伸缩件(204)形成为传动伸缩件，所述伸缩动力装置(207)沿所述传动伸缩件的径向延伸方向布置且包括缸体和直线伸缩杆，所述缸体在所述座体中固定设置，所述直线伸缩杆的径向内端可滑动套接于所述缸体且径向外端固定连接于所述传动伸缩件。

13.根据权利要求12所述的同轴定位装置，其特征在于，所述伸缩控制机构还包括分别与所述座体基准面板(201)和所述缸体固定连接的缸体固定座(208)，所述转动件(205)可转动连接于所述缸体固定座(208)。

14.根据权利要求10所述的同轴定位装置，其特征在于，各个所述伸缩导向结构均包括形成在所述座体基准面板(201)上的径向滑槽(209)和/或固定设置在所述座体中的径向滑轨(210)。

15.根据权利要求10所述的同轴定位装置，其特征在于，所述座体包括沿周向围闭设置的座体周向围板(202)以及分别盖合所述座体周向围板(202)的轴向两端开口设置的座体外接面板(203)和所述座体基准面板(201)，所述座体外接面板(203)、所述座体基准面板(201)和所述座体周向围板(202)共同限定出座体内腔，所述伸缩控制机构设置在所述座体内腔中。

16.根据权利要求15所述的同轴定位装置，其特征在于，所述对中伸缩件(204)包括伸缩件定位部(204a)，各个所述伸缩导向结构均包括形成在所述座体基准面板(201)上的径向滑槽(209)，所述伸缩件定位部(204a)与对应的所述径向滑槽(209)形成滑移配合连接且伸出所述座体基准面板(201)的轴向外侧面外设置。

17.根据权利要求16所述的同轴定位装置，其特征在于，所述对中伸缩件(204)包括沿轴向内外连接的伸缩件导向部(204b)和所述伸缩件定位部(204a)，各个所述伸缩导向结构均还包括与所述径向滑槽(209)对位布置且设置在所述座体基准面板(201)的轴向内侧面的径向滑轨(210)，所述伸缩件导向部(204b)与对应的所述径向滑轨(210)形成滑移配合连接且与对应的所述连杆(206)的径向外端铰接。

18.根据权利要求10所述的同轴定位装置，其特征在于，所述对中伸缩件(204)的径向外端设有弹性缓冲件。

19.根据权利要求1至18中任意一项所述的同轴定位装置，其特征在于，所述工装基准面板(301)形成有面板中心孔(301b)，所述轴向位移机构包括轴向位移传动件(80)和轴向位移动力装置(90)，所述同轴定位装置还包括装置固定基座(70)；

其中，所述装置固定基座(70)与所述面板中心孔(301b)沿轴向对位布置，所述随行工装(30)可拆卸连接于所述装置固定基座(70)，所述轴向位移传动件(80)可沿轴向滑移地套接在所述装置固定基座(70)内且轴向两端分别与所述对中机构(20)和所述轴向位移动力装置(90)连接，所述对中机构(20)可沿轴向位移地嵌入所述面板中心孔(301b)内。

20.根据权利要求19所述的同轴定位装置，其特征在于，所述同轴定位装置还包括接地安装法兰板(40)和工装安装结构(50)，所述工装安装结构(50)固定设置在所述装置固定基座(70)靠近所述随行工装(30)的轴向端部，所述接地安装法兰板(40)固定套接在所述装置固定基座(70)的外周壁且与所述工装安装结构(50)沿轴向间隔设置。

21.根据权利要求19所述的同轴定位装置，其特征在于，所述同轴定位装置还包括设置在所述装置固定基座(70)的周壁上且与所述轴向位移传动件(80)的外周壁滚动接触的多个导向轮(60)。

22.一种中空回转体生产线，其特征在于，所述中空回转体生产线包括根据权利要求1至21中任意一项所述的同轴定位装置。

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