CN116216497A - 一种开口罐体起吊工装及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开口罐体起吊工装及方法，属于焊接技术领域。技术方案是：纵梁组件（2）两端下方分别挂载结构相同的夹具组件一（3）和夹具组件二（4）；夹具组件一（3）和夹具组件二在纵梁（20）两端的纵向直线导轨（23）上滑动；夹具组件一的开口胀开组件一和开口胀开组件二对称布置在纵向滑板组件一（5）下部，罐体压紧装置（10）和罐体支撑组件（11）相匹配，位于开口胀开组件一和开口胀开组件二之间，纵向滑板组件一（5）设置在横梁组件一（7）的中间上部，并与罐体压紧装置（10）连接。本发明保证开口偏置罐体的开口在焊接夹具轴线位置定位和压紧，减少人工调整劳动强度，降低成本，提高了生产效率和加工质量。

Description

一种开口罐体起吊工装及方法

技术领域

本发明涉及一种开口罐体起吊工装及方法，特别是用于开口非圆形截面罐体（如八段弧截面罐体）开口姿态调整与吊装，便于开口罐体合缝焊接，属于焊接技术领域。

背景技术

本发明涉及的开口罐体指的是经卷板成型后的罐体。大型储罐广泛应用在气态产品、液态产品和粉状物料的储存和运输领域，储罐通常在低温、腐蚀及振动冲击环境中应用，因此，其安全性和使用寿命至关重要。储罐由开口罐体和两端的封头焊接组成，罐体通常是由板材经过卷板后合缝焊接成型，传统方法为：开口罐体卷板成型后，由人工操作手工吊具将开口罐体从卷板机处水平吊运出来，并将开口罐体吊装到焊接设备夹具中，在向焊接设备夹具处安装时，由于罐体的开口处有下垂，需要人工利用工具辅助将罐体边缘定位到夹具定位面上，整个操作过程劳动强度大、耗时长，且容易使罐体产生额外的变形，而影响产品的质量。

现有手工吊具通常是在圆弧状截面吊具体上等角度伸出几根支撑杆，支撑杆前端设置支撑轮，根据工件的大小，可手动调整支撑杆沿吊具体径向伸缩，以适应不同截面大小的开口罐体。已有技术存在问题是：各支撑杆伸缩需要在工件吊装前靠手工单独调整好，各支撑杆调整的精度靠人工控制，且在安装过程中，支撑杆不能再进行伸缩调整，在起吊后的工作周期中，罐体截面开口的大小只能用辅助工具进行撑开；对于开口偏置的罐体，特别是非圆形异形截面（如八段弧）罐体，由于截面不是规则的圆形且开口位置不在圆弧最低点，很难保证罐体的开口在焊接夹具轴线位置精确定位和压紧

发明内容

本发明的目的是提供一种开口罐体起吊工装及方法，通过伺服驱动对不同长度的罐体工件进行定位，采用气缸将罐体压紧到吊具定位滚筒上，以完成对卷板后的开口罐体进行吊装；采用伺服驱动胀口机构调整罐体开口大小，以完成罐体从卷板机滚筒上方吊出，并且，与开口位置调整组件配合，完成开口罐体工件在纵缝焊接设备上的装入与定位，采用伺服驱动开口位置调整组件对罐体开口位置进行调整，以保证开口偏置罐体的开口在焊接夹具轴线位置定位和压紧，减少人工调整劳动强度，降低成本，提高了生产效率和加工质量，解决已有技术存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是：

一种开口罐体起吊工装，包含纵梁组件、夹具组件一和夹具组件二，纵梁组件两端下方分别挂载结构相同的夹具组件一和夹具组件二；纵梁组件包含纵梁和纵向直线导轨，夹具组件一和夹具组件二在纵梁两端的纵向直线导轨上滑动；夹具组件一包含纵向滑板组件一、开口位置调整组件一、横梁组件一、开口胀开组件一、开口胀开组件二、罐体压紧装置和罐体支撑组件，开口胀开组件一和开口胀开组件二对称布置在纵向滑板组件一下部，罐体压紧装置和罐体支撑组件相匹配，位于开口胀开组件一和开口胀开组件二之间，纵向滑板组件一设置在横梁组件一的中间上部，并与罐体压紧装置连接，开口位置调整组件一位于横梁组件一侧面；

所述横梁组件一中横梁一与纵向滑板组件一中滑板支座一相连，横梁组件一与纵向滑板组件一组成固定结构，两者之间无相对移动或角向运动；所述纵向直线导轨与纵向滑板组件一中的滑板支座一连接；罐体压紧装置通过压紧座安装在纵向滑板组件一中的滑板支座一上；纵向直线导轨与开口胀开组件一中横向滑板一连接；在横梁组件一下方安装两组罐体支撑组件，在横梁组件一内设置一组开口位置调整组件一，开口位置调整组件一的从动链轮一安装在罐体支撑组件的支撑轴上；在纵梁组件中纵梁的另一端，夹具组件二的结构与夹具组件一对称相同。

所述纵梁组件的纵梁上安装纵向齿条，与纵向滑板组件一中纵向驱动齿轮一相啮合，纵向滑板组件一依靠伺服电机一驱动，精密行星减速机一传动，精密行星减速机一的输出轴与纵向驱动齿轮一相连接。

所述横梁组件一安装在纵向滑板组件一下方，横梁一通过两条横向直线导轨与开口胀开组件一中横向滑板一相连，横梁一上安装横向齿条一，与开口胀开组件一中横向驱动齿轮一相啮合，开口胀开组件一依靠伺服电机三驱动，精密行星减速机三传动，精密行星减速机三的输出轴与横向驱动齿轮一相连接；横梁一通过两条横向直线导轨与开口胀开组件二中横向滑板二相连，横梁一上安装横向齿条一，与开口胀开组件二中横向驱动齿轮二相啮合，开口胀开组件二依靠伺服电机四驱动，精密行星减速机四传动，精密行星减速机四的输出轴与横向驱动齿轮二相连接。

所述罐体压紧装置中压紧座安装在纵向滑板组件一中的滑板支座一或纵向滑板组件二中的滑板支座二上，导向板和销座一和销座二安装在横梁组件一中横梁一上或横梁组件二中横梁二上；压紧气缸安装在压紧座上，在压紧气缸缸杆前端安装铰轴座，铰轴座的铰接孔垂直于导向板安装面，铰轴穿过铰轴座的铰接孔和导向板的导向槽，铰轴可以沿着导向板的导向槽自由滑动。

所述罐体支撑组件通过支撑座安装在横梁一上或横梁二上，支撑座两端轴孔内安装轴承二和轴承五，轴承二和轴承五将支撑轴连接到支撑座上，轴承五外侧安装有支撑套一，胶垫一固定在支撑套一上，钢心胶轮二安装在支撑轴上，其端面靠紧在胶垫一上，钢心胶轮二、支撑套一和胶垫一可随支撑轴沿其轴心线进行回转。

所述开口胀开组件一中横向滑板一与横梁组件一中横向直线导轨相连，通过横向驱动齿轮一与横梁一上横向齿条一啮合，依靠伺服电机三驱动，精密行星减速机三传动；胀开支架一安装在横向滑板一上，胀开轴一安装在胀开支架一下端轴孔内，支撑套二靠紧在胀开轴一输出轴肩上，胶垫二固定在支撑套二上，钢心胶轮四套在胀开轴一输出轴上，胀开轴一端面安装压盖一，防止钢心胶轮四产生轴向窜动，支撑套二、胶垫二和钢心胶轮四可沿胀开轴一轴向进行回转。

所述开口胀开组件二中横向滑板二与横梁组件一中横向直线导轨相连，通过横向驱动齿轮二与横梁一上横向齿条一啮合，依靠伺服电机四驱动，精密行星减速机四传动；胀开支架二安装在横向滑板二上，胀开轴二安装在胀开支架二下端轴孔内，支撑套三靠紧在胀开轴二输出轴肩上，胶垫三固定在支撑套三上，钢心胶轮五套在胀开轴二输出轴上，胀开轴二端面安装压盖二，防止钢心胶轮五产生轴向窜动，支撑套三、胶垫三和钢心胶轮五可沿胀开轴二轴向进行回转。

一种上述开口罐体起吊工装的使用方法，分别完成开口对称罐体工件和开口偏置罐体工件的定位与夹紧；

对于开口位于对称轴线的开口对称罐体工件，其具体过程是：先通过三轴机械手将开口罐体起吊工装移动到开口对称罐体工件处，伺服电机一带动夹具组件一向内移动，将罐体支撑组件中钢心胶轮二移动到开口对称罐体工件内，使胶垫一靠紧开口对称罐体工件端面，三轴机械手上升至钢心胶轮二与开口对称罐体工件内壁相切，两侧罐体压紧装置中压紧气缸的气缸杆由伸出状态缩回，两侧钢心胶轮一压紧到开口对称罐体工件外壁上；随后，三轴机械手上升将开口对称罐体工件提起至开口对称罐体工件开口处卡在卷板机上滚筒时，处于开口对称罐体工件内部的开口胀开组件一和开口胀开组件二，分别在伺服电机三和伺服电机四驱动下向开口对称罐体工件内壁方向张开，直至钢心胶轮四接触开口对称罐体工件内壁，钢心胶轮五接触开口对称罐体工件内壁；伺服电机三驱动开口胀开组件一、伺服电机四驱动开口胀开组件二同时将开口对称罐体工件向外侧胀开，直至开口对称罐体工件开口大于卷板机滚筒直径；在纵梁另一端的夹具组件二动作相同；之后，三轴机械手上升将开口对称罐体工件吊出卷板机，并将开口对称罐体工件转运至纵缝焊接工位，由焊接设备沿开口对称罐体工件轴向将其压紧并完成纵缝焊接；

对于开口不在罐体对称轴线的开口偏置罐体工件，需要卷板机先将开口偏置罐体工件回转至长轴中心线水平位置，起吊工装按照与吊装开口对称罐体工件同样的步骤将开口偏置罐体工件压紧、提起；三轴机械手带动开口偏置罐体工件将开口移动至卷板机滚筒位置，以胀开开口对称罐体工件相同方法将开口偏置罐体工件胀开至开口大于卷板机滚筒直径；三轴机械手上升将开口偏置罐体工件吊出卷板机，并将开口偏置罐体工件转运至纵缝焊接工位；由于焊接设备琴键压紧机构需要对称压紧罐体开口处，因此需要吊装工装转动调整开口偏置罐体工件，使开口处罐体外壁与琴键压紧机构下方支撑面相切，具体实现方式如下：当开口偏置罐体工件转运至纵缝焊接工位时，开口位置调整组件一中伺服电机七通过精密行星减速机七和主动链轮轴一带动驱动链轮一转动，驱动链轮一将动力传递给链条一，链条一带动两处从动链轮一转动，从动链轮一将运动传递给安装在支撑轴上的钢心胶轮二；由于罐体压紧装置在压紧气缸作用下，钢心胶轮一已压紧开口偏置罐体工件外壁，开口偏置罐体工件外壁在钢心胶轮二摩擦力作用下，随钢心胶轮二外圆柱面一起运动，直至开口偏置罐体工件开口处弧面与焊接设备琴键压紧机构支撑面相切；在开口位置调整组件一侧调整开口偏置罐体工件开口位置的同时，开口位置调整组件二同步进行调整；调整完毕后，焊接设备琴键压紧机构沿开口偏置罐体工件轴向将其压紧并完成纵缝焊接。

本发明的积极效果：通过伺服驱动对不同长度的罐体工件进行定位，采用气缸将罐体压紧到吊具定位滚筒上，以完成对卷板后的开口罐体进行吊装；采用伺服驱动胀口机构调整罐体开口大小，以完成罐体从卷板机滚筒上方吊出，并且，与开口位置调整组件配合，完成开口罐体工件在纵缝焊接设备上的装入与定位，采用伺服驱动开口位置调整组件对罐体开口位置进行调整，以保证开口偏置罐体的开口在焊接夹具轴线位置定位和夹紧，减少人工调整劳动强度，降低成本，提高了生产效率和加工质量。

附图说明

图1为本发明实施例整体示意图；

图2为本发明实施例夹具组件一整体示意图

图3为本发明实施例夹具组件二整体示意图

图4为本发明实施例纵梁组件与纵向滑板组件一连接示意图；

图5为本发明实施例横梁组件一与开口胀开组件一连接示意图；

图6为本发明实施例横梁组件一与开口胀开组件二连接示意图；

图7为本发明实施例罐体压紧装置结构示意图；

图8为本发明实施例压紧滚轮局部放大图；

图9为本发明实施例开口位置调整组件一传动系统结构图；

图10为本发明实施例开口位置调整组件一结构示意图；

图11为本发明实施例张紧轮组件一结构示意图；

图12为本发明实施例过渡链轮组件一结构示意图；

图13为本发明实施例开口胀开组件一结构示意图；

图14为本发明实施例开口胀开组件一胀开滚轮结构示意图；

图15为本发明实施例开口胀开组件二结构示意图；

图16为本发明实施例开口胀开组件二胀开滚轮结构示意图；

图17为本发明实施例开口对称罐体吊装与开口调整步骤一示意图

图18为本发明实施例开口对称罐体吊装与开口调整步骤二示意图

图19为本发明实施例开口对称罐体吊装与开口调整步骤三示意图

图20为本发明实施例开口对称罐体吊装与开口调整步骤四示意图

图21为本发明实施例开口偏置罐体吊装与开口调整步骤一示意图

图22为本发明实施例开口偏置罐体吊装与开口调整步骤二示意图

图23为本发明实施例开口偏置罐体吊装与开口调整步骤三示意图

图24为本发明实施例开口偏置罐体吊装与开口调整步骤四示意图

图中：三轴机械手1、纵梁组件2 、夹具组件一3、夹具组件二4、纵向滑板组件一5、开口位置调整组件一6、横梁组件一7、开口胀开组件一8、开口胀开组件二9、罐体压紧装置10、罐体支撑组件11、纵向滑板组件二12、开口位置调整组件二13、横梁组件二14、开口胀开组件三15、开口胀开组件四16、开口对称罐体工件17、开口偏置罐体工件18、纵梁20、纵向驱动齿轮一21、纵向齿条22、纵向直线导轨23、精密行星减速机一24、伺服电机一25、滑板支座一26、横梁一31、横向直线导轨32、横向驱动齿轮一33、横向齿条一34、横向滑板一35、精密行星减速机三36、伺服电机三37、横向驱动齿轮二38、横向滑板二39、精密行星减速机四40、伺服电机四41、压紧气缸53、压紧座54、压杆一55、销座一56、压轮支架57、铰轴座58、铰轴59、导向板60、销座二61、压杆二62、钢心胶轮一63、压紧轴承64、压紧轴65、链轮驱动组件一66、链条一67、张紧轮组件一68、从动链轮一69、过渡链轮组件一70、轴承五72、伺服电机七73、精密行星减速机七74、减速机安装座一75、轴承一76、主动链轮轴一77、驱动链轮一78、支撑座79、轴承二81、支撑轴82、支撑套一83、胶垫一84、钢心胶轮二85、拉紧螺栓一86、拉紧座一87、锁紧螺母一88、张紧轴一89、张紧轮一90、轴承三91、从动链轮座一92、轴承四93、从动链轮轴一94、从动链轮一95、胀开轴一126、支撑套二127、胶垫二128、钢心胶轮四129、压盖一130、胀开支架一131、胀开支架二132、胀开轴二133、支撑套三134、胶垫三135、钢心胶轮五136、压盖二137、卷板机滚筒150、焊接设备琴键压紧机构151。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本发明做进一步叙述。

一种开口罐体起吊工装，包含纵梁组件2、夹具组件一3和夹具组件二4，纵梁组件2两端下方分别挂载结构相同的夹具组件一3和夹具组件二4；纵梁组件2包含纵梁20和纵向直线导轨23，夹具组件一3和夹具组件二4在纵梁20两端的纵向直线导轨23上滑动；夹具组件一3包含纵向滑板组件一5、开口位置调整组件一6、横梁组件一7、开口胀开组件一8、开口胀开组件二9、罐体压紧装置10和罐体支撑组件11，开口胀开组件一8和开口胀开组件二9对称布置在纵向滑板组件一5下部，罐体压紧装置10和罐体支撑组件11相匹配，位于开口胀开组件一8和开口胀开组件二9之间，纵向滑板组件一5设置在横梁组件一7的中间上部，并与罐体压紧装置10连接，开口位置调整组件一6位于横梁组件一7侧面；

所述横梁组件一7中横梁一31与纵向滑板组件一5中滑板支座一26相连，横梁组件一7与纵向滑板组件一5组成固定结构，两者之间无相对移动或角向运动；所述纵向直线导轨23与纵向滑板组件一5中的滑板支座一26连接；罐体压紧装置10通过压紧座54安装在纵向滑板组件一5中的滑板支座一26上；纵向直线导轨23与开口胀开组件一8中横向滑板一35连接；在横梁组件一7下方安装两组罐体支撑组件11，在横梁组件一7内设置一组开口位置调整组件一6，开口位置调整组件一6的从动链轮一69安装在罐体支撑组件11的支撑轴82上；在纵梁组件2中纵梁20的另一端，夹具组件二4的结构与夹具组件一3对称相同。

所述纵梁组件2的纵梁20上安装纵向齿条22，与纵向滑板组件一5中纵向驱动齿轮一21相啮合，纵向滑板组件一5依靠伺服电机一25驱动，精密行星减速机一24传动，精密行星减速机一24的输出轴与纵向驱动齿轮一21相连接。

所述横梁组件一7安装在纵向滑板组件一5下方，横梁一31通过两条横向直线导轨32与开口胀开组件一8中横向滑板一35相连，横梁一31上安装横向齿条一34，与开口胀开组件一8中横向驱动齿轮一33相啮合，开口胀开组件一8依靠伺服电机三37驱动，精密行星减速机三36传动，精密行星减速机三36的输出轴与横向驱动齿轮一33相连接；横梁一31通过两条横向直线导轨32与开口胀开组件二9中横向滑板二39相连，横梁一31上安装横向齿条一34，与开口胀开组件二9中横向驱动齿轮二38相啮合，开口胀开组件二9依靠伺服电机四41驱动，精密行星减速机四40传动，精密行星减速机四40的输出轴与横向驱动齿轮二38相连接。

所述罐体压紧装置10中压紧座54安装在纵向滑板组件一5中的滑板支座一26或纵向滑板组件二12中的滑板支座二上，导向板60和销座一56和销座二61安装在横梁组件一7中横梁一31上或横梁组件二14中横梁二上；压紧气缸53安装在压紧座54上，在压紧气缸53缸杆前端安装铰轴座58，铰轴座58的铰接孔垂直于导向板60安装面，铰轴59穿过铰轴座58的铰接孔和导向板60的导向槽，铰轴59可以沿着导向板60的导向槽自由滑动。压杆一55和压杆二62铰接端安装在铰轴座58的U型槽内，压杆一55和压杆二62的铰接孔安装在铰轴59上，压杆一55上长槽可沿着销座一56滑动，压杆二62上长槽可沿着销座二61滑动，压杆一55和压杆二62下端安装压轮支架57，压轮支架57的轴孔内安装压紧轴65，压紧轴65两端安装压紧轴承64，压紧轴承64外面安装钢心胶轮一63。罐体压紧装置10中压紧气缸53的气缸杆由伸出状态缩回时，铰轴座58带动铰轴59沿着导向板60的导向槽向上运动，压杆一55和压杆二62铰接端跟随铰轴59一起向上运动，压杆一55处，随着铰接端向上运动，压杆一55上长槽沿着销座一56向上滑动，在滑动铰接点销座一56的另一侧，安装在压杆一55上的压轮支架57向下运动，压杆二62处，随着铰接端向上运动，压杆二62上长槽沿着销座二61向上滑动，在滑动铰接点销座二61的另一侧，安装在压杆二62上的压轮支架57向下运动，直至两侧钢心胶轮一63压紧到罐体工件外壁上；当气缸杆由缩回状态伸出时，铰轴座58带动铰轴59沿着导向板60的导向槽向下运动，压杆一55和压杆二62铰接端跟随铰轴59一起向下运动，压杆一55处，随着铰接端向下运动，压杆一55上长槽沿着销座一56向下滑动，在滑动铰接点销座一56的另一侧，安装在压杆一55上的压轮支架57向上运动，压杆二62处，随着铰接端向下运动，压杆二62上长槽沿着销座二61向下滑动，在滑动铰接点销座二61的另一侧，安装在压杆二62上的压轮支架57向上运动，直至气缸杆完全伸出，此时夹紧机构处于张开状态。

所述开口位置调整组件一6由链轮驱动组件一66、链条一67、张紧轮组件一68、从动链轮组件一69、过渡链轮组件一70组成；链轮驱动组件一66通过减速机安装座一75安装在横梁组件一7中的横梁一31上，链轮驱动组件一66通过伺服电机七73驱动，精密行星减速机七74传动，精密行星减速机七74输出轴与主动链轮轴一77相连，主动链轮轴一77通过轴承一76固定在减速机安装座一75上，主动链轮轴一77输出端安装驱动链轮一78；张紧轮组件一68通过拉紧座一87固定在横梁一31上，张紧轮一90通过轴承三91安装在张紧轴一89上，在链条传动时，张紧轮一90可随轴承三91转动，张紧轴一89安装在横梁组件一7的导槽内，张紧轴一89通过两端调整螺纹孔与拉紧螺栓一86相连，拉紧螺栓一86安装在拉紧座一87上，张紧轴一89可随拉紧螺栓一86沿横梁一31上导槽上下滑动，调整好后，由锁紧螺母一88将拉紧螺栓一86锁紧；从动链轮一69固定在罐体支撑组件11的支撑轴一82上，过渡链轮组件一70通过从动链轮座一92固定在横梁一31上，从动链轮座一92通过轴承四93与从动链轮轴一94连接，在从动链轮轴一94输出端，安装从动链轮一95；链条一67缠绕在驱动链轮一78、从动链轮一95、两个从动链轮一69及两个张紧轮一90上，通过调整拉紧螺栓一86可以将链条一67张紧。

所述罐体支撑组件11通过支撑座79安装在横梁一31上或横梁二上，支撑座79两端轴孔内安装轴承二81和轴承五72，轴承二81和轴承五72将支撑轴82连接到支撑座79上，轴承五72外侧安装有支撑套一83，胶垫一84固定在支撑套一83上，钢心胶轮二85安装在支撑轴82上，其端面靠紧在胶垫一84上，钢心胶轮二85、支撑套一83和胶垫一84可随支撑轴82沿其轴心线进行回转。

所述开口胀开组件一8中横向滑板一35与横梁组件一7中横向直线导轨32相连，通过横向驱动齿轮一33与横梁一31上横向齿条一34啮合，依靠伺服电机三37驱动，精密行星减速机三36传动；胀开支架一131安装在横向滑板一35上，胀开轴一126安装在胀开支架一131下端轴孔内，支撑套二127靠紧在胀开轴一126输出轴肩上，胶垫二128固定在支撑套二127上，钢心胶轮四129套在胀开轴一126输出轴上，胀开轴一126端面安装压盖一130，防止钢心胶轮四129产生轴向窜动，支撑套二127、胶垫二128和钢心胶轮四129可沿胀开轴一126轴向进行回转。

所述开口胀开组件二9中横向滑板二39与横梁组件一7中横向直线导轨32相连，通过横向驱动齿轮二38与横梁一31上横向齿条一34啮合，依靠伺服电机四41驱动，精密行星减速机四40传动；胀开支架二132安装在横向滑板二39上，胀开轴二133安装在胀开支架二132下端轴孔内，支撑套三134靠紧在胀开轴二133输出轴肩上，胶垫三135固定在支撑套三134上，钢心胶轮五136套在胀开轴二133输出轴上，胀开轴二133端面安装压盖二137，防止钢心胶轮五136产生轴向窜动，支撑套三134、胶垫三135和钢心胶轮五136可沿胀开轴二133轴向进行回转。

一种上述开口罐体起吊工装的使用方法，分别完成开口对称罐体工件17和开口偏置罐体工件18的定位与夹紧；

对于开口位于对称轴线的开口对称罐体工件17，其具体过程是：先通过三轴机械手1将开口罐体起吊工装移动到开口对称罐体工件17处，伺服电机一25带动夹具组件一3向内移动，将罐体支撑组件11中钢心胶轮二85移动到开口对称罐体工件17内，使胶垫一84靠紧开口对称罐体工件17端面，三轴机械手1上升至钢心胶轮二85与开口对称罐体工件17内壁相切，两侧罐体压紧装置10中压紧气缸53的气缸杆由伸出状态缩回，两侧钢心胶轮一63压紧到开口对称罐体工件17外壁上；随后，三轴机械手1上升将开口对称罐体工件17提起至开口对称罐体工件17开口处卡在卷板机上滚筒时，处于开口对称罐体工件17内部的开口胀开组件一8和开口胀开组件二9，分别在伺服电机三37和伺服电机四41驱动下向开口对称罐体工件17内壁方向张开，直至钢心胶轮四129接触开口对称罐体工件17内壁，钢心胶轮五136接触开口对称罐体工件17内壁；伺服电机三37驱动开口胀开组件一8、伺服电机四41驱动开口胀开组件二9同时将开口对称罐体工件17向外侧胀开，直至开口对称罐体工件开口大于卷板机滚筒直径；在纵梁20另一端的夹具组件二4动作相同；之后，三轴机械手上升将开口对称罐体工件17吊出卷板机，并将开口对称罐体工件17转运至纵缝焊接工位，由焊接设备沿开口对称罐体工件17轴向将其压紧并完成纵缝焊接。

对于开口不在罐体对称轴线的开口偏置罐体工件18，需要卷板机先将开口偏置罐体工件18回转至长轴中心线水平位置，起吊工装按照与吊装开口对称罐体工件17同样的步骤将开口偏置罐体工件18压紧、提起；三轴机械手1带动开口偏置罐体工件18将开口移动至卷板机滚筒位置，以胀开开口对称罐体工件17相同方法将开口偏置罐体工件18胀开至开口大于卷板机滚筒直径；三轴机械手上升将开口偏置罐体工件18吊出卷板机，并将开口偏置罐体工件18转运至纵缝焊接工位；由于焊接设备琴键压紧机构需要对称压紧罐体开口处，因此需要吊装工装转动调整开口偏置罐体工件18，使开口处罐体外壁与琴键压紧机构下方支撑面相切，具体实现方式如下：当开口偏置罐体工件18转运至纵缝焊接工位时，开口位置调整组件一6中伺服电机七73通过精密行星减速机七74和主动链轮轴一77带动驱动链轮一78转动，驱动链轮一78将动力传递给链条一67，链条一67带动两处从动链轮一69转动，从动链轮一69将运动传递给安装在支撑轴82上的钢心胶轮二85；由于罐体压紧装置10在压紧气缸53作用下，钢心胶轮一63已压紧开口偏置罐体工件18外壁，开口偏置罐体工件18外壁在钢心胶轮二85摩擦力作用下，随钢心胶轮二85外圆柱面一起运动，直至开口偏置罐体工件18开口处弧面与焊接设备琴键压紧机构支撑面相切；在开口位置调整组件一6侧调整开口偏置罐体工件18开口位置的同时，开口位置调整组件二13同步进行调整；调整完毕后，焊接设备琴键压紧机构沿开口偏置罐体工件18轴向将其压紧并完成纵缝焊接。

在实施例中，夹具组件一3中滑板支座一26安装在纵梁组件2中纵向直线导轨23上，夹具组件一3中纵向驱动齿轮一21与纵梁组件2中纵向齿条22组成齿轮齿条传动副，夹具组件一3在伺服电机一25驱动下，经过精密行星减速机一24传动，将动力传递给纵向驱动齿轮一21，夹具组件一3在齿轮齿条传动副作用下，可沿纵向直线导轨23从纵梁20端部向中间运动，或沿纵向直线导轨23从纵梁20中间向端部运动。

所述开口胀开组件一8中横向滑板一35与横梁组件一7中的横向直线导轨32连接，开口胀开组件一8中横向驱动齿轮一33与横梁组件一7中横向齿条一34组成齿轮齿条传动副，开口胀开组件一8在伺服电机三37驱动下，经过精密行星减速机三36传动，将动力传递给横向驱动齿轮一33，开口胀开组件一8在齿轮齿条传动副作用下，可沿横向直线导轨32从横梁一31端部向中间运动或沿横向直线导轨32从横梁一31中间向端部运动；胀开支架一131安装在横向滑板一35下方，胀开支架一131轴孔内安装胀开轴一126，支撑套二127安装在胀开轴一126上，且其端面靠紧在胀开轴一126轴肩端面上，支撑套二127与胀开轴一126间采用间隙配合，支撑套二127可在胀开轴一126上自由转动；胶垫二128安装在支撑套二127端面上，钢心胶轮四129安装在胀开轴一126上，钢心胶轮四129与胀开轴一126间为间隙配合，钢心胶轮四129可以在胀开轴一126上自有转动；压盖一130压紧在胀开轴一126端面且与钢心胶轮四129端面留有微小间隙，压盖一130可防止钢心胶轮四129从胀开轴一126上脱落且不影响其转动。

所述开口胀开组件二9中横向滑板二39与横梁组件一7中的横向直线导轨32连接，开口胀开组件二9中横向驱动齿轮二38与横梁组件一7中横向齿条一34组成齿轮齿条传动副，开口胀开组件二9在伺服电机四41驱动下，经过精密行星减速机四40传动，将动力传递给横向驱动齿轮二38，开口胀开组件二9在齿轮齿条传动副作用下，可沿横向直线导轨32从横梁一31端部向中间运动或沿横向直线导轨32从横梁一31中间向端部运动；胀开支架二132安装在横向滑板二39下方，胀开支架二132轴孔内安装胀开轴二133，支撑套三134安装在胀开轴二133上，且其端面靠紧在胀开轴二133轴肩端面上，支撑套三134与胀开轴二133间采用间隙配合，支撑套三134可在胀开轴二133上自由转动；胶垫三135安装在支撑套三134端面上，钢心胶轮五136安装在胀开轴二133上，钢心胶轮五136与胀开轴二133间为间隙配合，钢心胶轮五136可以在胀开轴二133上自有转动；压盖二137压紧在胀开轴二133端面且与钢心胶轮五136端面留有微小间隙，压盖二137可防止钢心胶轮五136从胀开轴二133上脱落且不影响其转动。

所述罐体支撑组件11安装在横梁组件一7下方，罐体支撑组件11中支撑座79与横梁一31相连接，罐体支撑组件11与横梁组件一7组成固定结构，两者之间无相对移动或角向运动，在夹具组件一3中，横梁组件一7下方安装有两组罐体支撑组件11，在吊装罐体时，对罐体工件形成两点支撑。支撑座79轴孔内安装有轴承二81和轴承五72，在轴承二81和轴承五72上安装支撑轴82，在支撑轴82上，轴承二81和轴承五72之间安装从动链轮一69，从动链轮一69在开口位置调整组件一6中伺服电机七73驱动下，可带动支撑轴82做顺时针或逆时针回转运动，轴承五72外侧安装支撑套一83，胶垫一84固定在支撑套一83上，钢心胶轮二85安装在支撑轴82上，其端面靠紧在胶垫一84上，钢心胶轮二85、支撑套一83、胶垫一84与支撑轴82形成固定连接，可随支撑轴82沿其轴心线进行回转。在安装罐体工件时，开口罐体内圆弧面放置在两组钢心胶轮二85上，与钢心胶轮二85外圆柱面相切，罐体端面顶靠在胶垫一84上。

所述开口位置调整组件一6包含链轮驱动组件一66、链条一67、张紧轮组件一68、从动链轮一69、过渡链轮组件一70。开口位置调整组件一6中链轮驱动组件一66通过减速机安装座一75安装在横梁一31上，链轮驱动组件一66由伺服电机七73驱动，精密行星减速机七74传动，精密行星减速机七74输出端与主动链轮轴一77相连，主动链轮轴一77通过轴承一76约束在减速机安装座一75轴孔内，主动链轮轴一77输出端安装驱动链轮一78，伺服电机七73经过精密行星减速机七74和主动链轮轴一77将动力传递给驱动链轮一78，可带动驱动链轮一78顺时针或逆时针回转，过渡链轮组件一70通过从动链轮座一92安装在横梁一31上，从动链轮座一92轴孔内安装轴承四93，轴承四93将从动链轮轴一94约束在从动链轮座一92轴孔内，从动链轮轴一94输出端安装从动链轮一95，在外部驱动下，从动链轮一95可顺时针或逆时针回转。张紧轮组件一68通过拉紧座一87与横梁一31相连接，拉紧座一87上螺纹孔内安装拉紧螺栓一86，拉紧螺栓一86端部轴槽卡入张紧轴一89槽孔内，张紧轮一90通过轴承三91安装在张紧轴一89上，调整拉紧螺栓一86伸出长度，张紧轴一89随拉紧螺栓一86升降，以带动张紧轮一90张紧链条一67，待链条一67张紧后，锁紧锁紧螺母一88。从动链轮一69安装在罐体支撑组件11的支撑轴82上；链条一67通过张紧轮一90和从动链轮一95将伺服电机七73的动力传动到罐体支撑组件11中钢心胶轮二85上，在伺服电机七73驱动下，夹具组件一3上的两组钢心胶轮二85可顺时针或逆时针回转。

罐体压紧装置10中压紧座54安装在纵向滑板组件一5中的滑板支座一26上，罐体压紧装置10中销座一56、销座二61和导向板60安装在横梁组件一7中横梁一31上。压紧气缸53安装在压紧座54上，在压紧气缸53缸杆前端安装铰轴座58，铰轴座58的铰接孔垂直于导向板60安装面，铰轴59穿过铰轴座58的铰接孔和导向板60的导向槽，铰轴59可以沿着导向板60的导向槽自由滑动。压杆一55和压杆二62铰接端安装在铰轴座58的U型槽内，压杆一55和压杆二62的铰接孔安装在铰轴59上，压杆一55上长槽可沿着销座一56滑动，压杆二62上长槽可沿着销座二61滑动，压杆一55和压杆二62下端安装压轮支架57，压轮支架57的轴孔内安装压紧轴65，压紧轴65两端安装压紧轴承64，压紧轴承64外面安装钢心胶轮一63。罐体压紧装置10中压紧气缸53的气缸杆由伸出状态缩回时，铰轴座58带动铰轴59沿着导向板60的导向槽向上运动，压杆一55和压杆二62铰接端跟随铰轴59一起向上运动，压杆一55处，随着铰接端向上运动，压杆一55上长槽沿着销座一56向上滑动，在滑动铰接点销座一56的另一侧，安装在压杆一55上的压轮支架57向下运动，压杆二62处，随着铰接端向上运动，压杆二62上长槽沿着销座二61向上滑动，在滑动铰接点销座二61的另一侧，安装在压杆二62上的压轮支架57向下运动，直至两侧钢心胶轮一63压紧到罐体工件外壁上；当气缸杆由缩回状态伸出时，铰轴座58带动铰轴59沿着导向板60的导向槽向下运动，压杆一55和压杆二62铰接端跟随铰轴59一起向下运动，压杆一55处，随着铰接端向下运动，压杆一55上长槽沿着销座一56向下滑动，在滑动铰接点销座一56的另一侧，安装在压杆一55上的压轮支架57向上运动，压杆二62处，随着铰接端向下运动，压杆二62上长槽沿着销座二61向下滑动，在滑动铰接点销座二61的另一侧，安装在压杆二62上的压轮支架57向上运动，直至气缸杆完全伸出，此时夹紧机构处于张开状态。

在实施例中，实际应用时具体工艺流程如下：

（1）开口对称罐体工件17吊装与开口调整工艺流程：

步骤一：参照附图17，通过三轴机械手1将起吊工装移动到开口对称罐体工件17处，夹具组件一3和夹具组件二4分别向内移动靠紧开口对称罐体工件17端面，罐体支撑组件11托在开口对称罐体工件17内圆弧面上，罐体压紧装置10压紧到开口对称罐体工件17外壁上；

步骤二：参照附图18，开口胀开组件一8和开口胀开组件三15向外移动至贴紧到开口对称罐体工件17内壁，开口胀开组件二9和开口胀开组件四16向另一侧移动至贴紧到开口对称罐体工件17另一侧内壁，之后两者分别向外胀开罐体，直至罐体开口大于卷板机滚筒150直径；

步骤三：参照附图19，三轴机械手1将起吊工装移动至焊接工位，将开口对称罐体工件17开口中心对正焊接设备琴键压紧机构竖直对称面装入到琴键压紧机构内；

步骤四：参照附图20，开口胀开组件一8和开口胀开组件三15向内移动，使开口对称罐体工件17开口缩小，直至开口对称罐体工件17开口边定位到焊接设备定位块处，琴键压紧机构a侧压指压紧开口对称罐体工件17开口侧内壁，之后开口胀开组件二9和开口胀开组件四16向内移动，使开口对称罐体工件17开口继续缩小至开口闭合，琴键压紧机构b侧压指压紧开口对称罐体工件17开口处内壁，对纵缝进行焊接，焊后起吊工装保持此状态，由三轴机械手1将开口对称罐体工件17从焊接设备中移出至下料工位。

（2）开口偏置罐体工件18吊装与开口调整工艺流程：

步骤一：参照附图21，通过三轴机械手1将起吊工装移动到开口偏置罐体工件18处，夹具组件一3和夹具组件二4分别向内移动靠紧开口偏置罐体工件18端面，罐体支撑组件11托在开口偏置罐体工件18内圆弧面上，罐体压紧装置10压紧到开口偏置罐体工件18外壁上；

步骤二：参照附图22，开口胀开组件一8和开口胀开组件三15向外移动至贴紧到开口偏置罐体工件18内壁，开口胀开组件二9和开口胀开组件四16向另一侧移动至贴紧到开口偏置罐体工件18另一侧内壁，之后两者分别向外胀开罐体，直至罐体开口大于卷板机滚筒150直径；

步骤三：参照附图23，三轴机械手1将起吊工装移动至焊接工位，开口位置调整组件一6和开口位置调整组件二13启动，使开口偏置罐体工件18转动一定角度至开口偏置罐体工件18开口两侧相对焊接设备琴键压紧机构151定位面等高，将开口偏置罐体工件18开口中心对正焊接设备琴键压紧机构151竖直对称面装入到琴键压紧机构内；

步骤四：参照附图24，开口胀开组件一8和开口胀开组件三15向内移动，使开口偏置罐体工件18开口缩小，直至开口偏置罐体工件18开口边定位到焊接设备定位块处，琴键压紧机构a侧压指压紧开口偏置罐体工件18开口侧内壁，之后开口胀开组件二9和开口胀开组件四16向内移动，使开口偏置罐体工件18开口继续缩小至开口闭合，琴键压紧机构b侧压指压紧开口偏置罐体工件18开口处内壁，对纵缝进行焊接，焊后起吊工装保持此状态，由三轴机械手1将开口偏置罐体工件18从焊接设备中移出至下料工位。

Claims (8)

1.一种开口罐体起吊工装，其特征在于：包含纵梁组件（2）、夹具组件一（3）和夹具组件二（4），纵梁组件（2）两端下方分别挂载结构相同的夹具组件一（3）和夹具组件二（4）；纵梁组件（2）包含纵梁（20）和纵向直线导轨（23），夹具组件一（3）和夹具组件二（4）在纵梁（20）两端的纵向直线导轨（23）上滑动；夹具组件一（3）包含纵向滑板组件一（5）、开口位置调整组件一（6）、横梁组件一（7）、开口胀开组件一（8）、开口胀开组件二（9）、罐体压紧装置（10）和罐体支撑组件（11），开口胀开组件一（8）和开口胀开组件二（9）对称布置在纵向滑板组件一（5）下部，罐体压紧装置（10）和罐体支撑组件（11）相匹配，位于开口胀开组件一（8）和开口胀开组件二（9）之间，纵向滑板组件一（5）设置在横梁组件一（7）的中间上部，并与罐体压紧装置（10）连接，开口位置调整组件一（6）位于横梁组件一（7）侧面；

所述横梁组件一（7）中横梁一（31）与纵向滑板组件一（5）中滑板支座一（26）相连，横梁组件一（7）与纵向滑板组件一（5）组成固定结构，两者之间无相对移动或角向运动；所述纵向直线导轨（23）与纵向滑板组件一（5）中的滑板支座一（26）连接；罐体压紧装置（10）通过压紧座（54）安装在纵向滑板组件一（5）中的滑板支座一（26）上；纵向直线导轨（23）与开口胀开组件一（8）中横向滑板一（35）连接；在横梁组件一（7）下方安装两组罐体支撑组件（11），在横梁组件一（7）内设置一组开口位置调整组件一（6），开口位置调整组件一（6）的从动链轮一（69）安装在罐体支撑组件（11）的支撑轴（82）上；在纵梁组件（2）中纵梁（20）的另一端，夹具组件二（4）的结构与夹具组件一（3）对称相同。

2.根据权利要求1所述的一种开口罐体起吊工装，其特征在于：所述纵梁组件（2）的纵梁（20）上安装纵向齿条（22），与纵向滑板组件一（5）中纵向驱动齿轮一（21）相啮合，纵向滑板组件一（5）依靠伺服电机一（25）驱动，精密行星减速机一（24）传动，精密行星减速机一（24）的输出轴与纵向驱动齿轮一（21）相连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种开口罐体起吊工装，其特征在于：所述横梁组件一（7）安装在纵向滑板组件一（5）下方，横梁一（31）通过两条横向直线导轨（32）与开口胀开组件一（8）中横向滑板一（35）相连，横梁一（31）上安装横向齿条一（34），与开口胀开组件一（8）中横向驱动齿轮一（33）相啮合，开口胀开组件一（8）依靠伺服电机三（37）驱动，精密行星减速机三（36）传动，精密行星减速机三（36）的输出轴与横向驱动齿轮一（33）相连接；横梁一（31）通过两条横向直线导轨（32）与开口胀开组件二（9）中横向滑板二（39）相连，横梁一（31）上安装横向齿条一（34），与开口胀开组件二（9）中横向驱动齿轮二（38）相啮合，开口胀开组件二（9）依靠伺服电机四（41）驱动，精密行星减速机四（40）传动，精密行星减速机四（40）的输出轴与横向驱动齿轮二（38）相连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种开口罐体起吊工装，其特征在于：所述罐体压紧装置（10）中压紧座（54）安装在纵向滑板组件一（5）中的滑板支座一（26）或纵向滑板组件二（12）中的滑板支座二上，导向板（60）和销座一（56）和销座二（61）安装在横梁组件一（7）中横梁一（31）上或横梁组件二（14）中横梁二上；压紧气缸（53）安装在压紧座（54）上，在压紧气缸（53）缸杆前端安装铰轴座（58），铰轴座（58）的铰接孔垂直于导向板（60）安装面，铰轴（59）穿过铰轴座（58）的铰接孔和导向板（60）的导向槽，铰轴（59）可以沿着导向板（60）的导向槽自由滑动。

5.根据权利要求1或2所述的一种开口罐体起吊工装，其特征在于：所述罐体支撑组件（11）通过支撑座（79）安装在横梁一（31）上或横梁二上，支撑座（79）两端轴孔内安装轴承二（81）和轴承五（72），轴承二（81）和轴承五（72）将支撑轴（82）连接到支撑座（79）上，轴承五（72）外侧安装有支撑套一（83），胶垫一（84）固定在支撑套一（83）上，钢心胶轮二（85）安装在支撑轴（82）上，其端面靠紧在胶垫一（84）上，钢心胶轮二（85）、支撑套一（83）和胶垫一（84）可随支撑轴（82）沿其轴心线进行回转。

6.根据权利要求1或2所述的一种开口罐体起吊工装，其特征在于：所述开口胀开组件一（8）中横向滑板一（35）与横梁组件一（7）中横向直线导轨（32）相连，通过横向驱动齿轮一（33）与横梁一（31）上横向齿条一（34）啮合，依靠伺服电机三（37）驱动，精密行星减速机三（36）传动；胀开支架一（131）安装在横向滑板一（35）上，胀开轴一（126）安装在胀开支架一（131）下端轴孔内，支撑套二（127）靠紧在胀开轴一（126）输出轴肩上，胶垫二（128）固定在支撑套二（127）上，钢心胶轮四（129）套在胀开轴一（126）输出轴上，胀开轴一（126）端面安装压盖一（130），防止钢心胶轮四（129）产生轴向窜动，支撑套二（127）、胶垫二（128）和钢心胶轮四（129）可沿胀开轴一（126）轴向进行回转。

7.根据权利要求1或2所述的一种开口罐体起吊工装，其特征在于：所述开口胀开组件二（9）中横向滑板二（39）与横梁组件一（7）中横向直线导轨（32）相连，通过横向驱动齿轮二（38）与横梁一（31）上横向齿条一（34）啮合，依靠伺服电机四（41）驱动，精密行星减速机四（40）传动；胀开支架二（132）安装在横向滑板二（39）上，胀开轴二（133）安装在胀开支架二（132）下端轴孔内，支撑套三（134）靠紧在胀开轴二（133）输出轴肩上，胶垫三（135）固定在支撑套三（134）上，钢心胶轮五（136）套在胀开轴二（133）输出轴上，胀开轴二（133）端面安装压盖二（137），防止钢心胶轮五（136）产生轴向窜动，支撑套三（134）、胶垫三（135）和钢心胶轮五（136）可沿胀开轴二（133）轴向进行回转。

8.一种开口罐体起吊工装使用方法，使用权利要求1-7任意一项所述的开口罐体起吊工装，分别完成开口对称罐体工件（17）和开口偏置罐体工件（18）的定位与夹紧；其特征在于：

对于开口位于对称轴线的开口对称罐体工件（17），其具体过程是：先通过三轴机械手（1）将开口罐体起吊工装移动到开口对称罐体工件（17）处，伺服电机一（25）带动夹具组件一（3）向内移动，将罐体支撑组件（11）中钢心胶轮二（85）移动到开口对称罐体工件（17）内，使胶垫一（84）靠紧开口对称罐体工件（17）端面，三轴机械手（1）上升至钢心胶轮二（85）与开口对称罐体工件（17）内壁相切，两侧罐体压紧装置（10）中压紧气缸（53）的气缸杆由伸出状态缩回，两侧钢心胶轮一（63）压紧到开口对称罐体工件（17）外壁上；随后，三轴机械手（1）上升将开口对称罐体工件（17）提起至开口对称罐体工件（17）开口处卡在卷板机上滚筒时，处于开口对称罐体工件（17）内部的开口胀开组件一（8）和开口胀开组件二（9），分别在伺服电机三（37）和伺服电机四（41）驱动下向开口对称罐体工件（17）内壁方向张开，直至钢心胶轮四（129）接触开口对称罐体工件（17）内壁，钢心胶轮五（136）接触开口对称罐体工件（17）内壁；伺服电机三（37）驱动开口胀开组件一（8）、伺服电机四（41）驱动开口胀开组件二（9）同时将开口对称罐体工件（17）向外侧胀开，直至开口对称罐体工件开口大于卷板机滚筒直径；在纵梁（20）另一端的夹具组件二（4）动作相同；之后，三轴机械手上升将开口对称罐体工件（17）吊出卷板机，并将开口对称罐体工件（17）转运至纵缝焊接工位，由焊接设备沿开口对称罐体工件（17）轴向将其压紧并完成纵缝焊接；

对于开口不在罐体对称轴线的开口偏置罐体工件（18），需要卷板机先将开口偏置罐体工件（18）回转至长轴中心线水平位置，起吊工装按照与吊装开口对称罐体工件（17）同样的步骤将开口偏置罐体工件（18）压紧、提起；三轴机械手（1）带动开口偏置罐体工件（18）将开口移动至卷板机滚筒位置，以胀开开口对称罐体工件（17）相同方法将开口偏置罐体工件（18）胀开至开口大于卷板机滚筒直径；三轴机械手上升将开口偏置罐体工件（18）吊出卷板机，并将开口偏置罐体工件（18）转运至纵缝焊接工位；由于焊接设备琴键压紧机构需要对称压紧罐体开口处，因此需要吊装工装转动调整开口偏置罐体工件（18），使开口处罐体外壁与琴键压紧机构下方支撑面相切，具体实现方式如下：当开口偏置罐体工件（18）转运至纵缝焊接工位时，开口位置调整组件一（6）中伺服电机七（73）通过精密行星减速机七（74）和主动链轮轴一（77）带动驱动链轮一（78）转动，驱动链轮一（78）将动力传递给链条一（67），链条一（67）带动两处从动链轮一（69）转动，从动链轮一（69）将运动传递给安装在支撑轴（82）上的钢心胶轮二（85）；由于罐体压紧装置（10）在压紧气缸（53）作用下，钢心胶轮一（63）已压紧开口偏置罐体工件（18）外壁，开口偏置罐体工件（18）外壁在钢心胶轮二（85）摩擦力作用下，随钢心胶轮二（85）外圆柱面一起运动，直至开口偏置罐体工件（18）开口处弧面与焊接设备琴键压紧机构支撑面相切；在开口位置调整组件一（6）侧调整开口偏置罐体工件（18）开口位置的同时，开口位置调整组件二（13）同步进行调整；调整完毕后，焊接设备琴键压紧机构沿开口偏置罐体工件（18）轴向将其压紧并完成纵缝焊接。

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