CN202345030U - 一种用于大口径钢管自动内喷印的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于大口径钢管自动内喷印的装置，其包括：一小车，其上设有一光电传感器；一升降架，其设于小车上，并与一升降装置连接，升降装置驱动升降架上下移动；一横梁，其设于升降架上，横梁设置为在一横梁移动装置的驱动下能够沿着横梁的轴向方向移动；一喷印头，其设于横梁的一端端部，喷印头设置为在一喷印头转动装置的驱动下可绕着一转轴转动，转轴与钢管的中心轴重合或平行；一喷印编码器，其设于横梁上，并设于靠近喷印头的后方；一编码器驱动装置，其与喷印编码器连接，以驱动喷印编码器接触钢管内壁或离开钢管内壁；一控制PLC，其与光电传感器和喷印编码器分别数据连接。

Description

一种用于大口径钢管自动内喷印的装置

技术领域

本实用新型涉及一种喷印装置，尤其涉及一种钢管内喷印装置。

背景技术

在大口径钢管生产过程中，需要对大口径钢管的内壁进行喷印作业。目前用于大口径钢管喷印作业的工艺技术有两种：一种是人工喷印技术，即把需要喷印的内容镂空雕刻在模板上，再由人工把模板放在钢管内壁上，用喷漆喷涂，喷完后，拿掉模板，即完成一次作业；另一种喷印技术是采用通用机械手，即在机械手的手臂上装一个喷印头，由计算机和机械手控制装置自动完成整个喷印过程。

但是上述技术方案均存在一定的问题：

人工喷印技术劳动强度大，作业环境差，污染严重；此外，因为模板是人工放置的，所以很难做到每根钢管喷印位置一致，并且喷印的外观质量也较差；

机械手自动喷印技术虽然减轻了劳动强度，改善了作业环境，提高了喷印质量，但是通用机械手最少需要6根伺服轴，才能完成整个自动喷印作业，因此需要6套伺服系统，控制程序颇为复杂；而且通用机械手价格昂贵，维修困难，需要由专业维修人员进行维修，维修成本较高；另外，当设备出故障时，无法及时得到处理，从而影响生产效率。

发明内容

本实用新型的发明目的是提供一种用于大口径钢管自动内喷印的装置，该喷印装置应当能够代替复杂昂贵的机械手，自动地对大口径钢管进行内喷印作业，在保证内喷印作业质量与效率的同时，有效降低设备的制造与维护的成本。

根据上述发明目的，本实用新型提出了一种用于大口径钢管自动内喷印的装置，其包括：

一小车，其上设有一光电传感器；

一升降架，其设于小车上，并与一升降装置连接，升降装置驱动升降架上下移动；

一横梁，其设于升降架上，横梁设置为在一横梁移动装置的驱动下能够沿着横梁的轴向方向移动；

一喷印头，其设于横梁的一端端部，喷印头设置为在一喷印头转动装置的驱动下可绕着一转轴转动，转轴与钢管的中心轴重合或平行；

一喷印编码器，其设于横梁上，并设于靠近喷印头的后方；

一编码器驱动装置，其与喷印编码器连接，以驱动喷印编码器接触钢管内壁或离开钢管内壁；

一控制PLC，其与光电传感器和喷印编码器分别数据连接。

采用本技术方案对大口径钢管进行内喷印作业前，先根据大口径钢管的中心标高，通过升降装置将横梁调整到适当的高度，然后开始内喷印作业。在进行内喷印作业时，小车先向前运行，当光电传感器感应到小车到达钢管边沿位置时，向PLC发送信号，PLC控制小车停止前进，同时控制横梁移动装置开始运作。横梁在横梁移动装置的驱动下，将其端部的喷印头向前伸入到钢管内部。当横梁移动到达准确位置时，PLC控制横梁移动装置停止运作，同时控制编码器驱动装置驱动喷印编码器压下并接触到钢管内壁表面，喷印编码器的功能是检测并控制内喷印的位置。此时，喷印头在PLC的控制下开始按照内喷印工艺要求进行内喷印作业。PLC控制喷印头转动装置驱动喷印头，绕其转轴慢慢转动，同时对钢管内壁进行内喷印作业。当喷印头完成一行的喷印后，PLC控制编码器驱动装置驱动喷印编码器抬起并离开钢管内壁表面，同时控制横梁移动装置驱动横梁带动其端部的喷印头向后移动。当喷印头向后移动到一行的距离时，PLC控制横梁移动装置停止运行，并控制编码器驱动装置驱动喷印编码器压下并接触钢管内壁表面，从而可以进行第二行的喷印作业。周而复始，待喷印头完成所有行数的喷印后，PCL控制横梁移动装置驱动横梁向后退回到原位，再控制小车后退离开钢管边沿，从而完成一次内喷印作业。

在上述的用于大口径钢管自动内喷印的装置中，升降装置包括：

一手轮；

一蜗轮蜗杆升降器，其与手轮连接，蜗轮蜗杆升降器还与升降架连接。

作业人员可以通过转动手轮，通过蜗轮蜗杆带动升降架，从而调节横梁的高度。

在上述的用于大口径钢管自动内喷印的装置中，横梁移动装置包括：

一第一电机，其内设有一第一电机编码器，该第一电机编码器与所述控制PLC数据连接，用于检测横梁移动的位置；

一齿轮，其与第一电机连接；

一齿条，其与齿轮啮合连接，齿条还与横梁固定连接。

第一电机驱动齿轮，带动齿条，从而驱动横梁沿其轴向方向移动。

在上述的用于大口径钢管自动内喷印的装置中，喷印头转动装置包括：

一第二电机；

一主动齿轮，其与第二电机连接；

一从动齿轮，其与主动齿轮啮合连接；

一转动轴，其贯穿从动齿轮的中心孔，并在其端部与喷印头固定连接，该转动轴的几何轴心即为喷印头转动时所绕的转轴。

第二电机驱动主动齿轮，带动从动齿轮与贯穿从动齿轮中心孔的转动轴，从而驱动喷印头绕其转轴转动。

在上述的用于大口径钢管自动内喷印的装置中，编码器驱动装置为一气缸，气缸驱动喷印编码器压下与抬起。

本实用新型所述的用于大口径钢管自动内喷印的装置实现了对大口径钢管的自动内喷印作业，在减轻作业人员劳动强度的同时，提高了作业率；此外，由于采用价值约为50万元的本实用新型所述的内喷印装置代替价值约为200万元的通用机械手进行内喷印作业，从而显著降低了设备制造与维护的成本。

附图说明

图1是本实用新型所述的用于大口径钢管自动内喷印的装置在一种实施方式下的结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3显示了本实用新型所述的用于大口径钢管自动内喷印的装置在一种实施方式下的横梁移动装置与喷印头转动装置的结构。

图4是图3的侧视图。

图5显示了本实用新型所述的用于大口径钢管自动内喷印的装置在一种实施方式下的升降装置的结构。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型所述的用于大口径钢管自动内喷印的装置做进一步的详细说明。

图1显示了本实用新型所述的用于大口径钢管自动内喷印的装置在本实施例中的结构。图2是图1的侧视图。如图1、图2所示，光电传感器3设于小车1的前端，升降架9设于小车1上，并与升降装置连接，升降装置驱动升降架上下移动。横梁8设于升降架9上，并设置为在横梁移动装置的驱动下能够沿着其轴向方向移动。喷印头5设于横梁8一端的端部，其设置为在喷印头转动装置的驱动下可绕着转轴(其与钢管的中心轴处于重合或者平行)转动。喷印编码器6设于横梁上，靠近喷印头5的后方。气缸7作为编码器驱动装置，与喷印编码器6连接，以驱动喷印编码器6接触钢管内壁或者离开钢管内壁。此外，光电传感器3与喷印编码器6还与一个控制PLC数据连接。

图3显示了本实用新型所述的用于大口径钢管自动内喷印的装置在本实施例中的横梁移动装置与喷印头转动装置的结构。图4是图3的侧视图。如图3、图4所示，横梁8设于升降架9上，并设置为在横梁移动装置的驱动下能够沿着其轴向方向移动。横梁移动装置包括第一电机10(内带编码器)、齿轮以及齿条11，其中第一电机10与齿轮连接，齿轮与齿条11啮合连接，齿条11固定在横梁8上。喷印头转动装置包括第二电机12、主动齿轮13、从动齿轮14以及转动轴15，其中第二电机12与主动齿轮13连接，主动齿轮13与从动齿轮14相啮合，转动轴15贯穿从动齿轮的中心孔，并在其端部与喷印头固定连接；该转动轴15的几何轴心即为喷印头转动时所绕的转轴。

图5显示了本实用新型所述的用于大口径钢管自动内喷印的装置在本实施例中的升降装置的结构。如图5所示，升降装置包括手轮4、蜗轮蜗杆升降器2，手轮4与蜗轮蜗杆升降器2连接，蜗轮蜗杆升降器2还与升降架9连接。

结合图1、图2、图3、图5来看，本实施例所述的技术方案分为手动模式与自动模式。在自动模式下，对大口径钢管进行内喷印作业前，需先根据大口径钢管的中心标高，通过人工转动手轮4，驱动蜗轮蜗杆升降器2，带动升降架9，从而将横梁8调整到适当的高度，然后可以开始内喷印作业。在进行内喷印作业时，小车1先向前运行，当光电传感器3感应到小车1到达钢管边沿位置时，向PLC发送信号，PLC控制小车1停止前进，同时控制第一电机10开始运作。第一电机10驱动齿轮与齿条11，从而驱动横梁8带动其端部的喷印头5向前伸入到钢管内部。当第一电机10内设的编码器检测到横梁8到达准确位置时，向PLC发送信号，PLC控制第一电机10停止运作，从而使得喷印头5停留在指定位置，同时控制气缸7驱动喷印编码器6压下并接触到钢管内壁表面，喷印编码器6的功能是检测并控制内喷印的位置。此时，喷印头5在PLC的控制下开始按照内喷印工艺要求进行内喷印作业。第二电机12在PLC的控制下驱动主动齿轮13与从动齿轮14，带动转动轴15，从而驱动喷印头5，使其绕其转轴慢慢转动，同时对钢管内壁进行内喷印作业。当喷印头5完成一行的喷印后，PLC控制气缸7驱动喷印编码器6抬起并离开钢管内壁表面，同时PLC控制第一电机10驱动横梁8带动其端部的喷印头5向后移动。当喷印头5向后移动到一行的距离时，第一电机10内设的编码器向PLC发送信号，PLC控制第一电机10停止运行，并控制气缸7驱动喷印编码器6压下并接触钢管内壁表面，从而可以进行第二行的喷印作业。周而复始，待喷印头5完成所有行数的喷印后，PLC控制第一电机10驱动横梁8向后退回到原位，再控制小车1后退离开钢管边沿，从而完成一次内喷印作业。在手动模式下，作业人员通过操作与控制PLC连接的机侧盘来代替PLC控制内喷印装置进行内喷印作业。

要注意的是，以上列举的仅为本实用新型的具体实施例，显然本实用新型不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于大口径钢管自动内喷印的装置，其特征在于，包括：

一小车，其上设有一光电传感器；

一升降架，其设于所述小车上，并与一升降装置连接，所述升降装置驱动升降架上下移动；

一横梁，其设于所述升降架上，所述横梁设置为在一横梁移动装置的驱动下沿着横梁的轴向方向移动；

一喷印头，其设于所述横梁的一端端部，所述喷印头设置为在一喷印头转动装置的驱动下绕着一转轴转动，所述转轴与钢管的中心轴重合或平行；

一喷印编码器，其设于所述横梁上，并靠近所述喷印头设于其后方；

一编码器驱动装置，其与所述喷印编码器连接，以驱动喷印编码器接触钢管内壁或离开钢管内壁；

一控制PLC，其与所述光电传感器和喷印编码器分别数据连接。

2.如权利要求1所述的用于大口径钢管自动内喷印的装置，其特征在于，所述升降装置包括：

一手轮；

一蜗轮蜗杆升降器，其与所述手轮连接，所述蜗轮蜗杆升降器还与所述升降架连接。

3.如权利要求1所述的用于大口径钢管自动内喷印的装置，其特征在于，所述横梁移动装置包括：

一第一电机，其内设有一第一电机编码器，该第一电机编码器与所述控制PLC数据连接；

一齿轮，其与所述第一电机连接；

一齿条，其与所述齿轮啮合连接，所述齿条还与所述横梁固定连接。

4.如权利要求1所述的用于大口径钢管自动内喷印的装置，其特征在于，所述喷印头转动装置包括：

一第二电机；

一主动齿轮，其与所述第二电机连接；

一从动齿轮，其与所述主动齿轮啮合连接；

一转动轴，其贯穿所述从动齿轮的中心孔，并于其端部与所述喷印头固定连接。

5.如权利要求1所述的用于大口径钢管自动内喷印的装置，其特征在于，所述编码器驱动装置为一气缸。

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