CN209110525U - 一种管料寻孔装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种管料寻孔装置，包括竖直移动机构、旋转机构和寻孔固定连接板，竖直移动机构设置于寻孔固定连接板上，旋转机构设置于竖直移动机构上，旋转机构上依次分布有第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构，第二装夹机构上设有传感器，竖直移动机构带动旋转机构上下移动，旋转机构带动第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构旋转。实现管料上孔位的自动寻找并定位装夹，提高工作效率，降低劳动强度。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械设备技术领域，具体涉及一种管料寻孔装置。
背景技术
目前，我国铁路建设正在积极进行，接触网是其中的先决条件，为火车及动车，高铁等提供能量源，以前接触网腕臂预配的操作都是人工进行的，为了提高效率，从而进行项目研发，但是因为需要工件与管料中心孔给定距离的原因放弃此项目。因此寻孔装置的研发是需要解决的问题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种管料寻孔装置，实现管料上孔位的自动寻找并定位装夹，提高工作效率，降低劳动强度。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种管料寻孔装置，包括竖直移动机构、旋转机构和寻孔固定连接板，竖直移动机构设置于寻孔固定连接板上，旋转机构设置于竖直移动机构上，旋转机构上依次分布有第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构，第二装夹机构上设有传感器，竖直移动机构带动旋转机构上下移动，旋转机构带动第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构旋转。
按照上述技术方案，竖直移动机构为单轴机器人。
按照上述技术方案，单轴机器人包括第一电机和螺杆，螺杆的两端通过轴承固设于寻孔固定连接板上，第一电机与螺杆连接，螺杆上套设有移动螺母，旋转机构设置于移动螺母上，第一电机驱动螺杆转动，通过移动螺母带动旋转机构上下移动。
按照上述技术方案，旋转机构包括大带轮、伺服电机和安装板，伺服电机设置于安装板上，大带轮套设于安装板上，伺服电机连接有小带轮，小带轮通过同步带与大带轮连接，第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构设置于大带轮上，伺服电机带动小带轮转动，小带轮通过同步带带动大带轮转动，大带轮带动第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构转动。
按照上述技术方案，大带轮通过轴环套设于安装板上。
按照上述技术方案，第三装夹机构包括第三气缸和气缸调节板，第三气缸通过气缸调节板固设于大带轮上，第三气缸的两端均连接有半圆形夹爪，两个半圆形夹爪相对布置，半圆形夹爪的内侧设有定孔销；用于对斜腕臂上的孔进行装夹定位。
按照上述技术方案，两个半圆形夹爪伸入至大带轮的内孔中；两个半圆形夹爪与大带轮的内圆孔同心布置。
按照上述技术方案，第二装夹机构包括第一寻孔夹爪、第二寻孔夹爪和第二气缸，第一寻孔夹爪和第二寻孔夹爪分别与第二气缸的两端连接；第一寻孔夹爪和第二寻孔夹爪为两个相对布置的锥形夹头。
按照上述技术方案，所述的传感器为对射型光纤传感器，分为两个发射头，两个发射头分别分布于第一寻孔夹爪和第二寻孔夹爪上。
按照上述技术方案，第一装夹机构包括第一气缸，第一气缸的两端均连接有气缸夹爪，两个气缸夹爪相对布置，第一气缸带动一个气缸夹爪移动，使两个气缸夹爪靠近夹紧，用于夹紧钢管。
本实用新型具有以下有益效果：
本装置通过传感器检测孔的位置，并通过竖直移动机构和旋转机构调整第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构的位置，适应管料的位置，实现管料上孔位的自动寻找并定位装夹，提高工作效率，降低劳动强度。
附图说明
图1是本实用新型实施例中管料寻孔装置的正向立面视图；
图2是本实用新型实施例中管料寻孔装置的反向立面视图；
图3是本实用新型实施例中去除第二装夹机构的管料寻孔装置的后视图；
图4是本实用新型实施例中第三装夹机构的结构示意图；
图中，1-单轴机器人，2-减速机，3-伺服电机，4-同步带，5-大带轮，6-第三气缸，7-气缸调节板，8-轴环，9-第二气缸，10-第一寻孔夹爪，11-第二寻孔夹爪，12-第一气缸，13-气缸夹爪，14-寻孔固定连接板，15-半圆形夹爪，16-小带轮，17-定孔销。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
参照图1～图4所示，本实用新型提供的一个实施例中的管料寻孔装置，包括竖直移动机构、旋转机构和寻孔固定连接板14，竖直移动机构设置于寻孔固定连接板14上，旋转机构设置于竖直移动机构上，旋转机构上沿轴向依次分布有第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构，第二装夹机构上设有传感器，竖直移动机构带动旋转机构上下移动，旋转机构带动第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构旋转；第一装夹机构用于夹紧钢管，辅助第二装夹机构和第三装夹机构对孔位的装夹定位，第二装夹机构上设有传感器，用于寻孔(既寻平腕臂上的孔，也寻斜腕臂上的孔)后，并对平腕臂上的孔进行装夹定位，第三装夹机构用于对斜腕臂上的孔进行装夹定位，第二装夹机构和第三装夹机构分为两个不同的夹爪是因为平腕臂和斜腕臂上孔的位置不一样，不能通用。
进一步地，竖直移动机构为单轴机器人1。
进一步地，单轴机器人1包括第一电机和螺杆，螺杆的两端通过轴承固设于寻孔固定连接板14上，第一电机与螺杆连接，螺杆上套设有移动螺母，旋转机构设置于移动螺母上，第一电机驱动螺杆转动，通过移动螺母带动旋转机构上下移动。
进一步地，旋转机构包括大带轮5、伺服电机3和安装板，伺服电机3设置于安装板上，大带轮5套设于安装板上，伺服电机3连接有小带轮16，小带轮16通过同步带4与大带轮5连接，第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构设置于大带轮5上，伺服电机3带动小带轮16转动，小带轮16通过同步带4带动大带轮5转动，大带轮5带动第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构转动。
进一步地，伺服电机3与小带轮16之间连接有减速机2。
进一步地，大带轮5通过轴环8套设于安装板上。
进一步地，如图3和图4所示，图4中去掉了一个半圆形夹爪15，第三装夹机构包括第三气缸6和气缸调节板7，第三气缸6通过气缸调节板7固设于大带轮5上，第三气缸6的两端均连接有半圆形夹爪15，两个半圆形夹爪15相对布置，半圆形夹爪15的内侧设有定孔销17；用于对斜腕臂上的孔进行装夹定位。
进一步地，两个半圆形夹爪15伸入至大带轮5的内孔中；两个半圆形夹爪15与大带轮5的内圆孔同心布置；结构更紧凑，节省空间，同心夹持钢管对钢管定位更加准确，方便后续操作。
进一步地，第二装夹机构包括第一寻孔夹爪10、第二寻孔夹爪11和第二气缸9，第一寻孔夹爪10和第二寻孔夹爪11分别与第二气缸9的两端连接；第一寻孔夹爪10和第二寻孔夹爪11为两个相对布置的锥形夹头。
进一步地，所述的传感器为对射型光纤传感器，分为两个发射头，两个发射头分别分布于第一寻孔夹爪10和第二寻孔夹爪11上；两发射头会发射光线，当两发射头之间没有阻挡时，那么就会检测到光，此时传感器会有信号输出，以此来判断确定孔位。
进一步地，第一装夹机构包括第一气缸12，第一气缸12的两端均连接有气缸夹爪13，两个气缸夹爪13相对布置，第一气缸12带动一个气缸夹爪13移动，使两个气缸夹爪13靠近夹紧，用于夹紧钢管；气缸夹爪13为半圆弧形。
进一步地，管料寻孔装置还包括移动小车，竖直移动机构设置于移动小车上，移动小车带动整个装置沿管料轴向前后移动。
本实用新型的工作过程：
管料运送至指定位置，通过竖直移动机构和旋转机构带动第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构上下移动和旋转，调整与管料的相对位置，同时PLC给定数据，移动小车移动到指定位置，第二装夹机构就会停在钢管孔位的那个截面，此时第一装夹机构和第三装夹机构不动作，然后第二装夹机构开始转动寻孔，寻到孔位之后，如果管料是平腕臂则第二装夹机构直接对平腕臂上的孔进行装夹定位，如果管料是斜腕臂则第二装夹机构不对斜腕臂上的孔进行装夹定位，移动小车会带动整个装置前后移动，补偿斜腕臂与第三装夹机构之间的前后间距，然后第三装夹机构夹紧，第一装夹机构夹紧，管料不动，寻孔装置动作，移动过程中第一气爪不夹紧。
本实用新型的工作原理：
如图1和图2所示，本实用新型是一种管料寻孔装置，包括上下移动和旋转功能，对于平腕臂，首先调整单轴机器人11上下移动使上面连接的大同步轮5与管料处于同心的位置，然后通过调节螺钉使管头处于寻孔两夹爪10中间位置，伺服电机3转动从而带大同步带4轮旋转，然后大同步轮带动连接在上面的气缸9及位于夹爪里面的光纤传感器10跟随旋转，光纤传感器一直转动，通过输出信号的有无来寻找孔位。确认是否有孔以及孔的中心位置，确认之后，气缸9动作,将其夹住，夹爪的尖部正好嵌入管料的中心孔，完成寻孔。
对于斜腕臂，由于孔在前端的耳座上面，因此需要另外一对气爪夹住，具体实施方式为，首先调整单轴机器人1使大带轮5与管料在同心的位置，然后将第一寻孔夹爪10调节到达管头中间位置，通过伺服电机3驱动同步带4轮旋转带动第二气缸9及光纤传感器10寻找孔位。光纤传感器开始工作，确认是否有孔以及孔的位置，然后伺服小车前进一定距离，第一气缸12上面的夹爪正好对准斜腕臂的孔，第一气缸12通气，第一气缸闭合，带动气爪闭合将其夹紧。
以上的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种管料寻孔装置，其特征在于，包括竖直移动机构、旋转机构和寻孔固定连接板，竖直移动机构设置于寻孔固定连接板上，旋转机构设置于竖直移动机构上，旋转机构上依次分布有第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构，第二装夹机构上设有传感器，竖直移动机构带动旋转机构上下移动，旋转机构带动第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构旋转。
2.根据权利要求1所述的管料寻孔装置，其特征在于，竖直移动机构为单轴机器人。
3.根据权利要求2所述的管料寻孔装置，其特征在于，单轴机器人包括第一电机和螺杆，螺杆的两端通过轴承固设于寻孔固定连接板上，第一电机与螺杆连接，螺杆上套设有移动螺母，旋转机构设置于移动螺母上，第一电机驱动螺杆转动，通过移动螺母带动旋转机构上下移动。
4.根据权利要求1所述的管料寻孔装置，其特征在于，旋转机构包括大带轮、伺服电机和安装板，伺服电机设置于安装板上，大带轮套设于安装板上，伺服电机连接有小带轮，小带轮通过同步带与大带轮连接，第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构设置于大带轮上，伺服电机带动小带轮转动，小带轮通过同步带带动大带轮转动，大带轮带动第一装夹机构、第二装夹机构和第三装夹机构转动。
5.根据权利要求4所述的管料寻孔装置，其特征在于，大带轮通过轴环套设于安装板上。
6.根据权利要求1所述的管料寻孔装置，其特征在于，第三装夹机构包括第三气缸和气缸调节板，第三气缸通过气缸调节板固设于大带轮上，第三气缸的两端均连接有半圆形夹爪，两个半圆形夹爪相对布置，半圆形夹爪的内侧设有定孔销；用于对斜腕臂上的孔进行装夹定位。
7.根据权利要求6所述的管料寻孔装置，其特征在于，两个半圆形夹爪伸入至大带轮的内孔中；两个半圆形夹爪与大带轮的内圆孔同心布置。
8.根据权利要求1所述的管料寻孔装置，其特征在于，第二装夹机构包括第一寻孔夹爪、第二寻孔夹爪和第二气缸，第一寻孔夹爪和第二寻孔夹爪分别与第二气缸的两端连接；第一寻孔夹爪和第二寻孔夹爪为两个相对布置的锥形夹头。
9.根据权利要求8所述的管料寻孔装置，其特征在于，所述的传感器为对射型光纤传感器，分为两个发射头，两个发射头分别分布于第一寻孔夹爪和第二寻孔夹爪上。
10.根据权利要求1所述的管料寻孔装置，其特征在于，第一装夹机构包括第一气缸，第一气缸的两端均连接有气缸夹爪，两个气缸夹爪相对布置，第一气缸带动一个气缸夹爪移动，使两个气缸夹爪靠近夹紧，用于夹紧钢管。
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