CN214722076U - 一种风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固装置，属于机械制造领域。包括伺服转台、由伺服转台控制转动的轮毂组件以及设置在轮毂组件一侧的两个相同的可移动的紧固机构，每个紧固机构均包括X向运动组件、Y向运动组件、Z向运动组件和由X向运动组件、Y向运动组件、Z向运动组件三者配合驱动在空间直角坐标系的X、Y、Z三个方向上运动的用于固定轮毂组件中的螺栓的自动液压拉伸器。本实用新型采用两个可移动的紧固机构，并在该紧固机构上配备X、Y、Z向运动组件，可按照对称紧固、星型紧固等多种工艺要求，对不同尺寸不同型号的风机轮毂变桨轴承螺栓及所有螺栓的进行自动化紧固要求。

Description

一种风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固装置

技术领域

本实用新型涉及一种轴承安装紧固技术，具体涉及一种风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固装置。

背景技术

目前风电主机厂家针对轮毂的装配普遍是采用人工装配的方式，利用手动拉伸器对变桨轴承螺栓进行多级拉伸紧固，因变桨轴承固定螺栓数量多，且按照工艺要求需要对螺栓拉伸紧固需要进行多级多次紧固，故工人的工作量极大，效率低下，且紧固过程的数据无记录，质量无法追溯；若紧固过程中，液压拉伸器漏油或油管泄漏，对工人会产生伤害。现在有少量关于螺栓紧固自动化装置方面的专利公开申请，如专利号为201810436595.3，名称为“一种风机轮毂叶片轴承面的螺栓螺母紧固系统及其方法”的发明专利，提供了一种分级轮毂叶片轴承面的螺栓螺母紧固系统，主要由多自由度机器人、轮毂转台、液压拉伸器等组成，通过机器人的自动装配生产系统与液压拉伸器结合，实现没有人工接入条件下对风机轮毂的叶片轴承面的螺栓进行螺栓螺母紧固。但是该专利是单机器人执行，在较大机型较大尺寸轮毂转配时，无法对所有螺栓全覆盖紧固。

综上所述，现有的关于风机变桨轴承螺栓紧固无法覆盖大机型大尺寸轮毂紧固。因此，设计一种风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固装置十分必要。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固装置，该装置能够实现覆盖多种机型多种尺寸的风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案如下：

一种风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固装置，其特征在于，包括伺服转台、由伺服转台控制转动的轮毂组件以及设置在轮毂组件一侧的两个相同的可移动的紧固机构，每个紧固机构均包括X向运动组件、Y向运动组件、Z向运动组件和自动液压拉伸器；所述X向运动组件连接在Z向运动组件上，Y向运动组件又连接在X向运动组件上；所述自动液压拉伸器连接在Y向运动组件上，由X向运动组件、Y向运动组件、Z向运动组件三者配合驱动其在空间直角坐标系的X、Y、Z三个方向上运动对轮毂组件上的螺栓进行紧固。

进一步的，所述Z向定位组件包括Z向运动直线模组和可沿Z向运动直线模组纵向来回移动的Z向运动件；X向定位组件包括设置在Z向运动件上的X向运动直线模组和可沿X向运动直线模组来回移动的X向运动件；Y向定位组件包括设置在X向运动件上的Y向运动直线模组和可沿Y向运动直线模组来回移动的Y向运动件。

进一步的，两个紧固机构滑动连接在同一直线滑台组件上，所述直线滑台组件包括移动基座、一号驱动连接板、二号驱动连接板，所述一号驱动连接板、二号驱动连接板均滑动连接在移动基座上，两个紧固机构底部分别固定在一号驱动连接板和二号驱动连接板上。

进一步的，还包括视觉定位组件，所述视觉定位组件包括激光测距传感器和2D工业相机，激光测距传感器和2D工业相机均设置在Y向运动件上。

进一步的，还包括用于驱动Z向运动件的Z轴驱动电机，Z轴驱动电机连接于所述Z向运动直线模组端部，Z向运动直线模组竖直安装在Z向运动固定件上。

进一步的，还包括用于驱动Y向运动件的Y轴驱动电机，Y轴驱动电机连接于所述Y向运动直线模组端部。

进一步的，还包括用于驱动X向运动件的X轴驱动电机，X轴驱动电机连接于所述X向运动直线模组端部。

进一步的，所述轮毂组件包括轮毂、变桨轴承、螺栓和双头螺柱。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型采用两个可移动的紧固机构，并在该紧固机构上配备X、Y、Z向运动组件，通过两个紧固机构可按照对称紧固、星型紧固等多种工艺要求，对不同尺寸不同型号的风机轮毂变桨轴承螺栓进行自动化紧固；

2、本实用新型利用激光测距传感器可以精确测量轮毂轴承面与自动液压拉伸器端面的角度，进而通过紧固机构与伺服转台的配合动作可以达到轮毂轴承面与自动液压拉伸器端面的平行，利于保证拉伸紧固质量。

附图说明

图1为本实用新型的总体示意图；

图2为所述紧固机构的结构示意图；

其中，

1、轮毂组件，2、螺母，3、双头螺柱，4、紧固机构一，5、移动基座，6、一号驱动连接板，7、紧固机构二，8、二号驱动连接板，9、伺服转台，41、Z轴驱动电机，42、Z向运动直线模组，43、Z向运动件，44、Z向运动模组固定件，45、X向驱动电机，46、X向运动直线模组，47、X向运动件，48、Y向驱动电机，49、Y向运动件，410、激光测距传感器，411、2D工业相机，412、自动液压拉伸器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、 “安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实施例为最基本的实施方式。

本实施例提供了一种风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固装置，参照说明书附图1和附图2，包括伺服转台9、随伺服转台9转动的轮毂组件1以及设置在轮毂组件1一侧的两个相同的可移动的紧固机构一4和紧固机构二7。

如图1所示，轮毂组件1包括轮毂、变桨轴承、螺栓、双头螺柱3，轮毂组件1安装在伺服转台9上，由伺服转台9控制其旋转，使之配合紧固机构上的自动液压拉伸器412实现螺栓的紧固。

两个紧固机构滑动连接在同一直线滑台组件上，所述直线滑台组件包括移动基座5、一号驱动连接板6、二号驱动连接板8，一号驱动连接板6、二号驱动连接板8均滑动连接在移动基座5上，两个紧固机构底部分别固定在一号驱动连接板6和二号驱动连接板8上，随一号驱动连接板6和二号驱动连接板8在直线滑台组件上来回滑动。

每个紧固机构均包括X向运动组件、Y向运动组件、Z向运动组件和用于螺栓紧固的自动液压拉伸器412；所述X向运动组件连接在Z向运动组件上，Y向运动组件又连接在X向运动组件上；自动液压拉伸器412连接在Y向运动组件上，由X向运动组件、Y向运动组件、Z向运动组件三者配合驱动其在空间直角坐标系的X、Y、Z三个方向上运动。

Z向定位组件包括Z向运动直线模组42、安装于Z向运动直线模组42上的Z向运动件43以及用于驱动Z向运动件43的Z轴驱动电机41，Z轴驱动电机41连接固定于所述Z向运动直线模组42端部，Z向运动直线模组42固定连接在竖立的Z向运动固定件上。

X向定位组件包括设置在Z向运动件43上的X向运动直线模组46、安装于X向运动直线模组46上的X向运动件47和用于驱动X向运动件47的X轴驱动电机，X轴驱动电机连接于所述X向运动直线模组46端部。

Y向定位组件包括设置在X向运动件47上的Y向运动直线模组、安装于Y向运动直线模组上的Y向运动件49和用于驱动Y向运动件49的X轴驱动电机，Y轴驱动电机连接于所述X向运动直线模组46端部。

所述的X向运动直线模组46、Y向运动直线模组和Z向运动直线模组42有多种，包含丝杠导轨、皮带导轨等，各个直线模组对应的驱动电机连接方式可以是沿直线模组轴向安装于模组端部，也可以是沿直线模组端部转角90°安装。

自动液压拉伸器412固定在Y向运动件49上，Y向运动件49上固定安装有视觉定位组件，所述视觉定位组件包括激光测距传感器410和2D工业相机411。

视觉定位组件中的激光测距传感器410和2D工业相机411的检测数据均传输给PLC控制器,PLC控制器接收到所述的检测数据后控制伺服转台9、直线滑台组件、X向运动组件、Y向运动组件和Z向运动组件的动作。

本实用新型的工作原理如下：

风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固过程中，Z轴驱动电机41驱动Z向运动直线模组42带动Z向运动件43上下移动，进而带动X向运动组件、Y向运动组件、视觉定位组件、自动液压拉伸器412上下移动；X向驱动电机45驱动X向直线模组46带动X向运动件47左右移动，进而带动Y向运动组件、视觉定位组件、自动液压拉伸器412上下移动，Y向驱动电机48驱动Y向运动件49及传感器安装件，进而带动视觉定位组件、自动液压拉伸器412前后移动。

在本实施例所述的风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固过程中，根据不同尺寸风机轮毂尺寸及待紧固螺栓Z向位置，直线滑台组件驱动紧固机构一4和紧固机构二7进行相应的粗移动以满足要求。两个紧固机构可按照对称紧固、星型紧固等多种工艺要求对变桨轴承螺栓进行自动化紧固。

在本实施例所述的风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固过程中， X、Z向运动组件移动合适三处位置通过激光测距传感器410测量，进而通过计算出轮毂端面是否与拉伸器端面平行，若不平行，伺服转台9动作，驱动轮毂进行旋转，最终达到轮毂端面与自动液压拉伸器412端面平行。激光测距传感器410通过测量三个点，可计算出当前三个点的平面坐标，与原始理想平面坐标对比，可判断出轮毂端面是否与拉伸器端面平行，该检测原理为现有技术，此处不再赘述。

在本实施例所述的风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固过程中，视觉定位组件通过图像处理技术确定待紧固螺栓位置，进而X、Z向运动组件动作带动自动液压拉伸器412的轴线与待紧固螺栓轴线重合，通过Y向运动组件带动自动液压拉伸器412进给，对螺栓进行拉伸紧固。

在本实施例所述的风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固过程中，紧固螺栓紧固完成后，通过X、Y、Z向运动组件动作，将自动液压拉伸器412送至下一待紧固螺栓位置，再次利用视觉定位组件进行定位，利用X、Y、Z向运动组件及自动液压拉伸器412动作，对后续待紧固螺栓进行紧固。

在本实施例所述的风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固过程中，轮毂组件1中一面的螺栓全部紧固完成后，伺服转台9可以根据待紧固螺栓面的需要进行旋转，使轮毂三个面的螺栓转动到需要位置。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固装置，其特征在于，包括伺服转台（9）、由伺服转台（9）控制转动的轮毂组件（1）以及设置在轮毂组件（1）一侧的两个相同的可移动的紧固机构，每个紧固机构均包括X向运动组件、Y向运动组件、Z向运动组件和自动液压拉伸器（412）；所述X向运动组件连接在Z向运动组件上，Y向运动组件又连接在X向运动组件上；所述自动液压拉伸器（412）连接在Y向运动组件上，由X向运动组件、Y向运动组件、Z向运动组件三者配合驱动其在空间直角坐标系的X、Y、Z三个方向上运动对轮毂组件（1）上的螺栓进行紧固。

2.根据权利要求1所述的一种风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固装置，其特征在于，所述Z向定位组件包括Z向运动直线模组（42）和可沿Z向运动直线模组（42）纵向来回移动的Z向运动件（43）；X向定位组件包括设置在Z向运动件（43）上的X向运动直线模组（46）和可沿X向运动直线模组（46）来回移动的X向运动件（47）；Y向定位组件包括设置在X向运动件（47）上的Y向运动直线模组和可沿Y向运动直线模组来回移动的Y向运动件（49）。

3.根据权利要求1所述的一种风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固装置，其特征在于，两个紧固机构滑动连接在同一直线滑台组件上，所述直线滑台组件包括移动基座（5）、一号驱动连接板（6）、二号驱动连接板（8），所述一号驱动连接板（6）、二号驱动连接板（8）均滑动连接在移动基座（5）上，两个紧固机构底部分别固定在一号驱动连接板（6）和二号驱动连接板（8）上。

4.根据权利要求2所述的一种风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固装置，其特征在于，还包括视觉定位组件，所述视觉定位组件包括激光测距传感器（410）和2D工业相机（411），激光测距传感器（410）和2D工业相机（411）均设置在Y向运动件（49）上。

5.根据权利要求2所述的一种风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固装置，其特征在于，还包括用于驱动Z向运动件（43）的Z轴驱动电机（41），Z轴驱动电机（41）连接于所述Z向运动直线模组（42）端部，Z向运动直线模组（42）竖直安装在Z向运动固定件上。

6.根据权利要求2所述的一种风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固装置，其特征在于，还包括用于驱动Y向运动件（49）的Y轴驱动电机，Y轴驱动电机连接于所述Y向运动直线模组端部。

7.根据权利要求2所述的一种风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固装置，其特征在于，还包括用于驱动X向运动件（47）的X轴驱动电机，X轴驱动电机连接于所述X向运动直线模组（46）端部。

8.根据权利要求1所述的一种风机轮毂变桨轴承螺栓自动化紧固装置，其特征在于，所述轮毂组件（1）固定安装在伺服转台（9）上，随伺服转台（9）同步转动。

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